KR100292604B1 - 오버라이트가능한광기록매체및그의기록방법 - Google Patents

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Abstract

광 강도 변조 방법을 사용하여 길이보다 폭이 넓은 기록 마크가 형성되고, 기록마크의 형상이 링형상이며, 링부분과 그 링부분에 둘러싸인 부분에서 광학적 성질이 다른 오버라이트가능한 광기록 매체 및 그의 기록 방법으로서, 링형상 마크를 형성하기 위해, 기록 매체상에 소정의 강도의 레이저광을 조사하고, 그 레이저광의 강도를 변조하는 것에 의해 정보의 오버라이트를 실행한다.
이러한 오버라이트가능한 광기록 매체및 그의 기록 방법에 의해, 길이 보다 폭이 넓은 마크를 열적인 간섭을 받지 않고 기록 재생할 수 있고, 층분히 큰 신호대 잡음비를 확보하면서 라인 방향의 기록 밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

오버라이트가능한 광기록매체 및 그의 기록방법
제1a도, 제1b도, 제1c도는 광강도 변조 오버라이트 방식의 기록마크 및 기록펄스열을 도시한 도면.
제2a도, 제2b도, 제2c도 및 제2d도는 본 발명에 따른 광강도 변조 오버라이트 방식의 링형 마크, 기록펄스열 및 기록마크를 도시한 도면.
제3a도, 제3b도, 제3c도 및 제3d도는 본 발명에 따라 누설자계를 사용하여 광자기 디스크상에 링형 마크를 기록하는 과정을 도시한 도면.
제4a도, 제4b도, 제4c도, 제4d도 및 제4e도는 본 발명에 따라 교환결합 3층막을 사용하여 광자기 디스크상에 링형 마크를 기록하는 과정을 도시한 도면.
제5a도, 제5b도 및 제5c도는 본 발명에 따라 상변화 광디스크상에 링형 마크를 기록하는 과정을 도시한 도면.
제6도는 본 발명에 사용된 광자기 디스크의 단면구조를 도시한 도면.
제7a도, 제7b도, 제7c도 및 제7d도는 광자기 디스크로의 광변조 오버라이트 동작을 나타내는 기록펄스 및 기록마크를 도시한 도면.
제8a도~제8g도는 본 발명에 따라 광자기 디스크로의 광변조 오버라이트 동작의 기록과정을 도시한 도면.
제9a도~제9e도는 본 발명에 따라 광자기 디스크로의 광변조 오버라이트 동작의 기록과정을 도시한 도면.
제10a도~제10g도는 제9a도~제9e도의 기록자화에 따라 다른 기록자화 영역을 오버라이트하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 광자기 디스크로의 광변조 오버라이트 동작의 기록과정을 도시한 도면.
제11a도, 제11b도, 제11c도 및 제11d도는 본 발명을 적용하여 얻은 자화영역 및 그들의 자화상태를 도시한 도면.
제12a도 및 제12b도는 본 발명에 따른 마크기록방식 및 다른 링형 발생 방법에 대응하는 기록파형을 도시한 도면.
제13a도 및 제13b도는 본 발명에 따라 미소마크를 리드하는 재생의 원리를 도시한 도면.
제14a도 및 제14b도는 본 발명에 따라 미소마크를 리드하는 재생의 다른 원리를 도시한 도면.
제15a도, 제15b도 및 제15c도는 본 발명에 따라 미소마크를 리드하는 재생의 또 다른 원리를 도시한 도면.
제16a도, 제16b도 및 제16c도는 이산적으로 마크를 리드하는 동작을 도시한 도면.
제17a도 및 제17b도는 제16a도, 제16b도 및 제16c도의 온도분포의 시간적변화를 도시한 도면.
제18a도 및 제18b도는 2개의 스폿을 사용하여 실험된 리드스폿에 관한 온도분포의 제어를 도시한 도면.
제19a도 및 제19b도는 제18a도 및 제18b도의 2개의 스폿의 위치를 맞추는 방법을 도시한 도면.
제20도는 표면탄성파를 사용하여 광스폿의 위치관계를 제어하는 구성을 도시한 도면.
제21도는 표면탄성파 소자의 구성을 도시한 도면.
본 발명은 레이저 빔을 사용하여 정보를 기록, 재생, 소거하는 광기록매체 및 그의 기록방법에 관한 것이다.
종래, 광디스크에 정보를 기록하는 경우, 레이저 광의 강도를 변조하여 원형 또는 타원형 기록마크를 기록한다. 기록마크의 중심위치에 정보"1"을 대응시키는 피트위치 기록방식에서는 원형 기록마크를 기록할 때에만 레이저 광강도를 소정의 파워까지 상승시킨다. 정보가 기록되지 않은 부분, 즉 정보"0"의 부분에 대해서는 레이저광이 조사되지 않거나 또는 레이저 광의 강도를 트랙킹 또는 오토포커스 등의 서보가 실행될 정도까지 저하시킨다. 기록마크의 양 에지에 정보"1"을 대응시키는 피트에지 기록방식에서는 각종 길이의 타원형 마크가 기록될때에만 레이저 광강도를 소정의 파워까지 증가시킨다. 상변화형 광디스크 및 광자기 디스크에 있어서 마크를 기록할 때 소정의 파워까지 광강도를 상승시키고 기록마크를 소거하는 즉 정보"0"을 기록할 때 기록파워와 서보파워 사이의 중간에 있는 파워까지 레이저광의 강도를 저하시킨다.
상술한 기록방식의 어느 것에 있어서도 종래의 광강도 변조방식을 사용하는 한 원형 또는 타원형의 기록마크밖에 기록할 수 없다. 기록마크가 작아짐에 따라 신호대 잡음비가 현저하게 떨어지고 기록밀도의 증가가 곤란하게 된다. 즉, 디스크의 회전방향(길이방향)의 밀도가 증가하고 있는 경우, 마크의 길이가 짧아짐과 동시에 마크의 폭도 짧아지는 것은 물론이다. 광스폿에서 리드된 신호의 크기는 기록마크의 면적에 대략 비례한다. 원형의 기록마크의 길이가 1/2로 되면 예를 들면 그의 폭도 1/2로 되고, 신호출력은 1/4로 감소한다. 또한, 광강도 변조를 사용하여 기록하는 경우, 광펄스 조사에 의해 발생된 열이 광스폿의 진행방향으로 전파되어 다음의 광펄스에 의한 마크형성에 영향을 준다. 그러한, 열적인 간섭으로 인해 미소마크를 연속해서 기록하는 것이 곤란하게 된다.
광강도 변조 오버라이트 동작을 가능하게 하는 광자기 기록방식에 대한 공지의 기술예로서 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성3-156751호를 들 수 있다. 이 방식에서는 교환결합 4층막을 갖는 광자기 기록매체를 사용하고 광강도 변조를 사용하여 직접 오버라이트를 실행한다. 이 방식에 따르면, 셀프샤프닝(self-sharping)효과에 의해 링형 기록마크가 형성된다. 그러나, 이것은 기록마크를 둘러싸는 영역이 소거되는 형상으로 기록된다. 따라서, 일본국 특허공개공보 평성3-156751호에는 특정한 링형 기록마크를 실제로 기록하는 방법이 기재되어 있지 않다.
한편, 원형 마크 이외의 기록마크는 광자기 디스크에 대해서 자계변조방식으로 형성된다. 이 자계변조방식에서는 기록할 수 있는 일정한 강도를 갖는 레이저 광을 조사해 두고, 외부에서 인가된 자계만을 변조하여 정보를 오버라이트한다. 이 때, 형성된 마크는 예를 들면 일본국 특허공고공보 평성3-41906호에 기재된 것과 같은 초승달 형상이다. 이 경우, 기록마크의 길이(트랙방향)가 변하더라도 폭(반경방향)은 변하지 않는다. 기록마크의 길이를 1/2로 해도 신호는 1/2로 저감될 뿐이다. 또한, DC광이 조사되므로 온도분포는 항상 일정하게 되고 상술한 열적인 간섭은 없다. 따라서, 자계변조방식은 고밀도 기록에 적합하다.
그러나, 자계변조방식에서는 외부에서 인가된 자계를 수십㎒의 수치로 변조하는 것이 매우 곤란하다. 그것을 구지 실행한다면, 자기헤드와 같은 접촉형의 자계발생장치가 필요하게 된다. 따라서, 광자기 디스크의 특징중의 하나인 교환성이 상실된다는 문제가 있다.
