NL7920100A - Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie. - Google Patents

Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie. Download PDF

Info

Publication number
NL7920100A
NL7920100A NL7920100A NL7920100A NL7920100A NL 7920100 A NL7920100 A NL 7920100A NL 7920100 A NL7920100 A NL 7920100A NL 7920100 A NL7920100 A NL 7920100A NL 7920100 A NL7920100 A NL 7920100A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
light
optical
polarized light
magneto
elliptically polarized
Prior art date
Application number
NL7920100A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP14955678U external-priority patent/JPS5568041U/ja
Priority claimed from JP3567479U external-priority patent/JPS55135941U/ja
Priority claimed from JP12050179U external-priority patent/JPS5640518U/ja
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of NL7920100A publication Critical patent/NL7920100A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10502Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed
    • G11B11/10515Reproducing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10532Heads
    • G11B11/10541Heads for reproducing
    • G11B11/10543Heads for reproducing using optical beam of radiation
    • G11B11/10545Heads for reproducing using optical beam of radiation interacting directly with the magnetisation on the record carrier
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0917Focus-error methods other than those covered by G11B7/0909 - G11B7/0916
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C13/00Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/06Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using magneto-optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • G01N2021/218Measuring properties of electrooptical or magnetooptical media

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

• : 7 2 2 0 10 0
79^007/M/vL
-1-
Korte aanduiding: Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het detecte-; ren van magneto-optische anisotropie van een magnetisch medium. De magne-j to-optische anisotropie waarvan in deze beschrijving sprake is betreft de | eigenschap waardoor lineair gepolariseerd licht wordt gewijzigd in ellip-5 ' tisch gepolariseerd licht of waardoor een verandering veroorzaakt wordt : in de mate van ellipticiteit van het elliptisch gepolariseerd licht zoals dubbele breking en circulair dichroïsme. Met de uitdrukking "elliptisch gepolariseerd licht" wordt in deze beschrijving tevens bedoeld circulair gepolariseerd licht dat een speciaal geval is voor een bepaalde waarde van 10 een de ellipticiteit.
In een bekende magneto-optische anisotropiedetector,van een magnetisch medium voor het uitlezen van daarop geregistreerde informatie in overeenstemming met de gemagnetiseerde toestand van het magnetisch medium, wordt, indien het lineaire gepolariseerd licht het magnetisch medium door-15 loopt of op het oppervlak van het magnetisch medium wordt gereflecteerd, het invallend lineair gepolariseerd licht enigszins omgezet in elliptisch gepolariseerd licht en draait de hoofdas van de ellips enigszins uit de polarisatierichting van het invallend lineair gepolariseerd licht. Op bekende wij ze wordt dan de rotatiehoek van de polarisatiehoofdas gemeten 20 door gebruik van een polarisatie-element en een polarisatie-ontleder. Deze methode heeft als nadeel dat de inrichting gecompliceerd is en een lage signaal/ruisverhouding heeft.
Teneinde de voornoomde bezwaren op te heffen gebruikt de inrichting volgens de uitvinding elliptisch gepolariseerd licht; de inrichting vol-: 25 gens de uitvinding bestrijkt ten opzichte van bekende inrichtingen een breder toepassingsgebied en geeft betere resultaten bij het meten van de verandering van de ellipticiteit van het elliptisch gepolariseerd licht.
De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 en 2 blokdiagrammen tonen ter toelichting van de fundamen-30:tele uitvoering van de uitvinding; fig. 3 een blokdiagram toont van een uitvoeringsvorm van een inrich-; ting voor de detectie van de magneto-optische anisotropie volgens de uitvinding; fig. h de polarisatietoestand van licht toont ter toelichting van 792 0 1 00 I t -2- de werking van de uitvoering volgens fig. 3; fig. 5 een blokdiagram toont voor een uitvoering indien de uitvinding wordt toegepast voor een magnetische schijf; fig. 6 een blokdiagram toont van een andere uitvoeringsvorm van de 5 inrichting volgens de uitvinding; fig. 7 een blokdiagram toont van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 8 een blokdiagram toont van een uitvoering indien de uitvinding wordt toegepast voor een optische schijf; 10 fig. 9 en 10 de werking toelichten van de in fig. 8 getoonde in richting; fig. 11 een blokdiagram toont van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 12(a) en 12(b) schematisch de belangrijkste delen van de in 15 fig. 11 getoonde uitvoeringsvorm .tonen; fig. 13(a) en 13(b) schema's tonen ter toelichting van de werking van de in fig. 11 getoonde uitvoeringsvorm; fig. 1^ een blokdiagram toont van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding; 20 fig. 15 schematisch de polarisatie-as toont ter toelichting van de in fig. 1U getoonde uitvoeringsvoim; en fig. 16 schematisch een andere uitvoering van de belangrijkste delen van de in fig. 1¾ getoonde uitvoeringsvorm toont.
De inrichting volgens de uitvinding zal nu aan de hand van uitvoe-25 ringsvormen daarvan in detail worden toegelicht.
De fig. 1 en 2 tonen de fundamentele uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding. Fig. 1 toont een inrichting van een transmissie-soort waarbij de lichtstraal een medium doorloopt en fig. 2 toont een inrichting van de reflectiesoort waarbij de lichtstraal door het medium wordt 30^gereflecteerd. In beide figuren geven dezelfde verwijzingscijfers dezelfde delen of dezelfde componenten aan.
In de fig. 1 en 2 zijn getoond een lichtbron 10 voor circulair gepolariseerd licht of voor elliptisch gepolariseerd licht, een magneto-op-.tisch anisotropisch medium 20, een polarisatie-ontledingsinrichting 30 en 35!een optische anisotropie-inductie-inrichting Uo. Als het magneto-optisch anisotropisch medium 20 een stof is met een eigen natuurlijke anisotropie tengevolge van haar magnetische structuur of dergelijke en als het gewenst 792 0 1 00 • t -Βίε een dergelijke stof te observeren is de optische anisotropie-inductie-inrichting als toegevoegde inrichting niet altijd noodzakelijk.
Veelal loopt de magnetiseringsrichting van het magneto-optisch ani-sotropisch medium 20 parallel of loodrecht ten opzichte van het oppervlak i 5 van het medium. De uitvinding kan echter eveneens worden toegepast indien de magnetiseringsrichting een optische richting is die anders is dan de : genoemde richtingen.
Fig. 3 toont een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding. Hierbij valt de lichtstraal, die afkomstig is van de lichtbron 10 10 welke het elliptisch gepolariseerd licht uitzendt, op het magneto-optisch anisotropisch medium 20 en wordt het overgedragen licht gedetecteerd door middel van een ontvanger 3U via een polarisatie-analysator 33A. De mate van optische anisotropie van het medium 20 verschijnt als kwantiteitsver-andering van het door de lichtontvanger 3^ ontvangen licht. Deze licht-15 kwantiteitsverandering kan verder nauwkeurig worden gedetecteerd door gebruik van een differentiaalinriehting of een inrichting waarbij een deel van de vanaf de lichtbron 10 afkomstige lichtstraal, wordt gedetecteerd door middel van een bundelsplitser 50, een polarisatie-analysator 33B en een lichtontvanger 35* waarbij de daarmee gedetecteerde lichtkwantiteit verge-20 leken wordt met die van de lichtontvanger 3^+ door gebruik van een vergelijker 6o, waarbij aan een uitgangsklem A daarvan het uitgangssignaal geleverd wordt.
De inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat een lichtbron voor het elliptisch gepolariseerd licht waarvan de.ellipticiteit niet 25 nul is, d.w.z. dat een niet voor lineair gepolariseerd licht bedoelde lichtbron gebruikt wordt. Zelfs indien de lichtbron voor het lineair gepolariseerd licht als lichtbron gebruikt wordt kan hetzelfde bereikt worden door het dan toevoegen van inrichtingen voor het genereren van het elliptisch gepolariseerd licht gevormd door een faseplaat of een element met tweevou-! 30 dige breking, een circulair dichroïsme-element of dergelijke in de optische weg van de eerder genoemde elementen.
