KR20000042134A - 광자기 기록매체 및 그 재생방법 - Google Patents

광자기 기록매체 및 그 재생방법 Download PDF

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KR20000042134A KR1019980058233A KR19980058233A KR20000042134A KR 20000042134 A KR20000042134 A KR 20000042134A KR 1019980058233 A KR1019980058233 A KR 1019980058233A KR 19980058233 A KR19980058233 A KR 19980058233A KR 20000042134 A KR20000042134 A KR 20000042134A
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Abstract

본 발명은 자기헤드를 사용하지 않고 광학적인 억세스만에 의하여 정보가 재생되도록 한 광자기 기록매체 및 그 재생방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보가 기록된 기록층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮은 큐리 온도를 가지는 재생층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮고 재생층의 큐리 온도보다 높은 큐리 온도를 가지는 스위칭층이 형성된 광자기 기록매체에 대하여, 광자기 기록매체에 기록층의 큐리 온도보다 낮은 온도의 광빔을 조사하고 재생층으로부터 반사되는 반사 광빔을 이용하여 정보를 재생하게 된다.
본 발명에 의하면, 외부 자기장을 인가하지 않고 기록층에 기록된 정보를 확대 재생할 수 있게 된다.

Description

광자기 기록매체 및 그 재생방법(Magneto-optical Recording Medium and Reproducing Method Therof)
본 발명은 광자기 기록매체 및 그 재생방법에 관한 것으로, 특히 자기헤드를 사용하지 않고 광학적인 억세스만에 의하여 정보가 재생되도록 한 광자기 기록매체 및 그 재생방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광자기 디스크는 편광된 빛이 자성 박막면에서 반사할 때, 이 자성 박만면이 막면에 대하여 수직한 방향의 자기 이방성을 가지게 되면 편광면의 각도가 회전하는 현상을 이용하게 된다. 이와 같은 자기광학 효과를 커(Kerr) 효과라 하고, 이 때 회전하는 편광면의 각을 회전각이라 한다.
광자기 디스크의 신호 대 잡음비(Signal-to-noise ratio : SNR)는 다음의 수학식1과 같다.
여기서, η는 포토 다이오드의 양자 효율(quantum efficiency), P는 재생 파워(Read power), R은 매체 반사도(Reflectivity), θK는 커 회전각, e는 전하(electric charge) 그리고 B는 대역폭(band width)이다.
수학식1에서, 매체의 특성을 나타내는 파리미터(parameter) 인 R과 θK만을 고려하였을 때의 피겨 오브 메리트(figure of merit)는 RθK 2에 비례한다. 따라서, R보다는 θK 2를 증가시키는 것이 효율적이다. 통상, 광자기 기록에 이용되는 자성박막의 θK는 0.3°정도의 작은 값을 갖는다. 이 θK값을 증가시키기 위해서 최근에는 광자기 기록매체를 유전체 및 반사층을 이용하여 다층화하고 있다.
이와 같은 광자기 디스크의 발전과 함께 디스크에 정보를 효율적으로 기록할 수 있는 레이저-펌프 자계 변조(Laser-pumped Magnetic Field Modulation) 방식이 나타나게 되었다. 이 레이저-펌프 자계 변조 방식에 의하여 광자기 디스크는 고밀도로 정보가 기록되어 대용량의 정보를 저장할 수 있게 되었다.
