DE1292191B - Magneto-optische Leseeinrichtung fuer einen umlaufenden magnetischen Speicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft umlaufende magnetische gemäßen Einrichtung zeigt sich beim Lesen binärer Speicher, insbesondere Verbesserungen bei der Daten höherer Speicherdichte. Das Aufzeichnen auf magneto-optischen Wiedergabe von magnetisch ge- herkömmlichen Magnetfilmen oder -Überzügen bringt speicherten Daten. eine scharfe Begrenzung in bezug auf die maximal In vielen magnetischen Datenaufzeichnungseinrich- 5 mögliche Aufzeichnungsdichte mit sich. Hierbei wertungen, wie z. B. Trommel- oder Plattenspeichern, den die einzelnen binären Daten durch Magnetisiebei denen Magnetschreib- und -leseköpfe den Auf- rung der einzelnen Binärsignalspeicherflächen oder zeichnungsträger nicht berühren, besteht der Haupt- Bitflächen parallel zu der Signalspur aufgezeichnet, nachteil bei der Wiedergabe in dem praktisch nicht Diese Art der Magnetisierung ist als Längsaufzeichvermeidbaren Abstand zwischen den Magnetlese- io nung bekannt. In dem bevorzugten Ausführungsköpfen und der Aufzeichnungsfläche. Eine direkte beispiel der Erfindung wird die Aufzeichnung quer, Berührung der Magnetköpfe und der Aufzeichnungs- d. h. senkrecht zu der Signalspur auf einer magnefläche ist bei diesen Anordnungen deshalb unzweck- tischen Aufzeichnungsfläche durchgeführt, die aus mäßig, da sich die Magnetköpfe und die magnetische einem dünnen Film oder Überzug mit starker, uni-Beschichtung bei den relativ hohen Umlaufgeschwin- 15 axialer magnetischer Anisotropie besteht. Die magnedigkeiten stark abnutzen würden. Die Nachteile der tischen Eigenschaften dieses Filmes oder Überzuges Verwendung von Magnetleseköpfen werden noch sind derart, daß die Magnetisierung, wenn kein soldeutlicher, wenn die Auflösungscharakteristiken von ches äußeres magnetisches Feld vorhanden ist, nur magnetischen Aufzeichnungsflächen verbessert wer- in den Richtungen der remanenten Magnetisierung den, um eine höhere Speicherdichte der Daten zu ao besteht, die quer zu der Signalspur verlaufen. Die erhalten. Mit dem Anwachsen des Abstandes zwi- Queraufzeichnung der binären Signale wird auf dem sehen dem Lesekopf und der Aufzeichnungsfläche anisotropen dünnen Film oder Überzug dadurch erverschlechtert sich das Signal, da der herkömmliche zeugt, daß das Magnetfeld eines herkömmlichen Auf-Magnetlesekopf nur auf den außerhalb der Aufzeich- zeichmmgskopfes annähernd senkrecht zu der Richnungsfläche auftretenden magnetischen Fluß an- as tung der remanenten Magnetisierung, d. h. der maspricht. Dieser Verlust in der Signalauflösung tritt gnetischen Vorzugsrichtung, angelegt wird, so daß bei allen Magnetleseköpfen auf, die unter Einwirkung die Richtung der remanenten Magnetisierung von der des von der Aufzeichnungsfläche nach außen abge- Richtung des Stromflusses in dem Magnetaufzeichgebenen magnetischen Flusses ein Signal erzeugen. nungskopf und in dem hierdurch erzeugten, sich Die bekannten magneto-optischen Systeme beheben 30 ergebenden Feld abhängt. Auf diese Weise herdie vorgenannten Nachteile des Magnetlesekopfes. gestellte Queraufzeichnungen können durch her-Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten magneto- kömrnliche Magnetleseköpfe wiedergegeben werden, optischen Systeme zu verbessern. Der hier verwendete Ausdruck »Queraufzeichnung« Die erfindungsgemäße Leseeinrichtung macht sich ist also ein Aufzeichnungsmuster, bei dem die remaeine Erscheinung zunutze, die beim Auftreffen von 35 nente Magnetisierung senkrecht zu der Spur und in Licht auf eine magnetisierte Fläche auftritt. Diese der Ebene des Filmes verläuft, obwohl das angelegte magneto-optische Erscheinung ist als Kerr-Effekt be- Feld während der Aufzeichnung parallel zu der Spur kannt. Dieser beruht darin, daß die Polarisations- verlief. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen ebene des von einer magnetischen Fläche reflek- magneto-optischen Leseeinrichtung wird eine austierten Lichtstrahls gedreht wird. Die Aufzeich- 40 gezeichnete Wiedergabe von quer aufgezeichneten nungsfläche besteht aus einem dünnen Film oder binären Signalen bei Speicherdichten größer als Überzug aus ferromagnetischem Material, das in der 120 Bits pro Millimeter erzielt. Durch Binärsignal-Ebene des Filmes magnetisiert ist. Die optische dichten dieser Größenordnung und Signalspur-Drehung des von der magnetisierten Fläche reflek- dichten größer als 4 Spuren pro Millimeter wird eine tierten Lichtes wird festgestellt und dadurch das 45 Flächenspeicherdichte erhalten, die größer als magnetisch aufgezeichnete Signal wiedergegeben. 46 500 Bits pro Quadratzentimeter ist.