De faseplaat, of het circulair dichroïsme-element in het laatste geval, wordt tussen de lichtbron 10 en het medium 20 aangebracht, wat is aangegeven met 90A of tussen het medium 20 en de polarisatie-analysator 33A, 35 wat in fig. 3 is aangegeven met 90B.
In de voornoemde uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is het mogelijk niet alleen de grootte maar eveneens de polariteit van de 7920100 -k- magneto-optische anisotropie van het magnetisch medium met grote gevoe-. ligheid te detecteren. Bij wijze van voorbeeld wordt nu gesteld dat het medium 20 magneto-optisch circulair dichroïsme vertoont zoals een thermo-, magnetisch registratiemedium en dat de magnetiseringsrichting parallel | 5 ! aan de optische weg verloopt. Bij afwezigheid van dit medium is de op de : polarisatie-analysator 33A vallende lichtstraal elliptisch gepolariseerd ; met een bepaalde ellipticiteit, dat in fig. k is aangegeven met een el-: lips a. In fig. k stellen de ordinaat Y en de abscis X echter de amplitu-: den van het licht in het elektrische veld in twee onderling loodrecht : 10: kruisende richtingen voor. Bij aanwezigheid van het medium 20 treedt een wijziging op in de ellipticiteit, zoals de lichtstraal bij voorbeeld elliptisch gepolariseerd licht wordt volgens een in fig. getoonde ellips b. Indien daarom de polarisatierichting van de polarisatie-analysator de richting van de X as is, is deze verandering in de ellipticiteit afhanke-15 lijk van de mate van magnetisering. Indien de magnetisatie van het medium 20 van richting omkeert verandert het elliptisch gepolariseerd licht tot een vorm als die van de in fig. 1]· getoonde ellips £. In vergelijking met het oorspronkelijk elliptisch gepolariseerde licht a is de intensiteit van het licht in de X richting afgenomen. Hierdoor is het mogelijk tegelijker-20 tijd de grootte en de polariteit van het magnetisch circulair dichroïsme te detecteren door toepassing van de verandering in ellipticiteit.
Bij deze uitvoeringsvorm is het van belang, dat de ellipticiteit van het op het medium vallend elliptisch gepolariseerd licht op een grotere dan een bepaalde waarde ingesteld moet worden. De minimale elliptici-25 teit van de door de in fig. 4 voorgestelde ellips _c nadert anders zeer dicht tot het lineair gepolariseerde licht en dan wordt de polarisatie-component in de X richting zeer klein. Het uitgangssignaal is dan klein en gevoelig voor ruis ten gevolge van de onvolmaaktheid van het lichtdetec-terend element of ten gevolge van de donkerstrocm van de lichtontvanger.
30 Het uitgangssignaal, of de kwantiteitsverandering van de ellipticiteit, neemt met de ellipticiteit tot een zodanig bereik toe dat de ellipticiteit van het invallend elliptisch gepolariseerd licht niet groot is. Ongeacht de magnetiseringstoestand van het magnetisch medium moet daarom de ellipticiteit van het invallend elliptisch gepolariseerd licht zodanig ingesteld 35 worden, dat het elliptisch gepolariseerd licht steeds op de polarisatie-analysator valt. Dit kan worden verkregen door het voldoende laten hellen van de hoofdas van de voornoemde faseplaat ten opzichte van de polarisa- 792 0 1 00 ( -5- tierichting van het op de faseplaat vallende licht. In het geval van het voornoemd circulair dichroïsme-element moet de uitvoering zodanig zijn, dat het verschil van de adsorptiefactoren tot het naar rechts en links circulair gepolariseerd licht voldoende groot wordt.
: 5 ' Indien de instelling op de voornoemde wijze plaats vindt wordt een sterk verbeterde signaal/ruisverhouding verkregen.
Zolang de ellipticiteit niet zeer klein is kan de rotatie van de ;hoofdas van de ellips ten gevolge van het magneto-optisch effect verwaarloosd worden.
:10- Indien, in fig. 3, het medium 20 bestaat uit een magnetische dunne film of een drager voor het daarin opnemen van informatie door middel van magnetiseringsintensiteit of -polariteit kan het gebruikt worden als in-formatieregistratiemedium dat overeenkomt met een z.g. magnetische schijf. ;Fig. 5, toont een uitvoering daarvan. Het optisch anisotropische medium 15 ontstaat door het vormen van een magnetische dunne film 22 op een substraat 21. De lichtstraal van de lichtbron voor de lineair gepolariseerde laser wordt omgezet in elliptisch gepolariseerd licht of circulair gepolariseerd licht door middel van een tweevoudig brekend element 90A, het doorloopt een bundelsplitser 50, wordt gereflecteerd door het magnetisch, op-20 tisch anisotropisch medium en wordt gedetecteerd door de ontvanger via de bundelsplitser 50 en de polarisatie-analysator 33A. De door het medium 20 gereflecteerde lichtstraal wordt gewijzigd in elliptisch gepolariseerd licht waarvan de ellipticiteit afwijkt van die van het invallend licht ten gevolge van het magnetische Kerr effect. Deze verandering wordt met de 25 voornoemde methode gedetecteerd.
Fig. 6 toont een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Hierin wordt de lichtbron gevormd door een Zeeman laser. De Zeeman laser omvat een laser 11 en een magnetisch veld opwekkingsinrichting 12 en het genereert rechts circulair gepolariseerd licht en links Circulair gepolariseerd 30 licht met een onderling verschillende frequentie. Deze bekende techniek berust op het Zeeman effect. Bij deze bekende Zeeman laser techniek wordt een resonatorlengte zodanig automatisch ingesteld dat de intensiteiten van het rechts en links circulair gepolariseerd licht aan elkaar gelijk worden. In deze opstelling wordt een samengestelde golf van het rechts en links 35 circulair gepolariseerd licht lineair gepolariseerd licht en de polarisa-'tierichting van het lineair gepolariseerd licht roteert met de tijd. Dit lineair gepolariseerd licht wordt in elliptisch gepolariseerd licht omge- 7920100 -6- zet door middel van een elliptisch gepolariseerd lichtgenerator 90A. Deze generator omvat bij voorbeeld een circulaire dichroïtische dunne laag 91A op een drager 92A. Het optisch anisotropisch medium wordt verkregen door het vormen van een dunne laag 22 bestaande uit een thermomagnetische re-5 gistratiestof op een drager 21 en wordt door middel van een motor 23 in rotatie gebracht.
Deze inrichting heeft als belangrijke eigenschap dat, omdat de van de Zeeman laser afkomstig lichtstraal uit een aantal oscillatielijnen bestaat met onderling verschillende frequenties, zij zweving veroorzaken ten : 10 gevolge van onderlinge interferentie zodat de op de lichtontvangers 3U en 35 vallende lichtstraal onderworpen wordt aan intensiteitsmodulatie.
In verband hiermee zijn in de in fig. 6 getoonde uitvoeringsvormen band-doorlaatfilters 36 en 37 achter de lichtontvangers 3^ en 35 geplaatst. De middenfrequentie van de banddoorlaatfilters wordt afgestemd op de voor-; 15 noemde modulatiefrequentie en hun frequentie wordt zodanig ingesteld dat · ! zij hoger is dan de frequentie van het door het registratiemiddel 20 op-: gewekte signaal. De bandbreedte van het filter wordt zodanig ingesteld, i dat zij gelijk is aan of groter is dan de bandbreedte van het voornoemde ' signaal. Deze inrichting heeft als eigenschap dat de signaal/ruisverhou-20; ding verbeterd kan worden door het kiezen van een geschikte modulatiefrequentie van het signaal.
De in voornoemde uitvoeringsvorm genoemde Zeeman laser is van de bekende soort, waarbij de intensiteiten van het rechts en links circulair gepolariseerd licht onderling gelijk zijn en de samengestelde golf line-25 air gepolariseerd licht wordt. Het is om deze reden dat deze uitvoeringsvorm de met 90A in fig. 6 voorgestelde elliptische polarisator benodigt.
