KR960016891B1 - 광자기기록방식 - Google Patents

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KR960016891B1
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카즈오끼 홍구
마사꾸니 야마모또
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캐논 가부시기가이샤
야마지 게이조
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Abstract

내용없음

Description

광자기기록방식
제1도는 본 발명의 광자기기록방식의 구동장치의 일례를 도시한 도면.
제2도는 종래의 광자기기록방식을 도시한 도면.
제3도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 일례를 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 또 다른예를 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 또 다른예를 도시한 도면.
제6도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 또 다른예를 도시한 도면.
제7도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 또 다른예를 도시한 도면.
제8도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자화반전자계의 온도의존성의 또 다른예를 도시한 도면.
제9도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 광자기기록매체의 자기광학효과의 온도의존성과 다른 광자기기록매체의 자기광학효과의 온도의존성의 일례를 도시한 도면.
제10도는 본 발명의 광자기기록방식에 있어서, 기록시 기록용의 광빔의 반사광의 검출파형을 도시한 도면.
제11도는 본 발명의 광자기기록방식에 있어서, 기록시 기록용의 광빔의 반사광의 검출파형을 도시한 도면.
제12도는 제1도에 도시한 레이저빔조사부의 상세도.
제13도는 본 발명의 광자기기록방식에 사용하기 적합한 광자기기록매체의 구성을 도시한 개략단면도.
제14도는 본 발명의 광자기기록방식의 제2실시예에 있어서 사용하기 적합한 광자기기록매체의 단면도.
제15도는 제14도에 도시한 광자기기록매체의 각 자성층의 특성을 도시한 도면.
제16도(A) 및 제16도(B)는 본 발명의 광자기기록방식의 제2실시예에 있어서의 정보기록고정을 도시한 도면.
제17도(A) 및 제17도(B)는 제14도에 도시한 기록매체의 정보기록과정을 도시한 도면.
제18도(A) 및 제18도(B)는 정보기록시의 재생층의 자호를 전사가능영역 및 마스크영역에 대해서 도시한 도면.
제19도(A) 내지 19도(D)는 전사가능영역과 마스크영역에 대응해서 반사광의 진폭분포와 강도분포를 P축 성분과 S축성분에 대해서 도시한 도면.
제20도는 광자기기록매체의 자화가 모두 하향으로 배향되었을 때의 평행광속중, 광자기기록매체면 및 광검출기면에 있어서의 광의 강도분포를 도시한 도면.
제21도(A) 내지 제21도(G)는 재생용 광스폿에 의한 스폿주사시에 전사가능영역내의 자성구역의 비율을 변화시킨 때의 광의 강도분포와 전체광량의 변화를 도시한 도면.
제22도(A) 내지 제22도(C)는 정보트랙상의 자구와 재생된 재생신호를 도시한 도면.
제23도는 제14도의 기록매체에 적합한 정보재생계의 일례를 도시한 도면.
제24도(A) 내지 제24도(D)는 S축성분의 광에 P축성분의 공을 중첩시켜 편광간섭시킨 때의 2분할 광검출기상에 얻어진 광의 강도분포를 도시한 도면.
제25도(A) 내지 제25도(G)는 재생용 광스폿에 의한 광주사시에 있어서의 광축상에서 재결상점으로부터 이동된 때의 광의 강도분포와 전체광량의 변화를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 코일2 : 기록매체
3 : 반도체레이저11 : 레이저빔
21,31 : 투명기판22 : 하부피복층
23,33 : 제1자성층24,35 : 제2자성층
25 : 간섭층26 : 금속반사층
27 : 보호피막28 : 알루미늄박막층
32,36 : 보호층34 : 제3자성층
37 : 반사층315 : 기록가능영역
316 : 교환결합력차단영역319 : 전사가능영역
320 : 전사불가능영역.
본 발명은 레이저빔(광빔)에 의해서 정보의 기록과 재생을 동시에 행할 수 있는 광자기기록방식 및 이 방식에 사용되는 광자기기록매체에 관한 것이다.
최근, 광자기기록매체(이하 "광자기디스크"라 칭함)는 대형용량을 지니는 동시에, 정보의 재기록이 가능하고 교환가능한 기록매체로서 크게 관심을 끌고 있다.
이러한 광자기디스크상에의 정보의 기록은 다음과 같은 절차에 의해 수행되어 왔다. 즉,
(i) 회전식광자기디스크에 초기자계를 인가하고, 이와 동시에, 기록을 수행할 디스크의 부분에 연속광의 레이저빔을 조사해서 이전의 정보를 소거한다.
(ii) 다음에, 자계배향이 초기화자계의 배향과 다른 기록자계를 상기 회전식 광자기디스크에 인가하고, 이와 동시에, 기록을 수행할 디스크의 부분에 기록정보에 따라서 변조된 레이저빔을 조사해서 정보를 기록한다.
(iii) 마지막으로, 정보기록을 수행한 디스크부분에 약한 연속광을 조사해서 기록정보를 판독하여, 기록이 올바르게 수행되었는지의 여부를 확인한다.
광자기기록에 있어서는, 기록매체의 결함, 열화 및 부식 또는 먼지, 기록장치의 고장 등에 의해 기록이 정확하게 수행되지 않을 경우가 발생할 수 있으므로, (iii)의 확인은 항상 수행해야만 한다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 정보를 기록하기 의해서는 디스크의 3회 전에 해당하는 시간이 필요하며, 이것을 디스크의 2회전 또는 1회전에 해당하는 시간에 수행할 수 있다면, 정보기록의 처리속도가 훨씬 빨라지게 될 것이다.
이것을 성취하기 위하여, 각종 방법이 제안되어 있다.
예를 들면, (i)과 (ii)를 동시에 행하기 위해서(즉, 중첩기록(over-write)을 행하기 위해서), 기록정보에 따라서 변조된 외부자계하에서 연속광의 레이저빔을 인가하는 방법이 있다. 다른 방법에 의하면, 특수한 매체를 사용하고, 직류외부자계하에서 기록정보에 따라 강도가 변조된 레이저빔을 인가하고 있다. 이들 방법을 이용함으로써, 상기 (i),(ii)의 절차를 동시에 수행하여 디스크의 2회전에 해당하는 시간에 정보를 기록하는 것이 가능하다.
또, 상기 방법외에, 1개의 광학계속으로 2개의 레이저빔을 편입하여, 선행빔에 의해서 기록을 행하고, 후방빔에 의해서 기록의 확인을 행하는 방법이 제안되어 있다.
상기 기록방법에 이러한 기록확인방법을 조합함으로써, (i),(ii) 및 (iii)을 동시에 수행하여 디스크의 1회전에 해당하는 시간에 정보를 기록하는 것이 가능하다.
그러나, 1개의 광학계속으로 2개의 레이저빔을 편입시키는 것은, 광학계가 대단히 복잡하게 되며, 또한, 광학계의 기계적 정밀도도 높은 수준이 요구되므로, 광학계의 크기가 증대되는 동시에 제조비도 상승하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 고가이고 복잡한 광학계를 사용하지 않고 디스크의 1회전으로 정보기록을 수행하는 것이 가능한 기록방식 및 이 방식에 사용하기 적합한 광자기기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의하면, 상기 목적은, 실온에 있어서의 외부자계에 비해서 보자력이 높은 제1자성층과, 상기 제1자성층에 비해서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층을 지닌 광자기기록매체에 레이저빔을 이용해서 정보를 기록하고, 그 기록된 정보를 확인하는 광자기기록방식에 있어서, 상기 레이저빔과 상기 광자기기록매체간을 상대이동시키는 단계와; 상기 제2자성층의 온도를 그의 큐리온도근방의 수준으로 승온시킬 수 있는 강도를 지닌 상기 레이저빔을 상기 광자기기록매체에 조사하는 단계와; 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분에, 기록될 정보에 따라 변조된 외부자계를 인가함으로써, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분의 제1자성층의 자화방향을 상기 외부자계의 방향으로 배향시켜, 상기 광자기기록매체상에 정보를 기록하는 단계와; 상기 기록단계를 수행함과 동시에, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분으로 부터 레이저빔의 반사광을 검출하는 단계와; 상기 검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 기록단계중에 상기 광자기기록매체상에 기록된 정보를 재생하는 단계와; 상기 재생단계중에 재생된 정보와 상기 기록단계중에 기록된 정보를 비교하는 단계와; 상기 비교단계에서 행해진 비교결과로서, 상기 재생단계중에 재생된 정보가 상기 기록단계중에 기록된 정보와 일치하지 않을 경우, 상기 기록단계를 반복해서 수행하여 상기 정보를 다시 기록하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광자기기록방식에 의해 달성될 수 있다.