종래의 오버라이트 동작이 가능한 광강도 변조방식에서는 원형 또는 타원형 마크만을 기록할 수 있다. 따라서, 마크가 작아짐에 따라 신호대 잡음비가 크게 저하하여 기록밀도의 증가가 곤란하게 된다. 또한, 레이저 광스폿의 열적인 간섭의 영향 아래에서 미소 기록마크를 연속해서 기록하는 것이 곤란하다. 또한, 그의 길이보다 폭이 큰 마크를 열적인 간섭의 영향없이 기록할 수 있는 자계변조방식에서는 자계의 전환속도때문에 고밀도를 얻는 것이 곤란하다.
본 발명의 목적은 상기의 종래기술의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 광강도 변조방식을 사용하여 길이(트랙)방향보다 폭(반경)방향이 넓은 기록마크를 레이저광 스폿의 열적인 간섭의 영향없이 고밀도로 기록할 수 있고 고밀도의 오버라이트동작에 적합한 광기록방법 및 그의 광기록매체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 오버라이트 동작이 가능한 매체를 사용하고, 광학적으로 식별가능한 여러개의 기록상태를 기록상태가 점유한 영역보다 작은 거리로 기록상태를 오버랩(중첩)하고, 오버랩영역은 오버라이트기능을 사용하여 연속해서 갱신하고, 오버랩하지 않은 영역을 정보영역으로 확정하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로 상기의 목적을 달성하기 위해 기록영역의 내부와 외부 사이에서 광학적 특성이 다른 링형 마크를 기록하는 것을 특정으로 한다. 특히, 물리적상태가 다른 것으로 각각 간주한 광조사영역의 내부 및 외부에 의해 링형 마크가 형성된 광기록매체에 소정의 강도를 갖는 광을 연속해서 조사한다. 정보를 기록하는 경우에만 소정 시간동안 광강도를 약하게 하거나 또는 0으로 한다. 따라서, 오버라이트 동작이 실행된다.
본 발명의 목적을 달성하는 다른 방법으로서, 오버라이트 동작이 가능한 광자기 다스크 매체를 사용하여 기록영역을 오버라이트하는 방법이 있다. 제1도에 도시한 광강도 변조 오버라이트 방식에 있어서, 기록자화상태"0" 및 "1"은 분리되도록 개별적으로 기록하고, 오버라이트기능은 과거에 기록된 데이타상에 정보를 오버라이트하기 위해 사용된다. 따라서, 정보를 오버라이트할때마다 기록되는 2개의 자화상태를 결정하는 자계를 초기화할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 상술한 목적은 항상 매체의 기록면에 고정된 방향으로 기록되는 2개의 자화상태를 결정하는 자계를 인가하고, 광강도를 변경하기 위해 매체와 광스폿 사이의 상대적 거리를 변경하고, 광스폿의 강도분포 및 매체기록 특성에 의해 결정되는 광학적으로 식별가능한 기록자화상태의 영역을 오버라이트하는 것에 의해 실현된다.
이하, 제1a도, 제1b도 및 제1c도에 따라 광강도 변조 오버라이트방식을 설명한다. 이 방법을 사용하여 제3b도에 도시한 기록레벨을 갖는 기록광펄스를 제3a도에 도시한 기록데이타에 따라 조사하면, 제3c도에 도시한 원형 또는 타원형 기록마크가 형성된다. 기록레벨보다 낮은 레벨(소거레벨)의 강도를 갖는 광펄스를 소정시간동안 조사할 때 기록마크가 소거되는 기록막을 갖는 매체를 사용한다. 즉, 광강도 변조 오버라이트 동작은 기록레벨의 광펄스 및 소거레벨의 광펄스를 반복해서 조사하는 것에 의해 달성된다.
이하, 본 발명에 따른 기록마크의 형상을 제2a도, 제2b도, 제2c도 및 제2d도에 따라 설명한다. 본 발명에 따르면, 소정의 강도를 갖는 레이저광(24)를 소정시간 동안 조사할 때, 마크의 내부와 다른 광학적특성을 갖는 링형 마크(21)이 조사영역을 나타내는 윤곽부(이하, 마크의 외부라 한다)의 소정폭으로 형성되는 매체(26)을 사용한다. 기록마크는 링형 외부(22)가 기록상태로 되고, 레이저 광조사영역의 내부(23)이 정보의 비기록상태로 되도록 형성된다. 즉, 기록마크의 내부(23) 및 외부(22)가 물리적으로 서로 다른 상태이다. 이 경우, 링형 마크의 폭(25)를 레이저 조사 영역내의 도달온도로 정의할 수 있다. 즉, "실온〈T1〈T2"로서 나타낸 관계를 만족시키는 2개의 온도값T1및 T2를 제2a도에 도시한 바와 같이 정의한다. 레이저광(24)를 조사할 때 매체(26)이 온도분포(27)을 가지면, 온도가 T2보다 높은 영역은 광조사부 주위와 동일한 물리적 상태로 된다. 온도가 T1보다 높고 T2보다 낮은 매체(26)상의 부분(22)만이 광조사부 주위와 다른 물리적상태로 된다. 이 때, 링형 마크의 폭(25)를 온도차T2-T1의 폭에 의한 온도분포로 나타낸다. 제2b도에 도시한 바와 같이, 기록데이타0으로 정보가 기록되면, 0이 연속하는 것은 장시간 동안 기록파워의 레벨로 기록광펄스가 조사된 것이다. 레이저 조사영역의 외부의 온도만이 상술한 바와 같이 T1이상 T2이하이므로, 광학적 특성이 다른 영역이 제2d도에 도시한 바와 같은 타원형 레이저 광조사 영역의 외부에만 기록마크로서 형성되고, 이전에 저장된 정보가 소거된다. 이 때, 광이 소정시간 동안 오프되고 강도가 다시 증가하면, 타원형영역내에서 온도가 T1이상 T2이하인 부분이 나타난다. 결국, 이 위치에 새로운 링형 마크가 기록되고, 반쪽링형영역(28)이 형성된다. 따라서, 소정의 강도를 갖는 광을 연속해서 조사하고 정보를 기록할 때에만 광강도를 소정시간 동안 약하게 하거나 또는 광강도를 0으로 하는 것에 의해, 폭방향(트랙방향에 대해 수직인 방향)으로 길고, 길이방향(트랙방향)으로 짧은 반쪽링형 기록마크로 오버라이트동작을 실행할 수 있다. 또한, 이 경우 고파워의 광을 연속해서 조사하고 기록하는 경우에만 파워를 단시간동안 약하게 한다. 따라서, 온도분포가 거의 일정하게 되고 열적인 간섭에 의한 영향없이 기록을 실행할 수 있다.
광자기 디스크상에 링형 마크를 기록하는 방식으로서, 기록영역 주위의 자화로부터의 누설자계를 사용하는 방법이 었다. 이 경우, 매체에 사용하는 기록막으로서는 누설자계가 큰 Pt/Co자성 초격자막이 가장 바람직하다. 또한, 광자기 기록매체상에 링형 마크를 더욱 확실히 기록하기 위해서는 2층 이상의 교환결합층을 갖는 다층막을 사용한다. 제4a도, 제4b도, 제4c도, 제4d도, 제4e도에 도시한 바와 같이, 기판측에서 보아 기록막이 제1의 수직 자화막(41), 면내 자화막(42) 및 제2의 수직 자화막(43)이 적층된 3층 적층구조를 갖는다. 수직 자화막(41)은 적당한 기록파워 및 외부자계에 의해 기록(자화반전)할 수 있는 막(기록층)이 좋다. 수직 자화막(43)은 적당한 기록파워 및 외부자계에 의해 기록이 불가능한 막(바이어스층)이 좋다. 면내 자화막(42)는 적어도 소정의 온도와 같은 온도로 2개의 수직 자화막을 자기적으로 결합시킬 수 있는 스위칭층이라도 좋다. 그러한 3층막으로서, 수직 자화막(41)에 대해서 TbFeCo비정질 박막 또는 Pt/Co자성 초격자막을 들 수 있다. 면내 자화막(42)에 대해 산화물 자성막 또는 질화물 자성막을 들 수 있다. 수직 자화막(43)에 대해서 TbCo비정질 박막을 들 수 있다. 일본국 특허공개공보 평성3-156751호에 기재된 바와 같은 교환결합 4층막 등의 실온보다 높은 온도로 기록할 수 있고, 실온보다 높고 기록 가능한 온도보다 낮은 온도로 소거할 수 있는 광자기 디스크를 사용하는 것에 의해 본 발명의 링형 마크를 사용하는 오버라이트를 실행할 수 있다.
한편, 상변화형 광디스크에 있어서, 결정상태 및 비정질상태는 도달온도의 차에 따라 형성되므로 링형 마크를 기록할 수 있다. 따라서, 본 발명의 오버라이트 방식을 상변화형 광디스크에서도 마찬가지로 실현할 수 있다.