그러나 고밀도의 광자기 디스크를 재생하는 경우에는 광스폿이 회절 한계치 이하로 작게 하는 것이 실질적으로 불가능하기 때문에 기록 마크 사이즈가 광스폿 사이즈에 비하여 매우 작아지게 되므로 고밀도의 광자기 디스크를 정확히 재생하기가 곤란한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기록층에 기록된 기록 마크를 재생층에서 확대시켜서 재생신호를 크게 하는 맴모스(Magnetic Amplyfying Magneto-optical System)라 일컬어지는 자구확대 기술이 최근 개발되었다. 자구확대 기술에 의하여 재생되어지는 광자기 디스크에는 최저 2층의 자성층이 필요하게 된다. 이들 자성층은 자기 증폭층 역할을 하게 된다. 이와 같은 맴모스 디스크를 재생할 때는 교류(AC) 자기장을 외부에서 가해주게 된다. 즉, 기록층에 광스폿보다 작은 자구(기록마크)들이 기록되어 있는 경우, 그 자구들을 재생하기 위해서 재생층에 광을 조사하면 기록층에 기록된 작은 자구들은 광스폿 중심부만 국부적으로 열을 받아 재생층에 복사된다. 그리고 교류 자기장을 가해주게 되면 복사된 자구가 확대 재생된다. 이 때, 재생신호의 진폭은 포화진폭까지 도달한다. 여기서, 포화진폭이란 확대된 복사 자구의 크기가 광스폿의 직경을 넘는 상태를 의미한다. 이 상태가 되면 다음 자구의 상태를 판별할 수 없으므로 재생층에 복사되어 확대된 자구를 재생하든 재생하지 않든 외부 자기장의 극성을 반전시켜 복사된 자구를 수축 혹은 소멸시킨다. 이어서, 다음 자구를 재생층에 확대 복사하고 다시 교류 외부 자기장을 인가하여 재생신호를 증폭하게 된다.
이와 같이, 종래의 광자기 기록매체에서는 정보를 재생할 때, 외부 자기장이 인가되어야 하므로 외부에 자기 헤드가 반드시 설치되어야 한다. 이 자기헤드는 광픽업(Optical Pick-up) 자체의 부피를 크게 만들고 구동회로를 복잡하게 만들뿐만 아니라 자기헤드 내부의 인덕턴스(Inductance) 등의 영향으로 고주파에서 특성이 나빠지는 단점이 있다. 즉, 외부 자기장은 주파수 증가에 비례하여 자기 코일의 임피던스가 증가하기 때문에 데이터 전송속도에 제한을 초래하게 된다.
자기장은 거리가 멀어질수록 지수적으로 감소하기 때문에 광자기 디스크와 자기헤드를 근접하게 배치하여야 한다. 이는 광자기 디스크를 얇게 하여야 하는 원인이 됨과 아울러, 다수의 기록층을 가지는 멀티층의 디스크에서는 각 층의 기록층과 자기헤드간의 간격이 서로 달라지게 되어 자기헤드로부터 먼 기록층들은 자기장이 거의 인가되지 않게 되므로 멀티층의 디스크에는 자기헤드가 설치되기 곤란한 문제점이 있다.
또한, 자기헤드는 광원의 파워를 조정하여 기록/재생하게 되는 CD 계열, DVD 계열의 디스크 구동장치(Driver)에는 설치되지 않기 때문에 이러한 광기록/재생 방식의 디스크 및 그 구동장치와의 호환성 문제를 유발하는 원인이 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광학적인 억세스만으로 정보가 재생되도록 한 광자기 기록매체 및 그 재생방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 재생속도를 향상시키도록 한 광자기 기록매체 및 그 재생방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11,21,31,41 : 기록층 12,22,23,32,42 : 스위칭층
13,24,33,43 : 재생층
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광자기 기록매체는 정보가 기록되어지는 기록층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮은 큐리 온도를 가지는 재생층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮고 재생층의 큐리 온도보다 높은 큐리 온도를 가지는 스위칭층을 구비한다.
본 발명에 따른 광자기 기록매체의 재생방법은 정보가 기록된 기록층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮은 큐리 온도를 가지는 재생층과, 기록층의 큐리 온도보다 낮고 재생층의 큐리 온도보다 높은 큐리 온도를 가지는 스위칭층이 형성된 광자기 기록매체에 대하여, 광자기 기록매체에 기록층의 큐리 온도보다 낮은 온도의 광빔을 조사하는 단계와, 재생층으로부터 반사되는 반사 광빔을 이용하여 정보를 재생하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도이다.
도 1의 구성에서, 본 발명의 광자기 기록매체는 광 입사측에서부터 순차적으로 적층된 재생층(13), 스위칭층(12) 및 기록층(11)을 구비한다.