또, 상기 목적은, 제1자성층과, 상기 제1자성층에 비해서 큐리온도가 낮고 실온에 있어서의 보자력이 높은 제2자성층과 상기 제1자성층과 제2자성층사이에 형성되어 상기 제1 및 제2자성층에 비해서 큐리온도가 낮은 제3자성층을 지닌 광자기기록매체상에 정보를 기록하고, 그 기록된 정보를 확인하는 광자기기록방식에 있어서, 상기 제3자성층의 온도를 그의 큐리온도근방의 수준으로 승온시킬 수 있는 강도를 지닌 레이저빔을 상기 광자기기록매체에 조사하는 단계와; 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분의 주변영역에, 기록될 정보에 따라 변조된 외부자계를 인가함으로써, 상기 제3자성층의 상기 조사단계에 의해 자화가 소멸된 부분에 인접한 상기 제1자성층의 부분의 자화의 방향을 상기 외부자게의 방향으로 배향시킴과 동시에, 상기 제2자성층의 상기 레이저빔이 조사된 부분의 자화의 방향을 상기 외부자게의 방향으로 배향시켜, 상기 광자기기록매체상에 정보를 기록하는 단계와; 상기 기록단계를 수행함과 동시에, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분으로부터의 레이저빔의 반사광을 검출하는 단계와; 상기 검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 기록단계중에 상기 광자기기록매체상에 기록된 정보를 재생하는 단계와; 상기 재생단계중에 재생된 정보와 상기 기록단계중에 기록된 정보를 비교하는 단계와; 상기 비교단계에서 행해진 비교결과로서, 상기 재생단계중에 재생된 정보가 상기 기록단계중에 기록된 정보와 일치하지 않을 경우, 상기 기록단계를 반복해서 수행하여 상기 정보를 다시 기록하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광자기기록방식에 의해 달성될 수 있다.
또, 상기 목적은, 기판상에, 제1유전체층거과, 제1자성층과, 상기 제1자성층에 비해서 실온에 있어서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층과, 두께가 20Å이상이고 70Å이하인 금속층과, 제2유전체층이 순차 적층된 구성으로, 상기 금속층은 상기 제1자성층과 제2유전체층보다 열전도율이 높은 것을 특징으로 하는 광자기기록매체에 의해서 달성될 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
[제1실시예]
제1도는 본 발명의 광자기기록방식을 수행하기 위한 구동장치의 일례를 도시한 개략도이다. 동도에 있어서, (1)은 기록매체에 외부자계를 인가하기 위한 코일이다.
이 코일의 자계는 기록될 정보에 따라 변조회로(도시생략)에 의해 변조된다.
(2)는 기록매체로서, 실온에 있어서 보자력이 낮고 큐리온도가 높은 제1자성층(23)과, 상기 제1자성층(23)과 교환결합되는 동시에 제1자성층에 비해서 보자력이 높고 큐 리온도가 낮은 제2자성층(24)을 포함하고 있다. (3)은 반도체레이저, (4)는 반투명프리즘, (5)는 해석기로서 기능하도록 45°경사져서 배치된 편광빔스플리터, (6),(7)은 포토다이오드(PIN포토), (8)은 2진화회로를 포함하는 차동증폭기, (10)은 기록매체로부터의 재생정보와 기록매체상에 기록될 기록정보를 비교해서 확인하기 위한 비교기이다.
다음에, 본 발명의 동작원리를 설명한다.
스핀들모터(도시생략)에 의해서 회전하고 있는 기록매체(2)에, 일정강도의 레이저빔(A)(강도는, 기록매체(2)의 회전속도를 고려해서, 기록매체(2)에 조사한 때에 제2자성층의 온도를 큐리온도근방의 수준으로 승온시킬 정도로 미리 설정되어 있음)을 조사하면, 레이저빔(A)이 조사되고 있는 기록매체의 부분은 온도가 상승하여, 큐리온도가 낮은 제2자성층(24)의 자화가 소실된다. 그러나, 제1자성층(23)은, 제2자성층(24)보다 큐리온도가 높기 때문에, 그의 자화는 그대로 잔존한다.
제2자성층의 자화가 소실되면, 제1자성층과 제2자성층간의 교환결합력이 적용하지 않게 되어, 제1자성층은 본래의 낮은 보자력을 보인다(교환결합기능이 작용하고 있는 동안, 제1자성층의 겉보기 보자력은 제2자성층의 보자력에 의해 커진다). 이 상태에서, (기록정보에 따라 자계방향이 변조된)코일(1)에 의해 발생된 외부자계를 기록매체에 인가하면, 제1자성층의 자화가 그의 자계방향으로 됨으로써, 정보의 기록이 행해진다.
이 제1자성층의 자화방향은, 기록매체(2)에 조사한 레이저빔(A)의 반사광(B)의 자기광학효과(케르효과(kerr effect) 또는 패러데이효과)의 변화로서 포토다이오드(6),(7)에 의해서 실시간(rdal time)으로 검출된다. 보다 구체적으로는, 코일(1)의 자계인가 위치에 인가된 레이저빔(A)은 기록매체(2)에 의해 반사되어 반투명프리즘(4) 및 편광빔스플리터(5)를 경유해서 포토다이오드(6),(7)상에 입사된다. 그후, 포토다이오드(6),(7)의 출력이 차동증폭기(8)에 공급되어, 차동증폭 및 2진부호화되어 재생신호로서 추출된다. 이들 재생신호는, 비교기(10)에서 기록정보와 비교되어, 재생신호가 기록정보와 일치하지 않으면, 일련의 기록정보를 기록매체상의 동일 또는 다른 위치에 재기록한다. 또, 재생신호가 기록정보와 일치하면, 재기록은 수행하지 않는다. 상기 재기록은 일련의 정보의 기록완료후 또는 재생신호와 기록정보와의 불일치검출직후에 수행해도 된다. 이와 같이, 기록매체의 결함, 열화, 부식 또는 먼지, 광자기기록장치의 고장 등에 의해 정확하게 기록을 수행할 수 없을 경우에는, 재생신호가 비정상상태로 되므로 기록을 확인하는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명에 있어서, 실온에서의 보자력이 낮고 큐리온도가 높은 제1자성층과, 이 제1자성층과 교환결합되는 동시에 이 제1자성층에 비해서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층을 구비한 기록매체를 사용하는 것에 대하여 설명한다. 제2도는 실온에 있어서의 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 TbFcCo등으로 구성된 통상의 자성체를 단층으로 기록매체로서 사용한 경우를 도시한 것이다. 기록매체(2')에 레이저빔(A)을 조사하면, 매체의 온도가 상승하고 자성층의 자화가 손실된다. 이 경우, 레이저빔(A)의 기록매체(222)로부터의 반사광(B)은 레이저빔조사부분에서의 자화가 소실되고 있기 때문에 자기광학효과를 받지 않는다. 즉, 재생신호는 검출될 수 없다. 따라서, 통상의 자성체를 단층의 기록매체의 재료로서 사용한 경우에는, 기록용의 기록매체의 기록위치에 인가된 레이저빔(A)의 반사광(B)에 의해서 기록을 확인하는 것이 불가능하다.
이점을 고려해서, 본 발명에서 사용될 수 있는 기록매체는, 적어도 , 실온에 있어서 보자력이 낮고 큐리온도가 높은 제1자성층과, 이 제1자성층과 교환결합되는 동시에 제1자성층에 비해서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층을 구비한 구성으로 할 필요가 있다. 또, 본 발명의 기록매체로서는 각종 구성이 가능하며, 그 예를 들면 이하와 같다. 즉,
구성예 1
레이저빔이 입사되는 투명기판, 제1유전체층, 제1자성층, 제2자성층 및 제2유전체층으로 구성된 기록매체, 제1유전체층은 자성층의 보호 및/또는 광간섭효과에 의해, 광의 반사율을 저감해서 기록감도를 향상시키는 동시에, 자기광학효과를 높여 재생신호를 크게하는 기능을 지닌다. 상기 제1유전체층의 재료로서는, SiN(질화규소)등의 유전체가 바람직하다. 또, 제1유전체층의 굴절률과 두께는 사용하는 레이저의 파장에 따라서 결정된다.
