JPS63205836A - 磁気光学的読出し方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ）産業上の利用分野 本発明は、磁気光学的記録の分野に係わる。本発明は特
に、磁気光学記録要素に磁気的に記録されたパターンを
光学的に読み出す方法及び装置の改良に係わる。

ｂ）　　ＬＬへｌ１ 磁気光学的カー効果を用いることによって磁気的に記録
された情報を光学的に読み出す方法が公知である。この
方法は基本的に、予め情報を記録された磁気光学媒体を
（例えばｃｗレーザがら発せられる）平面偏光放射の連
続波ビームで照射するステップ、及び反射されたビーム
の偏光面における、典型的には２°以下のオーダである
僅かな時計回りあるいは反時計回り回転を検出するステ
ップを含む。上記のような回転の方向は当然ながら、記
録された情報を表す照射された磁区の垂直磁化の状態（
上方へ、あるいは下方へ）によって決定される。

現在好ましい磁気光学記録要素は基本的に、比較的厚い
（例えば１あるいは２ミリメートル）透明基板を含み、
この基板は磁気光学記録媒体の比較的薄い（例えば１０
０ナノメートル）層を支持する。磁気光学媒体は比較的
強いカー効果を呈示する様々な任意化合物を含み得、現
在好ましい材料には遷移金属−稀土類合金の薄膜が含ま
れる。読出し時に、磁気光学媒体はその透明基板越しに
照射される。

Ｃ）　　日が　パシようと　る０題。

少なからず重大である経済的理由を含めた様々な理由か
ら、磁気光学記録要素の透明基板は普通透明プラスチッ
ク（例えばポリカーボネート）ディスクの形態を取る。

プラスチックは、射出成形され得るので好ましい。透明
プラスチックディスクは、光学的品質の比較的高いもの
が通常の射出成形技術で製造され得る一方、応力によっ
て誘発される多少の複屈折性をしばしば呈し、この複屈
折性は不都合にもディスク面上で地点毎に様々である。

読出し時に記録要素が走査される際、基板の多様な複屈
折性は、反射ビームの両光状態（角度と楕円率との両方
）を匡かに変更して比較的高周波数〈例えば数メガヘル
ツ）の読出し信号に比較的低周波数（例えば数キロヘル
ツ）の雑音成分を生じさせるという悪影響を及ぼす。低
周波数の惟音成分は、はるかに高い周波数を有する読出
し信号を振幅変調する傾向に有ると同時に、読出し信号
の平均値を、ゼロの上下へと緩慢に変化するレベルにバ
イアスしがちでもある。読出し信号の振幅変調は利用可
能な出力信号を著しく減じるが、バイアスの方はより重
大な結果をもたらし、即ち通常の差動検波法に関連する
コモンモード除去技術を損なう。

ｄ）　ルＨ顔 上述の観点から本発明は、磁気光学記録要素から情報を
読出す方法であって、少なくとも、記録要素の透明基板
における多様な複屈折によって惹起されるような読出し
ビームの偏光の望ましくない変化かもたらす雑音の影響
を実質的に受けないという点で改良された方法を提供す
ることを目的とする。

本発明はまた、偏光の、時間と共に推移する上述のよう
な望ましくない変化を補償する装置の提供も目的とする
。

ｅ）　−皿諺！ｌ仁壓 予め情報を記録された磁気光学記録要素から情報を読み
出す先行技術による方法同様、本発明の方法も基本的に
、（ａ＞予め情報を記録された磁気光学媒体を平面偏光
放射のビームで透明な支持基板越しに照射するステップ
、（ｂ）上記ビームと記録要素とを、ビームが記録要素
に予め記録された情報を走査するように相対移動させる
ステップ、＜ｃ）予め記録された情報によって改変され
たビームの偏光面の変化を検出するステップ、及び（ｄ
）検出した変化を表す出力信号を生成するステップを含
む。しかし、本発明の方法は従来方法に異なり、（ｅ）
情報によって改変された読出しビームの偏光状態（即ち
偏光角度及び／または楕円率）の望ましくない変化によ
ってもたらされる上記信号の比較的低周波数の変動を表
す誤差信号を生成するステップ、及び（ｆ）この誤差信
号を用いて、上記のような望決しくない偏光変化を補償
するべく情報によって改変されたビームの偏光状態を検
出前に変更するステップを付加的に含む。