Bei den bekannten Einrichtungen dient nur ein Gegenstand der Erfindung ist somit eine magneto-

Teil des von der Lichtquelle gelieferten Lichtes zum optische Leseeinrichtung für einen umlaufenden

Ablesen der magnetisch aufgezeichneten Daten, da magnetischen Speicher.

hier das auffallende Licht polarisiert werden muß. 50 Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Der Polarisator scheidet einen großen Teil des von ein scharf gebündelter Lichtstrahl unter einem von der Lichtquelle gelieferten Lichtes aus, so daß dieser 90° abweichenden Winkel derart auf die abzulesende, die Aufzeichnungsfläche nicht erreicht. Auch be- parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers wirken Veränderungen der Reflexionsfähigkeit der magnetisierte Bitflächen aufweisende Datenspur ge-Aufzeichnungsfläche infolge der dadurch auftreten- 55 richtet ist, daß die Einfallebene dieses Lichtstrahls den Lichtpegelschwankungen zum Teil erhebliche parallel zur Magnetisierungsrichtung der gerade abBeeinträchtigungen in der Wiedergabe. Bei der erfin- zulesenden Bitfläche verläuft, und daß in der Bahn dungsgemäßen Einrichtung sind beide Nachteile be- des reflektierten, in Abhängigkeit vom Magnetisiehoben. Es braucht kein Polarisator mehr verwendet rungszustand der genannten Bitfläche in einer von zu werden, so daß der einzige Lichtverlust in einem 60 zwei Richtungen teilweise polarisierten Lichtstrahls Strahlenteiler für polarisiertes Licht auftritt, der sich eine Auswertevorrichtung zur Bildung der den abgein der Bahn des von der Aufzeichnungsfläche reflek- lesenen Daten entsprechenden Ausgangssignale vortierten Lichtes befindet. Ebenso werden bei der erfin- gesehen ist.

dungsgemäßen Einrichtung die durch Schwankungen Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden

der Intensität der Lichtquelle und Veränderung der 65 nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben,

Reflexionsfähigkeit der Aufzeichnungsfläche erzeug- und zwar zeigt

ten Störsignale ausgeschaltet. Fig. 1 eine schematische Darstellung des das be-

Ein weiterer bedeutender Vorteil der erfindungs- vorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ver-

anschaulichenden magnetischen Datenaufzeichnungs- und -Wiedergabesystems,

Fig. la eine schematische Darstellung eines Strahlungsteilers für polarisiertes Licht, der sich zur Verwendung in dem in Fig. 1 gezeigten System eignet,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der magnetischen Anisotropie der in F i g. 1 gezeigten Speicherplatte zur Erzielung einer Queraufzeichnung binärer Datensignale,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Speicherplatte, in der typische magnetisch aufgezeichnete binäre Daten gezeigt sind, die quer zu einer Signalspur gespeichert sind,

F i g. 4 a bis 4d schematisch die Art und Weise, in der binäre Ziffern auf der in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungsfläche magnetisch aufgezeichnet und gespeichert werden,

F i g. 5 typische elektrische Signalkurven binärer Signale, die durch das in Fig. 1 gezeigte System magnetisch aufgezeichnet und optisch und elektronisch wiedergegeben werden,

F i g. 6 a ein Vektordiagramm der verschiedenen Lichtkomponenten des von der in F i g. 1 gezeigten Speicherplatte reflektierten, teilweise polarisierten Lichtes,

Fig. 6b eine graphische Darstellung der Lichtverteilung des reflektierten nichtpolarisierten Lichtstrahls und des von der in Fig. 1 gezeigten Speicherplatte reflektierten, teilweise polarisierten Lichtstrahls,

F i g. 7 eine schematische Darstellung der magnetischen Vorzugsrichtung der Aufzeichnungsfläche einer Magnettrommel, die eine andere Möglichkeit für eine in dem System nach F i g. 1 verwendbare Speichervorrichtung darstellt, und

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer Speicherplatte, die der in F i g. 1 gezeigten Speicherplatte teilweise gleicht, auf der jedoch typische Binärsignale parallel zur Signalspur aufgezeichnet und gespeichert werden.