기록층(11)에는 자화방향이 수직방향으로 하향 또는 상향인 미소 사이즈의 자화정보가 저장되어 있다. 이 기록층(11)은 전체 층 중에서 큐리 온도(Curie temperature)가 가장 높은 재료로 이루어진다. 스위칭층(12)은 자신의 큐리 온도 이하에서는 자화방향이 수평방향으로 정렬되며 자신의 큐리 온도 이상에서는 기록층(11)의 자화방향에 의해 기록층(11)의 자화방향과 동일하게 수직방향으로 자화된다. 이 스위칭층(12)은 큐리 온도가 기록층(11)의 큐리 온도보다는 낮고, 재생층(13)의 큐리 온도보다는 높은 재료로 이루어진다. 재생층(13)은 전체 층 중에서 가장 낮은 큐리 온도를 가지는 재료로 이루어진다. 여기서, 큐리 온도라 함은 특정 온도 이상에서 자화를 상실하는 온도를 의미한다.
위에서 알 수 있는 바, 각 층의 큐리 온도는 기록층(11) > 스위칭층(12) > 재생층(13)의 순서로 결정된다.
본 발명에서의 재생방법은 다음과 같다. 광원으로부터 발생된 광빔이 대물렌즈(도시하지 않음)에 의해 재생층(13)에 집광되어 재생층(13), 스위칭층(12) 및 기록층(11)이 광빔에 의해 가열되어 온도가 상승하게 된다. 여기서, 레이저 광의 광파워는 재생 모드이므로 기록층(11)의 큐리 온도 이하가 되도록 조절된다. 그러면 재생층(13)은 큐리 온도가 낮으므로 광스폿에 의해 넓은 영역에서 자화반전이 가능한 상태가 된다. 이 때, 스위칭층(12)은 대부분의 영역이 자신의 큐리 온도만큼 가열되지 않은 상태이므로 기록층(11)과 재생층(13) 사이의 자계를 차단하고 자신의 큐리 온도 이상으로 가열된 영역만이 기록층(11)의 자화정보에 의해 수직방향으로 자화된다. 이 스위칭층(12)의 수직방향 자화영역에 의해 재생층(13)에는 스위칭층(12)의 수직방향 자화영역을 포함한 넓은 영역에 걸쳐 자화반전된다. 이에 따라, 기록층(11)에 기록된 자화정보는 스위칭층(12)과 재생층(13)이 자화되면서 확대 재생된다. 이러한 광자기 기록매체에서 반사된 반사광의 광빔은 광로를 역행하여 광전소자(예를 들면, Photo diode)(도시하지 않음)에 의해 전기적인 신호로 변환된 후, 신호 처리되어 재생신호와 서보 에러신호로서 이용된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도이다.
도 2의 구성에서, 본 발명의 광자기 기록매체는 광 입사측에서부터 순차적으로 적층된 재생층(24), 제1 스위칭층(23), 제2 스위칭층(22) 및 기록층(21)을 구비한다.
기록층(21)에는 자화방향이 수직방향으로 하향 또는 상향인 미소 사이즈의 자화정보가 저장되어 있다. 이 기록층(21)은 전체 층 중에서 큐리 온도가 가장 높은 재료로 이루어진다. 제2 스위칭층(22)은 자신의 큐리 온도 이하에서는 자화방향이 수평방향으로 정렬되며 자신의 큐리 온도 이상에서는 기록층(21)의 자화방향에 의해 기록층(21)의 자화방향과 동일하게 수직방향으로 자화된다. 이 제2 스위칭층(22)은 큐리 온도가 기록층(21)의 큐리 온도보다는 낮고, 제1 스위칭층(23)의 큐리 온도보다는 높은 재료로 이루어진다. 마찬가지로, 제1 스위칭층(22)은 자신의 큐리 온도 이하에서는 자화방향이 수평방향으로 정렬되며 자신의 큐리 온도 이상에서는 제2 스위칭층(22)의 자화방향과 동일한 방향으로 자화된다. 이 제1 스위칭층(23)은 큐리 온도가 재생층(24)의 큐리 온도보다 높은 재료로 이루어진다. 재생층(24)은 전체 층 중에서 가장 낮은 큐리 온도를 가지는 재료로 이루어진다.
위에서 알 수 있는 바, 각 층의 큐리 온도는 기록층(21) > 제2 스위칭층(22) > 제1 스위칭층(23) > 재생층(24)의 순서로 결정된다.