제3a도, 제3b도, 제3c도, 제3d도에 누설자계를 사용하여 링형 마크를 형성하는 과정을 도시한다. 먼저, 자화방향(31)은 모두 초기상태에서 위쪽을 향하고 있는 것으로 한다(제3a도). 이 막에 레이저광(32)를 조사하는 것에 의해(제3c도), 조사영역(33)의 온도는 상승하고 제3b도에 도시한 온도분포(34)가 형성된다. 이 때, 조사영역(33)의 외부에서 주위 자화로부터의 누설자계(35)에 의해 자화는 반전(36)한다. 이 자화반전영역은 외부에서부터 형성되기 시작한다. 이것은 위치가 외부에 위치할 때 누설자계가 커지기 때문이다. 레이저광 조사영역의 온도하강의 과정에서(제3d도), 이 링형 자화 반전영역(37)의 폭은 보다 넓어진다.
그러나, 폭이 소정의 폭으로 되었을 때, 외부와는 반대의 자화반전이 영역(37)에서 반대방향으로 공급된 누설자계(35)에 의해 내부에 발생된다. 그 결과, 링형 기록마크가 형성된다. 링형 기록마크의 폭은 외부에서 인가된 자계의 크기 및 방향 또는 광강도의 크기에 의해 조정할 수 있다. 이와 같은 링형 마크가 형성된 기록막은 단일의 수직 자화막을 가져도 좋고 또는 2개 이상의 수직 자화막을 가져도 좋다. 기록막은 누설자계(35)가 큰 Pt/Co자성 초격자막인 것이 특히 바람직하다.
광자기 디스크상에 링형 마크를 더욱 확실하게 기록하기 위해서는 2이상의 교환결합막을 갖는 다층막을 사용한다. 그들 중 특히 바람직한 3층막에 링형 마크의 기록과정을 제4a도, 제4b도, 제4c도, 제4d도, 제4e도에 따라 설명한다. 3층막의 구조로서는 제1의 수직 자화막(41), 면내 자화막(42) 및 제2의 수직 자화막(43)이 기판에서 상기 순서로 적층되어 있다. 제4a도에 3층막의 초기상태를 도시한다. 수직 자화막(41) 및 (43)의 자화방향은 기판과는 반대이다(제4a도, 제4b도, 제4c도, 제4d도 및 제4e도에서 상측). 면내 자화막(42)는 막의 면내방향으로 자화되었다. 수직 자화막(41)은 적당한 기록파워 및 외부자계에 의해 기록(자화반전)할 수 있는 막(기록층)이다. 수직 자화막(43)은 적당한 기록파워 및 외부자계에 의해 기록이 불가능한 막(바이어스층)이다. 중간의 면내 자화막(42)는 적어도 소정 온도의 온도에서 수직 자화막을 자기적으로 결합시키는 스위칭층이다. 이 경우, 자화반전 온도는 수직 자화막(41)에서 T1, 면내 자화막에서 Tm, 수직 자화막(42)에서 T2인 것으로 하면, 관계Tm≤T1≤T2를 만족시키는 자성막을 선택한다.
여기서, 초기상태(제4a도)에서 2개의 수직 자화막(41), (43)의 자화는 도시하지 않은 기판과는 반대방향(즉, 위쪽을 향하는 방향)을 갖는다. 이 막에 광을 조사하면, 조사영역의 온도가 상승한다. 우선, 면내 자화막(42)의 온도가 적어도 Tm으로 된다. 외부자계(아래쪽으로 도시함)와 2개의 수직 자화막(41), (43)으로부터의 교환결합력의 합이 면내 자화막(42)의 이방성자계를 초과했을 때, 면내 자화막(42)의 자화는 면에 대해 수직인 방향을 향한다(즉, 제4b도에서 위쪽을 향한다). 그러나, 오버라이트 동작의 경우, 수직 자화막(41)의 자화는 상기의 경우에 아래쪽을 향한다. 따라서, 수직 자화막(43)에 의해 면내 자화막(42)에 가해진 교환결합력은 수직 자화막(41)에 의해 면내 자화막(42)에 가해진 교환 결합력보다 커야 한다. 온도가 더욱 상승하면, 수직 자화막(41)의 온도가 T1이상으로 되고, 수직 자화막(41)의 자화는 외부자계의 방향을 향한다(제4c도). 이 때, 자화가 수직방향을 향하고 있는 면내 자화막(42)의 영역에 결합하고 있는 수직 자화막(41)의 부분은 교환결합력에 의해 자화를 위쪽으로 유지한다. 따라서, 링형 자화반전영역(45)가 형성된다. 상술한 온도상승 과정에 있어서, 수직 자화막(43)의 온도는 T2보다 낮으므로, 수직 자화막(43)의 자화는 반전되지 않는다. 또한, 링형 자화반전영역(45)를 형성하기 위해, 수직 자화막(41)의 열확산은 면내 자화막(42)의 열확산보다 커야 한다. 따라서, 면내 자화막(42)에 대해 2개의 수직 자화막(41), (43)보다 1자리수 정도 작은 열전도율을 갖는 산화물 또는 질화물을 사용하는 것이 바람직하다.
제4c도의 상태에서 온도가 내려가면, 우선 수직 자화막(41)의 온도가 T1이하로 되고 링형자구가 고정된다(제4d도). 이 때, 면내 자화막(42)의 온도가 Tm이상이므로, 도시한 바와 같이 자화는 위쪽을 유지한다. 온도가 또 내려가서 실온상태에 도달하면(제4e도), 면내 자화막(42)의 이방성자계가 외부자계와 교환결합력의 합을 초과하므로 수직자화부는 면내방향으로 되돌아간다.
상술한 바와 같이, 링형 마크(44)는 수직 자화막(41)에만 형성된다. 링형 마크(링형 자화반전영역(44))를 기록하기에 적합한 3층구조를 갖는 자성막에 대해, 수직 자화막(41)은 TbFeCo비정질박막 또는 Pt/Co자성 초격자막이 좋다. 수직 자화막(43)은 TbCo비정질박막이 좋다.
또한, 상변화 광디스크에서는 결정상태 및 비정질상태를 도달온도의 차에 의해 형성하여 링형 마크를 기록할 수 있다. 제5a도, 제5b도, 제5c도는 상변화 광디스크에 링형 마크를 기록하는 과정을 도시한 것이다. 초기상태(제5도a)에서, 기록막(51)은 비정질상태이다. 이 막(51)에 광(53)을 조사하는 것에 의해, 조사영역의 온도가 상승하여 제5b도에 도시한 바와 같은 온도분포(52)가 형성된다. 온도가 융점(54)를 초과한 부분(내부(56))은 냉각 후 비정질상태로 된다. 온도가 결정화온도(55)를 초과하지만, 융점에 도달하지 않은 부분(57)은 냉각 후 결정으로 된다. 따라서, 최종상태(제5c도)에서, 결정상태인 외부(58) 및 비정질상태인 내부(59)를 갖는 링형 마크가 형성된다. 이 링의 폭은 조사광강도의 크기에 의해 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 광학적으로 식별가능한 여러개의 기록자화상태를 기록상태가 점유하는 영역보다 작은 거리만큼 어긋나게 해서 기록자화상태를 오버랩한다. 기록자화상태를 결정하는 자계가 기록면에서 항상 변하지 않고 유지되므로 오버랩영역에서는 온도변화 및 자화변화를 사용하는 오버라이트 기능에 의해 갱신을 연속해서 실행한다. 오버랩하지 않은 영역은 정보영역으로 확정된다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
제6도는 본 발명의 실시예에 사용된 광자기 디스크의 단면구조를 도시한 것이다. 유리기판(61)상에는 1.2㎛피치의 안내홈을 갖는 UV수지(62)가 마련되어 있다. 또, 그 위에는 SiN막(63), Pt/Co초격자막(64), CoO(65), TbCo막(66), SiN막(67) 및 Al막(68)이 상기 순서로 적층되어 있다. Pt/Co막(64)는 0.8㎚의 두께를 각각 갖는 Pt층 및 0.3㎚의 두께를 각각 갖는 Co층을 교대로 적층하는 것에 의해 형성되어, Pt/Co막(64)의 전체 막두께는 약 15㎚이다.
이 디스크를 자성막의 자화방향이 동일하게 되도록 초기화하였다. 그 후, 6㎽(680㎚의 파장)의 레이저파워 및 40nsec의 펄스폭을 갖는 단일의 광펄스를 사용하여 마크를 기록하였다. 디스크의 회전수는 1800rpm이었고, 기록반경위치는 45㎜이었다. 이 때 형성된 기록마크는 주위자화와는 반대방향을 향한 외부의 자화를 갖는 링형 마크로 된다. 이 링(최외부)의 직경은 0.8㎛이었고 링의 폭은 0.2㎛이었다.