Een mogelijkheid om voor dit punt een verbetering te leveren wordt getoond in fig. 7j waarbij het licht van de Zeeman laser zelf elliptisch gepolariseerd licht wordt. Door middel van een magnetische veldgenerator 12 wordt 30 een magnetisch veld parallel aan de optische as op een laser actieve substantie 110 gedrukt. Twee reflecterende spiegels 13A en 13B vormen een lichtresonator. Het uitgaande licht van de Zeeman laser wordt hierdoor met rechts en links circulair gepolariseerd licht met een, zoals eerder, van elkaar verschillende frequentie, maar worden de intensiteiten van het 35 rechts en het links circulair gepolariseerd licht in de volgens de uitvinding gebruikte Zeeman laser op de hierna volgende wijze gestuurd door gebruik van een besturingsinrichting 1k, die in fig. 7 is aangeduid met 7920100 -Τι streeplijnen.
j Er wordt nl. een gedeelte van het uitgaande licht afgescheiden door middel van een bundelsplitser 11+1, waarna het een kwart-golflengteplaatje 1^2 doorloopt, waarbij het rechts en links circulair gepolariseerde licht ; 5 twee elkaar onder een rechte hoek kruisende stralen lineair gepolariseerd : licht worden. Door.een polarisatie-analysator 1^3 worden zij gescheiden en hun intensiteit wordt gemeten door middel van de licht ontvanger ibb-A en ; 1^B en daarna vergeleken door een vergelijker 1^5· Indien het verschil van het rechts en links circulair gepolariseerd licht niet gelijk is aan : 10!een bepaalde referentiewaarde, die naar een desbetreffende ingangsklem iVf wordt gevoerd, wordt de afwijking van de bepaalde referentiewaarde gedetecteerd met behulp van een vergelijker 1 hè en wordt een resonatorlengte zodanig door een.aandrijfmechanisme 1^8 bijgesteld dat zij gelijk aan elkaar worden. Als de referentiewaarde op nul ingesteld wordt, worden de intensi-15 teiten van het rechts en het links circulair gepolariseerde licht aan el-!kaar gelijk en wordt de. samengestelde golf zoals eerder beschreven lineair gepolariseerd licht. Indien een referentiewaarde wordt toegevoerd welke niet gelijk aan nul is, wordt elliptisch gepolariseerd licht verkregen waarvan de ellipticiteit overeenkomt met de referentiewaarde. Van het al-20 dus verkregen elliptisch gepolariseerd licht roteert de richting van haar hoofdas met de tijd op dezelfde wijze alshet in fig. 6 getoonde lineair gepolariseerde licht. Het is daardoor mogelijk de verandering in de ellipticiteit te detecteren door gebruik van hetzelfde optische stelsel als getoond in fig. 6.
25 D.w.z., dat de elliptische polarisatie-Zeeman laser als getoond in fig. 7 wordt gebruikt als de lichtbron 10 en dat de elliptische polarisa-tiegenerator 90A is verwijderd omdat het niet benodigd is. In deze inrichting worden de op de lichtontvangers 3^ en 35 vallende lichtstralen onderworpen aan intensiteitsmodulatie en komen hun amplituden overeen met de el-30 lipticiteit. De gemoduleerde amplitude van de op de lichtontvanger 3^ invallende lichtstraal komt daardoor overeen met de ellipticiteit van het licht gaande door het registratiemiddel 20 en komt die van het op de licht-ontvanger 35 vallende licht overeen met de ellipticiteit van het van de lichtbron afkomstige licht. Het is daarom mogelijk op dezelfde wijze als : 35 bij de in fig. 3 getoonde uitvoeringsvorm de ellipticiteitsverandering ten gevolge van het optisch anisotropische medium te detecteren.
Fig. 8 toont een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Deze uit- 7920100 -8- voering heeft betrekking op een inrichting voor de registratie en weergave van informatie op een optische schijf, waarbij gebruik gemaakt wordt van :de magneto-optische anisotropie in het transversale magnetische veld. De informatieschijf wordt gevormd door een op het oppervlak van het glassub-5 straat 21 aangebrachte dunne magnetische film 22 en zij wordt in rotatie gebracht door een motor 23. Een magnetische schrijfkop ^1 is dicht bij de magnetische dunne film 22 aangebracht en wordt gevoed door een voedingsbron k2. De lichtstraal van de lineaire gepolariseerde lichtlaser 11 wordt omgezet in het circulair gepolariseerde licht door middel van een 1A-golf-10 lengteplaatje 90 en wordt omgezet in het elliptische gepolariseerd licht tijdens het doorlopen van de dunne magnetische film 22, waarna oriëntatie-verdraaiing optreedt van de hoofdas van het elliptisch gepolariseerde licht als het verder een Faraday rotatie-element 31 doorloopt en wordt dan door . middel van een polarisatie-analysator 33 gescheiden in twee onderling lood-15 rechte lineair gepolariseerde lichtcomponenten. Elke gepolariseerde licht-component valt op een lichtontvanger 3^, 35 en haar intensiteit wordt vergeleken met de die van de andere door middel van een vergelijker 60, zodat aan de uitgangsklem A een met de intensiteitsverschil overeenkomend signalen optreedt. Het Faraday rotatie-element 31 wordt bekrachtigd door de voe-20 dingsbron 38, waarbij haar bekrachtigingsstroom wordt gemeten door een be-krachtigingsstroommeter 39· De gemeten waarde verschijnt aan de uitgangsklem C. Het aan de uitgangsklem A van de vergelijker 60 optredende signaal wordt teruggevoerd naar de ingangsklem B voor het regelen van de bekrachtigingsstroom van de voedingsbron 38. Voor het magneto-optische registratie-25 middel zijn verschillende magnetische materialen bekend. Voor het Farady rotatie-element zijn eveneens verschillende stoffen bekend die licht doorlaten en een grote Verdet constante hebben.
In het hierna volgende zal het werkingsprincipe van de inrichting volgens de uitvinding toegelicht worden. In eerste instantie zal de wijze i30 waarop informatie verkregen wordt toegelicht worden. Gezien vanuit een richting loodrecht op het schijfoppervlak bestaat de magnetische kop U1 , zoals getoond in fig. 9, uit de magnetische polen kWA en U1XB voor het opwekken van het magnetische veil in de X richting en de magnetische polen ;U1YA en Ui YB voor het opwekken van het magnetische veld in de Y richting.
35 Deze polen worden resp. bekrachtigd door de voedingsbronnen ^2X en ^2Y. iBinnen het schijfoppervlak wordt de dunne magnetische film 22 gemagneti-'seerd in een optische richting door het regelen van de verhouding van de 7920100 -9- bekrachtigingsstromen in de X en Y richtingen. De omvang van het te magnetiseren gebied wordt bepaald door de spleetbreedte van de magnetische kop. Discriminatie van de informatie, d.w.z. 0 en 1 bij digitale registratie of een signaalniveau bij analoge registratie, wordt verkregen met behulp 5 van de topboog van de magnetisering. Met andere woorden, als een nominaal :ingangssignaalniveau wordt ontvangen op de ingangsklem 11 binnen het be-i reik -1} < 1* < Θ ^/k worden sin6 en cosO door een functregenerator opgewekt, worden door daarmee evenredige bekrachtigingsstromen in de X- en Y-richtingen magnetische velden opgewekt en wordt de topboog Θ van het samen-; 10 gestelde magnetische veld ten opzichte van de X-as gelijk aan het ingangssignaal. Door minimale gemagnetiseerde gebiedjes in een lijn te brengen tijdens het draaien van de schijf kan zeer veel informatie geregistreerd worden. Voor de registratiewijze kunnen de bekende thermo-magnetische registratiewijzen (Curiepuntregistratie, compensatietemperatuurregistratie, 15 etc.) gebruikt worden.