In den Zeichnungen sind gleich oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In F i g. 1, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, ist ein magneto-optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem dargestellt, in dem von einer Signalquelle 10 kommende binäre elektrische Signale 11 auf einer rotierenden Magnetspeicherplatte 12 durch einen herkömmlichen Magnetkopf 14 aufgezeichnet und durch ein magnetooptisches Verfahren abgelesen werden. Das verwendete Ablesesystem enthält eine starke Lichtquelle, beispielsweise eine Bogenlampe 15. Durch Anbringen einer kleinen rechteckigen Blende 18 vor der Lampe 15 wird ein Lichtstrahl 16 mit annähernd rechteckigem Querschnitt erzeugt. Vorzugsweise wird das von der Lampe 15 kommende Licht durch eine nicht gezeigte Linse an der öffnung 18 gebündelt. Der rechteckige Lichtstrahl 16 wird über eine Linse 20 auf eine ringförmige Signalspur 22 auf der oberen Fläche der Speicherplatte fokussiert, wodurch ein kleiner heller rechteckiger Lichtfleck erzeugt wird, der dem Bild der Öffnung 18 in einer Bitabfühlfläche 24 entspricht. Die Speicherplatte 12 kann aus Glas oder einem anderen Material sein, das eine feste, glatte Unterlage zur Ablagerung eines dünnen Films oder Überzuges aus ferromagnetischem Material durch Aufdampfen oder andere bekannte Verfahren liefert. Einzelheiten der Eigenschaften und Merkmale des dünnen ferromagnetischen Films werden später im Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 2 erläutert. Vorläufig sei lediglich bemerkt, daß der erhaltene dünne Film auf der Speicherplatte 12 eine glatte gleichmäßige, lichtreflektierende Aufzeichnungsfläche für die Reflexion des Lichtstrahls 16 bildet. Bei dem hier und im folgenden verwendeten Ausdruck »Licht« soll es sich nicht nur um normales Licht des sichtbaren Spektrums handeln, sondern er ίο kann jede beliebige elektromagnetische Strahlung einschließen, die sich für die Ablesung magnetisch aufgezeichneter Daten eignet.

Das von der oberen Fläche der Speicherplatte 12 an der Abfühlfläche 24 reflektierte Licht ist insofern teilweise polarisiert, als es eine polarisierte Komponente besitzt, die durch den Einfluß des Magnetfeldes einer Bitfläche 25 (F i g. 3) erzeugt wird, die innerhalb der laufend Licht reflektierenden Fläche 24 der Signalspur 22 liegt. Die Teilpolarisation ergibt sich aus der optischen Drehung des von der Bitfläche 25 innerhalb der parallel zu der Lichtauffallebene (F i g. 3) und in der Ebene des die Aufzeichnungsfläche bildenden dünnen Films magnetisierten Abfühlfläche 24 reflektierten Lichtes.

Das auffallende Licht in Strahl 16 ist unpolarisiert, während das von der Bitfläche 25 reflektierte Licht in Abhängigkeit von der Magnetisierungsrichtung (»0« oder »L«) der betreffenden Bitfläche 25 wie durch die in F i g. 6 für die Bits »0« und »L« gezeigte Lichtverteilung dargestellt, in dem einen oder anderen Sinne gedreht wird.

Die jeweiligen »0«- und »L«-Bitflächen 25 der Signalspur 22 werden, wie durch die Pfeile in Fi g. 3 schematisch gezeigt, durch den Aufzeichnungskopf 14 infolge der von der Signalquelle 10 gelieferten, in Fig. 5(a) gezeigten Nicht-zurück-zu-Null-Binärsignale 11 in entgegengesetzter Richtung magnetisiert. Wie in F i g. 3 veranschaulicht, verlaufen die remanenten Magnetisierungszustände der Bitflächen für »0« und »L« in der ringförmigen Signalspur 22 quer, d. h. senkrecht zu der Signalspur. Die Richtung des »O«-Magnetisierungszustandes verläuft radial nach innen, während die Richtung des »L«-Magnetisierungszustandes radial nach außen verläuft. Diese Aufzeichnungsart wird im Gegensatz zu der herkömmlichen Längsaufzeichnung, die durch die Pfeile in den Bitflächen25a der in Fig. 8 gezeigten ringförmigen Signalspur 22 a schematisch gezeigt ist, als Queraufzeichnung bezeichnet. Das neue Merkmal der Selbstorientierung der Magnetisierungszustände der Bitflächen für die »0«- und »L«-Bits in den beiden remanenten Magnetisierungseinrichtungen zur Erzeugung einer Queraufzeichnung wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 2 und 4 a bis 4 d näher erläutert.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, verläuft die Magnetisierungsrichtung der Bitflächen 25 parallel zu der Einfallebene, wenn eine bestimmte Bitfläche 25 innerhalb der Abtastfläche 24 liegt. Die optische Drehung mit der sich darauf ergebenden teilweisen Polarisation des Lichtes in Strahl 27 wird in bekannter Weise (hier durch den Kerr-Effekt) bewirkt. Dieser Effekt ist die sich ergebende optische Drehung, wenn Licht von einer Fläche reflektiert wird, die in der Ebene der Fläche und parallel zu der Einfallebene magnetisiert ist. Die Mittellinien der auffallenden und reflektierten Strahlen 16 und 27 (F i g. 1) liegen innerhalb der Einfallebene und legen die in Fig. 3 gezeigte

