JPH08167186A - 光磁気システム - Google Patents

光磁気システム

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JPH08167186A
JPH08167186A JP30593894A JP30593894A JPH08167186A JP H08167186 A JPH08167186 A JP H08167186A JP 30593894 A JP30593894 A JP 30593894A JP 30593894 A JP30593894 A JP 30593894A JP H08167186 A JPH08167186 A JP H08167186A
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JP
Japan
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magneto
substrate
optical system
polarization
optical disk
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Withdrawn
Application number
JP30593894A
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English (en)
Inventor
Yoshihito Fukushima
義仁 福島
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 光磁気ディスクの基板面内の遅相軸の方向が
入射光の偏光方向と略一致するように管理する。 【効果】 光磁気ディスクの記録磁性層のカー楕円効果
を基板の複屈折で補償でき、再生信号のCN比の劣化が
抑えられる。また、ドライブに位相補償板を挿入するこ
となく、ディテクタ上の光の位相差が抑えられるように
なるので、ドライブのコストダウンが図られるとともに
使用するレーザ光の短波長化に十分対応することが可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可視光のレーザ光を使
用して光磁気ディスクの記録・再生を行う光磁気システ
ムに関し、特に光磁気ディスクの基板面内の複屈折によ
って、カー楕円効果による信号劣化を抑えることを可能
とする光磁気システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光磁気ディスクは、例えばコンピ
ュータ等の外部記憶装置、或いは音声信号や映像信号の
記録再生を行う機器の記録媒体として一般に普及してい
る。
【0003】この光磁気ディスクとしては、ポリカーボ
ネート等からなる透明基板の一主面に、膜面と垂直方向
に磁化容易軸を有し且つ磁気光学効果の大きな記録磁性
層(例えば希土類−遷移金属合金非晶質薄膜)や反射
膜、誘電体層を積層することにより記録部を形成し、上
記透明基板側からレーザ光を照射して信号の読み取りを
行うようにしたものが知られている。
【0004】この光磁気ディスクの記録・再生を行う光
磁気システムでは、光磁気ディスクの記録磁性層のカー
効果を利用して記録再生を行っている。
【0005】カー効果とは、磁気光学効果の一種で、上
記光磁気ディスクの記録磁性層で反射する光の偏光面を
回転させる現象であり、上記記録磁性層の磁極の向きに
対応してカー効果による反射光の偏光面の回転方向が変
わる。
【0006】上記光磁気システムにおいては、上記記録
磁性層で反射する光を偏光ビームスプリッタにより2つ
に分割し、この分割された光を例えばフォトダイオード
等からなる2つのディテクタPD1,PD2で測定し
て、これら光の強度(図7及び図8)の差信号(図9)
から上記カー効果による反射光の偏光面の回転(図6参
照。)の方向を検出している。
【0007】従って、上記ディテクタPD1,PD2で
検出される光の強度の差信号のCN比及びSN比は、シ
ステム上非常に重要である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記差信号
の振幅は、上記ディテクタPD1,PD2上の光に位相
差があると減少する。このように上記ディテクタPD
1,PD2上の光に位相差を与える主な原因としては、
上記記録磁性層のカー楕円効果及び上記基板の複屈折が
挙げられる。
【0009】これに対して、上記位相差を小さくするた
めに、例えばドライブに位相補償板を挿入する方法等が
提案されている。
【0010】しかし、この位相補償板を使用する方法で
は、光学素子を挿入することによってドライブのコスト
アップを招いてしまう。また、近赤外の半導体レーザを
使用している現在の光学系では、上述のような基板の複
屈折による位相差がそれほど重要な問題にならない場合
が多い。このため、従来の光磁気システムにおいては、
上記位相補償板を挿入しないドライブも多い。
【0011】ところが、今後、使用するレーザ光の短波
長化が進められると、上記基板の複屈折の位相差への影
響は大きくなる。従って、上記ディテクタPD1,PD