本発明の磁気光学的読出し装置は、予め情報を記録され
た磁気光学媒体から反射された平面偏光放射ビームの偏
光状態のスプリアス変化を表す誤差信号を生成する回路
手段と５反射ビームの偏光状態を誤差信号生成回路手段
によるモニタの前に制御する、上記誤差信号に応答性の
手段とを含む電磁光学帰還ループを特徴とする。好まし
くは、偏光制御手段は反射ビームの光路内に配置された
四分の一波長板とファラデー回転子との組み合わせを含
み、その際ファラデー回転子は偏光のスプリアス変化を
最小化するべく誤差信号に応答する。

本発明とその様々な利点は、添付図面に基づく以下のパ
好ましい具体例の説明′°によって当業者にはより明ら
かとなろう。

第１図に、通常の磁気光学的読出しシステムを概略的に
示す。例えば連続波レーザ１２によって形成された平面
ＩＮ光放射のビーム１０が、標準的なビームスプリッタ
ＢＳを介して磁気光学記録要素１４へと向けられている
。記録要素１４は一般的には、予め情報を記録された磁
気光学記録層１８を支持する透明基板１６を含む。レン
ズＬは、透明基板を透過するビームを記録層上に鋭く集
束させる。基板１６は先に述べたようにポリカーボネー
トのようなプラスチック材料で形成することができ、ま
た該基板１６は一般的に、例えば射出成形技術で製造さ
れた硬質ディスクの形態を取る。記録層１８は、比較的
強いカー効果を呈示する様々な任意の磁気光学材料を含
み得る。特に好ましい材料は、テルビウム、鉄及びコバ
ルトの三元化合物である。概略的に図示したように、デ
ィスクは、モータＭによって回転駆動されるスピンドル
２０と共に回転するべく取り付けられている。レーザビ
ームの、記録層上への鋭い集束と、上述のように記録層
上に予め記録された情報の所望トラックとの光学的整列
とを維持するべく、トラッキング及び集束手段（図示せ
ず）が設置されている。

第２Ａ図〜第２Ｃ図に、ビーム１０の、ビーム通路沿い
の様々な場所Ａ、Ｂ、Ｃでの偏光状態を示す。地点Ａで
は第２八図に示すように、ビームはシステムのＸ軸方向
に平面偏光されている。ビームが磁気光学記録層に照射
されると、偏光角度はカー効果によって僅かに、即ちい
わゆるカー角度θにだけ変更される。カー角度が正号を
有するが負号を有するかは、記録情報を構成する磁区の
垂直磁化方向が上方であるか下方であるかによる。

即ち第２Ｂ図に示すように、記録層から反射された平面
偏光ビームは、該ビームを反射した磁区に応じて偏光面
Ｐ′またはＰ″を有する。当然ながら、偏光面Ｐ′とＰ
″とは角度２０にだけ離隔している。

θＫが非常に誇張して図示されていることに留意するべ
きであり、この角度θ、は普通２°未満である２読出し
が容易となり、同時にコモンモード雑音の除去が行なわ
れるように、読出しビームは、システムのＸ軸に関して
２２．５°に設定された高速軸（ｆａｓｔ　ａｘｉｓ）
を有する部分の一波長板ＨＷＰに通される。その結果、
偏光面Ｐ′及びＰ″は４５°回転する。即ち地点Ｃにお
いては、読出しビームの可能な二つの偏光状態は第２Ｃ
図に示すようなものである。部分の一波長板を通過した
読出しビームは次に偏光ビームスブリックＰＢＳを通過
し、このビームスプリッタＰＢＳは読出しビームのＸ成
分を第一の検出器ＤＸへ、またＹ成分を第二の検出器Ｄ
Ｙへ送る。両検出器Ｄｙ：及びＤＹの出力は、差動増幅
器２２で減算されて、第３図に示したものに類似の波形
を有する出力をもたらず。上記のような波形の周波数は
、一般的にはメガヘルツの範囲である。