제1자성층의 두께는 레이저빔이 제2자성층에 도달하지 않을 정도로 하는 것이 요망되나, 너무 두꺼우면 제2자성층에 의해 제공된 교환결합효과를 손상하므로 바람직하지 않다. 따라서, 두께는 이들 간의 균형을 유지하도록 고려해서 결정한다.
제2자성층의 두께는 기록감도와 자기광학효과의 균형을 유지하도록 결정된다.
제2유전층은 자성층의 보호기능을 하나, 그러한 보호가 불필요한 경우에는 설치할 필요가 없다.
구성예 2
레이저빔이 입사되는 투명기판, 제1유전체층, 제1자성층, 제2자성층, 제2유전체층 및 금속층으로 구성된 기록매체.
이 구성예에 있어서는 상기 구성예 1의 제2유전체층 위에 금속층을 설치하고 있다. 이 금속층에 의한 열전도에 의해, 기록매체의 기록면의 면내방향에 있어서의 열응답성을 개선한 것이다. 이 경우에는, 제2유전체층은 자성층과 금속층사이의 열적인 절연층으로서 작용한다. 이러한 절연층이 불필요한 경우에는 설치하지 않아도 된다. 또 금속층을 보호하기 위해서, 이 금속층위에 제3유전체층을 설치해도 된다.
구성예 3
레이저빔이 입사되는 투명기판, 제1유전체층, 얇은 제1자성층, 얇은 제2자성층, 제2유전체층 및 금속층으로 구성된 기록매체.
이 구성예에 있어서는, 상기 구성예 2의 제1 및 제2자성층을 얇게 하며, 레이저빔이 제1 및 제2자성층을 통해서 금속층에 도달할 수 있도록 한 것이다.
이 기록매체의 기록시의 자기광학효과는, 제2자성층의 자기광학효과의 소실의 영향에 의해, 구성예 1 및 2에 비해서 비교적 낮으므로(자성층이 단층인 경우에 비해서 상당히 높은 것임), 기록감도가 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 제1자성층으로서는, 예를 들면, Gd-Fe-Co, Tb-Fe-Co, Dy-Fe-Co, Gd-Tb-Fe-Co, Gd-Dy-Fe-Co, Tb-Dy-Fe-Co, Nd-Fe-Co, Nd-Gd-Fe-Co, Nd-Tb-Fe-Co 또는 Nd-Dy-Fe-Co 등의 회토류/철족 비결정질 합금 또는 Pt/Co 등의 백금족/철족주기구조막으로 이루어진 것이 바람직하며, 제2자성층으로서는 Tb-Fe-Co, Dy-Fe-Co 또는 Tb-Dy-Fe-Co 등의 희토류/철족비결정질합금으로 이루어진 것이 바람직하다.
제1자성층의 보자력은 1KOe 이하가 바람직하다. 제2자성층의 보자력은 수 kOe 이상, 바람직하게는 5KOe 이상, 보다 바람직하게는 10KOe 이상으로 설정된다.
제1자성층의 큐리온도는 200℃ 이상, 보다 바람직하게는 300℃ 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 또, 제2자성층의 큐리온도는 200℃ 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
제1자성층과 제2자성층에는 Cr, Al, Ti, Pt, Nb등의 내식성의 개선을 위한 원소를 첨가해도 된다. 이들 원소의 첨가량으로서는 전체에 대해 1atm%∼10atm% 정도, 보다 바람직하게는 2atm%∼6atm%정도이면 된다.
Cr등의 자기광학효과를 열화시키는 원소를 첨가하는 경우에는, 제1자성층에는 다량의 Co와 소량의 Cr을 첨가하고, 제2자성층에는 소량의 Co와 다량의 Cr을 첨가해도 된다.
다음에, 본 발명의 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성에 대해서 설명한다.
이하의 예에서는, Ge-Fe-Co-Cr층은 Gd 표적과 Fe68Co29Cr3표적을 사용한 동시 스퍼터법에 의해 제작하고, Tb-Fe-Co-Cr층은 Tb 표적과 Fe83Co12Cr5표적을 사용한 동시스퍼터법에 의해 제작하였다.
Tb-Fe-Co-Cr층의 큐리온도는 약 190℃이고, Gd-Fe-Co-Cr층의 추정된 큐리온도는 300℃ 이상이다.
제3도는 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 GD-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25두께 700Å)으로 구성된 구성예 1의 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다. 여기서, △는 Tb-Fe-Co-Cr 층의 자화반전자계, ●는 Gd-Fe-Co-Cr층의 자화반전자계이다.
잘 알려진 바와 같이, Fe-Co 부격자자화가 우세하고 포화자화가 100emu/cm3인 Gd-Fe-Co-Cr 층은 그 보자력이 수십 Oe정도밖에 되지 않는다. 제3도에 도시한 바와 같이, Tb-Fe-Co-Cr 층과 교차결합함으로써, Gd-Fe-Co-Cr 층의 자화반전자계는 수 kOe 정도로 상승하고 있다. 온도가 상승하여 Tb-Fe-Co-Cr 층의 큐리온도에 근접하면, Tb-Fe-Co-Cr층과 Gd-Fe-Co-Cr 층의 자화번전자계가 저하된다. Tb-Fe-Co-Cr층의 큐리온도에 도달하면, Tb-Fe-Co-Cr층의 자화가 소실되어, Gd-Fe-Co-Cr층에 Tb-Fe-Co-Cr층으로부터의 교환결합력이 작용하지 않게 되므로, Gd-Fe-Co-Cr층은 본래의 작은 자화반전자계를 보인다. 즉, 이 상태에서 외부자계에 의해 자화반전이 용이하게 수행될 수 있다.
이러한 자성재료를 이용함으로써, 본 발명의 광자기기록방식을 실현할 수 있다.
제4도는, 다른 예로서, 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(포화자화 0emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다.
제5도 역시 다른 예로서 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Tb 부격자자호우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다.
제6도도 다른 예로서 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Tb 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다.
제7도도 또한 다른 예로서 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co부격자자화우세, 포화자화 50emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Tb 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다.
제8도는 또한 다른 예로서, 제1유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 516Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co부격자자화우세, 포화자화 150emu/cm3, 두께 400Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Tb 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 400Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.25, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 각 자성층의 자화반전자계의 온도의존성을 도시한 것이다.
다음에, 본 발명의 기록매체의 각 자성층의 자기광학효과의 온도의존성에 대해서 설명한다.
이하의 예에서는, Ge-Fe-Co-Cr층은 Gd50Co50표적과 Fe93Co4Cr3표적을 사용한 동시 스퍼터법에 의해 제작하고, Tb-Fe-Co-Cr층은 Tb 표적과 Fe93Co4Cr3표적을 사용한 동시스퍼터법에 의해 제작하였다.
Tb-Fe-Co-Cr 층의 큐리온도는 약 160℃이고, Gd-Fe-Cr 층의 추정된 큐리온도는 300℃ 이상이다.
본 발명의 광자기기록방식에 사용되는 기록매체에서는, 자성층의 자화반전자계의 온도의존성 변화와 함께 그의 자기광학효과의 온도의존성변화도 중요하다.
제9도의 ①은, 제1유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 750Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 500Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 700Å)으로 구성된 구성예 1의 구조의 기록매체의 자기광학효과의 온도의존성을 도시한 것이다. 여기에서 R은 광의 강도반사율 α는(θk: 케르회전각, γk: 케르타원율)이다.
제9도의 ②는, 비교하기 위해서 제1유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 750Å), 자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 800Å) 및 제2유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 700Å)으로 구성된 기록매체의 자기광학효과의 온도의존성을 도시한 것이다. 이 예 ②에서는, Tb-Fe-Co-Cr층의 큐리온도 약 160℃를 행해서 Rα가 단조감소하고 있다. 이 큐리온도(즉 기록온도)에서 Rα는 0이다. 이러한 매체에서는, 제2도에 도시한 바와 같이, 기록용의 광빔의 반사광을 이용해서 기록시 기록확인을 수행하는 것이 불가능하다.
제9도의 ③은, 다른 예로서, 제1유전체층 SiN(굴절률 2.0, 두께 1020Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 100emu/cm3, 두께 100Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 100Å), 제2유전체층 SiN(굴절률 2.0, 두께 300Å) 및 금속층 Al-Cr(두께 450Å)로 구성된 기록매체(구성예 3의 구조)의 자기광학 효과의 온도의존성을 도시한 것이다.