In het hierna volgende zal een reproduktiewijze voor het uitlezen van de geregistreerde informatie beschreven worden. Zoals getoond in de fig. 8 en 9 lopen de X- en Y-assen parallel aan het oppervlak van het optische schijf, terwijl de Z-as loodrecht op dat oppervlak staat d.w.z. in 20 de richting van de optische weg. De oriëntatie van de polarisatie-analysa-tor 33 wordt zodanig gemaakt dat het lineair gepolariseerde licht gaande in de X-richting (p component) op de licht ontvanger 3^4 valt terwijl het in de Y-richting gaande gepolariseerde licht (s component) op de lichtontvan-ger 35 valt.
25, Bij.het doorlopen van de dunne magnetische film 22 door het van de lichtbron 10 afkomstige circulair gepolariseerde licht wordt het omgezet :in elliptisch gepolariseerd licht ten gevolge vari het magneto-optische effect (in dit geval Voigt effect). Indien de magnetiseringsrichting M zoals getoond in fig. 10 (a1) in het schijfoppervlak ligt en +^5 met de X-as 30 maakt wordt het elliptisch gepolariseerde licht na de dunne magnetische ;film doorlopen te hebben gepolariseerd in de oriëntatie met de X- en Y-as-:sen als hoofdassen. Het verschil Δ I = I - I tussen de intensiteit van Λ. 1 de polarisatiecomponent I in de X-richting en de intensiteit van de pola- •Λ.
risatiecomponent 1^ in de Y-richting heeft daarom. een minimale waarde (ne-35 gatieve waarde) in het geval van de getoonde uitvoeringsvorm. Dit verschil-1 signaal verschijnt op de uitgangsklem A in fig. 8 en wordt gevoerd naar de stuuringangsklem B van de voedingsbron 33, waarbij het stuursignaal de 7920100 -10-
bekrachtigingsstrocm voor het Faraday rotatie-element 31 regelt. Daardoor is, zoals getoond in fig. 10(a2), de topboog van de hoofdas van het ellip-; tiseh gepolariseerd licht na het doorlopen van het Faraday rotatie-element 31 door de lichtstraal verdraaid over -^5° en stopt de verdraaiing als I
X
5 en Iy gelijk aan elkaar worden.
Samenvattend: Als de magnetiseringstopboog een helling van +1+5° maakt met de X-as als getoond in fig. 10(al), is de'Faraday rotatiehoek een zodanige hoek dat de helling gecompenseerd wordt, d.w.z. -^-5° bedraagt, en krijgt de bekrachtigingsstroom van het Faraday rotatie-element een nega-10 tieve waarde.
Indien de magnetiseringsoriëntatie M samenvalt met de richting van de X-as als getoond in fig. 10(bl) maakt de hoofdas van het uit de dunne magnetische film tredende elliptische gepolariseerde licht een hoek van i+50 met de X-as. Daardoor zijn Iv en I gelijk aan elkaar en is het ver-15 schilsignaal nul. Hierdoor worden zowel de Faraday rotatiehoek als de bekrachtigingsstroom als getoond in fig. 10(b2) nul. Indien tenslotte, zoals getoond in fig. 10(d), de magnetiseringsrichting M een hoek van -^-5° met de X-as maakt, valt de hoofdas van het elliptisch gepolariseerd licht
samen met de X- en Y-assen waarbij het verschilsignaal Δ I tussen I en I
X X
20 een grote positieve waarde heeft en de Faraday rotatiehoek voor de compensatie van het signaal 1*5° wordt, waarbij de bekrachtigingsstroom van het Faraday rotatie-element een positieve maximumwaarde heeft als getoond in fig. 10. In de tussenstanden, anders dan de voornoemde, krijgen zowel de Faraday rotatiehoek als de bekrachtigingsstroom tussenwaarden.
25 Het voorgaande kan als volgt worden samengevat: De oriëntatie van de hoofdas van het elliptisch gepolariseerde licht hangt.na het doorlopen van de dunne magnetische film 22 af van de oriëntatie van de magnetisering M en haar magnetiseringstopboog kan bepaald worden met de grootte en polariteit van de bekrachtigingsstroom van het Faraday rotatie-element 31. Bij 30 registratie kan daardoor indien de oriëntatie van de magnetisering M tij-: dens registratie verandert in overeenstemming met "0" of "1" van hét digitale ingangssignaal of met het niveau van het analoge ingangssignaal de ; geregistreerde inhoud optisch gereproduceerd worden. In dit geval kan het oorspronkelijke signaal, gereproduceerd worden als de grootte en het teken 35 van de bekrachtigingsstroom van het Faraday rotatie-element in overeenstemming met de topboog van de magnetisering M. Het gereproduceerde signaal wordt aan.de uitgangsklem C via de meetinrichting 39 voor de bekrachtigings- 792 0 1 00 -11- stroom van het Faraday rotatie-element als uitgangssignaal geleverd.
; Fig. 11 toont een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Deze uitvoering is van de reflectiesoort als getoond in fig. 2. De lichtstraal, die afkomstig is van de lichtbron 10 voor het circulair gepolariseerd 5 licht of het elliptisch gepolariseerd licht, valt op de dunne magnetische film 22 via een condensorlens 15, een reflecterende,spiegel 18 met een : opening en een focuseringslens 16. De op het oppervlak van 'de dunne film ;gereflecteerde lichtstraal wordt gefocuseerd in een beeldpunt F en door-:loopt de lens 16, de reflecterende spiegel 18, de lens 19 en de polarisa-: 10 tie-analysator 33, waarbij de p component de lichtontvanger 3^ bereikt terwijl de s component de lichtontvanger 35 bereikt. Gezien vanuit een zodanige richting dat de op de lichtontvangers 3^· en 35 vallende lichtstralen eveneens het oog van.de waarnemer treffen hebben de lichtontvangers 3U en 35 als getoond in de fig. 12(a) en 12(b) een in kwadranten verdeelde uit-15 voering. In deze laatste figuren zijn de deelgebieden aangeduid met A, B, C en D. Zoals door het volgen van de lichtstralen duidelijk zal zijn, bereiken van de op de dunne magnetische film 22 vallende lichtstralen de p component van de lichtstraal A, waarvan het invalsvlak samenvalt met het vlak van de tekening, het lichtontvangend element 3^A en haar s component 20 het lichtontvangend element 35A. De p component van de lichtstraal B' bereikt het lichtontvangend element 3^B terwijl haar s component het licht-ontvangend element 35B bereikt. Voor de lichtstralen waarvan het invalsvlak loodrecht staat op het vlak van de tekening valt op gelijke wijze de op de ene zijde invallende en op de andere zijde gereflecteerde lichtstraal 25 op de lichtontvangende elementen 3^0. en 35C terwijl de op de andere zijde van het vlak van de tekening invallende en aan deze zijde gereflecteerde lichtstraal op de lichtontvangende elementen 3^D en 35D valt.
Er wordt nu aangenomen, dat de dunne magnetische film 22 is gemagnetiseerd door een.magnetische kop Ui in een richting parallel aan het 30 vlak van de tekening (+x richting), hetgeen is aangegeven met de pijl, en dat het op de dunne film 22 vallend elliptisch gepolariseerd licht elliptisch gepolariseerd licht is waarvan de x-richting polarisatieccmponent parallel aan het vlak van de tekening klein is en waarvan de y.component loodrecht op het vlak van de tekening veel groter is dan de x component.
35 Voor een dergelijke voorwaarde treedt een longitudinaal Kerr effect op 'voor de lichtstralen A en B en een transversaal Kerr effect voor de lichtstralen waarvan het invalsvlak loodrecht op het vlak van de tekening staat.
7920100 -12- ! Daardoor verandert de intensiteit van de op elk lichtontvangènd element ; vallende lichtstraal (p component voor het lichtdetectie-element 33) van de lichtontvanger 3^ op de volgende wijze: De intensiteit van de op elk lichtontvangend element vallende lichtstraal wordt daarbij aangegeven op 5 de in fig. 13(a) getoonde wijze met een referentie-instelling voor een toestand waarbij de magnetisering van de dunnefciagnetische film 22 nul is.