これまでは、記録要素によって反射されたビームが平面
偏光のままである、理論的に完全なシステムについて検
討してきた。しかし、実際のシステムでは、悪いことに
は読出しビームの１扁光状態は記録要素のスプリアスソ
ースにより様々な程度に変更される。先に述べたように
、上記のような望ましくない偏光変化は主に、記録要素
の基板において応力に起因して生起する複屈折によって
もたらされ、この複屈折は基板面上の地点毎に様々であ
る。複屈折が起こると、入射する平面偏光ビームの一方
の成分が他方の成分より遅れ、その結果ビーム偏光が僅
かに楕円形となり、カー角度はθ、より血かに小さくな
る。このような複屈折は記録要素上の地点毎に、また入
射ビームの光線角度によっても様々である。地点Ｂにお
けるビーム１０の個々の光線の偏光状態を、第４図にき
わめて明瞭に示す。図示のように、二つの偏光状＠　Ｐ
　’及びＰ″は俤かに楕円形であり、しかも各楕円の長
軸はＸ軸から角度φだけ回転しており、この角度φはθ
イより幾分小さい。実際は、偏光状態はビーム全体にわ
たり光線から光線へと、また磁気光学ディスクが回転す
るにつれても連続的に変（ヒし、従って楕円は様々な楕
円率を有し、角度φも様々となる。偏光状態がこのよう
に様々であることによって、差動増幅器２２からの出力
波形は第５図に示すようになる。ここで、データ列が包
絡線Ｅで示すように振幅変調されること、及び高周波波
形出力の平均値ＡＶがもはやゼロでなく、ゼロの上下に
変動するレベルにオフセットされることが指摘される。

このことは、検出ステップにおいて実施されるコモンモ
ード除去を妨げるという悪影響を及ぼす。

第６図に、本発明の一具体例である磁気光学的読出しシ
ステムを概略的に示す。第６図のシステムは第１図のシ
ステムに関連して既に説明した構成要素を総て含み、図
中、同様要素には同じ参照符号を付しである。しかし、
第６図のシステムは更に電磁光学帰還ループ２５を含み
、このループ２５は、スプリアスソースによって惹起さ
れた変化を少なくとも部分的に補償するべく読出しビー
ムの偏光３変更するように機能する。このような帰還ル
ープは基本的に：差動増幅器２２の出力をモニタし、該
出力信号の比較的低周波数（例えばｋｌｌｚの程度）の
変動を表す誤差信号Ｓを生成する帰還回路手段３０と、
上記誤差信号に応答してビームの偏光を所望の偏光状態
に近付くように調整する磁気光学手段３２とを含む。上
記のような磁気光学手段３２は好ましくは、図示したよ
うに共に記録要素によって改変された読出しビームの光
路内に配置された四分の一波長板ＱＷＰとファラデー回
転子ＰＲとの組み合わせを含む。

第６図に示す四分の一波長板ＱＷＰ及びファラデー回転
子ＦＲは通常の設計のものであり、ファラデー回転子Ｐ
Ｒは大きいベルデ定数を有する透明な等方性媒体４０を
囲繞するコイル３６を含む。コイル３６は、読出しビー
ムの光路に対して平行な方向に磁場を発生ずる。そのよ
うな磁場の強さは可変電流源６０によって決定され、電
流源６０の出力は誤差信号Ｓの波形によって決定される
。等方性媒体４０は好ましくは、ビスマス置換ガーネッ
トのエピタキシャル成長薄膜層４２を有する鉄ガーネツ
ト基板４１を含む。（第１１Ａ図及び第１１８図参照。