재생방법은 다음과 같다. 광원으로부터 발생된 광빔이 대물렌즈에 의해 재생층(24)에 집광되면 재생층(24), 제1 스위칭층(23), 제2 스위칭층(22) 및 기록층(21)이 광빔에 의해 가열되어 온도가 상승하게 된다. 그러면 재생층(24)은 큐리 온도가 낮으므로 광스폿에 의해 넓은 영역에서 자화반전이 가능한 상태가 된다. 이 때, 제1 스위칭층(23)은 대부분이 자신의 큐리 온도만큼 가열되지 않은 상태이므로 제2 스위칭층(22)과 재생층(24) 사이의 자계를 차단하고 자신의 큐리 온도 이상으로 가열된 영역만이 자화방향이 수직방향으로 회전 가능한 상태가 된다. 또한 제2 스위칭층(22)은 대부분이 자신의 큐리 온도만큼 가열되지 않은 상태이므로 기록층(21)과 제1 스위칭층(23) 사이의 자계를 차단하고 자신의 큐리 온도 이상으로 가열된 영역만이 기록층(21)의 자화정보에 의해 동일한 방향으로 자화된다. 이 제2 스위칭층(22)의 수직방향 자화영역에 의해 제1 스위칭층(23)은 제2 스위칭층(22)의 수직방향 자화영역을 포함한 영역에서 제2 스위칭층(22)의 수직방향 자화영역의 자화방향과 동일한 방향으로 자화되고 재생층(24)은 제1 스위칭층(23)의 수직방향 자화영역을 포함한 넓은 영역에서 제1 스위칭층(23)의 수직방향 자화영역과 동일한 방향으로 자화반전된다. 이에 따라, 기록층(21)에 기록된 자화정보는 제2 스위칭층(22), 제1 스위칭층(23) 및 재생층(24)이 자화되면서 확대 재생된다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도이다.
도 3의 구성에서, 본 발명의 광자기 기록매체는 광 입사측에서부터 순차적으로 적층된 재생층(33), 스위칭층(32) 및 기록층(31)을 구비한다.
기록층(31) 및 재생층(33)은 실질적으로 도 1에 도시된 그것들과 동일하여 상세한 설명은 생략한다. 스위칭층(32)은 상온에서는 반자성체의 특성을 갖는데 반하여 일정 이상의 자성상태 천이온도에서는 기록층(31)에 의해 자화되어 기록층(31)과 동일하게 수직방향으로 자화된다.
각 층의 자성상태 천이온도는 기록층(31)의 큐리 온도 > 스위칭층(32)의 자성상태 천이온도 > 재생층(33)의 큐리온도 순서로 결정된다.
재생방법은 다음과 같다. 광원으로부터 발생된 광빔이 대물렌즈에 의해 재생층(33)에 집광되면 재생층(33), 스위칭층(32) 및 기록층(31)이 광빔에 의해 가열되어 온도가 상승하게 된다. 그러면 재생층(33)은 큐리 온도가 낮으므로 광스폿에 의해 넓은 영역에서 자화반전이 가능한 상태가 된다. 이 때, 스위칭층(32)은 대부분이 자신의 자성상태 천이온도만큼 가열되지 않은 상태이므로 기록층(31)과 재생층(33) 사이의 자계를 차단하고 자신의 큐리 온도 이상으로 가열된 영역만이 기록층(31)에 의해 수직방향으로 자화된다. 이 스위칭층(32)의 수직방향 자화영역에 의해 재생층(33)은 스위칭층(32)의 자화영역을 포함한 넓은 영역에서 자화반전된다. 이 실시예에서 스위칭층을 도 2에서와 같이, 2 층 이상으로 다층화하게 되면 스위칭층의 큐리 온도는 기록층(31)보다는 낮고 재생층(33)보다는 높으며 아울러 스위칭층들 중에서 재생층(33)에 가까운 스위칭층일수록 낮은 큐리온도를 갖는 재료로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광자기 기록매체를 나타내는 종단면도이다.
도 4의 구성에서, 본 발명의 광자기 기록매체는 광 입사측에서부터 순차적으로 적층된 재생층(43), 스위칭층(42) 및 기록층(41)을 구비한다.
기록층(41) 및 스위칭층(42)은 실질적으로 도 3에 도시된 그것들과 동일하여 상세한 설명은 생략한다. 재생층(43)은 자신의 큐리 온도 이하에서는 수평방향으로 자화방향이 결정되며 큐리 온도 이상에서는 자화방향이 수직방향으로 자화되는 재료로 이루어진다.