. . De lichtontvangende gebieden A, B, C en D van de lichtontvanger 3^· komen : dan overeen met + , 4, 0 resp. 0, waarbij + de .toename voorstelt, - de afname voorstelt en 0 geen verandering of een kleine verandering voorstelt.
10 Indien nu de magnetisering van de dunne magnetische film 22 amkeert en in de negatieve richting van de x-as gericht is, keert de lichtintensiteit van elk lichtontvangend element om van + naar - en vice versa, waarbij echter 0 onveranderd blijft. Op deze wijze is het mogelijk door gebruik van het intensiteitsverdelingspatroon op de in kwadranten verdeelde' 15. lichtontvanger te bepalen of de magnetisering van de dunne magnetische film in de positieve richting van de x-as of in een negatieve richting gericht is. Voor sommigë magnetische materialen kan gelden dat de toename en afname van de intensiteit van het op de lichtontvangende elementen vallende licht polariteiten veronderstellen, die aan de voornoemde tegenge-20: steld zijn. Er is echter geen essentieel verschil in het principe van iden-; tificatie van de magnetiseringsrichting.
Nu wordt aangenomen dat de dunne magnetische film 22 gemagnetiseerd wordt in de richting loodrecht op het vlak van de tekening. In dit geval verandert, zoals getoond in fig. 13(b), de intensiteit van het op elk licht-25 ontvangend element vallend licht. De lichtontvangende gebieden A, B, C en : D van de lichtontvanger 3b zijn nl. 0,0,+ resp. -. Als de magnetisering ! dan amkeert worden de voornoemde + en - met elkaar verwisseld.
Het is mogelijk vierwaardige informatie op een minimaal oppervlak ; te registreren en daarvan te reproduceren. Deze vierwaardige informatie 30 komt overeen met +x, -x, +y en -y hetgeen afhankelijk is van de oriëntatie van de magnetisering. Elk der magnetische toestanden geeft bij het op-i tisch reproduceren een veranderlijk intensiteitspatroon op de' in kwadran-' ten verdeelde lichtontvanger. De voor deze uitvoering beschreven techniek geeft een hoge registratie/reproduktiedichtheid voor binaire of niet-bi-35 naire informatie in overeenstemming met de magnetiseringsoriëntatie. De lichtontvanger 35 functioneert in deze uitvoering, op dezelfde wijze als in de uitvoering volgens fig. 3, eventueel voor het leveren van een referentie- 7920100 -13- ; waarde van de lichtintensiteit.
Fig. lit- toont nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. De ;lichtbron is hier hij voorbeeld een helium-neonlaser of een halfgeleider- laser. De polarisatietoestand is die van lineair gepolariseerd licht dat : 5 parallel loopt aan het vlak van de tekening d.w.z. het lineair gepolariseerd licht in de richting van de x-as. Dit gepolariseerd licht wordt hierna aangeduid met "p gepolariseerd licht". De van de lichtbron 11 afkomstige lichtstraal wordt door middel van een collimatorlens 15 tot een in ;hoofdzaak parallelle bundel gemaakt en doorloopt daarna een bundelsplitser 50. Deze bundelsplitser bestaat uit bij voorbeeld een blad doorschijnend 10 glas en bijna de gehele p component passeert deze splitser. Vervolgens valt het laserlicht op een polarisatieprisma 33. Het· grootste deel van de p component passeert dit prisma en wordt omgezet in circulair gepolariseerd licht of elliptisch gepolariseerd licht bij het doorlopen van een faseplaat 90. De gepolariseerde lichtstraal wordt dan geconvergeerd door een lens 16 15 en valt vervolgens op een magnetische registratieschijf. De magnetische registratieschijf wordt gevormd door een dunne magnetische film 22 op een drager bestaande uit glas of kunststof 21 en wordt voor rotatie aangedreven door een motor 23. Het registreren van informatie is mogelijk door het plaatselijk magnetiseren van de dunne magnetische film door gebruik van 20 een magnetische kop 41. De "0" en "1" van de digitale informatie kunnen dan onderscheiden worden naar de magnetiseringsrichting welke loodrecht staat op het schijfoppervlak en bij voorbeeld in de +z richting of de -z richting gekeerd is. Teneinde een hoge dichtheid te verkrijgen is het in de praktijk echtez*gewenst een registratiegebied per informatiebit te ver-25 krijgen die zo klein mogelijk is. Het is dus wenselijker de thermomagne-tische registratietechniek toe te passen. Bij deze t.echniek wordt de laserbundel gefocuseerd op het schijfoppervlak, die daarbij een grotere intensiteit heeft dan bij reproduktie en wordt de magnetiseringstoestand j plaatselijk veranderd door verhitting van een magnetische stof tot een ho-30 gere temperatuur dan een bepaalde kritische waarde. Deze techniek is bekend in de magneto-optica.
Voor de dunne: magnetische film zijn verschillende stoffen bekend.
Zo kan bij voorbeeld een door kathodeverstuiving verkregen film van gado-liniumkobalt gebruikt worden. Deze film wordt op de voornoemde wijze ge-35 magnetiseerd en het elliptisch gepolariseerde licht of het circulair ge-;polariseerde licht wordt op de voornoemde wijze uitgestraald. Het door de ; 7920100
-1U
c .magnetische film gereflecteerde licht doorloopt dan weer de lens 16 en de faseplaat 90 en valt weer op het polarisatieprisma 33. Dit opnieuw inval-'lend licht is in de gepolariseerde toestand verschillend van de door de laser verzonden p component ten gevolge van de werking van de faseplaat 90 5 en het magnetische Kerr effect op.de magnetische film 22 d.w.z. dat het zich in de toestand van elliptisch gepolariseerd licht bevindt. Dit licht bevat wederom een s component, dat in de richting loodrecht op het vlak van de tekening is gepolariseerd, d.w.z. in de y richting. De p component en de s component worden van elkaar gescheiden door middel van een pola-10 risatie-analysator of het polarisatieprisma 33. De p component gaat rechtdoor en het grootste deel daarvan keert terug naar de laser 11. Een deel van de p component wordt echter tijdens haar reis afgezonderd door de bun-delsplitser en wordt door een lens 330 op de lichtontvanger 3^ geconvergeerd. De door het als polarisatie-analysator werkende polarisatieprisma 33 15 afgescheiden s component wordt door een lens 331 op de lichtontvanger 35 geconvergeerd. De elektrische uitgangssignalen van de lichtontvangers 3^ en 35 worden naar een verschilversterker 60 gevoerd en het verschilsignaal verschijnt op de uitgangsklem A.
De magnetische film 22 moet in de nabijheid van het brandpunt voor 20 het door de lens 16 geconvergeerde laserlicht geplaatst worden. Tengevolge van de oppervlaktedeviatie door het draaien van de schijf heeft de magne- : tische film 22 echter de neiging van het brandpunt af te wijken. Indien de ;film zich niet in het brandpunt bevindt verandert de lichtkwantiteit van :de p component van de reflectie naar de laser en het lichtuitgangssignaal 25 van de laser in afhankelijkheid met deze afwijking. Dit is een lichtterug-koppelingseffect. Het lichtuitgangssignaal van de laser wordt gedetecteerd 'door de detectie van het achterwaarts uittredende licht door middel van ;een lichtontvanger 71, waarvan de uitgang via een:terugkoppelversterker 72 naar een elektromagneet 73 gevoerd wordt.
30 . Voorts is een ijzerdeel 7^ aan de focuseringslens 16 bevestigd, "waarbij zowel de lens als het ijzerstuk door een veer 75 worden ondersteund. Ilndien bij. deze uitvoering de positie van de magnetische film 22 uit het brandpunt van de lens 16 beweegt verandert de bekrachtigingsstroom door de elektromagneet 73 ten gevolge van het genoemde lichtterugkoppelingsef-35 fect zodat de elektromagnetische aantrekking op het ijzerstuk 7^ veranderd en de lens 16 teruggetrokken wordt naar de juiste brandpuntinstelling. Op deze wijze wordt automatische brandpuntsinstelling verkregen. De elektro- 7920100 * k -15- i magneet J3 wordt zo opgesteld, dat het de magnetische film 22 niet magnetiseert .