2で検出される光の強度の差信号のCN比及びSN比を
十分に確保し、高品質な再生信号を得るために、上記位
相差を小さくするための工夫の必要性は一層高まると考
えられる。
【0012】そこで、本発明はこのような実情に鑑みて
提案されたものであって、基板の複屈折とカー楕円効果
による位相差を少なくし、使用するレーザ光の短波長化
に十分対応可能となる光磁気システムを提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、基板の光学的異方
性に着目した光磁気ディスクの偏光解析から、再生信号
は上記基板の面内の複屈折、面内主軸方位に依存してい
ることが明らかとなり、これら基板の複屈折を管理する
ことにより、品質に優れた再生信号を得ることができる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】即ち、本発明の光磁気システムは、基板上
に記録領域を有する記録部が設けられた光磁気ディスク
上に可視光のレーザ光を照射して記録・再生を行う光磁
気システムにおいて、上記光磁気ディスクの記録領域全
域に亘り上記基板面内の複屈折の遅相軸の方向が上記レ
ーザ光の入射光の偏光面と略一致することを特徴とする
ものである。
【0015】上記可視光のレーザ光とは、波長700n
m以下のレーザ光をさす。
【0016】
【作用】光磁気ディスクの基板上に設けられた記録領域
全域に亘り前記基板面内の複屈折の遅相軸の方向がレー
ザ光の入射光の偏光面と略一致するように記録を行うこ
とにより、得られる再生信号の品質が向上する。
【0017】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。
【0018】本実施例は、波長700nm以下のレーザ
光を使用し、透明基板上に第1のSiN誘電体膜/Tb
FeCoCr磁性膜/第2のSiN誘電体膜/Al反射
膜からなる記録部が設けられた光磁気ディスクに対して
記録・再生を行うに際し、該光磁気ディスクの記録領域
全域に亘り上記透明基板面内の複屈折の遅相軸の方向が
上記レーザ光の入射光の偏光面と一致するようにした例
である。
【0019】先ず、本実施例の光磁気システムの基本的
な光学系の構成について説明する。
【0020】この光学系は、図1に示すように、半導体
レーザ1と、該半導体レーザ1から出射される可視光の
レーザ光により記録・再生が行われる光磁気ディスク4
と、所定の受光用光学系を介して上記光磁気ディスク4
の記録磁性層で反射した光が検出される第1及び第2の
フォトダイオード8,9とから構成されてなる。
【0021】上記半導体レーザ2と上記光磁気ディスク
4の間には、第1の偏光ビームスプリッタ2及び対物レ
ンズ3が配設される。
【0022】上記半導体レーザ1から出射されたレーザ
光は、上記第1の偏光ビームスプリッタ2にて(1)直
線偏波成分の高純度化と、(2)微弱信号分離が行われ
た後、該第1の偏光ビームスプリッタ2を経て上記対物
レンズ3を介して上記光磁気ディスク4上に集光され照
射される。そして、該光磁気ディスク4からの反射光
は、上記対物レンズ3を介して上記第1の偏光ビームス
プリッタ2に再び入射し、後述の受光用光学系に送られ
る。
【0023】一方、受光用光学系として、上記第1の偏
光ビームスプリッタ2と上記第1のフォトダイオード8
の間には、1/2波長板6及び第2の偏光ビームスプリ
ッタ7が配設される。これら第1の偏光ビームスプリッ
タ2、1/2波長板6、第2の偏光ビームスプリッタ7
及び第1のフォトダイオード8は同一光軸上に配置され
る。
【0024】なお、上記第1の偏光ビームスプリッタ2
と上記1/2波長板6の間には、位相補償板5が必要に
応じて挿入されても良い。
【0025】上記第1の偏光ビームスプリッタ2に戻っ
た光磁気ディスク4からの反射光は、上記1/2波長板
6に入射されて偏波の回転を行い、更に上記第2の偏光
ビームスプリッタ7にて直交する2つの直線偏光に分離
される。そして、分離された光が上記第1及び第2のフ
ォトダイオード8,9にそれぞれ入射され、これら第1
及び第2のフォトダイオード8,9からの出力の差が検
出されて情報信号として取り出される。
【0026】上記光磁気ディスク4においては、厚さ数
mm程度の円盤状の透明な基板の一主面上に第1の誘電
体層、記録磁性層、第2の誘電体層、及び反射膜が順次
積層された多層構造を有する記録部が形成されてなる。
【0027】なお、上記基板表面のうち、上記記録部を
設ける側には、通常再生時に使用するレーザ光波長のお
よそ4分の1の深さを有する案内溝や番地符号ピット等
(いずれも図示は省略する。)が設けられる。
【0028】この基板の材質としては、アクリル樹脂、
カーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂
等のプラスチック材料の他、ガラス等が挙げられるが、
本実施例ではポリカーボネート樹脂を使用した。
【0029】また、上記第1及び第2の誘電体層、記録
磁性層及び反射膜の構成材料としては、通常この種の光
磁気ディスクにおいて使用されるものがいずれも使用可
能であり、特に限定されないが、ここではSiN誘電体
