[发明专利]写入和读出磁光记录载体的方法和装置

说明书

本发明涉及一种借助于聚焦成光点的扫描光束、以记录载体信息层的磁畴图案用光学方法写入和读出信息的方法，在写入期间，被光点加热的信息层部分受到由通有激励电流的线圈产生的基本垂直于信息层的磁场作用，结果形成所述磁畴;在读出期间，对在扫描光速极化状态下由磁畴引起的变化加以检测。

本发明还涉及用于实现该方法的装置。

从美国专利第4，446，004号已知这种记录信息的方法。一般在写入一个磁光信息层时，使用一种由光学系统聚焦为衍射极限光点的激光束，例如二极管激光器光束。对仍未写入的信息层以垂直于该层的方向进行预磁化。在写入期间，将光点所在部位的磁光材料的微区加热到某一给定温度（例如居里温度），使其局部矫顽力降低。结果该微区可由一相对小的外部磁场使其沿垂直于磁层的所要求方向进行磁化。该磁光信息层的有关微区冷却后，外部磁场的方向可以说冻结在该信息层中。通过彼此相对地移动光点和记录载体，并调制外部磁场，可将一串具有不同于其周围的磁场方向的磁畴或信息区写入信息层，沿着移动方向的连续信息区表示写入的信息。

该方法通称为磁场调制方法。还可借助于恒定外部磁场和根据有待写入信息对光束强度进行调制来写入磁畴。在这种所谓辐射源调制方法中信息区的大小由光点的大小确定。在光点的半值宽度约为1μm的已知系统中，信息区基本上是直径为1μm数量级的圆域。信息密度为10位/mm²数量级。

日益要求增大信息密度以便在相同尺寸的记录载体上存储更多信息。因此读写信息区须比至今用在磁光记录载体中的更小。

在所述的美国专利第4，466，004号中，提到通过高频切换磁场在磁光记录载体中以磁畴形式提供其扫描方向的尺寸小于写入光点尺寸的信息区。首先，使在光点照射下的信息区按与信息层原有磁化方向相反的方向磁化。然后在仍有部分光点照射在所述区域上时，反转磁场使所述区域的一部分重新获得原有有磁化方向。美国专利第4，466，004号没有说明以此获得的在扫描方向上具有较小尺寸的磁畴是如何能得以读出的。

由于每个信息位固定在一个信息区，故每一信息区必须单独地读出。这意味着读出必须借助于在扫描方向的尺寸与该信息区的尺寸具有相同数量级的光点来完成。该读出光点必须比写入光点小很多。

以某一给定波长λ辐射并使用具有某一给定数值孔径NA的物镜的光学扫描系统的光学截止频率为f_co，它正比于2.NA/λ，即与扫描光点的大小成反比。在信息层中具有信息区的情况下，如果这些细节或区域间的相互距离等于或小于2.NA/λ，则该光学系统不再能分别地观察物体的细节。因此，该信息区的给定空间频率与该光学截止频率有关。

因为衍射极限光点的大小正比于λ/NA，其中λ为所用发射光波长，NA为所用物镜系统的数值孔径，所以只有通过减小波长和（或）增大数值孔径来减小光点。数值孔径的增大导致光束场深的减小，以致对光束聚焦有更严格的要求。而且，具有大数值孔径的物镜系统对象差更灵敏，所以对读写装置的容差有更严要求。如果运用二极管激光器作为辐射源（这在预期磁光读写装置的批量生产中是必须的）由于不存在可产生用供写入用的足够高功率的短波长二极管激光器，所以要减小光束的波长实际上是不可能的。

本发明提供一种新的无需减小光点就能增长磁光记录载体中信息密度的可能性。这种新的可能性是通过一种新的方法来实现的，该新方法的特征在于在写入期间，激励电流的幅度依赖于有待写入信息信号进行调制，从而产生包含其尺寸比光点小很多的子畴的磁畴，因此各磁畴中子畴数量和有关磁畴的磁化率由信息信号加以确定。

磁畴的磁化率定义为在具有垂直于信息层的第一磁化方向的磁畴内的区域总表面和在具有与第一磁化方向相反的第二磁化方向的磁畴内的区域总表面之间的比率。该比率决定扫描光束的极化状态。

本发明基于这样的认识，即借助于外部磁场强度的较大变化来写入磁畴，这使读出光束的极化状态有不同程度的改变，由此表示信息信号的不同信号值。然后可写入各磁畴更多信息。使用具有迄今未用于磁光记录的效应，即当将外部磁场强度从一定负值改变为一定正值时，在磁畴区域中产生其磁化方向与原磁化方向相反的越来越多的子畴直到有关区域完全充满子磁畴。在读出期间，各磁畴子畴数量的变化引起由信息层产生并通过物镜系统的读光束极化调制的改变，并因此引起由光敏检测系统接收的光强的变化。然后该检测系统提供根据所写入信息调制的电信号。在一个磁畴内不单独进行检测的各子畴共同决定由该磁畴产生并被检测系统接收的光束的强度。可以说，现在用每个灰度级表示一给定信息信号值而不用至今一直为规范的黑白结构来写入和读出不同灰度级。