Een z.g. volgtechniek, waarmee voorkomen wordt dat de gefocuseerde vlek van het laserlicht van het met informatiespoor komt is bekend op het 5 gebied van conventionele optische schijven.
Vervolgens zullen de eigenschappen en de uitvoering van de fase-plaat als een van de benodigde bestanddelen toegelicht worden. Deze fase-plaat heeft twee polarisatiehoofdassen in het vlak dat een rechte hoek i maakt metihet.vlak dat loodrecht staat.op de optische weg, d.w.z. op het 10 x-y vlak in fig. 1^. De oriëntatie van deze twee hoofdassen, of de a as en de b as, zijn getoond in fig. 15. De x as (p as van het polarisatie-:prisma) en de y as (s as van het polarisatieprisma) zijn zodanig aangebracht dat een hoek Θ wordt ingesloten met de a as resp. b as. Verder wordt aan-! I genomen dat er een faseverschil ter grootte van 2 Δ aanwezig is tussen de ; 15; a as en b as. D.w.z., dat indien de brekingsindici in de richtingen van de a en b assen resp. n^ en n^ zijn, is 21T (n^ - n&)dA =2Δ , waarbij d de dikte van de faseplaat is en de golflengte is. In deze inrichting wordt het licht dat de faseplaat passeert in elliptisch gepolariseerd licht (inclusief circulair gepolariseerd licht) omgezet.
20 In het hierna volgende zal de reflectie-eigenschap op het oppervlak van de gemagnetiseerde stof toegelicht worden. Als de reflectietensor voor het magnetische Kerr effect
Rn K
( P ) K R '5 s 25 is, stellen R en R de Fresnel reflectiecoëfficiënten voor en stelt K de • P .. ? ... (i)
Kerr reflectiecoëfficiënten voor. Als van K het imaginaire deel Kv is, stelt de volgende vergelijking de Kerr ellipticiteit voor: E = K^ /R ..... (1)
P
Voor de voornoemde voorwaarde wordt de intensiteit I van het op de 30 liehtontvanger 35 vallend licht onder de bepaling dat de optische as van :het invallende licht loodrecht op het reflectie-oppervlak staat, op de hierna volgende wijze verkregen: I = Ir(S2 - 2ES + A) ..... (2) S = sin20.sin2A ..... (3) : 35 I A = jk/RpJ 2 + C ..... (U) ;In de voornoemde formules is I de intensiteit van het Fresnel refleetie- r :licht en is A de verhouding van de intensiteit van het ontvangen licht tot 7920100 2
' I
-16-
I als S = 0 of als θ = 0 of Δ = 0, en is een som van het gedeelte K/R„ r . P
ten gevolge van het Kerr effect en andere delen C ten gevolge van het ver-: strooiingslicht of de onvolmaaktheid van het polarisatieprisma 33. Op equivalente wijze wordt de ruis van het lichtontvanger, van de donkerstroom 5 en de elektronische keten door C omvat. Indien de magnetiseringsrichting omkeert, keert van vergelijking (1) of het teken van E om en wordt de piekwaarde van het uitgangssignaal uitgaande van de vergelijking (2) op dat moment als volgt: I = I(+) - I(-) = tesi ..... (5) .. 3 (+)... r 10 Hierin stelt I de intensiteit van het ontvangen licht voor als de magnet i sering positief resp. negatief gericht is. De ruis afkomstig van de donkerstroomachtergrond bedraagt Ijj =el(l( + ) + I (_))/2 = "(ir(s2 + A) ..... (6) ; 15 Hierin stelt ^ de fluctuatiefactor voor van de lichtintensiteit, dat ontvangen is door de lichtontvanger 35. Teneinde het signaal te kunnen detecteren moet uitgaande van de vergelijkingen (5) en (6) voldaan worden aan de volgende vergelijking: k |es| >^a 20' dat wil zeggen,
Jsin29.sin2AJ^'fk/h |e J ..... (l)
Voor de effectieve waarde van de fluctuatiefactor voor de lichtintensiteit kan de verhouding tussen de effectieve waarde van de fluctuatie en de ge-- middelde waarde van de lichtintensiteit gebruikt worden. In de uitvoerings-25; vorm volgens fig. 1U moet nl. voldaan worden aan o.a. vergelijking (j) als : de faseplaat van een faseverschil 2& is aangebracht met een topboog ü.
Vervolgens kunnen uitgaande van de toestand waarbij de signaal/ruis-verhouding maximaal is op de volgende wijze de optimale punten voorben Θ ; verkregen worden: . 30: S = sin20.sin2A = + yjtT~ ..... (8)
De voorwaarde van de voornoemde vergelijking is echter niet per sê nood-; zakelijk. Indien de absolute waarde van S zeer veel kleiner is dan 1, kan ; de absolute waarde van S op een grotere waarde ingesteld worden dan het volgens voorgaande vergelijking gegeven optimale punt. Uit vergelijking 35 (5) volgt, dat de absolute waarde van het uitgangssignaal toeneemt met een toenemende waarde van J s| en het soms praktisch nuttiger is een hoger niveau voor het uitgangssignaal te hebben zelfs indien dit tot zekere 7920100
1 I
-17- : hoogte ten koste gaat van de signaal/ruisverhouding.
Teneinde de ruis I te reduceren moet, zoals blijkt uit de vergelijking (6), de flüctuatiefactor ^ van de lichtintensiteit verlaagd worden. Een effectieve methode daarvoor wordt in de volgende alinea beschreven.
; 5 ·Ιη fig. 1b omvat de p component van de lichthoeveelheid die op de licht-: ontvanger 3ll· valt de ruiscomponent die dezelfde fase heeft als van het ; signaal van de lichtontvanger 35· Daardoor kan de ruis in het signaal aan | : de uitgangskiem A verminderd worden door de gemiddelde waarden van de sig- ; naalintensiteiten bij de twee lichtontvangers 3^ en 35 gelijk te maken door 1 0 middel van instelling van de transmissiefactor of reflectiefactor van het optische stelsel of door instelling van de versterking van een elektrisch-; signaalverwerkend stelsel en het onderling verschil te vormen door gebruik van een verschilversterker 60. Op deze wijze kan de fluctuatiefactor van de lichtintensiteit effectief verminderd worden. Eventueel kan hetzelfde 15 effect bereikt worden door een lichtontvanger 71 met de verschilverster-ker 60 te verbinden in plaats van van de lichtontvanger 3^ te gebruiken.
Als |s] groter wordt dan het optimale punt van vergelijking (8) neemt de signaal'/ruis ver houding af met |s| . Teneinde het signaal te kunnen detecteren moet | s| voldoen aan de volgende vergelijking (9): 20 sin20.sin2A|<1+ |e|/^ ..... (9)
De fasehoek 2ώ en topboog Θ van de faseplaat moeten nl. voldoen aan de voorwaarde van formule (9). Omdat echter |sj <£ 1, kan automatisch aan de voorwaarde van formule (9) voldaan worden of als de Kerr ellipticiteit |EJ zo groot is, of als de veranderingsverhouding van de lichtkwantiteit 25 zo klein is dat de rechterzijde van vergelijking (9) groter is dan 1.
Zoals hierboven toegelicht moet voor het.in fig. 1U getoonde opti-: sche stelsel |sin20.sin2A binnen het door de vergelijkingen (7) en (9) ' bepaalde gebied vallen als het faseverschil van de faseplaat 90 2h be-. draagt en de hoek tussen haar hoofdas met de polarisatierichting van het 30 invallend lineair gepolariseerd licht (p gepolariseerd licht) Θ bedraagt.