）ベルデ定数は、媒質を透過する放射の振動面の回転を
該放射が通過する通路の長さ並びに印加磁場に関連付け
る定数であるが、エピタキシャル層ガーネットのベルデ
定数は比較的大きい。基板４１の厚みは１ｕのオーダで
あり、層４２の厚みは約６０ミクロンのオーダである。

特に好ましいガーネットは、吸収率が低く、かつベルデ
定数が大きいものである。ガドリニウム−ガリウムある
いはネオジム−ガリウムのような稀土類ガーネットか、
あるいはドープト稀土類ガーネットか基板として好まし
い。

層４２用としては、液相エピタキシーで成長さぜな（Ｇ
ｄＢｉ）、（ＦｅＡＩＧａ）ｓｏ３のようなビスマス置
換膜が特に好ましい材料である。このようなガーネット
膜は、例えばＴ、　１ｌｉｂｉｙａ　ｅｔ　ａｌ、、　
ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃ−ｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、　Ｈａｇ−２２，Ｎｏ、１．
　Ｊａ−ｎｕａｒｙ　１９８６に開示されている。上記
のような膜に関する゛ファラデー回転角度パ対゛印加磁
場°′を第１０図に示す。上記のような膜は、通常のグ
イオートレーザが発光する波長（０，７８〜０．８３０
ミクロン）において非常に大きいファラデー回転角度並
びに低い吸収率を呈する。

電磁光学帰還ループ２５の機能は、第７Ａ図〜第７Ｃ図
を参照することによって最も明瞭に説明することかでき
る。四分の一波長板ＱＷＰは、その高速軸Ａ′がシステ
ムのＸ軸及びＹ軸に関して４５゜に設定されるように配
置されている。四分の一波長板ＱＷＰは、該四分の一波
長板ＱＷＰに入射する読出しビームの各光線の、第４図
に示した偏光状ｇｐ’及びＰ″のいずれかによって表さ
れるほぼ平面漏光の１日光状態を、はぼ円１扁光の偏光
状態Ｃ′及びＣ″それぞれに変換するべく機能する。第
７Ａ図に示したように、偏光状態Ｃ′及びＣ″それぞれ
の長軸ＭＡは互いに垂直である。各長軸ＭＡは、四分の
″−波長板の高速軸Ａ′及び低速軸（ｓｌｏｗａｘｉｓ
）Ａ”に関して同一方向へ同一角度デだけ回転される。

角度γは、実際の偏光角度と所望の角度θうとの差であ
る角度θ、−φの全光線平均値に関連する。

ファラデー回転子とその制御回路３０の！４能かほぼ円
形の偏光状ＭＣ′及びＣ″を角度γだけ連続的に調整し
、それによって両（肩先状態Ｃ′及びＣ″それぞれの長
軸ＭＡは、第７Ｂ図に示すようにシステムのＸ軸及びＹ
軸に関して４５°の位置を取る。

部分の一波長板ＨＷ　Ｐを通過する際、読出しビームは
、第７Ｃ図に示した二つのほぼ円形の１■光状態のいず
れかを有する。検出器対は、出力信号Ｄ２Ｘ−Ｄ２Ｙま
たはＤ　２Ｘ／　　Ｄ　２ｙ・をもたらす。

四分の一波長板ＱＷＰを用いなければ、読出しビームの
偏光のスプリアス変化の補償に調整可能なファラデー回
転子を用いることはできない点に留意することが重要で
ある。第４図の二つの偏光状ＢＰ’及びＰ″によって表
されるようなビームがファラデー回転子を直接通過した
場合、二つの偏光状旧Ｐ′及びＰ″は、コイル３６を流
れる電流の方向に従って時計回りかまたは反時計回りで
ある同一方向へ回転される。時計回り方向への回転は偏
光状態Ｐ′におけるスプリアス変化を修正するが、他方
の開光状態Ｐ″は時計回り方向へ回転されることによっ
て、−θ、の最適値から更に遠ざかるという悪化した事
態に陥る。