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Einfallebene fest. In F i g. 1 verläuft die Einfallebene len 30 und 31 teilt, die sich im rechten Winkel zusenkrecht zu der Ebene der Speicherplatte 12 und einander, d.h. —45° bzw. +45°, wie in Fig. 6b geht, wie in Fig. 3 gezeigt, durch die Ebene der gezeigt, befinden. Der Strahlenteiler 29 besteht bei-Platte21 hindurch. Die optische Drehung des Lichtes, spielsweise aus einem Stapel Glasplatten, der das die sich aus der gegenseitigen Wirkung zwischen dem 5 in der — 45°-Ebene zur Einfallebene polarisierte auffallenden Licht und der magnetisierten Fläche Licht reflektiert, um den Lichtstrahl 30 zu bilden, ergibt, die durch die in der Abtastfläche 24 liegende und läßt das in der +45°-Ebene polarisierte Licht Bitfläche 25 festgelegt wird, erzeugt Lichtkomponen- durch (Lichtstrahl 31).

tenvektoren (elektrisch), die senkrecht zu den Licht- Weitere geeignete Strahlenteiler zum Teilen des

komponenten oder Vektoren (elektrisch) des auf- ίο Lichtstrahls 27 in zwei polarisierte Strahlen im rechfallenden Lichtes verlaufen. Die Lichtkomponenten ten Winkel zueinander sind Doppelbildprismen aus des nichtpolarisierten auffallenden Lichtes können in Quarz oder Kalzit, die in bestimmten Winkern gezwei Vektoren aufgelöst werden, die parallel bzw. schnitten und mit Glyzerin oder Rizinusöl zusammensenkrecht zu der Einfallebene verlaufen. geklebt sind (Rochon- und Wollaston-Prismen). Bei Wie durch das Vektordiagramm in Fig. 6a ver- 15 dem in Fig. la schematisch dargestellten Strahlenanschaulicht, erzeugt der Lichtstrahl 27, der von teiler handelt es sich um ein Rochon-Prisma29a einer Bitfläche 25 reflektiert wird, die in der für die Teilung eines teilpolarisierten Lichtstrahls 27 a »O«-Richtung magnetisiert ist, Kerrkomponenten- in zweipolarisierte Lichtkomponenten 30 a und 31a. Lichtvektoren — K und +K', die senkrecht auf den Beide Komponenten werden für einen späteren Verparallel bzw. senkrecht zu der Einfallebene verlaufen- ao gleich ihrer Stärken festgehalten. Der Strahl 27 a den Lichtvektoren stehen. Die »0«-Lichtvektoren 32 wurde durch Reflexion von einer der in der Abtast- und 33 sind die resultierenden Vektoren des reflek- fläche 24 angeordneten Bitflächen 25 teilpolarisiert tierten Lichtstrahles 27, der die Kerrkomponenten- und in der gleichen Weise wie der Strahl 27 in F i g. 1 Vektoren — K und +K' enthält. Die »L«-Licht- durch die Kollektorlinse 28 auf das Prisma 29 α gevektoren 34 und 35 sind die resultierenden Vektoren 25 richtet. Der Lichtstrahl 27 a, der in das erste Prisma des die Kerrkomponenten-Vektoren +K und —K' entlang dessen durch die Linien in dem Prisma enthaltenden Lichtstrahls 27, der von einer »L«-Bit- angezeigter optischer Achse eintritt, erfährt eine fläche reflektiert wird. In Fig. 6a sind die Dreh- Doppelrefraktion an der Grenze des zweiten Prismas, winkel der Lichtvektoren in Uhrzeigerrichtung als dessen optische Achse senkrecht zu der Zeichnungspositiv (+α, +β) und die Drehwinkel der Licht- 30 ebene verläuft, wie durch die Punkte angezeigt. Das vektoren in Gegenzeigerrichtung als negativ (—α, polarisierte Licht im Strahl 31a (+45°) wird ohne —ß) angezeigt. In gleicherweise sind die die Drehung Ablenkung übertragen und durch eine Photozelle Pl hervorrufenden Kerrkomponenten in Fig. 6a ent- (Fig. 1) festgestellt, während das polarisierte Licht sprechend ihrer allgemeinen Richtung, d.h. Uhr- in Strahl 30a (—45°) abgelenkt und durch eine zeiger- bzw. Gegenzeigerrichtung, als positiv oder 35 Photozelle P 0 (F i g. 1) festgestellt wird. Die getrennnegativ angegeben. Die Kerrkomponenten-Licht- ten Ausgangssignale der Photozellen PO und Pl vektoren wurden zur besseren Veranschaulichung in [Fig. 5(ö) und (c)] werden an einen Differential-Fig. 6a stark übertrieben gezeichnet. verstärker 36 angelegt, wodurch der in Fig. 5(d)