In de inrichting volgens fig. 1¾ kan in plaats van de faseplaat 90 een roterend polarisatie-element (Faraday rotatie-element) gebruikt worden.
; Fig. 16 toont een uitvoeringsvorm van het roterend polarisatie-element.
Deze figuur toont een dwarsdoorsnede van het roterend polarisatie-element 35 en is een snede in het vlak parallel aan het vlak van de tekening van fig.
11+. Door een ringvormige magneet 82 wordt een magnetisch veld H over een schijf 81 gelegd, welke schijf bestaat uit glas, zeldzame aarde, ijzer, 792 0 1 00
' I
: -18- granaat of dergelijke. De richting van het magnetisch veld H is parallel aan de optische weg. Het deze schijf doorlopend lineair gepolariseerd licht heeft een polarisatierichting die roteert met de optische as als draaiingsas. Deze hoek, of de.Faraday rotatiehoek φ, varieert met het 5 magnetisch veld, de dikte van de schijf 81 en het materiaal van de schijf.
Indien het roterend polarisatie-element wordt gebruikt is de voorwaarde waarmee detectie van het signaal mogelijk is als volgt: Indien het ·· * (l*) : reele deel van de Kerr reflectiefactor K bepaald wordt door K en de (r) : Kerr. rotatiehoek door G = K '/R ...(10) moet tegelijkertijd voldaan wor-! 10; den aan de relaties (11) en (12): jsin H | > ^ A/2 G ..... (11) I jtan 2φ | < 2 |g| /*1 ..... (12) : In vergelijking met de faseplaat heeft het roterend polarisatie- | element als nadelige aspecten de relatief grote massa van de magneet en 15 dat magnetische afscherming moet worden overwogen opdat de magneet 82 geen invloed heeft op de magnetische film 22. Afhankelijk van het materiaal tfan ; de magnetische film 22 en van de golflengte van de laser kan het echter soms mogelijk zijn dat de Kerr ellipticiteit E klein is terwijl de Kerr : rotatiehoek G groot is. In een dergelijk geval moet het roterend polari-20 satie-element gebruikt worden.
: De uitvinding is van toepassing voor de waarneming van magnetische domeinen en voor de detectie van magnetische bellen.
In de beschreven uitvoeringsvormen kan de verandering in de ellip-i ticiteit ten gevolge van de optische elementen anders dan het optisch ani-25 sotropisch medium, dat het object van de meting is, gecompenseerd worden . door instelling van de ellipticiteit welke wordt verkregen door de genera-: tormiddelen voor het elliptisch gepolariseerd licht.
De uitvinding is van toepassing voor magneto-optische geheugens waarin informatie is geregistreerd in overeenstemming . met de magnetise-30 ringstoestand van een magneto-optisch medium en waarbij geregistreerde informatie optisch wordt gereproduceerd.
792 0 1 00

Claims (3)

1. Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie, i bestaande uit een lichtbron, een magneto-optisch anisotropisch medium waarnaar de van de lichtbron afkomstige lichtstraal wordt gericht, een op-:tische analysator waarop de van het medium afkomstige lichtstraal valt en 5 een lichtdetector waarop de via de optische analysator verkregen lichtstraal valt, waarbij de lichtbron elliptisch gepolariseerd licht levert ; en het resulterende licht elliptisch gepolariseerd licht blijft wanneer het op de optische analysator valt.
2. Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie, be-10 staande uit een lichtbron, een magneto-optisch anisotropisch medium waar- : naar de van de lichtbron afkomstige lichtstraal wordt gericht, een polari-satie-analysator waarop de van het medium afkomstige lichtstraal valt en een lichtdetector waarop de via de polarisatie-analysator afkomstige lichtstraal valt, voorzien van middelen voor het genereren van elliptisch ge-15 polariseerd licht op een optische weg bestaande uit de lichtbron, het magneto-optisch anisotropisch medium, de polarisatie-analysator en de lichtdetector, waarbij de middelen voor het genereren van het elliptisch gepolariseerd licht zodanig zijn uitgevoerd dat de naar de polarisatie-analysator gaande lichtstraal elliptisch gepolariseerd licht blijft indien het 20 op de polarisatie-analysator valt.
3. Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie volgens conclusie 1 of 2, waarin het magneto-optisch anisotropisch medium een magnetische stof,is, die gemagnetiseerd kan worden met verschillende boog-toppen op een vlak, dat de optische weg van de lichtstraal naar de licht- 25 bron kruist. U. Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie volgens conclusie 2, waarbij de door de lichtbron verzonden lichtstraal lineair gepolariseerd licht is en de middelen voor het genereren van het elliptisch gepolariseerd licht een faseplaat omtvatten met het fasever-: 30 schil 2 (iS en met de hoofdas onder een hoek Θ georiënteerd ten opzichte van de polarisatierichting van het lineair gepolariseerde licht waarbij, dat de grootheid sin29.sin2 ligt in het bereik gedefinieerd door de formule γγ· ^ | sin26.sin2^K^^ , waarin E is de Kerr ellipticiteit op het gemagnetiseerde reflecterende op-35ipervlak is, A is de verhouding van de intensiteiten van het ontvangende lil 0 100 -20- : licht en van het Fresnel reflectielicht onder de voorwaarde dat A= 0 of Θ = 0' en ^ is de fluctuatiefactor van de intensiteit van het ontvangen ilicht. 7920100
NL7920100A 1978-11-01 1979-10-26 Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie. NL7920100A (nl)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14955678U JPS5568041U (nl) 1978-11-01 1978-11-01
JP14955678 1978-11-01
JP3567479 1979-03-22
JP3567479U JPS55135941U (nl) 1979-03-22 1979-03-22
JP12050179U JPS5640518U (nl) 1979-09-03 1979-09-03
JP12050179 1979-09-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL7920100A true NL7920100A (nl) 1981-02-27

Family

ID=27288836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL7920100A NL7920100A (nl) 1978-11-01 1979-10-26 Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4410277A (nl)
DE (1) DE2953304C2 (nl)
NL (1) NL7920100A (nl)
WO (1) WO1980001016A1 (nl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078673A2 (en) * 1981-10-29 1983-05-11 Sharp Kabushiki Kaisha Magneto-optical head assembly
EP0115666A2 (en) * 1983-01-25 1984-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control in optical disc apparatus

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111843A (en) * 1980-12-27 1982-07-12 Canon Inc Vertical magnetic reading optical system
JPS57133537A (en) * 1981-02-06 1982-08-18 Sharp Corp Magnetic and optical recording and reproducing head
JPS57147148A (en) * 1981-03-05 1982-09-10 Olympus Optical Co Ltd Information reproducer with magnetooptic system
US4561032A (en) * 1981-06-02 1985-12-24 Canon Kabushiki Kaisha Magnetooptic reproducing device
FR2514913B1 (fr) * 1981-10-16 1986-07-04 Bull Sa Dispositif opto-electronique de lecture d'informations contenues sur un support magnetique
JPS58179904A (ja) * 1982-04-15 1983-10-21 Pioneer Electronic Corp 情報記録方式
JPS5945646A (ja) * 1982-09-07 1984-03-14 Hitachi Ltd 光学的情報再生装置
JPS5963040A (ja) * 1982-09-16 1984-04-10 Canon Inc 光磁気情報読取装置
EP0314200B1 (en) * 1983-01-25 1992-08-12 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control device
EP0318772B1 (en) * 1983-01-25 1992-06-10 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control device
US4658390A (en) * 1983-04-18 1987-04-14 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control in an optical memory system
EP0156058A3 (en) * 1983-08-06 1986-01-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Magneto-optical reading apparatus
JPS6053863A (ja) * 1983-09-05 1985-03-27 Sony Corp 磁気記録媒体の磁化方向検出装置
JPS6161626U (nl) * 1984-09-28 1986-04-25
JPS61104348A (ja) * 1984-10-22 1986-05-22 Nec Corp 光磁気ヘツド
JPS61160845A (ja) * 1985-01-09 1986-07-21 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 光デイスクの記録再生装置
DE3665372D1 (en) * 1985-05-31 1989-10-05 Siemens Ag Optical system for guiding the read-out beam in a magneto-optical memory
JP2552109B2 (ja) * 1985-11-08 1996-11-06 セイコーエプソン株式会社 光記録再生装置
FR2591787A1 (fr) * 1985-12-13 1987-06-19 Thomson Csf Dispositif d'enregistrement-lecture polyvalent de support d'enregistrement
DE3583039D1 (de) * 1985-12-17 1991-07-04 Ibm Deutschland Schreib/lesekopf fuer optische platten.