ファラデー回転子を所望の補償効果をもたらすように駆
動するために、制御回路３０は第８Ａ図かあるいは第８
Ｂ図に示した形態を取り得る。第８Ａ図に示した回路は
、実質的に第５図に示した平均値波形ＡＶの正負を反転
した波形を有する誤差信号Ｓを生成するべく機能する。

この回路は基本的に、バッファ５０と、並列に接続され
た１対のピーク検出器５２．５４と、平均化回路５６と
、フィルタ５Ｂとを含む。出力誤差信号Ｓは可変電流源
６０の電流の制御に用いられ、可変電流源６０はコイル
３６の電流を制御する。ピーク検出器５２．５４はそれ
ぞれ（第５図に示した〉包絡線Ｅの正及び負の推移を検
出し、また平均化回路５６はピーク検出器出力の平均値
をもたらす。フィルタ５８はその入力の極性を変化させ
、それによって誤差信号Ｓは、所望の補償効果を達成す
るべく電流源６０に付与される時に正または負の適当な
記号を有する。フィルタ５Ｂは、修正信号が適当な時点
に付与されるようにシステム・グイナミクス（例えばフ
ァラデー回転子の応答時間）も補償する。即ち、信号Ｓ
の瞬間の振幅に応じてコイル電流が、第５図の波形の平
均値がゼロとなるように調整される。平均値がゼロであ
るような波形を第９Ａ図に示す。第９Ａ図の゛修正され
たパ波形はなお振幅変調されるが、この波形が雑音のコ
モンモード除去が行なわれた第５図の波形より望ましい
ということは決してない。

検出器出力の平均値の変動を最小にするのではなくて、
第５図の波形の振幅変調を最小にすることが可能である
。このことは、上記振幅変調の包路線の正負を反転した
形状の波形を有する誤差信号を生成することによって実
現され得る。このような信号を生成する制御回路を、第
８Ｂ図に概略的に示す。この回路は基本的に、帰還回路
網により増幅器２２の出力において生じ得るトレインを
最小にする高入力インピーダンスのバッファ増幅器５０
と、包路線検出回路７０と、フィルタ７２と、包絡線検
出器７０及びフィルタ７２への入力中のＤＣ成分を排除
する１対のコンデンサＣ３及びＣ２とを含む。

例えば基板の複屈折によってもたらされるスプリアス信
号が記録要素に入射する光線の角度から独立であれば、
オフセット波形ＡＶと包絡線変調波形Ｅとの両方を同時
に補償できることに留意するべきである。しかし、通常
は上記スプリアス信号は上記光線角度から独立でなく、
従ってスプリアス波形ＡＶとＥとは同時には除去できな
い。