膜、TbFeCoCr磁性膜及びAl反射膜をそれぞれ
使用した。
【0030】そこで、このような光磁気システムにおい
て、上記光磁気ディスクの基板の複屈折が再生信号の品
質に及ぼす影響を調べた。
【0031】一般に、結晶体の光学的異方性は、図2に
示すように、3本の主軸が半径方向(図2中x軸方
向)、接線方向(y軸方向)及び該基板11の厚み方向
(z軸方向)を向いた屈折率楕円体で記述される。
【0032】この屈折率楕円体は、主軸変換を行い、該
主軸1,2,3に沿った座標系をそれぞれx1 ,x2
3 とすると、下記の式で表される。
【0033】
【数1】
【0034】〔但し、上記式中、n1 ,n2 ,n3 は、
主屈折率をそれぞれ表す。〕 故に、上記屈折率楕円体は、主屈折率n1 ,n2 ,n3
及び主軸の方位Φ1 ,Φ2 で決まる。
【0035】ここで、上記基板11の光学的異方性は、
構成材料であるポリカーボネート樹脂の光弾性係数が大
きいこと、成形プロセスにおいて出射成形を行っている
ことに起因する。
【0036】先ず、樹脂の流動時の分子配向による複屈
折は、基板の表面近傍のスキン層に局在し、主軸方位が
厚み方向に対して20〜45°傾いた屈折率楕円体で表
され、Δnz =〜10-4、Δnh =10-4〜10-5であ
る(Δnz は断面内の屈折率差、Δnh は基板面内の屈
折率差をそれぞれ表す。)。更に、該基板の複屈折とし
ては、熱収縮時の密度差及び冷却の不均一性による歪み
によるものも加わる。
【0037】従って、最終的に形成された基板に対して
該基板表面に垂直な方向と30°斜め方向からレーザ光
を入射して複屈折を測定すると、前記レーザ光の光路上
で上述の屈折率楕円体の分布は積分され、図3に示すよ
うに、基板11は2軸性屈折率楕円体とみなすことがで
きる(厚み方向の光学的異方性が基板面内の光学的異方
性より1ケタ大きく、また断面内の主軸の傾き角Φ2
小さい故。)。
【0038】そこで、上記光磁気ディスクの基板上のあ
る一点の複屈折の影響を調べるに際し、Φ2 =0の2軸
性屈折率楕円体として以下のように偏光解析を行った。
【0039】即ち、上記光磁気システムにおける上記第
1フォトダイオードと第2のフォトダイオードで検出さ
れる光の強度差から得られる再生信号(差信号)の振幅
PPと上記屈折率楕円体の主軸方向の主屈折率n1 ,n
2 ,n3 の関係を調べた。
【0040】図4は、上記光磁気ディスクの基板表面に
形成された案内溝に対してレーザ光の入射光の偏光面が
平行となるようにした場合における上記屈折率楕円体の
主屈折率の差n2 −n1 の値と差信号の振幅IPPの関係
を示すものである。
【0041】図4に示すように、上記差信号の振幅は、
2 −n1 =0の時に最大となるのではなく、カー楕円
効果によって生ずる位相差を複屈折による位相差が補償
する時に最大となることが判った。
【0042】また、このように入射光の偏光面が上記光
磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝に対して平
行な光学系では、n2 −n1 が正の領域で上記差信号の
振幅が最大となった。故に、この光学系では、基板の複
屈折がn2 >n1 、つまり垂直入射時の遅相軸が接線方
向である方が差信号に関しては有利であると言える。
【0043】次に、図5に、上記光磁気ディスクの基板
表面に形成された案内溝に対してレーザ光の入射光の偏
光面が垂直となるようにした場合における上記屈折率楕
円体の主屈折率の差n2 −n1 の値と差信号の振幅IPP
の関係を示した。
【0044】図5に示すように、この場合においても、
上記差信号の振幅は、n2 −n1 =0の時に最大となる
のではなく、カー楕円効果によって生ずる位相差を複屈
折による位相差が補償する時に最大となることが判っ
た。
【0045】また、このように入射光の偏光面が上記光
磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝に対して垂
直な光学系では、n2 −n1 が負の領域で上記差信号の
振幅が最大となった。故に、この光学系では、基板の複
屈折がn2 <n1 、つまり垂直入射時の遅相軸が半径方
向である方が差信号に関しては有利であると言える。
【0046】以上のことから、いずれの光学系において
も、入射光の偏光方向と基板面内の遅相軸の方向が一致
している時に、上記差信号の振幅が大きくなり、高品位
な再生信号が得られることが判った。
【0047】また、入射光の波長が短くなるほど、n2
−n1 が同じでも位相差が大きくなるため、差信号はn
2 −n1 の影響を大きく受ける。
【0048】更に、上述の結果によると、入射光の波長
が630nm以上の光学系では、入射光の偏光面が上記
光磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝に対して
平行な光学系を使用した場合に、 0≦n2 −n1 ≦0.00008 の範囲で、また入射光の偏光面が上記光磁気ディスクの
基板表面に形成された案内溝に対して垂直な光学系を使
用した場合に、 −0.00008≦n2 −n1 ≦0 の範囲で、いずれも差信号の最大値からの減少量を1.