In Fig. 6b sind die verschiedenen Lichtverteilun- gezeigte Binärsignalausgang erzeugt wird, gen des Lichtstrahls 27, wenn er von einer »0«- bzw. 40 Gemäß F i g. 1 sind die für die polarisierten Lichteiner »L«-Bitfläche reflektiert wird, angezeigt. Die strahlen 30 bzw. 31 vorgesehenen Photozellen P 0 Lichtverteilung des von einer nichtmagnetisierten und Pl in den entsprechenden Bahnen dieser Strah-Bitfläche reflektierten Strahles 27 ist lediglich zur len angeordnet und sprechen auf die Veränderungen besseren Veranschaulichung dargestellt und hat keine der Lichtstärke an, indem sie die in den F i g. 5 (b) praktische Bedeutung, da sämtliche Bitflächen in der 45 und (c) veranschaulichten Photozellenausgangssignale »0«- bzw. »!,«-Richtung in der Nicht-zurück-zu-Null- erzeugen. Die Photozellenausgangssignale enthalten Binärform magnetisiert sind. Das Diagramm wurde sowohl Binärsignale als auch Störsignale. Die binären so weit vereinfacht, daß das reflektierte Licht so Nutzsignale der Photozellen sind um 180° phasengezeigt ist, daß es unpolarisiert ist, wenn die gerade verschoben, während die Störsignale infolge von abgetastete Bitfläche 25 keine Magnetisierung hat; 50 Intensitätsschwankungen des von der Lampe 15 somit ist, wenn unpolarisiertes Licht, beispielsweise kommenden Lichts und infolge von Veränderungen der Lichtstrahl 16, von einer nichtmagnetisierten Bit- der Reflexionsfähigkeit der Aufzeichnungsfläche in fläche reflektiert wird, die Verteilung von den Strahl Phase sind. Werden die Photozellenausgangssignale bildendem reflektiertem Licht nicht polarisiert, in dem Differentialverstärker 36 kombiniert, dann und die polare Darstellung der Lichtverteilung des 55 addieren sich die phasenverschobenen binären Nutz-Strahles 27 ist in diesem Falle, wie aus Fig. 6b signale, während sich die phasentreuen Störsignale ersichtlich, ein Kreis. Das von einer »0«- und aufheben, wodurch die aufgezeichneten Binärsignale »L«-Bitfläche reflektierte Licht im Strahl 27 wird wiedergegeben werden, wie durch den Binärsignalteilweise polarisiert, und die maximale Lichtkompo- ausgang in Fig. 5(d) veranschaulicht, nente des Strahles 27 wird in einem Winkel von 60 In F i g. 2 sind die Richtungen der remanenten —45° zu der senkrechten Auffallebene für eine Magnetisierung der ringförmigen Aufzeichnungs- »O«-Bitfläche und in einem Winkel von +45° zu fläche der Speicherplatte 12 schematisch dargestellt, der Auffallebene für eine »L«-Bitfläche polarisiert. Ein in radialer Richtung anisotroper ebener Film Wie weiter aus Fi g. 1 hervorgeht, ist in der Bahn aus ferromagnetischem Material ist auf der Speicherdes Lichtstrahls 27 ein Strahlenteiler 29 für polari- 65 platte 12 abgelagert und bildet die ringförmige Aufsiertes Licht angeordnet, der das Licht in dem teil- Zeichnungsfläche für die magnetische Aufzeichnung weise polarisierten Strahl 27 nach dessen Durchgang binärer Signale. Der dünne Film wird in Gegenwart durch eine Sammellinse 28 in zwei polarisierte Strah- eines radialen Magnetfeldes aufgebracht, das die

radiale remanente Magnetisierung oder die magnetische Vorzugsrichtung (leichte Magnetisierungsachse) des dünnen Films, wie durch die Pfeile in F i g. 2 gezeigt, bewirkt. Die senkrecht zu der leichten Magnetisierungsachse vorhandene schwere Magnetisierungsachse verläuft ringförmig um die Aufzeichnungsfläche der Speicherplatte 12, wie durch den in Umf angsrichtung gezeichneten Pfeil in F i g. 2 angezeigt.