제9도의 ④는 제9도의 ③과 비교하기 위하여, 제1유전체층 SiN(굴절률 2.0, 두께 1020Å), 자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 200Å), 제2유전체층 SiN(굴절률 2.0, 두께 300Å) 및 금속층 Al-Cr(두께 450Å로 구성된 기록매체의 자기광학효과의 온도의존성을 도시한 것이다. 이 예에서도, Rα는 큐리온도(즉 기록온도)에서 0이다. 즉, 이 매체로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
제9도의 ⑤는 또 다른 예로서 제1유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 940Å), 제1자성층 Gd-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 150emu/cm3, 두께 100Å), 제2자성층 Tb-Fe-Co-Cr(Fe-Co 부격자자화우세, 포화자화 200emu/cm3, 두께 200Å), 제2유전체층 SiN(굴절률 2.3, 두께 300Å) 및 금속층 Al-Cr(두께 450Å)로 구성된 기록매체의 자기광학효과의 온도의존성을 도시한 것이다.
상기 설명으로부터, 본 발명에 적용가능한 광자기기록매체는 실온에 있어서의 보자력이 낮고 큐리온도가 높은 제1자성층과, 제1자성층에 비해서 큐리온도가 낮고 보자력이 높은 제2자성층을 지니며, 상기 제1자성층과 제2자성층은 서로 교환결합하고 있는 구성이 포함될 수 있다.
[실험예 1]
제9도의 ⑤의 기록매체를 이용해서, 제1도에 도시된 방식에 의해 실험을 수행하였다.
레이저파장 780mm, 렌즈개구수 0.53인 평가장치를 이용해서, 기판회전수 1800rpm, 레이저파우어 5mW로, 디스크반경 32mm에 해당하는 위치에 3MHz의 신호를 기록하였다. 그후, 1MHz의 신호를 기록하면서, 그의 반사광을 검출하여 관측한 결과, 제10도에 도시한 바와 같은 신호파형이 얻어졌다. 3MHz의 신호가 혼재하고 있음에도 불구하고, 1MHz의 신호가 명확하게 재생되고 있음을 알 수 있다.
다음에, 1MHz의 신호를 기록한 후, 3MHz의 신호를 기록하고, 이렇게 기록하면서 그의 반사광을 검출하여 관측한 결과, 제11도에 도시한 바와 같은 신호파형이 얻어졌다. 1MHz의 신호가 혼재하고 있음에도 불구하고 3MHz의 신호가 명확하게 재생되고 있음을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 광자기기록방식에 더욱 사용하기 적합한 광자기기록매체에 대해서 설명한다.
이하의 광자기기록매체는, 기록시에 모니터되는 기록매체로부터의 반사광(재생광)에의 구(舊) 데이터의 누화가 적다고 하는 장점이 있다.
여기서는, 본 발명의 광자기기록방식에 있어서 기록시 모니터는 기록매체로부터의 반사광에의 구데이터의 누화의 영향에 대해서 설명한다.
제12도는 제1도에 도시된 기록매체의 기록이 수행되는 부분의 상세도이다.
제12도에 있어서, 제1도와 동일한 요소에는 동일한 요소에는 동일한 참조번호를 부가하고, 그에 대한 설명은 생략한다.
(11)은 레이저빔, (12)는 레이저빔의 중심축(광축), (13)은 온도가 승온되는 기록매체의 부분의 최고점, (14)는 구데이터, (15)는 기록될 신(新)데이터이다.
통상, 레이저빔의 강도는 가우스분포의 일종을 보이며, 그 강도는 중심에서 최대이고, 중앙으로부터 멀어질수록 강도가 저하된다. 따라서, 기록매체를 어떠한 레이저빔으로 연속조사하여 주사하는 경우, 레이저빔에 의해 승온되는 기록매체의 온도의 최고점은 제12도에 있어서 (12)로 표시된 부분이며, 이는 이미 주사된 부분에서의 열에너지 축적으로 고려하여 주사방향에 대해서 레이저빔의 중심축의 뒤쪽이다. 이 경우, (주사방향에 대해서) 레이저빔조사위치의 위쪽인 자구(磁區)(24)의 부분은 큐리온도(Tc)에 도달하고, 이 부분에서의 자화는 소실된다. 이 상태에서, 기록정보에 해당하는 외부자계를 자구(23)에 인가하면, 자구(23)의 정보는 신데이터에 의거한 자화방향을 취한다. 그러나, (주사방향에 대해서) 레이저빔 조사위치의 선두인 자구(24)의 부분은 큐리온도에 도달하지 않고, 코일(1)로부터의 외부자계가 인가된 경우에도 구데이터가 잔류하게 된다.
즉, 이때 레이저빔(11)의 반사광에 의거해서 재생신호검출을 수행하면, 검출된 신호는 그 위에 구데이터가 중첩된 정보를 포함하게 된다. 이것이 구데이터누화의 영향으로 된다.
이러한 문제를 극복하기 위하여, 본 발명의 광자기기록매체는, 제2자성층과 유전체층사이에, 제2자성층과 유전체층보다 열전도율이 높은 재료로 이루어진 박막층이 설치되어 있다.
이러한 구성에 의해, 기록시 레이저빔을 연속해서 조사할때, 기록매체의 회전방향을 따라 제1자성층 및 제2자성층에 급속하게 열이 전달되고, 레이저빔이 조사되고 있는 부분에서는 제2자성층내의 온도분포가 균일하게 되어, 구데이터가 기록될 정보에 따라 외부자계에 의해 소실되므로, 반사광에 구데이터의 누화의 영향이 없게 된다.
박막층으로서는 열전도율이 높은 금속을 이용하는 것이 바람직하며, 이것은 레이저 빔의 흡수에 의해 발생한 열이 반사막으로서 사용되는 금속층에 전달되는 것을 방지하고, 또 이 열을 제2자성층에 신속하게 전달할 수 있기 때문이다.
열전도율이 높은 금속으로서는, Cu, Au Ag 및 Al등을 들 수 있다. 제1자성층과 제2자성층의 부식을 방지하기 위하여, 제1 및 제2자성층에 비해서 전기화학적으로 열등한(즉, 이온화경향이 강판)금속을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 관점으로부터 Al을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 순수한 Al은 결정화하기 쉽기 때문에, Ti, Cr 또는 Ta 등의 원소를 함유하는 Al 합금을 대신 사용해도 된다.
박막층으로서 Al을 사용하는 경우, 그 막두께를 70℃ 이상으로 하면, 반사광의 타원편광화가 커져, 즉 위상차가 커져, 구동장치에 의한 C/N비 편차가 증가된다.
또, 이 박막층의 반사율이 과잉으로 커져, 기록감도의 열화를 초래한다.
한편, 20Å이하의 막두께로 하면, 열전달의 개선이 달성될 수 없다. 따라서, 박막층으로서 Al을 사용하는 경우, 그 막두게는 20∼70Å으로 하는 것이 바람직하며, 이 범위내에서, 위상차, 감도, 제2자성층내의 온도분포의 개선정도 등을 고려해서 결정하면 된다.
이하, 제13도를 참조하여 본 발명의 광자기기록매체에 대해서 보다 상세하게 설명된다.
본 발명의 광자기기록매체는, 반사막을 지닌 교환결합된 2층구조이며, 이것은, 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 광학적으로 투명한 기판(21)을 포함하고 있다.
또, 이 기판상에 간섭효과와 부식방지효과를 얻기 위한 SiNx 등의 무기유전체로 이루어진 하부피복층(22), 재생층으로 되는 제1자성층(23), 기록층으로 되는 동시에 제1자성층(23)에 비해서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층(24), 알루미늄으로 이루어진 박막층(28), 각 자성층(23),(24)의 부식을 방지하고 간섭효과를 얻기 위한 SiNx등의 유전체로 이루어진 간섭층(25) 및 반사막으로 되는 금속반사층(26)이 순차적층되어 있다. 제1자성층(23)과 제2자성층(24)은 서로 인접하게 배치되어 서로 교환결합하고 있으며, 교환결합된 2층막(210)을 형성하고 있다. 또 알루미늄박막층(28)의 열전도율은 제2자성층(24) 및 간섭층(25) 보다도 높게 되었다. 이들 층(22)∼(26)은, 진공막형성법에 의해 진공을 파괴함이 없이 연속적으로 형성된다. 그리고, 이들 각 층(22)∼(25)이 설치된 기판(21) 부분의 전체표면을 피복하도록 적외선 경화형 수지로 이루어진 보호피막(27)이 설치되어 있다.
[실험예 2]
광자기기록매체의 샘플을 다음과 같은 방식에 의해 제작하였다. 즉, 프리그루브(pre-groove)를 시행한 직경 130mm의 폴리카보네이트제의 기판(21)을 준비하고, 이 기판상에, 산화방지효과와 간섭효과를 얻기 위한 두께 1200Å의 SiN으로 이루어진 하부피복층(22), 두께 100Å의 Gd-Fd-Co로 이루어진 제1자성층(23), 두께 100Å의 Tb-Fe-Co로 이루어진 제2자성층(24), 자성층(23),(24)의 온도분포를 개선하기 위한 두께 30Å의 알루미늄 박막층(28), 산화방지효과와 간섭효과를 향상시키기 위한 두께 450Å의 SiN으로 이루어진 간섭층(25) 및 알루미늄으로 이루어진 금속반사층(26)을, 마그네트론 스퍼터링장치를 사용하여 진공을 파괴함이 없이 순차 형성하였다.
이와 같이 제작된 샘플에 대해서, 회전수 1500rpm에서, 반경 30mm에 해당하는 매체의 부위에 레이저빔을 연속조사하고 기록정보에 따라 외부자계를 변조함으로써 주파수 1MHz의 신호를 기록하였다. 그후, 마찬가지 방식으로 주파수 5MHz의 신호를 기록하였다. 이 기록과 동시에, 기록매체로부터 반사광을 모니터해서 재생신호의 검출을 행한 바, 구데이터에 상당하는 주파수 1MHz의 신호 성분은 종래기술에 비해서 -20dB 감소한 것을 알게 되었다.
[실험예 3]
광자기기록매체의 샘플을 다음과 같은 방식에 의해 제조하였다. 즉, 프리그루브를 시행한 직경 130mm의 폴리카보네이트의 기판(21)을 준비하고, 이 기판상에, 산화방지효과와 간섭효과를 얻기 위한 두께 1100Å의 SiN으로 이루어진 하부피복층(22), 두께 100Å의 Gd-Fe-Co로 이루어진 제1자성층(23), 두께 200Å의 Tb-Fe-Co로 이루어진 제2자성층(24), 자성층(23),(24)의 온도분포를 개선하기 위한 두께 50Å의 알루미늄박막층(28), 산화방지효과와 간섭효과를 향상시키기 위한 두께 450Å의 SiN으로 이루어진 간섭층(25) 및 알루미늄으로 이루어진 금속반사층(26)을, 마그네트론 스퍼터링장치를 사용하여 진공을 파괴함이 없이 순차 형성하였다.
이와 같이 제작된 샘플에 대해서 회전수 1500rpm에서, 반경 30mm에 해당하는 부위에 레이저빔을 연속조사하고 기록정보에 따라 외부자계를 변조함으로써 주파수 1MHz의 신호를 기록하였다. 그후, 마찬가지 방식으로 주파수 5MHz의 신호를 기록하였다. 이 기록과 동시에, 기록매체로부터의 반사광을 모니터해서 재생신호의 검출을 행한 바, 구데이터에 상당하는 주파수 1MHz의 신호성분은 종래기술에 비해서 -20dB 감소한 것을 알게 되었다.
이상 설명한 제1실시예에서는 제1자성층(재생층)과 제2자성층(기록층)은 큐리온도외에 자기보상온도를 지녀도 된다. 그러나, 이 경우, 제1자성층과 제2자성층 사이에는 다음과 같은 관계로 되어야만 한다. 즉, 큐리온도와 자기보상온도의 최저를 제로자화온도라 하면, 제1자성층은, 제2자성층에 비해서 제로자화온도가 높고 보자력이 낮게 된다.
[제2실시예]
다음에, 본 발명의 광자기기록방식의 다른 실시예에 대해서 설명한다.
이하, 본 발명의 제2실시예를 첨부도면을 참조하면서 설명한다. 제14도는 본 발명의 광자기기록매체의 제2실시예를 도시한 도면이다. 동도에 있어서, (31)은 유리, 플라스틱 등의 광투과성을 지닌 재료로 구성된 투명기판이다. 이 투명기판(31)상에, 보호층(32), 제1자성층(재생층)(33), 제3자성층(조정층)(34), 제2자성층(기록층)(35), 보호층(36) 및 반사층(37)이 순차 적층되어 있다.
재생층(33)과 기록층(35)은 서로 교환결합하고 있으며, 그 사이에 설치된 조정층(34)은 레이저빔온도에 의해서 교환결합력을 제어하는 기능을 지닌 것이다. (38)은 실제로 기록 및 재생할 때에 필요한 레이저빔집광용의 대물렌즈, (39)는 이것에 대향배치된 자기헤드이다.
제15도는 상기 각 자성층의 온도와 보자력의 관계를 도시한 특성도이다. (310)은 재생층(33)의 특성곡선, (311)은 조정층(34)의 특성곡선, (312)는 기록층(35)의 특성곡선이다. 제15도로부터 명백한 바와 같이, 재생층(33)은 실온에서의 보자력 HCl 0이 낮고 큐리온도 TCl 0이 높다. 또, 기록층(35)은 재생층(33)에 비해서 실온에서의 보자력 HCl 2이 크고 큐리온도 TCl 2가 낮다. 또, 조정층(34)의 실온에서의 보자력 HCl 1과 큐리온도 TCl 1은 다른 층보다도 낮다. 동도에 있어서, TR은 재생시의 광스폿근방의 자성층의 온도범위를 표시하며, 실온보다 높고 조정층(34)의 큐리온도보다 낮다. TW는 기록시의 광스폿근방의 자성층의 온도범위이며, 기록층(35)의 큐리온도 TCl2근방이며, 조정층(34)의 큐리온도 TCl 1보다 높고, 재생층(33)의 큐리온도 TCl 0보다 낮다. 표 1은 본 실시예의 광자기기록매체의 각 층의 구체적인 조성, 막두께 및 기타 특성을 표시한 것이다.
[표 1]
표 1에 표시한 바와 같이, 재생층(33)은 예를 들면, TM-rich의 조성을 지니며, 그의 Ms(포화자화)는 200emu/cc 이하이다. 조정층(34)은 예를 들면 RE-rich의 조성을 지니며, 그의 Ms는 300∼400emu/cc 정도이다.
또, 기록층(35)은 예를 들면 RE-rich 또는 TM-rich의 조성을 지니며, 그의 MS는 200emu/cc 이하 및 -200emu/cc 이상이다.
다음에, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력 및 조정층(34)의 기능에 대해서 설명한다. 먼저, 재생시의 온도범위 TR이하에서는, 조정층(34)의 Ms는 크고, 이방성 상수보다도 2πMs2의 값이 크므로, 조정층(34)은 수직자화는 보이지 않으나 면내자화는 보이지 않으나 면내자화를 나타낸다. 그 결과, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력이 약해진다. 즉, 재생층(33)의 보자력보다도 큰 외부자계 Hex를 인가하면, 재생층(33)의 자화는 외부자계의 방향으로 배향된다. 자성층의 온도가 재생시의 온도범위 TR까지는 상승하면, 조정층의 이방성상수가 그 온도에서의 2πMs2의 값보다도 커져, 조정층(34)은 수직자화를 보인다. 그 결과, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력은 강해진 상태로 되어, 기록층(35)상에 기록된 자화의 방향이 재생층(33)에 전사가능하게 된다. 또, 기록시의 온도범위 Tw까지 자성층의 온도가 상승하면, 조정층(34)의 온도는, 큐리온도 TCl 1이상으로 되므로, 자화가 소실된다. 그 결과, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력은 차단된 상태로 되어, 재생층(33)의 보자력보다도 큰 외부변조자계 ±Hex를 인가하면, 재생층(33)의 자화는 외부변조자계의 방향으로 배향된다.
여기에서, 제16도 및 제17도를 참조하여 상기 광자기기록매체에 대한 정보의 기록 및 재생방식을 상세히 설명한다. 우선, 정보를 기록하는데 필요한 광헤드 및 자기헤드에 대해서는, 제1도에 도시한 것과 동등한 것을 사용한다. 제16도(A)는 광자기기록매체의 일부의 평면도, 제16도(B)는 각 자성층의 자화상태를 도시한 도면이다. 동도에 있어서, (313)은 정보가 기록되어 있는 광자기기록매체상의 트랙이다. 광자기기록매체는 화살표 A으로 표시한 방향으로 이동하고 있는 것으로 한다. (314)((314'))는 트랙(313)에 인가된 기록용 광빔스폿 즉 기록시의 광빔이 조사된 영역이다. 이 광빔스폿은 반도체레이저등의 광원으로부터의 레이저빔을 제14도에 도시한 대물렌즈(38)에 의해서 집광해서 얻은 것이다.
이 광빔스폿(314)에 의해 자성층의 온도가 상승된다. (316)은 제15도에 도시한 Tw의 온도범위에 있는 교환결합력 차단영역이다. 이 교환결합력 차단영역(316)내에서는, 조정층(34)의 자화는 소실되고, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환 결합력은 차단된다. (315)((315'))는 Tw의 온도범위의 고온측상의 영역으로서, 제14도에 도시한 자기헤드(39)로부터 인가된 외부변조자계 ±Hex에 의해서 기록층(35)의 자화가 반전되는 것이 가능한 기록가능영역이다.
온도범위 Tw내의 온도까지 기록매체의 온도를 상승시킬 수 있는 일정 파우어를 지닌 광빔스폿(314)을 주사하면서 인가함으로써 정보기록을 수행하여, 기록가능영역(315)과, 광빔스폿(314) 및 기록가능영역(315)을 포함하는 교환결합력차단영역(316)을 형성한다. 이 상태에서, 기록될 정보에 따라서 외부자계를 자기헤드(39)에 의해 +Hex 또는 -Hex로 변조하고, 이 자계를 대체로 교환결합력차단영역(316)을 포함하는 영역에 인가한다. 그 결과, 기록층(35)의 기록가능영역(315)에 자구가 기록된다. 중첩록된 자구는 화살의 깃형상으로 된다. 즉, 제16도에 도시한 바와 같이 예를 들면 이전 정보의 자구(317-1)상에 새로운 정보가 중첩기록되기 때문에, 새로운 정보의 자구(317-2)의 선 후단부의 형상은 화살의 깃형상과 같은 원호형상으로 된다.
이 경우, 외부자계의 변주주파수를 높게 함으로써 기록될 자성구역의 방향 A의 길이를 광빔스폿(314)의 반경의 절반정도로 하는 것이 가능하다. 한편, 교환결합력차단영역(316)내의 재생층(33) 부분의 자화는, 외부자계의 변조에 따라 그의 방향을 변경한다. 즉, 기록층(35)상에 중첩기록된 자구와 같은 방향으로 배향된다. 이것에 의해 광자기기록매체로부터의 반사광의 편광상태를 광헤드의 재생광학계에 의해 검출함으로써, 재생층(33)의 자화방향을 검출하는 것이 가능하다. 즉, 자성층의 결함등에 의해 자구가 잘못 기록되었는지의 여부를 확인하는 것이 가능하므로, 1개의 광빔스폿에 의한 기록과 동시에 기록정보에 확인할 수 있다. 이 경우, 광빔스폿(314)의 영역내에 구데이터가 존재하지 않으므로, 반사광에는 구데이터의 누화의 영향이 없다.
또, 이하, 상기 광자기기록매체상에 기록된 정보를 재생하는 방식에 대해서 보충설명한다. 제17도(A)는 광자기기록매체의 일부의 평면도, 제17도(B)는 자성층의 자화상태를 도시한 도면이다. 동도에 있어서, (313)은 정보가 기록하는 광자기기록매체상의 트랙이다. 광자기기록매체는 화살표 A로 표시한 방향으로 이동하는 것으로 가정한다. (318)((318'))은 기록용 광범보다 파우어가 낮은 재생용 광빔이 인가되는 영역을 나타낸다. 이 광빔스폿(318)에 의해 자성층의 온도가 상승한다. (319)((319'))는 제15도에 도시한 온도범위 TR내에 있는 전사가능영역이다. 이 전사가능영역(319)내에서는, 조정층(34)은 수직자화되어 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력을 향상시키므로, 자기헤드(39)에 의해 인가된 외부자계에 영향받지 않고 기록층(35)의 자화방향이 재생층(33)의 방향으로 전사된다. (320)((320'))은 전사가능영역(318) 바깥쪽에 있어서 광빔스폿(318)을 포함하는 전사불가능영역이다. 이 전사불가능영역(320)내에서의 자성층의 온도는 온도범위 TR이하로 된다. 이 영역(320)내에서는, 조정층(34)은 면내자화로 되어, 재생층(33)과 기록층(35)간의 교환결합력은 약화되므로, 재생층(33)의 자화방향은 기록층(35)의 자화방향에 관계없이, 자기헤드(39)에 의한 외부자계의 방향을 따른다. 이때, 자기헤드(39)는 소정의 방향의 외부자계를 인가한다.
이와 같이 재생시에 있어서는, 기록매체의 온도를 온도범위 TR내의 온도까지 상승시킬 수 있는 동시에 기록시의 파우어보다 낮은 일정한 파우어를 지니는 광빔스폿(318)을 주사하면서 인가함으로써 전사가능영역(319)과 전사불가능영역(320)을 형성한다. 이 상태에서, 일정방향의 외부자계를 대체로 전사불가능영역(320)을 포함하는 영역에 인가한다. 외부자계의 방향은 초기화시의 기록층(35)의 자화방향과 같아도 되며 또는 그 반대로 해도 된다. 그 결과, 트랙(313)상의 자구(321)중 전사불가능영역(320)내에 있는 부분(321-2), (321-4) 및 파선으로 표시된 부분(321-3)의 일부는 마스크되고, 전사가능영역(319)내의 실선으로 표시된 부분(321-3)의 일부만이 재생용 반사광의 편광상태의 변화에 기여한다. 따라서, 이 반사광을 제1도에 도시한 바와 같은 광헤드의 재생광학계에 의해 검출하고 그의 편광상태를 검지함으로써, 재생층(33)의 전사가능영역(319)내의 자구의 방향을 검출하고, 광빔스폿(318)의 직경이하의 길이를 지닌 자구를 재생하는 것이 가능하다. 전사가능영역(319)을 보다 작게 함으로써, 보다 작은 길이를 지닌 자구를 재생하는 것이 가능하다. 그러나, 재생신호의 C/N을 고려하면, 전사가능영역(319)의 크기를 재생용 광빔스폿(318)의 크기의 절반정도로 하는 것이 바람직하다.
이하, 재생방식을 더욱 설명한다. 설명을 간단하게 하기 위해서, 광빔스폿(318)의 절반이 마스크되어 있는 것으로 가정한다. 제18도 및 제19도를 참조해서 전사가능영역(319)내의 자화방향이 마스크된 영역내의 자화방향과 같을 때와 다를 때, 반사광의 위상분포와 강도분포가 어떻게 영향을 받는지에 대해서 설명한다.
제18도는 재생층(33)과 광헤드내의 대물렌즈(38)를 도시한 것이다. 재생층(33)의 빗금친 부분(광빔스폿이 좌측 절반부가 영향을 받는 부분)은 마스크영역을 나타낸다. 여기에서, 이것은 하향자화로서 고정되어 있다. 재생층(33)의 나머지 부분(광빔스폿의 우측절반부가 영향을 받는 부분)은 전사가능영역이다. 제18도(A)는 마스크영역과 같은 방향의 자화가 전사되고 있는 경우, 제18(B)는 마스크 영역과 다른 방향의 자화가 전사되고 있는 경우를 도시한 것이다. 제19도는 이들 두 경우의 반사광의 진폭과 강도분포를 도시한 것이다. 여기에서는, 입사광을 P측방향으로 편광된 직선편광광으로 하고, 하향자화에 대한 반사광은 +θk로 회전하는 R+로 하고, 상향자화에 대한 반사광은 -θk로 회전하는 R으로 한다.
따라서, P축성분 및 S축성분은 각각 (P+, S+) 및 (P+, S-)로 표시된다.
우선, P측성분에 대해서 고려하면, 제18도(A) 및 제18도(B)의 양 경우에 있어서는 거의 동일하게 P+가 남아 있으므로, 반사광의 진폭부분(크기는 무시하고 형태만 고려)는 제19도(A)에 도시한 바와 같이 되고, 반사광의 강도분포(크기는 무시하고 형태만 고려)는 제19도(B)에 도시한 바와 같이 된다. 따라서, 이들은 대략 동일하게 된다. 다음에, S축성분을 고려하면, 제18도(A)에서의 광빔스폿내의 S+ 분포가 균일하기 때문에, 반사광의 진폭분포(크기는 무시하고 형태만 고려)와 강도분포(크기는 무시하고 형태만 고려)는 P축성분의 경우와 마찬가지로 제19도(A) 및 제19도(B)에 도시한 바와 같이 된다. 그러나, 제18도(B)에서는, 자성구역의 경계가 광빔스폿내부에 있기 때문에, S+와 S-의 2개의 성분이 존재한다. 이 S+, S- 성분은 크기가 서로 동일하고 위상은 서로 π만큼 이상되어 있다. 이 경우에 있어서의 반사광의 진포분포(크기는 무시하고 형태만 고려)와 강도분포(크기는 무시하고 형태만 고려)는 제19도(C) 및 제19도(D)에 도시한 바와 같이 된다.
다음에, 이 S축성분의 광에 대해서 제20도 및 제21도를 참조해서 더욱 상세히 설명한다. 제20도는 제18도(A)에 도시한 바와 같은 광자기기록매체가 전부 하향자화되어 있을때의 평행빔중 광자기기록매체 및 광검출기면에서의 광의 강도분포를 도시한 것이다. 그러나, 여기에 표시한 입체도면은 모두 최대값의 면에서 규격화해서 표시되어 있고 크기에 대응한 것은 없다. 이것은 이하의 설명에 있어서도 마찬가지로 적용된다. 광헤드의 반도체레이저로부터 방출된 광은 콜리메이터렌즈, 빔정형화프리즘 등을 경유해서 가우스분포의 평행빔으로 된다. 이 평행빔의 직경을 6mm 정도로 하고, 광헤드의 개구의 직경을 4mm로 하면, 입사평행빔의 강도분포는 입체표시(322)로 도시한 바와 같이 된다. 이 평행빔을 대물렌즈(326)도 집광하고 1μm정도의 광빔스폿으로서 광자기기록매체면상에 인가하면, 이때의 광강도분포는(323)고 같이 분포된다. 입사평행빔(322)과 매체면(323)에서는 P축성분의 광만이 발생되고, S축성분의 광은 발생되지 않는다. 광자기기록매체에 의해 반사된 광에는 광케르효과 등에 의해 S축성분이 발생하나, 이 경우에는 광자기기록매체는 균일한 하향자화를 보이므로, S+의 광이 발생되고 있다.
매체면으로부터의 반사광은 다시 대물렌즈(326)를 경유해서 반사평행빔으로 된다.
(324)는 반사평행빔의 강도분포를 도시한 것으로서, P축성분 및 S축성분은 모두 입사평행비과 같은 형상으로 추정된다. 반사평행빔은 집광렌즈(327)에 의해 집광되어 광검출기면상에 조사된다. (325)는 광검출기면상의 광강도분포를 도시한 것으로서, 이 경우에도, P축성분 및 S축성분 모두가 매체면상의 강도분포와 마찬가지 형태로 된다.
제21도는 광빔스폿(318)으로 자성구역(321)(여기에서 상향자화를 보이는 것)을 주사한때의 광검출기면상의 S축성분의 광강도분포를 도시한 도면이다. 또, P축성분의 광강도분포는 제20도에 도시한 바와 같다. 제21도(A) 내지 제21도는(G)는, 각각 트랙(313)상에 기록된 자구(321)와 트랙(313)에 인가된 재생용 광빔스폿의 상대위치를 조금씩 변화해서 표시한 것이다. (319)로 표시한 범위는 전사가능영역이며, (320)으로 표시한 범위는 전사불가능영역이다. 전사불가능영역(320)의 자화는 하향이고, 이 영역에 있는 자구는 파선의 사선(321a)으로 표시되어 있다. 또, 전사가능영역(319)의 자구는 실선의 사선(321b)으로 표시되어 있다. 도면중에 표시된 수치는 전체 광량의 값이다. 제21도(A)는 전사가능영역(319)에 자구(321)가 없는 경우(제18도(A)의 상태)이다.
이 경우, 광검출기면상의 S축성분의 광강도분포는 제20도에서 (325)로 표시한 것과 같이 된다. 여기에서, 이때의 전체광량은 3100으로 가정한다. 그리고, 제21도(B), 제21도(C) 및 제21도(D)에 도시한 바와 같이 순차 전사가능영역(319)내에서의 자구(321)의 비율이 증가하면, 제21도(E)에 도시한 바와 같이 결국 전사가능영역(319) 전체를 자구(321)가 점유하게 된다. 이 상태는 제18도(B)의 상태에 상당한다. 한편, 광강도분포를 고려하면, 전사가능영역(319)내에서의 자구(321)의 비율이 증가함에 따라, 광빔스폿의 피크가 점차 광측의 중심으로부터 벗어나고, 두번째의 피크가 광축에 대해서 첫번째의 피크의 반대쪽에 나타나게 된다. 제21도(E)의 상태에 있어서, 두개의 스폿의 광량이 거의 동등하게 된다. 또, 자구(321)가 지나가면, 제21도(F) 및 제21도(G)에 도시한 바와 같이 두번째 피크가 적어도, 제21도(A)의 단일 스폿상태로 복원된다. 또 전체광량은 점차 줄어들어 3100으로 복원된다.
첫번째 피크스폿은 S+에 대응하고, 두번째 피크스폿은 S-에 대응한다.
이들 빔을 제1도의 재생광학계로 검출하면, 제22도(B)에 도시한 바와 같은 신호로 된다. 제22도(A)는 정보트랙상의 자구배열을 도시한 것이고, 제22도(B)는 자구를 일반적인 재생광학계로 검출한 때의 재생신호를 도시한 것이다.
또, 종래의 재생광학계로 상기 자구를 재생한 경우, 앞에 표시한 2개의 피크를 각각 하나의 광검출기로 수광하기 때문에, S+ 및 S-는 소거된다. 또, 제22도(B)에 있어서, E0를 기준레벨로 하면, 자구가 없는 상태(제18도(A)의 상태)에서는 E+까지 재생신호의 진폭은 진동된다. 한편, 자구가 있는 상태(제18도(B)의 상태)에서는, S축성분이 소거되므로, 재생신호의 진폭은 E-까지 진동하지 않는다. 물론, 제22도(B)에 도시한 바와 같은 재생신호로부터 정보를 얻는 것이 가능하다. 재생신호의 품질을 향상시키기 위해서는, 제22도(C)에 도시한 바와 같이, 자구가 없는 상태에서는 거의 0레벨로, 자구가 있는 상태에서는 E+1의 진폭을 재생신호가 얻어지는 것이 바람직하다.
이것을 고려해서, 제22도(C)에 도시한 바와 같은 신호를 얻기 위한 장치의 일례에 대해서 제23도 및 제24도를 참조해서 설명한다. 제23도에 있어서, (329)는 집광렌즈, (330)은 편광빔스플리터이다. (331),(332)는 2분할 광검출기로서, 그 분할선은 광자기기록매체의 트랙에 직교하는 방향으로 되어 있다. 즉, 트랙을 광헤드를 이용해서 2분할 광검출기상에 투영하면, 트랙에 대해서 분할선이 직교하도록 된다. (333),(334) 및 (335)는 각각 차동검출용의 증폭기이고, (336)은 재생신호, (337),(338)은 총합신호검출용의 증폭기이다. 각각의 총합신호를 차동증폭기(339)로 차동검출함으로써, 재생신호(340)가 얻어진다. 이 재생신호(340)은 종래의 재생광학계로 얻어지는 것과 동등하다. 그러나, 본 실시예에서는 재생신호(340)를 이용해서 상기 설명한 바와 같은 정보기록시의 직접확인을 수행한다.
제24도(A) 내지 제24도(D)는 제21도에 도시한 S축성분을 지닌 광에 P축성분을 지닌 광을 중첩해서 편광간섭시킨때의 2분할 광검출기상에서 얻어지는 강도분포를 도시한 도면이다. 제24도(A) 및 제24도(B)는 2분할 광검출기(331)에 대해서 도시한 것이고, 제24도(C) 및 제24도(D)는 2분할 광검출기(332)에 대해서 도시한 것이다. 각 도면의 X축은 그 아래 도시한 2분할 광검출기상의 위치를 표시하고, Y축은 강도의 세기를 표시한다. 이 Y축은 2분할 광검출기상의 분할선에 위치된다.
다음에, 전사가능영역(319)에 자구(321)가 없는 경우에(제18도(A)), 2분할 광검출기(331),(332)상의 광강도분포는 제24도(A) 및 제24도(C)에 도시한 바와 같다. 이때, 각 경우에 있어서의 분포형태는 Y축에 대해서 대칭이고 강도 피크는 Y축에 있다. 제24도(A)에서의 이 피크크기가 제24도(B)의 것보다 크다. 이 경우, 2분할 광검출기(331)의 광검출기(331-1), (331-2)에 의해 얻어진 검출신호는 2분할 광검출기(332)의 광검출기(332-1),(332-2)에 의해 얻어진 검출신호와 동일하므로, 차동검출증폭기(333),(334)로 차동검출해서 얻어진 신호는 모두 0이다. 따라서, 차동검출증폭기(335)로 얻어진 신호도 0이다.