5dBに抑えることができることが判った。
【0049】なお、この計算は一例に過ぎず、膜の材質
及び構造に大きく依存するが、上記制限を設けておけ
ば、今後のレーザの短波長化に伴う複屈折の影響は大幅
に抑えることができると期待される。
【0050】また、入射光の偏光方向と基板面内の遅相
軸の方向を一致させる方法としては、基板を成形する際
の金型温度や樹脂温度、圧力、アニール条件等を適宜設
定することにより上記基板面内の遅相軸の方向を制御す
る方法が考えられる。
【0051】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、入射光の偏光方向と基板面内の遅相軸の
方向が一致するように管理しているので、光磁気ディス
クの記録磁性層のカー楕円効果を基板の複屈折で補償す
ることができ、再生信号のCN比の劣化を抑えることが
できる。
【0052】また、本発明によれば、ドライブに位相補
償板を挿入することなく、ディテクタ上の光の位相差を
抑えることができるので、ドライブのコストダウンを図
ることができるとともに、使用するレーザ光の短波長化
に十分対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光磁気システムの一構成例を示
す断面図である。
【図2】光磁気ディスクの基板の光学的異方性を表す屈
折率楕円体を示す斜視図である。
【図3】基板に対する主軸の方向を説明するための模式
図である。
【図4】光磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝
に対してレーザ光の入射光の偏光面が平行となるように
した場合における屈折率楕円体の主屈折率の差n2 −n
1 の値と差信号の振幅IPPの関係を示す特性図である。
【図5】光磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝
に対してレーザ光の入射光の偏光面が垂直となるように
した場合における屈折率楕円体の主屈折率の差n2 −n
1 の値と差信号の振幅IPPの関係を示す特性図である。
【図6】光磁気ディスクの記録磁性層のカー効果により
該光磁気ディスクからの反射光の偏光面が回転すること
を説明するための特性図である。
【図7】第1のディテクタ上の光の強度を示す特性図で
ある。
【図8】第2のディテクタ上の光の強度を示す特性図で
ある。
【図9】第1及び第2のディテクタ上の光の差信号を示
す特性図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 第1の偏光ビームスプリッタ 3 対物レンズ 4 光磁気ディスク 5 位相補償板 6 1/2波長板 7 第2の偏光ビームスプリッタ 8 第1のフォトダイオード 9 第2のフォトダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に記録領域を有する記録部が設け
    られた光磁気ディスク上に可視光のレーザ光を照射して
    記録・再生を行う光磁気システムにおいて、 上記光磁気ディスクの記録領域全域に亘り上記基板面内
    の複屈折の遅相軸の方向が上記レーザ光の入射光の偏光
    面と略一致していることを特徴とする光磁気システム。
  2. 【請求項2】 上記レーザ光の入射光の偏光面が上記光
    磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝に対して平
    行な光学系を使用するとともに、上記光磁気ディスクの
    記録領域全域に亘り上記基板面内の複屈折が、 0≦Ny −Nx ≦0.00008 〔但し、上記(1)式中、Nx は基板上の任意の点にお
    ける半径方向の屈折率を表し、Ny は接線方向の屈折率
    を表す。〕であることを特徴とする請求項1記載の光磁
    気システム。
  3. 【請求項3】 上記レーザ光の入射光の偏光面が上記光
    磁気ディスクの基板表面に形成された案内溝に対して垂
    直な光学系を使用するとともに、上記光磁気ディスクの
    記録領域全域に亘り上記基板面内の複屈折が、 −0.00008≦Ny −Nx ≦0 〔但し、上記(2)式中、Nx は基板上の任意の点にお
    ける半径方向の屈折率を表し、Ny は接線方向の屈折率
    を表す。〕であることを特徴とする請求項1記載の光磁
    気システム。
JP30593894A 1994-12-09 1994-12-09 光磁気システム Withdrawn JPH08167186A (ja)

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Date Code Title Description
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Effective date: 20020305