Eine starke, ebene, magnetische Anisotropie ist in einem dünnen Film aus ferromagnetischem Material vorhanden, um die remanente Magnetisierung auf die Ebene des Films zu beschränken. Eine uniaxiale, ebene, magnetische Anisotropie, bei der die remanente Magnetisierung in vorbestimmten Richtungen, beispielsweise radial oder parallel, verläuft, kann in einem dünnen Film dadurch erzielt werden, indem dieser in Gegenwart eines Gleichstrom-Magnetfeldes abgelagert wird, wobei die Richtungen der remanenten Magnetisierung oder leichten Magnetisierungsachse die gleichen sind wie diejenige des ao Magnetfeldes. Filme aus Eisen, Kobalt, Nickel und den Legierungen dieser Metalle, die auf Trägern durch Aufdampfen oder Galvanisierung abgelagert wurden, können innerhalb der Ebene des dünnen Films uniaxial magnetisch anisotrop sein, wenn sie in Gegenwart eines Gleichstrom-Magnetfeldes abgelagert werden. Die Richtung des Magnetfeldes bestimmt die Richtungen der remanenten Magnetisierung oder leichten Magnetisierungsachse des abgelagerten Films. Ein anderes Verfahren zur Erzielung der magnetischen Vorzugsrichtung besteht darin, daß ein Niederschlag auf den Träger aufgedampft wird, wobei der Dampf nicht senkrecht, sondern schräg auf die Fläche dieses Trägers gerichtet wird. Hierdurch wird ein Film erzeugt, dessen remanente Magnetisierung senkrecht zu der Richtung des Dampfstrahles verläuft. Weitere Einzelheiten über die Ablagerung dünner Filme mit starken, ebenen, anisotropen Eigenschaften und remanenter Magnetisierung in parallelen oder radialen Richtungen sind in Kapitel 7, S. 112 bis 124, des von der American Society for Metals veröffentlichten Buches »Magnetic Properties of Metal and Alloy« angegeben.

Beim Aufzeichnen auf herkömmliche magnetische Überzüge ist eine starke Beschränkung in bezug auf die realisierbare maximale Aufzeichnungsdichte gegeben. Bei den herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren muß ein relativ dicker Überzug verwendet werden, um einen befriedigenden Signalpegel mit einem herkömmlichen Ringmagnetkopf zu erzeugen. Der dicke Überzug begrenzt das Auflösungsvermögen auf Grund des Selbstentmagnetisierungsfeldes und der größeren Entfernung einiger der Magnetteilchen des Überzuges von dem Kopf. Um den Selbstentmagnetisierungseffekt zu verringern, muß ein Überzug mit hoher Koerzitivkraft verwendet werden, der einen starken Aufzeichnungsstrom erfordert. Hierdurch werden bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten sehr große Anforderungen an die Treiberverstärker gestellt. Die allgemein verwendeten Überzüge haben keine rechteckige J5/i?-Kennlinie, so daß der Aufzeichnungskopfnachwirkeffekt die Aufzeichnungsdichte stark herabsetzen kann, wenn ein Abstand zwischen Aufzeichnungskopf und Überzug vorhanden ist. Bei herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren verläuft die Magnetisierung parallel zu der aufgezeichneten Spur (Längsaufzeichnung), während bei der vorliegenden Erfindung die Aufzeichnung senkrecht zu der Spur erfolgt (Queraufzeichnung). Diese Queraufzeichnung ist für eine sehr dichte Datenaufzeichnung wesentlich günstiger, vorausgesetzt, daß eine befriedigende Aufzeichnungs- und Lesevorrichtung zur Verfügung steht, da theoretisch eine viel schärfere Grenze (Domänenwand) zwischen den Bits möglich ist. Dies trifft deswegen zu, da eine Queraufzeichnung schon von vornherein zu einer höheren Speicherdichte führt, weil die Berücksichtigung der Domänenwandenergie eine scharfe Domänenwand erfordert, während für eine Längsaufzeichnung die Berücksichtigung der Energie eine »zerklüftete« Wand erfordert. Die Koerzitivkraft des Films für eine Queraufzeichnung kann weniger als 50 Oersted betragen, so daß es möglich ist, einen schwachen Aufzeichnungsstrom zu verwenden.

Soll eine Queraufzeichnung auf einem magnetischen Überzug mit einem herkömmlichen Aufzeichnungskopf mit hohem Auflösungsvermögen erzielt werden, dann ist ein Überzug mit sehr starker uniaxialer magnetischer Anisotropie erforderlich. Die magnetischen Eigenschaften dieses Films sind so, daß die Magnetisierung beim Fehlen eines externen Feldes nur entlang der leichten Achse bestehen kann. Aufzeichnungen auf den Film werden durch Anlegen des Magnetfeldes des Aufzeichnungskopfes annähernd senkrecht zu der leichten Achse bewirkt, so daß die Richtung der remanenten Magnetisierung entlang der leichten Achse von der Richtung des Stromflusses im Magnetkopf abhängt.