한편, 전사가능영역(319)에 자구가 있는 경우(제18도(B)), 2분할 광검출기(331),(332)상의 광강도분포는 제24도(B) 및 제24도(D)에 도시한 바와 같다. 이 분포의 피크는 Y축을 중심으로 X축의 +쪽과 -쪽에 각각 나타난다.
이 피크의 크기는 제24도(B)의 경우 -쪽이 크다. 한편, 제24도(D)의 경우에는 +쪽이 크다. 따라서, 차동증폭기(333)에 의해 광검출기(331-1),(331-2)의 신호를 검출하면, 음의 값의 신호가 얻어지고, 차동증폭기(334)에 의해 광검출기(332-1),(332-2)의 신호를 검출하면 양의 값의 신호가 얻어진다.
또, 차동증폭기(335)에서는 차동증폭기(334),(335)의 출력신호를 차동검출하기 때문에, 양의 값의 신호가 얻어진다. 이때의 신호의 피크를 E+'라 하면, 제22도에 도시한 자구에 대응하는 재생신호(336)는 제22도(C)에 도시한 것으로 되어, 신호의 품질을 종래보다는 향상시킬 수 있다.
제21도에서는, 광의 강도분포가 집광렌즈(327)의 재결상점부근으로 표시되었으나, 제25도는 광축상에서 재결상점으로부터 떨어진 위치에서의 광의 강도분포를 표시한 것이다. 제25도의 경우, 전사가능영역(319)에 자구가 있는 경우에는 피크는 2분할되어, 중앙부가 점차로 움폭 들어가게 된다. 이들 2개의 피크의 크기는 대략 동일하다. 또 한쪽의 피크가 R+에 대응하고, 다른쪽의 피크가 R_에 대응한다. 또 중앙부는 양쪽이 혼재한 것으로 된다. 이 자구를 재생하기 위해서는, 제23도에 도시한 재생장치를 이용함으로써, 제22도(C)에 도시한 재생신호와 유사한 신호가 얻이질 수 있다. 그러나, 이 경우에는 2분할광검출기(331),(332)는 집광렌즈(329)의 초점위치로부터 떨어진 광축의 위치로 배치된다. 또, 재생신호의 품질을 향상시키기 위하여 제23도에 도시한 재생광학계의 광빔증, 파장판등의 위상보전판을 배치해도 된다. 또, 도면중의 수치는 전체광량을 나타낸다.
상기 실시예는 중첩기록울 행하는 경우에, 일정파우어의 광스폿을 자성층에 인가하면서 기록정보에 따라서 외부자계를 변조하는 것이다. 이러한 구성은 자구를 기록하는 위치의 근방에서 자계가 누설하는 문제를 포함한다. 본 실시에에서는, 재생층(33)과 기록층(35) 사이에 조정층(34)을 설치하여 기록과 동시에 기록정보를 확인하고 있으며, 기록시의 누설자계를 더욱 억제하기 위해서는, 제14도에 도시한 기록층(35)(제2자성층)과 보호층(36)사이에 제4자성층을 설치해도 된다. 이 제4자성층의 특성으로는, 기록층(35)에 비해서 실온에서의 보자력이 낮고 큐리온도가 높도록 해도 된다. 물론, 기록시의 누설자계를 억제하는 기능을 지닌 제4자성층은, 본 발명의 광자기기록매체 뿐만 아니라 종래의 광자기기록매체에도 응용가능하다. 또, 표 1에 표시한 본 발명의 광자기기록매체예 이외에, 1종류이상의 전이금속과 1종류 이상의 희토류금속을 조합시킨 비결정질합금을 이용하는 것도 가능하다. 전이금속의 예로서는 주로 Fe, Co, Ni를 들 수 있고, 희토류금속의 예로서는 Gd, Tb, Dy, Ho, Nd, Sm등을 들 수 있다. 전형적인 조합예로서는 TbFeCo, GdTbFe, GdFeCo, GdTbFeCo 및 GdDyFeCo를 들 수 있다.

Claims (7)

  1. 실온에 있어서의 외부자계에 비해서 보자력이 높은 제1자성층과, 상기 제1자성층에 비해서 보자력이 높고 큐리온도가 낮은 제2자성층을 지닌 광자기기록매체에 레이저빔을 이용해서 정보를 기록하고, 그 기록된 정보를 확인하는 광자기기록방식에 있어서, 상기 레이저빔과 상기 광자기기록매체간을 상대이동시키는 단계와; 상기 제2자성층의 온도를 그의 큐리온도근방의 수준으로 승온시킬 수 있는 강도를 지닌 상기 레이저빔을 상기 광자기기록매체에 조사하는 단계와; 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분에, 기록될 정보에 따라 변조된 외부자계를 인가함으로써, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분의 제1자성층의 자화방향을 상기 외부자계의 방향으로 배향시켜, 상기 광자기기록매체상에 정보를 기록하는 단계와; 상기 기록단계를 수행함과 동시에, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분으로부터의 레이저빔의 반사광을 검출하는 단계와; 상기 검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 기록단계중에 상기 광자기기록매체상에 기록된 정보를 재생하는 단계와; 상기 재생단계중에 재생된 정보와 상기 기록단계중에 상기 기록된 정보를 비교하는 단계와; 상기 비교단계에서 행해진 비교결과로서, 상기 기록단계중에 재생된 정보가 상기 기록단계중에 기록된 정보와 일치하지 않을 경우, 상기 기록단계를 반복해서 수행하여 상기 정보를 다시 기록하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2자성층위에는 박막층과 유전체층이 형성되어 있고, 상기 박막층은 상기 제2자성층과 상기 유전체층보다도 높은 열전도율을 지닌 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  3. 제2항에 있어서, 상기 박막층의 두께는 20Å 이상 70Å 이하인 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각 자성층은 희토류금속/전이금속 비결정질 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1자성층 및 제2자성층은 각각 자기보상온도를 지니며, 큐리온도와 자기보상온도의 최저를 제로자화온도라고 하면, 상기 제1자성층의 제로자화온도는 상기 제2자성층의 제로자화온도보다도 높은 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  6. 제1자성층, 상기 제1자성층에 비해서 큐리온도가 낮고 실온에 있어서의 보자력이 높은 제2자성층 및 상기 제1자성층과 제2자성층 사이에 형성되어 상기 제1 및 제2자성층에 비해서 큐리온도가 낮은 제3자성층을 지닌 광자기기록매체상에 정보를 기록하고, 그 기록된 정보를 확인하는 광자기기록방식에 있어서, 상기 제3자성층의 온도를 그의 큐리온도 근방의 수준으로 승온시킬 수 있는 강도를 지닌 레이저빔을 상기 광자기기록매체에 조사하는 단계와; 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분의 주변영역에, 기록될 정보에 따라 변조된 외부자계를 인가함으로써, 상기 제3자성층의 상기 조사단계에 의해 자화가 소멸된 부분에 인접한 상기 제1자성층의 부분의 자화의 방향을 상기 외부자계의 방향으로 배향시킴과 동시에, 상기 제2자성층의 상기 레이저빔이 조사된 부분의 자화의 방향을 상기 외부자계의 방향으로 배향시켜, 상기 광자기기록매체상에 정보를 기록하는 단계와; 상기 기록단계를 수행함과 동시에, 상기 광자기기록매체의 레이저빔이 조사된 부분으로부터의 레이저빔의 반사광을 검출하는 단계와; 상기 검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 기록단계중에 상기 광자기기록매체상에 기록된 정보를 재생하는 단계와; 상기 재생단계중에 재생된 정보와 상기 기록단계중에 기록된 정보를 비교하는 단계와; 상기 비교단계에서 행해진 비교결과로서, 상기 재생단계중에 재생된 정보가 상기 기록단계중에 기록된 정보와 일치하지 않을 경우, 상기 기록단계를 반복해서 수행하는 상기 정보를 다시 기록하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3자성층은, 실온에서는 면내자화를 보이고, 상기 기록용의 레이저빔 보다도 강도가 낮은 재생용 레이저빔을 인가한 경우에는 수직자화를 보이는 것을 특징으로 하는 광자기기록방식.
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