JPS62157549A (ja) * 1985-12-30 1987-07-13 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd シート状透光性試料の異方性測定方法
US4701894A (en) * 1986-03-28 1987-10-20 Rca Corporation Magnetic biasing apparatus for magneto-optic recording including a magnetic circuit
US5189651A (en) * 1986-05-12 1993-02-23 Pioneer Electronic Corporation Optical system in magneto-optical recording and reproducing device
US4812637A (en) * 1986-07-07 1989-03-14 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical disc head with high signal-to-noise ratio
DE3732874A1 (de) * 1987-09-30 1989-04-20 Thomson Brandt Gmbh Optische abtastvorrichtung
US4774615A (en) * 1987-02-17 1988-09-27 Eastman Kodak Company Magneto-optic read-out method and apparatus with polarization correction means
US4816761A (en) * 1987-06-22 1989-03-28 Josephs Richard M Apparatus for measuring the hysteresis loop of hard magnetic films on large magnetic recording disk
US5420683A (en) * 1987-10-01 1995-05-30 Litton Systems, Inc. Multioscillator ring laser gyro beam combining optics
CA1322599C (en) * 1988-01-13 1993-09-28 Nobuhiro Fukushima Floating type magneto-optic disk reading head system having external semiconductor laser resonator operating at orthogonal two mode oscillations
JPH01305340A (ja) * 1988-06-03 1989-12-08 Fuji Photo Film Co Ltd 表裏判別方法および装置
JPH0250335A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Sharp Corp 磁気光学記憶素子
US5182735A (en) * 1989-03-06 1993-01-26 Eastman Kodak Company Magneto-optic readout apparatus using polarization switching of readout beam
US5235570A (en) * 1989-03-06 1993-08-10 Eastman Kodak Company Magneto-optic readout method and apparatus using polarization switching of readout beam
US4922200A (en) * 1989-08-25 1990-05-01 Ldj Electronics, Inc. Apparatus for measuring the hysteresis loop of magnetic film
CA2037428C (en) * 1990-03-05 1997-04-01 Akira Takahashi Reproducing optical device for a magneto-optical recording medium
US5305090A (en) * 1991-12-11 1994-04-19 Gmi Engineering And Management Institute Birefringent inspection polarscope
US5349576A (en) * 1992-07-27 1994-09-20 Eastman Kodak Company Apparatus and method for polarization switching of a readout beam in a magneto-optic storage system
US5432607A (en) * 1993-02-22 1995-07-11 International Business Machines Corporation Method and apparatus for inspecting patterned thin films using diffracted beam ellipsometry
DE4402059C1 (de) * 1994-01-25 1995-04-27 Zeiss Carl Jena Gmbh Faraday-Mikroskop sowie Verfahren zu dessen Justierung
KR0162266B1 (ko) * 1995-11-27 1998-12-15 장용균 자기광학특성 측정장치
DE10203738B4 (de) * 2002-01-31 2004-01-15 AxynTeC Dünnschichttechnik GmbH Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe
FR2856791B1 (fr) * 2003-06-27 2005-11-04 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif d'imagerie magneto-optique
DE10347240B4 (de) * 2003-10-10 2015-10-15 Trützschler GmbH & Co Kommanditgesellschaft Vorrichtung in der Spinnereivorbereitung zum Erkennen von Fremdteilen aus Kunststoff in Faserflocken
US7808636B2 (en) * 2007-01-11 2010-10-05 Rensselaer Polytechnic Institute Systems, methods, and devices for handling terahertz radiation
KR100843430B1 (ko) * 2007-04-04 2008-07-03 삼성전기주식회사 솔리톤을 이용한 광도파로 제조 방법
KR101527868B1 (ko) * 2011-04-07 2015-06-10 삼성전자주식회사 광학 요소를 포함하는 정보저장장치
CN108918424B (zh) * 2018-04-24 2020-10-02 金华职业技术学院 一种磁性线材的磁畴成像方法及磁畴壁形状判别方法
CN109459137A (zh) * 2018-09-12 2019-03-12 深圳大学 偏振光探测器及偏振光的探测方法
JP2023142687A (ja) 2022-03-25 2023-10-05 三星電子株式会社 偏光顕微鏡装置及び視野内補正解析方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1456702A (fr) * 1965-08-13 1966-07-08 Roussel Uclaf Procédé et appareil pour l'étude du dichroïsme circulaire magnétique des substances absorbantes
US3445833A (en) * 1965-11-01 1969-05-20 Sperry Rand Corp Signal responsive apparatus with a polar azimuth vibrator
GB1163054A (en) * 1966-04-01 1969-09-04 Magnavox Co Improvements in or relating to Magneto-Optical Transducers.
US3775570A (en) * 1972-02-25 1973-11-27 California Inst Of Techn Magneto-optic detection system with noise cancellation
JPS51129279A (en) * 1975-05-02 1976-11-10 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Polarizing analyzer
DE2854064C2 (de) * 1977-12-14 1985-02-21 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zum Messen magnetooptischer Anisotropie

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078673A2 (en) * 1981-10-29 1983-05-11 Sharp Kabushiki Kaisha Magneto-optical head assembly
EP0078673A3 (en) * 1981-10-29 1984-03-28 Sharp Kabushiki Kaisha Magneto-optical head assembly
EP0115666A2 (en) * 1983-01-25 1984-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control in optical disc apparatus
EP0115666A3 (en) * 1983-01-25 1985-12-18 Sharp Kabushiki Kaisha Optical focus position control in optical disc apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US4410277A (en) 1983-10-18
WO1980001016A1 (en) 1980-05-15
DE2953304C2 (de) 1985-08-08
DE2953304T1 (nl) 1982-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL7920100A (nl) Inrichting voor het detecteren van magneto-optische anisotropie.
US4571650A (en) Magneto-optic information storage system utilizing a self-coupled laser
US5218582A (en) Magneto-optic readout using a polarization-preserving optical guide
US5014253A (en) Optical pick-up for selective playback and recording on a magneto-optically recorded medium
US20060065820A1 (en) Measuring device
CA2004377A1 (en) Optical output controlling method and apparatus therefor
US4510544A (en) Optoelectronic device for reading data contained on a magnetic medium
KR940008404B1 (ko) 자동초점장치 및 방법
JPS63205836A (ja) 磁気光学的読出し方法及び装置
US4937801A (en) Magneto-optical recording and reproducing apparatus with magnetic field controller
JPH0731837B2 (ja) 光ピツクアツプ装置
KR930003039A (ko) 광 헤드 장치
US5740147A (en) Phase compensation of optical elements by tilting a half wave plate in a magneto-optic disk head
US5161133A (en) Magneto-optical storage system
US4933794A (en) Head for reading a magneto-optical data carrier
JP2575531B2 (ja) 変調光線を検出するための装置
JPH0556584B2 (nl)
JP2790701B2 (ja) 光学的情報再生方法
JP2657959B2 (ja) 磁気光学的記憶装置における光学的な遷移を検出する検出装置
Hauser et al. Measurement of small distances between light spots by domain wall displacements
JPS59152549A (ja) 光学ピツクアツプ
JPH0327978B2 (nl)
KR100207645B1 (ko) 광학장치의 광 제어 방법 및 이를 적용한 광 헤드용 광학장치
CA1055157A (en) Apparatus and method for storing information on and retrieving information from a videodisc
JPS6265254A (ja) 光磁気記録再生装置