Eine Aufzeichnung in der »schweren« Richtung ist empfindlicher in bezug auf örtliche Veränderungen der magnetischen Eigenschaften, da der remanente Magnetisierungszustand annähernd senkrecht zu dem angelegten Feld verläuft. Das Vorzeichen des Winkels zwischen dem angelegten Feld und der schweren Richtung muß immer das gleiche sein, da sonst in dem Signalmuster eine Phasenumkehrung um 180° auftreten kann.

In den Fig. 4a bis 4b wird veranschaulicht, wie die binären Signale auf der Aufzeichnungsfläche der Speicherplatte 12 zur Erzielung einer Queraufzeichnung aufgezeichnet werden. Die in den Fig. 4a bis 4 d gezeigten Bitflächen 25 sind stark vergrößert, und der Winkel, den die Aufzeichnungsfläche 13 zu der radialen, leichten Magnetisierungsachse bzw. dem Radius der Speicherplatte 12 (s. F i g. 3) bildet, ist übertrieben dargestellt, um die Beschreibung der Arbeitsweise deutlicher zu machen. Der Aufzeichnungskopf 14 zeichnet in herkömmlicher Weise die binären Signale 11 in Bitflächen 25 magnetisch auf. Jedoch ist der Aufzeichnungskopf 14 um einen sehr kleinen Winkel in bezug auf die harte Magnetisierungsachse der Aufzeichnungsfläche versetzt, um eine Unstabilität zu vermeiden, d. h. um zu gewährleisten, daß die Richtung der remanenten Magnetisierung sämtlicher binärer »L«-Bits radial nach außen und die Richtung sämtlicher aufgezeichneter binärer »O«-Bits radial nach innen verläuft. Das Aufzeichnen einer L durch die Aufzeichnungsfläche 13 in die Bitfläche 25 ist in Fig. 3 und 4a gezeigt. Während der Zeitspanne, in der sich die Bitfläche 25 innerhalb der Aufzeichnungsfläche 13 befindet, erzeugt der Aufzeichnungskopf 14 ein Magnetfeld für das binäre Bit L, das diese Bitfläche 25 in Längsrichtung, wie durch den Pfeil in F i g. 4 a angezeigt, magnetisiert. Nachdem jedoch die Bitfläche 25 die Aufzeichnungsfläche 13 verlassen hat, dreht sich die Magnetisie-

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rurrgsrichtung von der harten Magnetisierungsachse in der Längsrichtung in die Richtung der radialen leichten Magnetisierungsachse (radial nach außen) quer zur Aufzeichnungsspur, wie durch den Pfeil in F i g. 4 b angezeigt. Die magnetische Aufzeichnung einer »0« ist in den Fig. 4c und 4d veranschaulicht. Es sei bemerkt, daß das durch den Aufzeichnungskopf 14 in der Aufzeichnungsfläche 13 erzeugte Feld zur magnetischen Aufzeichnung des binären Bits »0« in der Bitfläche 25 entgegengesetzt gerichtet ist. Die radiale Magnetisierungsrichtung des aufgezeichneten binären Bits »0« (radial einwärts) verläuft, wie in Fig. 4d gezeigt, in der entgegengesetzten Richtung, wie bei dem binären Bit »L« (Fig. 4b).

In F i g. 7 ist eine Magnettrommel als eine weitere Möglichkeit für einen magnetischen Datenspeicher gezeigt. Der Umfang dieser Trommel ist mit einer Aufzeichnungsfläche 40 versehen, die aus einem uniaxialen, anisotropen Magnetfilm besteht. Die remanente oder leichte Magnetisierungsachse ist in der Zeichnung angezeigt. Die magnetische Aufzeichnung der binären Signale »0« und »L« erfolgt in den Richtungen der harten Magnetisierungsachse durch einen Aufzeichnungskopf, beispielsweise den in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungskopf 14, in der gleichen Weise wie bereits für die in F i g. 1 gezeigte Speicherplatte 12 geschildert. Anschließend werden auch hier die binären Signale in die Richtungen der leichten Magnetisierungsachse gedreht und beispielsweise durch die in Fig. 1 schaubildlich dargestellte optische und elektronische Anordnung abgelesen.

Es hat sich gezeigt, daß die Queraufzeichnung für Aufzeichnungen hoher Speicherdichte weit günstiger als die herkömmliche Längsaufzeichnung ist. Es wurden ausgezeichnete Wiedergaben von durch herkömmliche Aufzeichnungsköpfe aufgezeichneten Binärsignalen bei Speicherdichten von 120 Bits pro Millimeter auf einer einzigen Spur erzielt. Auf Grund der scharfen Domänenwände zwischen magnetisch gespeicherten Bits bei der Queraufzeichnung im Vergleich zu den »zerklüfteten« Domänenwänden zwischen gespeicherten Bits bei der herkömmlichen Längsaufzeichnung, werden bei der erstgenannten Aufzeichnungsart höhere Speicherdichten erzielt. Die gute Auflösung der aufgezeichneten Signale bei der Queraufzeichnung ermöglicht die zufriedenstellende Wiedergabe höherer Signaldichten sowohl durch herkömmliche Magnetleseköpfe als auch durch ein magneto-optisches Wiedergabesystem, wobei die Koerzitivkraft des Films niedrig sein kann (etwa 50 Oersted), was wiederum einen schwächeren Aufzeichnungsstrom im Aufzeichnungskopf 14 erforderlich macht.

