Способ записи аналоговой информации на магнитооптический носитель

Изобретение относится к способам записи аналоговой информации на магнитооптический носитель. Способ заключается в том, что запись осуществляется путем лазерной термообработки участков рабочего слоя носителя. Носитель представляет собой магнитооптический носитель, рабочий слой которого выполнен на основе полиморфного железоникелевого сплава. Сущность записи состоит в том, что отжиг осуществляется в диапазоне температур структурного α→γ превращения участков рабочего слоя носителя. Температура отжига определяется модуляцией мощности полупроводникового лазера, входящего в состав устройства записи. Таким образом, амплитудой записанного сигнала будет определяться основная рабочая характеристика магнитооптического носителя информации - угол поворота плоскости поляризации линейно поляризованной волны луча лазера, входящего в состав устройства считывания. С помощью предлагаемого способа возможно осуществлять запись аналогового сигнала на магнитооптический носитель без устройства, создающего внешнее магнитное поле, что позволит упростить конструкцию устройства записи. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электроники и электротехники и является одним из способов записи аналоговой информации на магнитооптический носитель.

Аналогом и прототипом является способ записи на магнитооптический диск с так называемой поперечной записью информации, обусловленной перпендикулярной анизотропией рабочего слоя носителя [1]. Запись информации на такой носитель основана на термомагнитном эффекте и производится следующим образом. Поле нужного знака (перпендикулярное поверхности рабочего слоя) создается подмагничивающим сердечником, и в области, где осуществляется запись, фокусируется луч полупроводникового лазера. Луч нагревает рабочий слой носителя выше точки Кюри, при этом участок рабочего слоя носителя, на который производится запись, размагничивается. При охлаждении участок рабочего слоя, на котором производится запись, намагничивается в соответствии с направлением поля в подмагничивающей катушке. При этом перемагничиваются области рабочего слоя, размер которых соответствует диаметру сфокусированого луча лазера.

Недостатком такого метода является необходимость наличия в устройстве записи источника внешнего магнитного поля, что усложняет конструкцию устройства записи.

Задачей изобретения является разработка простого и технологичного способа записи аналоговой информации на магнитооптический носитель, заключающегося в последовательном нагреве участков рабочего слоя носителя, являющихся элементарными информационными ячейками, в которых при этом происходит плавное изменение намагниченности, определяющей угол поворота плоскости поляризации.

Для решения этой задачи предлагается способ записи аналоговой информации на магнитооптический носитель, заключающийся в том, что запись осуществляется путем локального нагрева элементарных информационных ячеек носителя, в результате которого происходит плавное изменение их намагниченности, которым определяется величина магнитооптического эффекта. Реализация записи таким способом возможна на носитель информации магнитооптического типа, рабочий слой которого выполнен на основе полиморфного железоникелевого сплава. Рабочий слой может быть выполнен в виде тонкой пленки полиморфного сплава 2 (фиг.1), который методом вакуумной конденсации [2] осаждается на подложку 3. Для защиты от возможных физических воздействий, а также окисления рабочего слоя на него может быть нанесен защитный слой 1.

Железоникелевый сплав может находиться в устойчивом состоянии как в двух различных термодинамически устойчивых кристаллических модификациях с объемоцентрированной кубической ОЦК или гранецентрированной кубической ГЦК решеткой (α- и γ-фазы соответственно), так и представлять собой термодинамически устойчивую гетерофазную (α+γ) смесь этих кристаллических модификаций с широким спектром (больше 0 и меньше 100%) их количественного соотношения [3]. Это достигается путем лазерного отжига участков железоникелевого сплава в интервале температур от 400 до 500°С. При охлаждении до локальной температуры сформированный в результате отжига фазовый состав сплава будет оставаться неизменным. Возможность осуществления лазерного отжига тонких железоникелевых пленок, в результате которого в них происходит α→γ превращение, показана в [4].

Предлагаемый способ записи аналоговой информации на магнитооптический носитель отличается от прототипа тем, что запись осуществляется путем локального нагрева элементарных аналоговых информационных ячеек 1 (фиг.2В) до температур, при которых в них будет формироваться необходимое количество γ-фазы (от 0 до 100%), обратно пропорциональное величине амплитуды записываемого сигнала. Таким образом, изменяется намагниченность элементарных информационных ячеек, совокупность которых представляет собой информационную дорожку (фиг.2В). Изменение намагниченности последовательно отжигаемых элементарных информационных ячеек обусловлено тем, что в железоникелевых сплавах, содержащих менее 28% никеля, γ-фаза является парамагнитной, тогда как α-фаза представляет собой ярко выраженный ферромагнетик [5, 6]. Таким образом, изменяя фазовый состав материала рабочего слоя, имеется возможность создавать элементарные информационные ячейки с различной намагниченностью, а следовательно, и различной величиной магнитооптического эффекта. Запись аналогового сигнала осуществляется следующим образом. Основным условием записи аналогового сигнала (фиг.2А) является сохранение его формы при последующем считывании. Для этого используется непрерывная модуляция мощности лазерного излучения, которая при записи должна быть обратно пропорциональной величине амплитуды входного сигнала (фиг.2Б). В исходном состоянии, до записи, все элементарные ячейки 1 информационной дорожки (фиг.2В) должны иметь объемоцентрированную кубическую решетку (α-фазы). На информационной дорожке в элементарных ячейках 1 путем лазерного отжига последовательно формируется переменный фазовый состав сплава, при этом количество γ-фазы должно быть обратно пропорционально амплитуде записываемого сигнала.