그 후, 제7a도에 도시한 바와 같이 31nsec의 펄스간격, 40nsec의 펄스폭, 1.5㎽의 최소파워 및 8㎽의 최고파워의 연속된 광펄스(기록주파수14.1㎒)의 조건에서 기록을 실행하였다. 제7b도에 도시한 바와 같이 0.2㎛의 마크길이를 갖는 반쪽 링형 마크의 열을 0.6㎛의 피치로 연속해서 기록할 수 있었다. 이 연속된 마크열을 488㎚의 파장을 갖는 Ar레이저광을 사용하여 재생할 때의 CN비는 40dB이었다. 또한, 제7c도에 도시한 바와 같이 31nsec의 펄스간격, 112nsec의 펄스폭, 1.5㎽의 최소파워 및 8㎽의 최고파워를 갖는 연속된 광펄스(기록주파수 7.0㎒)를 사용하여 마크열에 오버라이트를 실행하였다. 그 결과, 제7d도에 도시한 바와 같이, 0.2㎛의 마크길이를 갖는 반쪽 링형의 마크열을 1.2㎛의 피치로 기록할 수 있었다. 이 때, C/N은 45dB이었고, 소거잔여는 -30dB이하였다. 따라서, 본 발명의 광자기 기록매체 및 기록방법을 사용하는 것에 의해, 광강도변조에서도 디스크 반경방향에서 더 넓은 폭을 갖는 반쪽 링형 마크를 기록하는 것이 가능하게 된다. 충분히 큰 신호대 잡음비를 확보하면서 기록밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 오버라이트 동작이 가능하므로, 본 발명의 광자기 기록매체 및 기록방법은 정보기록 속도 증가에 유효하다.
본 발명에 예시된 광강도 변조 방식은 상술한 3층막 이외에도 적당히 반자계가 큰 단층막에 마찬가지로 적용할 수 있다. 이 때, 링형 마크는 기록시의 누설자계에 의해 기록된다.
또, 상변화 광디스크에서는 광조사 영역의 중심부근(고온부)에 비정질영역이 형성되고, 주위에 결정영역이 형성된다. 따라서, 마찬가지의 방식으로 링형 마크를 사용하는 오버라이트가 가능하다. 광자기 디스크 또는 상변화 광디스크를 사용하는 것에 관계없이 본 발명에 따른 링형 마크를 사용하는 고밀도 오버라이트를 고온에서 기록동작이 가능하고 저온(실온보다 높다고 가정)에서 소거동작이 가능한 매체에서 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 제8a도~제8g도, 제9a도~제9e도, 제10a도~제10g도, 제11a도~제11d도와 제12a도 및 제12b도에 따라 설명한다. 일부의 광자기 디스크에서는 교환결합 다층막을 직접 오버라이트동작이 가능한 매체로서 사용한다. 예를 들면, 교환결합 2층막 및 교환결합 3층막을 개발하였다. 교환결합 2층막은 기록된 데이타를 유지, 재생하기 위해 사용되는 메모리층 및 메모리층의 자화방향을 결정하는 기록층을 갖는다. 기록층은 메모리층보다 높은 큐리온도를 갖고 실온에서 작은 보자력을 갖는다. 이 방식에서는 2개의 자석이 필요하게 된다. 하나의 자석은 종래의 광자기기록과 마찬가지의 방식으로 기록할 때 바이어스자계를 인가하는 자석이다. 다른 자석은 메모리층의 자화에 영향을 주지 않고 기록층의 자화만을 한쪽방향으로 일치시키는 초기화자석이다. 이 방식에서 기록부는 새로운 정보가 기록되기 전에 초기화자석을 통과하여 기록층이 항상 초기화된다. 즉, 2개의 기록자화상태에 대응하는 자계가 직접 오버라이트동작을 실행하기 위해 필요하다. 초기화자석에 의해 발생된 자계는 기록층에서 전사된다. 그러나, 이 때 기록되는 정보가 마지막으로 기록되는 데이타에 오버라이트되는 동안 변화한다. 이 방식에서는 바이어스 자계와는 별도로 초기화를 위한 큰 자계를 인가해야 하므로 장치의 대형화와 복잡화를 회피할 수 없다.
본 발명은 초기화기능을 그 자체에 갖는 막을 마련하므로, 초기화자석이 필요없다. 이하, 본 발명을 교환결합 4층막에 적용할 때 실행된 기록과정을 제8a도~제8g도, 제9a도~제9e도, 제10a도~제10g도와 제11a도~제11d도에 따라 설명한다(교환결합 4층막에 대해서는 예를 들면 일본국 특허공개공보 평성3-156751호를 참조). 메모리층(81) 및 기록층(82)는 교환결합 2층막의 메모리층 및 기록층과 마찬가지의 기능을 갖는다. 기록층(82)를 초기화하기 위해 스위칭층(83) 및 초기화층(84)가 부가된다. 스위칭층(83)은 기록층(82)와 초기화층(84) 사이의 교환결합을 온도를 사용하여 결합하거나 또는 차단시키는 층이다. 초기화층(84)는 기록층을 초기화하는 층이다. 초기화층을 제작한 후 자계를 인가하므로 초기화층은 한쪽방향으로 균일하게 자화된다. 기록시의 자화반전을 방지하기 위해 초기화층(84)는 다음식을 만족시켜야 한다.
여기서, Hc4는 초기화층의 보자력, Hw4는 인접한 자성층에 의해 초기화층에 가해진 교환력, Hb는 바이어스 자계이다.
초기화층(84)는 그의 자기모멘트의 반전이 발생하는 것을 방지하도록 바이어스 자계와는 반대방향을 갖는다. 초기화층(84)로부터의 교환결합력에 의해 기록층(82)의 자화상태에서 하향의 자화↓ 에서 상향자화↑로의 상태천이가 발생된다. 이 상태천이는 메모리층(81)의 자화방향이 결정된 후에 발생할 필요가 있으므로, 스위칭층(83)의 큐리온도Tc3은 Tref(즉, 자화가 기록층(82)에서 메모리층(81)로 전사되는 온도)보다 낮다. 상향자화↑에서 하향자화↓로의 상태천이는 온도가 기록층(82)의 큐리온도Tc2부근까지 상승했을 때 바이어스 자계에 의해 발생한다. 스위칭층의 큐리온도Tc3은 기록층의 큐리온도Tc2보다 낮다. 스위칭층의 큐리온도Tc3이상에서 기록층과 초기화층 사이의 교환력을 차단하여 상향자화↑에서 하향자화↓로의 상태천이를 완만하게 되도록 한다. 따라서, 각 층의 큐리온도는 다음식을 만족시킨다.
여기서, Tc4는 초기화층(84)의 큐리온도이고, Troom은 실온이다. 다음에 설명하는 기록특성을 갖는 오버라이트 매체상의 위치x1에 광스폿이 위치된다. 그 후, 광스폿의 강도는 제8a도~제8d도에 도시한 바와 같이 점차 증가된다. 그 결과, 매체에 흡수된 광에너지는 열에너지로 변환되고, 매체상의 온도가 상승한다. 이 온도분포는 조사된 광스폿의 온도분포와 유사한 형태를 갖는다. 스폿직경이 유한이면, 온도분포도 유한한 넓이를 갖는다.
초기상태에서, 모든 층의 자화방향은 제8a도에 도시한 바와 같이 초기화층(84)의 자화방향과 동일하게 된다. 기록강도가 증가되고 온도분포층의 고온부가 제8b도에 도시한 바와 같이 스위칭층(83)의 큐리온도Tc3을 초과하면, 스위칭층(83)의 자화가 이 영역(100)에서 없어지고 기록층(82)와 초기화층(84) 사이의 교환력이 없어진다.
광강도가 증가할 때 온도가 상승한다. 온도분포중의 고온부가 제8c도에 도시한 바와 같이 메모리층(81)의 큐리온도를 초과하면, 메모리층(81)의 자화가 이 영역(101)에서 없어진다. 이 때, 스위칭층(83)의 무자화영역(102)는 온도분포가 끝을 향해 넓게 되어 있으므로 영역(101)보다 크게 된다.
조사된 광강도가 더욱 증가되어 온도가 상승한다. 온도분포의 고온부가 기록층(82)의 큐리온도Tc2를 초과하면, 기록층(82)의 자화가 이 영역(103)에서 없어진다. 온도분포가 끝을 향해 넓게 되어 있으므로 무자화영역의 크기는 영역(104), 영역(105), 영역(103)의 순으로 작아진다(제8d도). 그 후, 온도를 내린다. 영역(103)의 온도가 기록층(82)의 큐리온도Tc2보다 내려가면(제8e도), 이 영역(103)은 외부자계의 방향과 자화방향이 동일한 영역(106)으로 된다.
온도를 더 내려서 메모리층(81)의 온도가 제8f도에 도시한 바와 같이 Tref보다 낮아지면, 자화는 기록층(82)에서 메모리층(81)로 전사된다. 영역(106)이 갖는 것과 대략 동일한 크기를 갖고, 영역(106)이 갖는 자화방향과 동일한 자화방향을 갖는 영역(109)를 교환결합력에 의해 형성한다.
제8g도에 도시한 바와 같이, 스위칭층(83)의 큐리온도Tc3보다 온도가 전체적으로 내려가면, 기록층(82)와 초기화층(84) 사이의 교환력을 차단하고 있던 무자화 영역이 없어진다. 초기화층의 교환력은 기록층(82)에 작용한다. 기록층(82)의 자화는 초기화층(84)가 갖는 자화방향과 동일한 자화방향을 갖게 된다. 기록층(82), 스위칭층(83) 및 초기화층은 그들의 초기상태로 복원된다. 그러나, 메모리층(81)에서는 영역(109)내의 기록자화가 정보로서 기록된다.
그 후, 제8a도~제8g도에 따라 설명한 바와 같이, 정보가 그 안에 형성된 기록매체상에 광스폿은 제9a도~제9e도에 도시한 바와 같이 x1에서 미소하게 어긋난 위치x2에 위치된다. 그 후, 광강도를 증가시킨다. 그러나, 이 때의 광에너지는 x1일때의 광에너지보다 약하게 되고, 최고도달온도도 기록층(82)의 큐리온도Tc2를 초과하지 않도록 한다.
제9a도에 도시한 바와 같이, 그 상태에서 온도를 상승시킨다. 제9b도에 도시한 바와 같이, 큐리온도Tc3보다 온도가 높은 스위칭층(83)의 영역(110)에서, 스위칭층은 무자화상태로 되어 기록층(82)와 초기화층(84) 사이의 교환력을 차단한다. 온도를 더욱 상승시킨다. 메모리층(81)의 큐리온도Tc1보다 높은 온도를 갖는 영역을 제9c도에 도시한 바와 같이 형성하면, 메모리층(81)의 영역(113)은 무자화상태로 된다. 이들 영역과 제8a도~제8g도에서 작성한 정보 영역(109)는 서로 오버랩한다. 오버랩부도 무자화상태로 된다. 나머지 영역(111)에는 제8a도~제8g도에서 작성한 자화가 보존된다.
이 상태에서 온도를 내린다. 메모리층(81)의 온도가 Tref보다 내려가면, 자화는 기록층(82)에서 메모리층(81)로 전사된다. 교환결합력에 의해 영역(113)의 자화는 초기화 자화가 갖는 것과 동일한 방향을 갖게 된다(제9d도). 그 후, 온도를 또 내린다. 제9e도에 도시한 바와 같이, 기록층(82)와 초기화층(84) 사이의 교환력을 차단하고 있던 스위칭층(83)의 무자화영역은 없어진다. 초기화층(84)의 교환력은 기록층(82)에 작용한다. 따라서, 기록층(82)의 자화는 초기화층(84)의 자화가 갖는 것과 동일한 방향을 갖게 된다. 기록층(82), 스위칭층(83) 및 초기화층(84)는 그들의 초기상태로 복원된다. 메모리층(81)에서, 제8a도~제8g도에서 기록된 기록자화영역과는 다른 기록자화영역이 제8a도~제8g도에서 기록된 기록자화영역에 오버라이트된다.
그 후, 제9a도~제9e도에 따라 설명한 바와 같이, 정보가 형성된 기록매체에 제10a도~제10g도에 도시한 바와 같이 광스폿을 위치x3에 위치시킨다. 그 후, 광강도를 증가시킨다. 그러나, 이 때의 광에너지는 x1일 때의 광에너지와 마찬가지로 x2보다 크게 되고, 최고도달온도도 기록층(82)의 큐리온도Tc2를 초과하게 된다. 온도가 상승할 때, 각 층의 자화는 제8a도~제8g도에 따라 설명한 것과 마찬가지로 변화한다. 다른 위치를 갖고 있지만 제8a도~제8g도의 자화영역과 비교해서 동일한 상태를 갖는 자화영역은 제8a도~제8g도의 부호에 「'」를 붙여 나타낸다. 제10a도~제10g도에 있어서, 무자화상태로 되어 있는 메모리층(81)의 영역(105') 및 x2에 형성된 정보자화영역(113')는 제10d도에 도시한 바와 같이 서로 오버랩하고, 오버랩부도 무자화상태로 된다. 나머지 영역(112)에서, 제9a도~제9e도에서 생성된 자화는 보존된다.
제8a도~제8g도에 따라 설명한 바와 같이, 이 영역(105')의 크기(직경r1)는 기록층(82)의 무자화영역(103')의 크기(직경r2)보다 크다. 온도가 내려갈 때 메모리층(81)에 기록된 영역(109')는 영역(103')가 갖는 것과 대략 동일한 크기를 갖는다. 그러나, 영역(103')와 오버랩하지 않는 메모리층(81)의 영역(105')의 영역(113)분은 x2에 기록된 정보영역에 과도하게 오버라이트된다. 그러나, 이 영역(113)의 자화는 영역(112)의 자화가 갖는 것과 동일한 방향을 갖는다. 영역(112)의 폭이 영역(113)의 폭보다 넓으면, 영역(112)는 정상적으로 기록된다.
이 기록상태를 기록파형과 대응시켜서 제11a도~제11d도에 2차원적으로 도시한다. 제9a도~제9e도에 도시한 무자화영역(110)은 r3의 직경을 갖는 것으로 한다. 이것에서, 최소 자화반전폭을 영역(113)의 폭이상으로는 좁게 할 수 없다는 것을 알 수 있다. 제11a도에 도시한 바와 같이, 광스폿 및 매체를 상대속도v로 이동시키면서 광강도에 광스폿변조를 실시한다. 제11d도에 최종 자화상태를 도시한다. 1개의 자화상태를 각각 실현하는 광강도펄스를 연속해서 부여하는 것에 의해, 하나의 자화상태를 갖는 영역(114)를 연속적으로 형성할 수 있다. 변조 및 부호화방식에 의해 광강도의 기록파형을 제어하는 것에 의해 미소마크의 자기정보를 매체상에 기록할 수 있다.
또한, 기록제어에 대해서 다른 실시예를 설명한다. 제8a도~제8g도에 도시한 바와 같이, 온도를 Tc2이상으로 올리고, 외부자계가 갖는 것과 동일한 방향을 갖도록 기록을 기록 자계력으로 실행한다. 그 결과, 초기자화와 평행한 자화를 갖는 기록 영역이 외부자계와 평행한 자화를 갖는 기록 영역(109) 주위에 발생한다. 이 영역은 제11b도에 있어서 (115)로 나타낸다. 영역(115)는 미소마크를 기록하는 본 발명의 목적에서 보아 상술한 실시예의 링형 자화영역과 동일한 효과를 갖는다. 따라서, 이 링형 구조를 발생하는 기록파형(121)(온도분포의 최고도달온도가 Tc2를 초과하도록 함)을 사용한다. 광출력은 제12a도에 도시한 데이타변조신호(120)에 따라 변화한다. 광스폿에 대하여 상대속도v로 이동하는 매체상의 기록위치에 상술한 링형 영역이 오버라이트된다. 변조신호의 타이밍에서 타이밍간격이 넓어지면, 이 간격에 대응해서 외부자계와 평행한 자화영역이 형성된다. 한편, 링폭에 대응하는 타이밍간격으로 기록하는 것에 의해 이 타이밍간격에 비례하는 폭을 갖는 초기자화와 평행한 자화영역이 형성된다. 이 기록은 자화영역의 길이변화로서 정보를 기록하는 마크길이 기록방식에 적합하다.
또한, 초기화자화가 연속해서 긴 폭을 갖지 않고 고정된 폭을 갖는 링영역의 위치가 정보로서 기록되는 기록방식(마크위치 기록방식 둥)에서는 제12b도에 도시한 바와 같이 링형 구조를 발생하는 기록파형(121')를 사용하고 데이타변조 신호(122)에 따라 광출력을 변화시킨다. 따라서, 링폭의 위치로서 정보를 기록한다.
이와 같이 발생된 미소마크를 높은 신호대잡음비로 리드하는 장치를 갖는 광디스크장치를 이하 설명한다. 광자기 기록 및 재생동작에 있어서, 광스폿직경보다 작은 영역에서 신호를 리드하는 방법으로서 MSR(Magnetically Induced Super Resolution)이 있다. 이것은 온도에 따라 다른 자성막의 자기특성을 활용하여 초해상효과를 얻는 것에 의해 미소마크를 검출하는 방법이다. 본 발명의 디스크에 MSR효과를 갖는 자성층을 마련한 예를 제13a도 및 제13b도에 도시한다. 메모리층(1304), 기록층(1303), 스위칭층(1302) 및 초기화층(1301)은 상술한 실시예의 층과 동일한 기능을 갖는다. 정보는 자화상태의 차이로서 메모리층(1304)에 최종적으로 저장된다. MSR기술에 의해 이 정보를 리드하기 위해 메모리층(1306) 및 스위칭층(1305)를 디스크 기판측에서 메모리층(1304)상에 또 적층한다. 이 실시예에 있어서, 스폿(130)내의 고온부(131)은 재생시에 메모리층(1304)에 기록된 마크를 덮는 마스크로 된다. 저온부(1302)는 기록마크의 검출범위로 된다. 메모리층(1306)에는 GdFeCo계의 재료를 사용한다. 보자력은 작고, 큐리온도는 높고, 커회전각이 커지도록 설계되어 있다. 이 막의 두께는 메모리층(1304)를 마스크할 때 메모리층(1306)의 자화가 투과되지 않도록 선택된다. 고온부에 있어서, 메모리층(1305)는 온도가 큐리온도를 초과하고 메모리층(1304)에서 메모리층(1306)을 자기적으로 차단시킨다. 저온상태에서, 교환결합력이 작동하여 메모리층(1304)의 자화가 메모리층(1306)으로 전사된다. 이 스위칭층은 TbFe계의 재료로 이루어진다. 메모리층(1304)는 온도가 스위칭층의 큐리온도 이상으로 상승하더라도 자화방향으로 안정하게 유지하도록 설계된다. 메모리층(1304)는 TbFeCo계의 재료로 이루어진다. 외부자계가 항상 인가되어 있으므로 재생시에도 사용하는 것은 물론이다.
제13a도는 매체의 단면도이다. 제13b도는 매체의 상면도이다. 스폿이 조사되기 시작하는 저온부에서는 메모리층(1306)은 스폿조사전의 자화방향을 유지하고 있다. 이것은 이 때 메모리층(1306)의 교환결합력과 보자력의 합이 외부에서 공급된 자계보다 크게 되기 때문이다. 스폿의 뒤쪽은 온도가 상승한다. 온도가 스위칭층의 큐리온도에 가깝게 되거나 그 이상으로 될 때, 메모리층(1306)의 보자력은 매우 작아지고, 보자력과 교환결합력의 합은 외부자계보다 작아진다. 이 조건하에서, 메모리층(1306)의 자화는 메모리층(1304)의 자화방향에 관계없이 외부자화가 갖는 것과 동일한 방향을 갖게 된다. 메모리층(1306)은 메모리층(1304)를 덮도록 기능한다. 제13b도는 상기 실시예에서 메모리층(1304)에 기록된 마크, 리드스폿의 고온부 및 저온부의 2차원 상태를 도시한 상면도이다. 본 방식에서는 저온부에서 보이는 기록마크만이 신호성분에 기여하므로, 기록마크를 고해상도로 검출할 수 있다. 또한, 기록마크의 폭(매체의 반경방향)은 그의 길이(매체의 트랙방향)보다 크다. 또한, 검출에 기여하는 리드스폿의 저온부는 기록마크의 길이방향에서 좁고 폭방향으로 넓다. 따라서, 신호의 크기가 크다. 기록마크의 길이를 짧게 해도 검출된 신호의 신호대 잡음비의 열화가 적다.
그러나, 상기 실시예에서는 저온영역이 스폿의 이동방향에 대해 볼록하고, 형성된 기록마크는 제13a도 및 제13b도에 도시한 바와 같이 스폿의 진행방향에 대해서 오목하다. 따라서, 리드된 신호는 높은 신호대 잡음비를 갖지만, 파형이 왜곡된다. 이 문제를 해소하기 위해, 제13a도의 메모리층(1306) 및 스위칭층(1305)에 상술한 수직 자화막(41)(기록층)과 면내 자화막(42)의 특성을 마련한다. 즉, 면내 자화막(42)는 온도가 임의의 값 이상으로 될 때 상부 및 하부 자화막을 자기적으로 결합시키는 스위칭층의 기능을 갖는다.
이 실시예의 막 구조를 제14a도 및 제14b도에 도시한다. (1401)은 초기화층, (1402)는 스위칭층, (1403)은 기록층, (1404)는 메모리층, (1405)는 스위칭층, (1406)은 메모리층이다. 그러한 구조에서, 고온부(131)에서 면내막의 온도는 Tm이상으로 된다. 교환결합력은 상부 및 하부 수직 자화막에서 작용한다. 메모리층(1404)의 정보가 메모리층(1406)에 전사된다. 그러나, 저온부(132)에서 교환결합력은 면내 자화에 의해 차단된다. 광스폿에 의해 검출할 수 있는 범위는 고온부(131)과 스폿직경(130)이 서로 오버랩된 영역으로 된다. 그 범위는 원의 형상에 가깝게 된다. 이 원의 직경은 리드스폿 직경보다 작아진다. 해상도가 향상된다. 형성된 기록마크와 마찬가지로 스폿의 진행방향에 대해 오목하게 되는 부분이 있으므로 파형의 왜곡을 저감할 수 있다. 그러나, 기록마크의 폭방향으로 검출영역이 좁아지므로, 검출된 신호의 신호대 잡음비는 상기 실시예보다 낮아진다. 이 실시예에서는 교환결합 4층막을 사용하여 기록마크를 형성한다. 그러나, 이 부분에 상술한 본 발명의 링형 기록매체를 사용해도 좋다. 이 때 매체의 구조를 제15a도~제15c도에 도시한다.
이하, 리드된 파형의 왜곡을 저감하는 다른 실시예를 설명한다. 제13a도 및 제13b도와 제14a도 및 제14b도에서 고온부의 온도분포가 광스폿의 진행방향에 대해 뒤쪽으로 시프트된다. 그 이유를 설명한다. 레이저광이 직접적으로 조사되므로, 스폿의 앞쪽에 발생된 열은 뒤쪽으로 전달되어 뒤쪽에서 발생된 열에 더해진다. 따라서, 제13a도 및 제13b도와 제14a도 및 제14b도에 도시한 바와 같이 뒤쪽으로 치우친 안정된 온도분포가 형성된다. 스폿의 중앙에 고온부를 갖는 온도분포를 상술한 바와 같이 DC(직류적)조사대신 AC(교류적)방식으로 단시간 동안 조사를 실행하는 것에 의해 실현할 수 있다. 그러나, 이 경우, 그러한 분포는 짧은 조사 시간동안만 실현할 수 있다. 따라서 기록마크를 연속해서 리드할 수 없다. 따라서, 이것은 기록마크를 이산적으로 작성하여 재생시에 그들을 이산적으로 검출하기에 충분한 것은 물론이다.
제16a도~제16c도는 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 디스크면에는 기록트랙이 배열단위 사이에 고정된 간격으로 원주방향으로 연장하는 가상트랙의 중심선(13)을 따라 미리 배치된다. 하나의 배열단위로서는 적어도 3개의 광학적으로 식별가능한 기록마크(21), (22) 및 (23)(또는 (24), (25), (26))이 취해진다. 적어도 3개의 광학적으로 식별가능한 기록마크(21), (22) 및 (23)(또는 (24), (25),(26))은 트랙반경방향으로 중심선(13)과는 반대측에 교대로 배치된 기록마크 및 가상트랙의 중심에 배치된 하나의 기록마크를 구비한다. 배열단위로서 구비되고 트랙반경방향과는 반대측에 교대로 배치된 적어도 2개의 기록마크(21) 및 (23)(또는 (24) 및 (26))에서, 트랙킹용 트랙편향 검출신호를 공지의 방법을 사용하여 검출한다. 이와 같이 광스폿을 가상트랙의 중심선(13)상에 위치결정한다. 또한, 배열단위로서 구비되고 가상트랙의 중심선(13)에 배치된 기록마크(22)(또는 (25))에서, 클럭(12)를 제16b도에 도시한 바와 같이 작성한다. 이 클럭은 기록마크(22)(또는 (25))와 동기하고, 기록마크 간격을 정수로 등분할하여 얻은 등간격에 대응하는 타이밍을 갖는다. 클럭(12)를 사용하여 제16c도에 도시한 바와 같은 기록파형을 작성한다. 상기 실시예에서 설명한 바와 같은 기록마크는 이산적 피트 사이에 형성된다. 이 기록파형은 각 실시예에 따라 다르지만, 이산적 피트에서 작성된 클럭과 동기하는 파형인 점이 공통이다. 이 파형은 기록동작을 가능하게 하는 온도보다 낮은 온도에 대해서, 재생시 매체를 따뜻하게 할 수 있는 광강도 변조 레벨을 갖는다. 이 파형은 재생동작을 가능하게 하는 온도까지 상승될 수 있는 이산적으로 변화하는 적어도 하나의 광강도 레벨을 갖는다. 이 파형은 상술한 클럭(12)와 동기한 타이밍에서 강도를 변화시킨다. 레이저광을 단시간동안 조사하는 것에 의해, 디스크 및 스폿이 상대적으로 이동하더라도 스폿의 진행방향에 대해 앞쪽 및 뒤쪽 모두 대략 대칭적으로 된다.
조사시간에 대한 온도분포 변화의 시뮬레이션 결과를 제17a도 및 제17b도에 도시한다. 여기서, 레이저의 스폿직경을 r, 조사시간을 tp, 상대속도를 v, 열확산정수를 D로 하면, 온도분포의 중심은 점x0(조사개시시의 스폿중심에서 광스폿의 진행방향으로 1/2tp·v의 거리에 있음)에 있다. 또한, 조사기간 중의 분포를 2차원 가우스형을 갖는 것으로 하면, 분산은 시간과 함께 변화한다. 조사기간이 짧으면, 이 기간중의 분산은 스폿직경과 대략 동일하게 된다. 조사를 종료한 후, 분산은 시간과 함께 증가한다. 조사기간중의 분포의 분산은 상술한 바와 같이 결정된다. 그러나, 크기가 조사시간에 대략 비례하여 증가한다고 고려할 수 있다. 조사가 종료한 후의 온도분포는 열의 확산으로 인해 크기가 급격히 감쇠되어, 등방적으로 확산이 발생된다. 이 분포의 중심은 상술한 바와 같이, x0으로 된다. 이 방식을 사용하여 이산적으로 짧은 펄스를 조사하는 것에 의해, 광스폿의 중심에 등방적인 고온부를 형성할 수 있다.
상술한 실시예는 기록매체상의 광스폿중심의 온도분포를 제어하기 위해 1개의 광스폿을 사용하는 예였다. 그러나, 이 방법에서는 이산적인 신호검출만을 실행할 수 있다. 따라서, 더욱 연속적으로 신호검출을 실행하기 위해서는 여러개의 스폿을 사용하고 그들의 광강도를 연동해서 변화시킨다.
또 다른 실시예를 제18a도 및 제18b도에 도시한다. 제1의 광스폿(181)은 신호검출을 위해 마련된 것이다. 광스폿(181)은 일정한 강도레벨을 갖는다. 그 레벨에 의해 발생된 매체상에서 온도분포는 재생할 수 있는 온도에 도달하지 않도록 설정된다. 제2의 광스폿(182)는 DC(직류)방식으로 트랙(183)상으로 조사된다. 회절광 트랙킹의 경우를 트랙구조로서 도시한다. 조사광은 일정한 강도레벨을 갖는다. 그 레벨에 의해 발생된 매체상에서 온도분포는 재생할 수 있는 온도에 도달하도록 설정된다. 광스폿 및 매체가 일정한 속도로 상대적으로 이동하는 경우, 이동하는 광스폿 주위를 횡단하는 좌표상의 온도분포에서 볼 때, 제1 및 제2의 광스폿의 고온부(184)는 타원형을 형성하도록 광스폿 진행방향(185)를 향해 뒤쪽으로 퍼진다. 제2의 광스폿(182)가 제1의 광스폿(181)에 화살표(186)으로 나타낸 방향으로 근접하게 될 때 얻은 열분포를 제18b도에 도시한다. 제1의 광스폿(181)에 의한 열분포(187)에 제2의 광스폿(182)에 의해 발생된 열분포(188)을 근접시키면, 열분포(188)은 열분포(188')의 위치까지 이동한다. 즉, 제1의 광스폿(181)의 중심부에 고온부를 위치시키고, 제1의 광스폿(181)상에서의 온도분포를 제어할 수 있다. 이 방식을 고려하는 것에 의해, 저온부에서의 마크를 리드하는 방식을 사용하더라도 저온부의 온도위치를 제어할 수 있고 파형 왜곡을 저감할 수 있다.
2개의 스폿위치를 맞추는 방법을 제19a도 및 제19b도에 도시한다. 2개의 광원(1901) 및 (1902)로부터의 광선을 각각 콜리메이터렌즈(조준렌즈)(1903) 및 (1904)에 의해 평행광으로 변환한다. 이들은 프리즘(1905)에 의해 합성되어 대물렌즈(1906)에 의해 디스크(1907)상에 접속(포커스)된다. 2개의 스폿의 위치를 맞추기 위해, 제2의 스폿의 위치를 광원(1902)의 광로에 배치된 쐐기형 프리즘(1908)을 회전시키는 것에 의해 상대적으로 이동시켜 대물렌즈(1906)에 입사하는 광속의 입사각을 가변할 수 있다. 제1의 광원의 광로에도 마찬가지의 프리즘을 배치해도 좋은 것은 물론이다.
2개의 광스폿(1911) 및 (1912) 사이의 위치관계를 알기 위해, 제16a도~제16c도에 도시한 디스크면 상에 마련된 피트를 각각의 스폿이 통과하는 시간을 관측한다. 광스폿의 이동속도 및 통과시간을 사용하는 것에 의해, 2개의 광스폿 사이의 위치관계를 알 수 있다. 상술한 온도분포의 관계를 만족시키는 2개의 광스폿의 위치를 알기 위해, 기준으로서 기능하는 미소마크를 2개의 광스폿 사이의 간격을 변경하면서 재생한다. 재생시에 신호파형의 품질을 최고로 하는 광스폿 간격이 설정할 광스폿간격의 값으로 된다. 실제장치에 있어서, 2개의 광스폿사이의 간격은 여러가지 변동요인(진동형의 왜란, 전기적 신호 오프셋 등)에 의해 때때로 변화한다. 또한, 2개의 광스폿 사이의 최적간격은 매체의 열특성에 의해 변화되는 것은 물론이다. 이들 변동요인의 영향을 흡수하고 안정한 재생을 달성하기 위해, 재생전에 2개의 스폿사이의 간격을 변경하면서 기준 미소 마크를 재생한 결과를 사용하여 미리 스폿간격을 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 강도변조의 타이밍과 여러개의 스폿의 조사위치를 제어하는 방법을 사용하면, 상술한 2개의 스폿의 경우와 마찬가지로 온도분포를 효과적으로 제어할 수 있다. 제20도는 여러개의 광스폿을 작성하는 음향광학효과에 의해 발생된 표면탄성파(SAW)를 사용하는 장치를 도시한 것이다. 제20도에서 여러개의 주파수의 반송파(캐리어)에 의해 작성된 여러개의 회절광빔에 의해 디스크면상에 여러개의 스폿(2060), (2061), (2062)를 작성한다. 이들 주파수 사이의 차분을 변화시키는 것에 의해, 각 광스폿의 위치관계를 제어한다. 도파로(2052)내에 작성된 표면탄성파에 의한 굴절률의 변화에 의해 도파로(2052)를 통과하는 광이 회절되고 그 결과 편향된다는 특성을 사용한다. 또한, 본 발명은 초음파를 사용하는 음향광학 편향소자를 사용하여 실현할 수 있다. SAW소자의 1예를 제21도에 도시한다. 제21도에 도시한 구조에서, 레이저(2051)의 발광출력은 도파로(2052)에 입력되고, 도파로(2052) 면에 제작된 렌즈(2053)(지오데식렌즈(geodesic lens))에 의해 평행광으로 변환되고, 이 평행광은 표면탄성파의 영향을 받아 편향된다. 이 구조를 사용하는 것에 의해, 이러한 종류의 종래 소자에 비해 구성이 단순화되고 소형화된다. 이 구조는 니시하라 외 저"광집적회로(Optical Integrated Circuit)"에 상세히 기재되어 있으므로, 그의 설명은 생략한다(지오데식 렌즈에 대해서는 pp. 283참조, 본 실시예의 SAW소자의 구성에 대해서는 pp. 362의 광스펙트럼 분석기(아날라이저)의 항 참조.). 도파로(2052)에서 나온 광은 시트형상으로 출력된다. 그의 광속의 형상을 원통형의 렌즈(2055)에 의해 원형형상으로 변환한다. 그 후, 광은 광속분리소자(2058)을 통과하여 대물렌즈(2059)에 입사된다. 따라서, 광디스크(2046)상에 미소스폿(2060), (2061) 및 (2062)가 형성된다. 이들 스폿은 SAW 편향 소자에 의해 광이 분리, 편향되도록 디스크의 원주방향으로 배치된다. 광속분리소자(2058)에 의해 입사광과는 광로가 분리된 디스크로부터의 반사광은 신호검출 광학계(2066)으로 보내져 데이타신호의 검출 및 스폿을 제어하기 위한 신호검출을 실행한다.
또한, 각각의 스폿(2060), (2061) 및 (2062)의 강도변조는 각 반송파의 파워(전력)를 변조하는 것에 의해 회절효율을 변화시키는 것에 의해 달성된다. 예를 들면, 중심주파수F1, F2 및 F3을 각각 발생하는 발진기(2101), (2102) 및 (2103)에서 공급된 신호를 각각 3개의 전력증폭기(파워앰프)(2163), (2164) 및 (2165)에 의해 증폭하고, 전력적으로 가산하여 전극(2056)으로 공급한다. 그렇게 발생된 표면탄성파는 3개의 스폿의 회절효율을 변화시킨다. 전력증폭기에는 각각의 스폿의 강도를 변조하는 신호s1, s2 및 s3이 공급된다. 스폿의 위치관계가 제16a도~제16c도에 도시한 진폭 및 타이밍에 의해 센스되어 전력이 변조된다. 신호s3에 의해 변조된 스폿에 의해 작성된 온도분포에 신호s1에 의해 변조된 스폿에 의해 작성된 온도분포를 오버랩하는 것에 의해, 제18a도 및 제18b도에 도시한 바와 같이, 제1의 광스폿(181)에 의해 발생한 열분포(187)과 마찬가지인 온도분포를 작성할 수 있다. 또한, SAW를 사용하는 것에 의해, 여러개의 스폿간격을 전기적으로 가변할 수 있다. 이 때, 이들 스폿사이의 위치관계는 기계적으로 정확하게 유지되어 안정성이 달성된다.
본 발명에 따른 매체 및 광디스크의 기록방법을 사용하면, 길이보다 폭이 넓은 마크를 광강도변조를 사용하는 기록방법에 의해 열적인 간섭의 영향을 받지 않고 기록재생할 수 있다. 따라서, 충분히 큰 신호대 잡음비를 확보하면서 선(라인)방향의 기록밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 고밀도의 오버라이트가 가능하므로, 본 발명의 매체 및 광디스크의 기록방법은 고속화를 달성하는데 있어서도 유효하다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (11)

  1. 레이저광을 조사하는 것에 의해 정보의 기록영역으로서 주위와는 광학적 성질이 다른 링형 마크가 형성되는 특성을 갖는 기록막을 갖는 광자기 또는 상변화형의 오버라이트 가능한 광기록매체를 사용하고, 상기 광기록매체상의 레이저 광스폿 위치를 상대 이동시키면서 상기 레이저광의 강도를 변조하는 것에 의해 반쪽 링형 마크열을 형성해서 정보의 기록을 실행하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  2. 제1항에 있어서, 소정 강도의 광을 조사하면서 마크 형성시에 강도를 약하게 하거나 또는 0으로 한 후, 레이저광의 강도를 강하게 하는 것에 의해 반쪽 링형 마크열의 형성을 실행하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광기록매체는 광자기 디스크이고, 상기 정보의 기록시에 외부자계의 인가도 실행하는 것에 의해 다른 부분과 자화방향이 다른 상기 반쪽 링형 마크열을 형성하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광기록매체의 상기 기록막은 수직자화막을 갖고, 정보의 기록영역의 주위의 자화로부터의 누설자계를 이용해서 상기 반쪽 링형 마크열을 형성하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광기록매체의 상기 기록막은 2층 이상의 자성막이 교환결합된 다층막인 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광기록매체는 상기 레이저광 조사측에서 제1의 수직 자화막, 면내 자화막, 제2의 수직 자화막의 순으로 적층된 자성막을 갖고, 상기 제1의 수직 자화막은 상기 레이저광의 소정의 기록파워 및 상기 외부자계에 의해 자화반전해서 기록되는 자성막이고, 상기 제2의 수직 자화막은 상기 소정의 기록파워 및 외부자계에서는 기록이 불가능한 자성막이고, 상기 면내 자화막은 소정의 온도이상에서 상기 제1 및 제2의 수직 자화막을 자기적으로 결합시키는 스위칭층임과 동시에 열전도율이 상기 제1 및 제2의 수직 자화막보다 작은 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광기록매체는 상기 레이저광 조사측에서부터 메모리층, 기록층, 스위칭층, 초기화층의 순으로 적층되어 있고, 상기 메모리층, 상기 기록층, 상기 스위칭층, 상기 초기화층의 큐리온도를 각각 Tc1, Tc2, Tc3, Tc4로 했을 때, 상기 메모리층 및 상기 기록층은 상기 레이저광의 소정의 기록파워 및 상기 외부자계에 의해 자화반전해서 기록되는 수직자화막임과 동시에, 상기 기록층의 실온에서의 보자력이 상기 메모리층의 실온에서의 보자력보다 작고 또한 상기 메모리층의 실온이 Tref보다 내려갔을 때 상기 기록층에서 상기 메모리층으로 자화가 전사되는 성질을 갖고, 상기 스위칭층은 큐리온도 Tc3이하에서 상기 기록층과 상기 초기화층을 교환결합함과 동시에, 큐리온도Tc3이상에서 상기 기록층과 상기 초기화층의 교환력을 차단하는 자성막이고, 상기 초기화층은 한쪽방향으로 균일하게 자화되어 있음과 동시에, 상기 레이저광의 소정의 기록파워 및 상기 외부자계에서는 자화반전하지 않는 크기의 보자력을 갖는 수직 자화막이며, 실온을 Troom으로 했을 때, Tc4〉Tc2〉Tc1≥Tref〉Tc3〉Troom의 관계가 성립하는 기록막인 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광기록매체는 상변화형 디스크이고, 상기 반쪽 링형 마크열의 링부분은 결정상태이고, 그 밖의 부분은 비정질상태인 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  9. 기판과 이 기판상에 형성된 기록막을 포함하고, 상기 기록막은 레이저광 조사측에서부터 제1의 수직 자화막, 면내 자화막, 제2의 수직 자화막의 순으로 적층되고, 상기 제1의 수직 자화막은 상기 레이저광의 소정의 기록파워 및 외부자계에 의해 자화반전해서 기록되는 자성막이고, 상기 제2의 수직 자화막은 상기 소정의 기록파워 및 외부자계에서는 기록이 불가능한 자성막이고, 상기 면내 자화막은 소정의 온도이상에서 상기 제1 및 제2의 수직 자화막을 자기적으로 결합시키는 스위칭층임과 동시에 열전도율이 상기 제1 및 제2의 수직 자화막보다 작은 것을 특징으로 하는 광기록매체.
  10. 레이저광을 광기록매체에 조사해서 상기 광기록매체의 온도분포를 제어하고, 실온을 TR, 상기 광기록매체의 온도분포의 최고온도를 Tr로 정의했을 때, 상기 광기록매체상에서 도달온도가 TR〈T1〈T2〈Tr의 관계가 성립하는 Tr에 의존하지 않는 2개의 온도T1 및 T2 사이의 영역에 그 주위와는 광학적 성질이 다른 반쪽 링형 마크열을 형성하는 것에 의해 정보의 기록을 실행하는 것을 특징으로 하는 광기록방법.
  11. 기판과 이 기판상에 형성된 기록막을 포함하고, 상기 기록막은 레이저광 조사측에서부터 제1의 수직 자화막, 면내 자화막, 제2의 수직 자화막의 순으로 적층되고, 상기 기록막은 상기 레이저광을 조사하는 것에 의해 정보의 기록영역으로서 주위와는 광학적 성질이 다른 링형 마크가 형성되는 특성을 갖고, 상기 제2의 수직자화막은 반쪽 링형 마크의 형성에 의해 정보가 기록되고, 상기 면내 자화막은 소정의 온도 이상에서 상기 제1 및 제2의 수직 자화막을 자기적으로 결합시키는 스위칭층인 광기록매체를 사용하고, 상기 레이저광의 조사에 의해 상기 광기록매체의 온도분포를 제어해서 상기 제1의 수직 자화막의 정보를 상기 제2의 수직자화막으로 전사하는 것에 의해서 정보를 재생하는 것을 특징으로 하는 광재생방법.
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