ｆ）Ｌ吐些肱及 これまでの説明から、磁気光学的記録システムでの雑音
の低減のために比較的単純な装置が提供されたことが明
らかである。その結果、比較的雑音を生じ易いシステム
構成要素、例えば比較的多様な複屈折性を有する記録要
素基板が許容され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術による磁気光学的再生システムのブロ
ック線図、第２Ａ図〜第２Ｃ図は第１図のシステム中の
様々な場所における読出しビームの理想的な偏光状態を
示す説明図、第３図は理想的なデータ列波形を示す説明
図、第４図は記録要素との相互作用後の読出しビームの
典型的な（ＴＫ光状態を示す説明図、第５図は通常の磁
気光学的再生システムの検出器出力信号の典型的波形を
示す説明図５第６図は本発明による磁気光学的再生シス
テムの概略的説明図、第７Ａ図〜第７Ｃ図は第６図の装
置中の様々な場所における読出しビームの偏光状態を示
す説明図、第８Ａ図及び第８Ｂ図は第６図の装置におい
て有用な回路の電気的説明図、第９Ａ図及び第９Ｂ図は
第６図の装置によって修正された検出器出力の波形を示
す説明図、第１０図は特別の種類のファラデー回転子の
゛′ファラデー凹転′°対゛′印加磁場°′を示ずグラ
フ、第１１Ａ図及び第１ＬＢ図はファラデー回転子の拡
大した横断面図及び上面図である。 １０・・・・・ビーム、１２・・・・・・連続波レーザ
、１４・・・・・・記録要素、１６・・・・・・基板、
１８・・・・・・磁気光学記録層、２２・・・・・・差
動増幅器、２５・・・・・・電磁光学帰還ループ、３０
．、。 ・・・制御回路、３６・・・・・・コイル、４０・・・
・・・等方性媒体、６０・・・・・・可変電流源。 〈 Ｘ□−４ ぃ１ 」 や−９質　　　　　　　や−ｉ− り＋’：”ヤー毛承　（徳） ｎ　　　　　　　　　　　　。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気光学記録要素に記録された情報を読出す方法
   であって、ｉ）平面偏光放射のビームで記録要素を走査
   するステップ、ｉｉ）記録された情報によって改変され
   たビームの偏光面の回転変化を検出するステップ、及び
   ｉｉｉ）前記のような変化に比例する比較的高周波数の
   出力信号を生成するステップを含み、更に ａ）前記出力信号をモニタして該信号の低周波数変動を
   検出し、検出した変動を表す誤差信号を生成すること、
   及び ｂ）前記のような変動を最小化するべく前記検出ステッ
   プの前にビームの偏光を変更するのに前記誤差信号を用
   いること を含むことを特徴とする磁気光学的読出し方法。
2. （２）記録された情報によつて改変されたビームが通過
   する光路沿いに磁場を確立し、かつ制御するのに誤差信
   号を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の磁気光学的読出し方法。
3. （３）出力信号をモニタして、該信号の平均値の低周波
   数変動を検出すること、及び誤差信号は上記平均値変動
   を表すことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   磁気光学的読出し方法。
4. （４）高周波出力信号をモニタして、該信号の包絡線の
   低周波数変動を検出すること、及び誤差信号は前記のよ
   うな出力信号の包絡線の変動を表すことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の磁気光学的読出し方法。
5. （５）磁気光学記録要素に記録された情報を読み出す装
   置であって、ｉ）平面偏光放射のビームで記録要素を高
   速走査する手段、ｉｉ）記録された情報によって改変さ
   れたビームの偏光面の変化を検出する手段、及びｉｉｉ
   ）前記のような変化に比例して時間と共に変化する出力
   信号を生成する手段を含み、更に ａ）前記出力信号をモニタして該信号の低周波数変動を
   検出し、検出した変動に比例する誤差信号を生成する回
   路手段、及び ｂ）前記誤差信号に応答して、前記のような変動を最小
   化するべくビームの偏光を検出前に変更する手段 を含むことを特徴とする磁気光学的読出し装置。
6. （６）回路手段が出力信号の平均値に比例する誤差信号
   を生成する手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載の磁気光学的読出し装置。
7. （７）回路手段が出力信号の包絡線の変動を表す誤差信
   号を生成する手段を含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載の磁気光学的読出し装置。
8. （８）偏光変更手段が改変されたビームの光路沿いに配
   置された四分の一波長板とファラデー回転子との組み合
   わせを含むことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
   載の磁気光学的読出し装置。
9. （９）ファラデー回転子がガーネット基板上にエピタキ
   シャル成長したビスマス置換ガーネット薄膜を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の磁気光学的
   読出し装置。
10. （１０）ビスマス置換薄膜が（ＧｄＢｉ）＿３（ＦｅＡ
    ｌＧａ）＿５Ｏ＿１＿２を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第９項に記載の磁気光学的読出し装置。