Для осуществления записи сигнала (фиг.2А) мощность лазера 5 (фиг.2В) модулируется обратно пропорционально амплитуде записываемого сигнала (фиг.2Б). При этом температура отжига ячеек информационной дорожки будет прямо пропорциональна мощности излучения. Интервал температур отжига будет соответствовать интервалу α→γ превращения железоникелевого сплава и составлять (400-550°С). Таким образом, в данном интервале температур в участках полиморфного сплава будет формироваться гетерофазная (α+γ) кристаллическая структура, количество γ-фазы в которой (0-100%) будет пропорционально температуре отжига.

При записи сигнала максимальной имплитуды U_max (фиг.1А), в результате соответствующей модуляции мощности лазера, луч нагревает элементарную информационную ячейку 2 (фиг.2В) участка информационной дорожки до температуры Т<400°С (фиг.2Г).Эта температура является недостаточной для перехода объемоцентрированной кубической решетки в гранецентрированную кубическую решетку, то есть участок 2 полиморфного сплава не изменяет своего фазового состава 6 (фиг.2Г). При этом намагниченность информационной ячейки 2 будет максимальной 9 (рис-2Д).

При записи сигнала минимальной амплитуды U_min (фиг.2А), в результате соответствующей модуляции мощности лазера, луч нагревает элементарную информационную ячейку 4 (фиг.2В) участка информационной дорожки до температуры полного α→γ превращения (Т_max=550°С) (фиг.2Г), следствием чего является полный переход кристаллической структуры железоникелевого сплава из ОЦК-решетки в ГЦК-решетку, то есть в участке 4 формируется 100% γ-фазы 8 (фиг. 2Г). При этом намагниченность информационной ячейки 4 минимальна 11 (рис.2Д).

При записи сигнала, например U_0,5max.(фиг.2A), амплитудное значение которого соответствует половине U_max и соответствующей модуляции мощности лазера, информационная дорожка в участке 3 (фиг.2В), будет нагреваться до температуры, при которой в ячейке 3 будет формироваться фазовый состав, соответствующий пятидесятипроцентному содержанию γ-фазы гетерофазной (α+γ) кристаллической структуры. При этом намагниченность информационной ячейки 3 будет соответствовать 10 (фиг.2Д).

Таким образом, при записи аналогового сигнала (фиг.2А) в элементарных ячейках 1 фиг.2В) формируется переменный фазовый (α+γ) состав, содержащий количество γ-фазы. обратно пропорциональное величине амплитуды записываемого сигнала.

Считывание записанной аналоговой информации с магнитооптического носителя может быть основано на магнитооптическом эффекте Керра. При считывании мощность лазера остается постоянной и имеет величину намного меньшую, чем при записи. После записи аналогового сигнала (фиг.2А) все элементарные участки 2, 3, 4 информационной дорожки (фиг.2В) имеют различный фазовый состав, определяемый количественным соотношением α- и γ-фаз, а следовательно, и различную намагниченность. Величина угла поворота линейно, поляризованной волны луча лазера T_к при отражении от информационных ячеек будет пропорциональна их намагниченности, то есть количественному соотношению α- и γ-фаз в элементарных информационных ячейках. Следствием этого величина Θ_к линейно поляризованной волны луча лазера при отражении от последовательно расположенных участков информационной дорожки будет плавно изменять свое значение (фиг.3) в соответствии с изменением величины амплитуды записываемого сигнала (фиг.2А).

Достоинство предлагаемого способа записи состоит в том, что аналоговая запись информации, осуществляемая таким способом, может производиться на носитель, выполненный из недорогого материала, и плавное изменение величины магнитооптического эффекта в информационной дорожке достигается путем ее технически несложной термической обработки.

Литература

1. Рандошкин В.В., Червоненкис Л.Я. Прикладная магнитооптика. - М.: Энергоатомиздат, 1990 г. стр.232-241.

2. Броудай Н. Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. - М.: Мир, 1985 г. 496 с.

3. Хансен М. Андерко К. Структуры двойных сплавов - М.: ГНТИ по черной и цветной металлургии, 1962 г. т.2 с.712-729.

4. Ушаков А.И., Горовой А.М., Казаков B.Г. Фазовый переход в FeNi пленках под действием лазерного облучения. Физика металлов и металловедение. 1980 г., вып.50, с.440-442.

5. Бозорт Р. Ферромагнетизм. - М.: Изд. иностр. лит., 1956 г. 794 с.

6. Вол К.А. Фазовые диаграммы двойных металлических систем. - М.: Физматгиз, 1962 г., т.2 814 с.

Способ записи аналоговой информации на магнитооптический носитель, основанный на последовательном нагреве лучом лазера информационной дорожки носителя, отличающийся тем, что температура нагрева последовательно расположенных участков дорожки, обратно пропорциональная величине амплитуды записываемого аналогового сигнала, формирует кристаллическую структуру переменного фазового состава, которой определяется намагниченность и величина магнитооптического эффекта в информационной дорожке носителя.