각 층의 큐리 온도는 기록층(41) > 스위칭층(42) > 재생층(43)의 순서로 결정된다.
재생방법은 다음과 같다. 광원으로부터 발생된 광빔이 대물렌즈에 의해 재생층(43)에 집광되면 재생층(43), 스위칭층(42) 및 기록층(41)이 광빔에 의해 가열되어 온도가 상승하게 된다. 그러면 재생층(43)은 큐리 온도가 낮으므로 광스폿에 의해 넓은 영역에서 자화방향이 수직방향으로 회전될 수 있는 상태가 된다. 이 때, 스위칭층(42)은 대부분이 자신의 큐리 온도만큼 가열되지 않은 상태이므로 기록층(41)과 재생층(43) 사이의 자계를 차단하고 자신의 큐리 온도 이상으로 가열된 영역만이 기록층(41)에 의해 수직방향으로 자화된다. 이 스위칭층(42)의 수직방향 자화영역에 의해 재생층(43)은 스위칭층(32)의 자화영역을 포함한 넓은 영역에서 수직방향으로 자화된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광자기 기록매체 및 그 재생방법은 큐리 온도가 가장 낮은 재생층과 큐리 온도가 가장 높은 기록층을 형성함과 아울러 재생층보다 높고 기록층보다 낮은 큐리 온도를 가지는 최소 1층 이상의 스위칭층을 형성함으로써 외부 자기장을 인가하지 않고 기록층에 기록된 정보를 확대 재생할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따른 광자기 기록매체 및 그 재생방법은 데이터 전송속도에 제한을 주는 자기헤드를 이용하지 않고 광학적으로만 억세스하여 정보를 재생함으로써 재생속도를 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 정보가 기록되어지는 기록층과,
    상기 기록층의 큐리 온도보다 낮은 큐리 온도를 가지는 재생층과,
    상기 기록층의 큐리 온도보다 낮고 상기 재생층의 큐리 온도보다 높은 큐리 온도를 가지는 스위칭층을 구비하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭층은 상기 큐리 온도 이하에서는 상기 기록층과 재생층 사이의 자계를 차단함과 아울러 상기 큐리 온도 이상에서는 상기 기록층에 의해 자화되어 상기 재생층의 자화상태를 변화시키는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭층은 각각이 상기 재생층의 큐리 온도보다는 높은 큐리 온도를 가지는 적어도 2층 이상의 다층 스위칭층들로 형성되고,
    상기 스위칭층들은 상기 재생층에 가까울수록 낮은 큐리 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생층은 큐리 온도 이하에서는 수직방향으로 자화되고,
    상기 큐리 온도 이상에서는 상기 스위칭층의 자화 상태의 변화에 의해 상기 기록층의 자화방향으로 자화반전되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생층은 큐리 온도 이하에서는 수평방향으로 자화되고,
    상기 큐리 온도 이상에서는 상기 스위칭층의 자화 상태의 변화에 의해 상기 기록층의 자화방향으로 자화상태가 변화되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭층은 큐리 온도 이하에서는 수평방향으로 자화되고,
    상기 큐리 온도 이상에서는 상기 기록층의 자화방향과 동일한 자화방향으로 자화상태가 변화되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭층은 상온에서는 반자성체의 특성을 가지며,
    소정 온도 이상에서는 상기 기록층의 자화방향과 동일한 자화방향으로 자화상태가 변화되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체.
  8. 정보가 기록된 기록층과, 상기 기록층의 큐리 온도보다 낮은 큐리 온도를 가지는 재생층과, 상기 기록층의 큐리 온도보다 낮고 상기 재생층의 큐리 온도보다 높은 큐리 온도를 가지는 스위칭층이 형성된 광자기 기록매체에 대하여, 상기 광자기 기록매체에 상기 기록층의 큐리 온도보다 낮은 온도의 광빔을 조사하는 단계와,
    상기 재생층으로부터 반사되는 반사 광빔을 이용하여 정보를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체의 재생방법.
KR1019980058233A 1998-12-24 1998-12-24 광자기 기록매체 및 그 재생방법 KR20000042134A (ko)

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