Die in Fig. 1 gezeigte magneto-optische Leseeinrichtung eignet sich zur Wiedergabe von in der herkömmlichen Längsaufzeichnung magnetisch gespeicherten Daten ebenso wie zur Wiedergabe von in Queraufzeichnung gespeicherten Daten, wie aus der vorangehenden Beschreibung an Hand der F i g. 1 bis 7 hervorgeht. Für die Wiedergabe der magnetisch gespeicherten Daten durch die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung ist lediglich darauf zu achten, daß die Auffallebene des Abtastlichtstrahles parallel zu der Magnetisierungseinrichtung der jeweils abzutastenden Bitfläche verläuft. Bei der herkömmlichen Längsaufzeichnung verlaufen die Magnetisierungsrichtungen der »0«- und »!-«-Bitflächen, wie durch die Pfeile in Fig. 8 angedeutet, längs und nicht, wie in Fig. 3 gezeigt, quer zur Aufzeichnungsspur.

In Fig. 8 ist eine Speicherplatte 12a schematisch dargestellt, in der typische, in F i g. 5 (α) dargestellte, Nicht-zurück-zu-Null-Binärsignale längs einer Signalspür 22a auf der Aufzeichnungsfläche der Platte 12a, wie durch die Pfeile in den einzelnen Bitflächen 25 a gezeigt, gespeichert sind. Die Nicht-zurück-zu-NuIl-Binärsignale sind auf einer aus einem dünnen Film bestehenden Aufzeichnungsfläche aus ferromagnetischem Material in herkömmlicher Weise in der Aufzeichnungsfläche 13 a aufgezeichnet und stellen somit eine magnetische Längsaufzeichnung der binären Signale dar. Die in Längsrichtung auf der Magnetspur 22 α in den Bitflächen 25 a magnetisch gespeicherten, binären Signale werden durch die in Fig. 1 gezeigte optische und elektronische Anordnung innerhalb der Abtastfläche 24 a abgetastet. Die Auffallebene des auffallenden und reflektierten Lichtstrahles liegt so, wie in F i g. 8 durch die strichpunktierte Linie gezeigt, so daß die Magnetisierungsrichtung eine Bitfläche 25 a in der Abtastfläche 24 a parallel zu der Auffallebene verläuft, wodurch eine Teilpolarisation des reflektierten Lichtes in Strahl 27 erzeugt wird, wie in der Beschreibung des in F i g. 1 gezeigten optischen Systems ausgeführt. Die optische und elektronische Abfühlung und Wiedergabe der herkömmlichen Längsaufzeichnung ist sonst die gleiche, wie in der Beschreibung der F i g. 1 angegeben, so daß eine nähere Erläuterung für das Verständnis der Arbeitsweise nicht erforderlich ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Magneto-optische Leseeinrichtung für einen umlaufenden magnetischen Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß ein scharf gebündelter Lichtstrahl (16) unter einem von 90° abweichenden Winkel derart auf die abzulesende, parallel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (12) magnetisierte Bitflächen (25) aufweisende Datenspur (22) gerichtet ist, daß die Einfallebene dieses Lichtstrahls parallel zur Magnetisierungsrichtung der gerade abzulesenden Bitfläche verläuft, und daß in der Bahn des reflektierten, in Abhängigkeit vom Magnetisierungszustand der genannten Bitfläche (25) in einer von zwei Richtungen teilweise polarisierten Lichtstrahles (27) eine Auswertevorrichtung (29, PO, Pl, 36) zur Bildung der den abgelesenen Daten entsprechenden Ausgangssignale vorgesehen ist.

2. Magneto-optische Leseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (29, FO, Pl, 36) einen polarisierenden Strahlenteiler (29) enthält, der den teilweise polarisierten Lichtstrahl (27) in zwei den Hauptpolarisationsachsen entsprechenden Lichtkomponenten (30,31) zerlegt.

3. Magneto-optische Leseeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (29, PO, Pl, 36) zwei Photozellen (PO, Pl) enthält, denen jeweils eine der beiden durch den Strahlenteiler (29) erzeugten Lichtkomponenten (30, 31) zugeführt wird.

4. Magneto-optische Leseeinrichtung nach den

Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Photozellen (P 0,Pl) einem in der Auswertevorrichtung (29, PO, Pl, 36) enthaltenen Differentialverstärker (36) zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen