Магнитооптический элемент и считывающее устройство с таким элементом

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к устройствам и их элементам для считывания информации с магнитных носителей информации, вычислительной технике. Технический результат заключается в улучшении характеристик магнитооптического элемента за счет стабилизации оси анизотропии роста, что обеспечивает равномерность оптических и магнитооптических свойств элемента по его площади. Устройство для считывания информации с магнитного носителя информации, содержащее магнитооптический элемент, имеющий в своем составе гранатовую подложку и преобразовательную пленку с составом Bi_xPb_yPt_zFe_5-uMe_uO₁₂, где Me - металл Al или Ga; х=0,6-1,5; y=0,007-0,028; z=0,01-0,038; u=0,8-1,3. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области информационных технологий, в частности, к устройствам и их элементам для считывания информации с магнитных носителей информации.

Уровень техники

Из патента RU 2310915 известно устройство для считывания магнитной метки, нанесенной на документ и представляющей собой магнитный носитель информации, содержащее источник излучения видимого неполяризованного света, на оптической оси которого установлены поляризатор и магнитооптический чувствительный элемент, включающий пленку из висмутсодержащего феррит-граната, нанесенную на прозрачную подложку, анализатор, установленный на пути потока света, отраженного от магнитооптического чувствительного элемента, и источник постоянного магнитного поля в виде магнитной системы, включающей постоянные магниты для формирования однородного магнитного поля в зоне контроля с напряженностью, достаточной для намагничивания контролируемой зоны листового материала, и вектором магнитной индукции, направленным под углом к поверхности магнитооптического чувствительного элемента.

Недостатком указанного устройства является то, что оно имеет неоднородные по площади свойства, что приводит к росту минимального размера элемента (области, домена, сектора) магнитного носителя информации, который указанное устройство может надежно различить и определить. Это ограничивает плотность информации на магнитном носителе информации, которая может быть считана этим устройством.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является улучшение характеристик магнитооптического элемента для считывания информации с магнитного носителя информации с целью увеличения плотности информации на магнитном носителе информации, при которой устройство с таким магнитооптическим элементом надежно считывает.

Задача настоящего изобретения решается с помощью магнитооптического элемента, имеющего в своем составе гранатовую подложку и преобразовательную пленку с составом Bi_xPb_yPt_zFe_5-uMe_uO₁₂, где Me - металл Al или Ga; х=0,6-1,5; y=0,007-0,028; z=0,01-0,038; u=0,8-1,3. Толщина пленки может составлять 3-300 мкм, предпочтительно 3-6 мкм. В предпочтительном варианте гранатовая подложка выполнена с использованием гадолиний-галлиевого граната. Пленка может содержать редкоземельный элемент Re с относительной концентрацией 3-x-y-z, и, таким образом, пленка может иметь состав Bi_xPb_yPt_zRe_3-x-y-zFe_5-uMe_uO₁₂. Редкоземельный элемент Re преимущественно представляет собой Lu.

Поверх преобразовательной пленки может быть напылена пленка Al или Ag, толщина которой может составлять от 0,1 до 0,3 мкм, в предпочтительно варианте около 0,2 мкм. Поверх пленки Al или Ag может быть нанесен защитный слой, выполненный с использованием TiN или TaN. Толщина защитного слоя может составлять 0,2-1 мкм.

Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства для считывания информации с магнитного носителя информации, имеющего в своем составе магнитооптический элемент по любому из вышеописанных вариантов. Устройство может содержать источники магнитного поля, выполненный с возможностью наведения магнитного поля в области размещения считываемого магнитного носителя информации.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение характеристик магнитооптического элемента за счет стабилизации оси анизотропии роста, что обеспечивает равномерность оптических и магнитооптических свойств элемента по его площади. Благодаря этому повышается разрешающая способность магнитооптического элемента и считывающего устройства, благодаря чему удается считывать информацию с магнитных носителей информации (магнитных информационных меток) с высокой плотностью записи информации.

Кроме того, введение в состав пленки редкоземельного элемента позволяет дополнительно улучшать характеристики оптического элемента, регулируя параметр кристаллической решетки пленки, в частности, повышая его, с целью компенсации его отклонения от оптимального значения, необходимого для применения оптического элемента с оптическим излучением заданной длины волны, обеспечивающим наиболее высокую эффективность считывания информации с магнитных носителей информации, имеющих высокую плотность записи информации.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан разрез устройства для считывания информации с магнитного носителя информации.

Осуществление изобретения

Далее изобретение будет поясняться со ссылкой на фиг. 1, где представлен пример возможной реализации настоящего изобретения в виде устройства для считывания информации с магнитного носителя информации.

Устройство для считывания информации на фиг. 1 состоит из корпуса 1 и остальных элементов 2-7, размещенных в корпусе. В частности, в состав устройства входит источник оптического излучения 2, который может представлять собой лазер или другой источник света, например, светодиод, лампу накаливания или газонаполненный источник излучения.

Излучение, созданное источником 2, проходит через систему формирования широкого оптического потока. Эта система на фиг. 1 показана состоящей из малой линзы 3 и большой линзы 4. В других вариантах система формирования широкого оптического излучения может состоять из призм, объективов, зеркал и других оптических элементов, совокупность которых обеспечивает формирование широкого оптического потока.

Сформированный широкий оптический поток проходит через полупрозрачное зеркало 5 и попадает на магнитооптический элемент 6 и отражается от него и затем от полупрозрачного зеркала 5, установленного под наклоном по отношению к магнитооптическому элементу 5 так, чтобы отраженный световой поток попал на считывающий оптический элемент 7. Считывающий оптический элемент 7 может быть выполнен в любом известном из уровня техники виде, например, в виде КМОП- или ПЗС-матрицы или линейки.

В корпусе 1 в месте расположения магнитооптического элемента 6 выполнено окно и магнитооптический элемент расположен преимущественном с прилеганием к краям корпуса около окна. В этом месте считывающее устройство может прикладываться к магнитному носителю информации 10 для того, чтобы магнитное поле, структура которого задается носителем информации 10 воздействовало на магнитооптический элемент 6.

При таком воздействии меняются свойства элемента 6 и отраженное оптическое излучение приобретает пространственную структуру, соответствующую структуре магнитного поля в магнитном носителе информации 10. Это отраженное оптическое излучение с соответствующей пространственной структурой частично отражается от полупрозрачного зеркала 5 и попадает на считывающий оптический элемент 7, с помощью которого возможно зафиксировать, например, в электронном и/или цифровом виде структуру оптического излучения и, следовательно, структуру магнитного поля, формируемого магнитным носителем информации. Таким образом осуществляется считывание информации с магнитного носителя информации устройством в соответствии с настоящим изобретением.

Для изготовления магнитооптического элемента 6 используется гранатовая подложка, преимущественно прозрачная и в предпочтительном варианте выполненная с использованием гадолиний-галлиевого граната. На подложку наносится преобразовательная пленка с составом Bi_xPb_yPt_zFe_5-uMe_uO₁₂, где Me - металл Al или Ga; х=0,6-1,5 (то есть х может принимать значения от 0,6 до 1,5); y=0,007-0,028 (то есть y может принимать значения от 0,007 до 0,028); z=0,01-0,038 (то есть z может принимать значения от 0,01 до 0,038); u=0,8-1,3 (то есть и может принимать значения от 0,8 до 1,3). Толщина пленки может составлять 3-300 мкм, предпочтительно 3-6 мкм.

Наличие висмута в составе преобразовательной пленки обеспечивает возможность преобразования пространственной структуры магнитного поля (его величины, направления) в пространственную структуру отраженного от пленки оптического потока (его интенсивность, поляризацию).

Наличие в составе пленки свинца и платины с указанными концентрациями обеспечивает стабилизацию оси анизотропии роста, что приводит к улучшению характеристик магнитооптического элемента, поскольку возрастает равномерность оптических и магнитооптических свойств элемента по его площади. Благодаря этому повышается разрешающая способность магнитооптического элемента и считывающего устройства и это позволяет считывать информацию с магнитных носителей информации (магнитных информационных меток) с высокой плотностью записи информации.

Преобразовательная пленка может дополнительно содержать редкоземельный элемент Re с относительной концентрацией 3-x-y-z, и, таким образом, пленка может иметь состав Bi_xPb_yPt_zRe_3-x-y-zFe_5-uMe_uO₁₂. Редкоземельный элемент Re преимущественно представляет собой Lu. Наличие такого элемента с указанной концентрацией дополнительно улучшает характеристики оптического элемента, регулируя параметр кристаллической решетки пленки, в частности, повышая его, с целью компенсации его отклонения от оптимального значения, необходимого для применения оптического элемента с оптическим излучением заданной длины волны, обеспечивающим наиболее высокую эффективность считывания информации с магнитных носителей информации, имеющих высокую плотность записи информации.

Поверх преобразовательной пленки может быть напылена зеркальная пленка Al или Ag, обеспечивающая отражение потока оптического излучения от магнитооптического элемента. Толщина зеркальной пленки может составлять от 0,1 до 0,3 мкм, в предпочтительно варианте около 0,2 мкм.

Поверх зеркальной пленки пленки Al или Ag может быть нанесен защитный слой, выполненный с использованием TiN или TaN, что позволяет предотвратить механическое повреждение зеркальной и/или преобразовательной пленки. На фиг. 1 показано, что магнитооптический элемент 6 находится на некотором расстоянии от магнитного носителя информации 10, так как они разделены стенками корпуса 1, и расстояние между ними задается толщиной стенок корпуса 1 в месте прилегания устройства к магнитного носителю информации.

Это снижает чувствительность устройства, так как магнитное поле от магнитного носителя информации уменьшается с расстоянием от носителя. Для повышения чувствительность магнитооптический элемент может быть размещен в корпусе с возможностью прилегания к считываемому магнитному носителю информации. Наличие защитного слоя обеспечивает защиту магнитооптического элемента при таком использовании. Толщина защитного слоя может составлять 0,2-1 мкм.

С целью повышения чувствительности устройства на магнитном носителе информации может наводиться внешнее магнитное поле с помощью источника магнитного поля, входящего в состав устройства в соответствии с настоящим изобретением, или отдельного от него. В магнитном носителе информации внешнее магнитное поле пространственно структурируется и это более сильное и пространственно структурированное магнитное поле считывается настоящим устройством более надежно и достоверно, что также позволяет дополнительно повысить считываемую плотность информации на магнитном носителе.

На фиг. 1 показан лишь пример реализации настоящего изобретения. Вместо оптической схемы с полупрозрачным зеркалом может применяться оптическая схема с отражением от магнитооптического элемента оптического излучения, направленного на элемент не перпендикулярно, а под углом - в там случае источник оптического излучения и считывающий оптический элемент могут быть размещены, например, рядом.

Данное выше описание составлено для детального пояснения изобретения и упрощения понимания его сущности и оно не предназначено для ограничения объема охраны изобретения, определяемого формулой изобретения. Некоторые элементы, описанные по отношению к фиг. 1, такие как полупрозрачное зеркало, корпус, система формирования широкого потока оптического излучения из линз и другие, могут отсутствовать в некоторых реализациях изобретения. Необходимые для реализации изобретения элементы указаны в формуле изобретения.

1. Магнитооптический элемент, имеющий в своем составе гранатовую подложку и преобразовательную пленку с составом Bi_xPb_yPt_zFe_5-uMe_uO₁₂, где Me - металл Al или Ga; x=0,6-1,5; y=0,007-0,028; z=0,01-0,038; u=0,8-1,3.

2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что толщина пленки имеет величину от 3 до 300 мкм, предпочтительно 3-6 мкм.

3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что гранатовая подложка выполнена с использованием гадолиний-галлиевого граната.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что преобразовательная пленка содержит редкоземельный элемент Re с относительной концентрацией 3-x-y-z.

5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что преобразовательная пленка имеет состав Bi_xPb_yPt_zRe_3-x-y-zFe_5-uMe_uO₁₂.

6. Элемент по п. 4 или 5, отличающийся тем, что редкоземельный элемент Re представляет собой Lu.

7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что поверх преобразовательной пленки напылена пленка Al или Ag.

8. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что пленка Al или Ag имеет толщину от 0,1 до 0,3 мкм, предпочтительно около 0,2 мкм.

9. Элемент по п. 7, отличающийся тем, что поверх пленки Al или Ag нанесен защитный слой, выполненный с использованием TiN или TaN.

10. Элемент по п. 9, отличающийся тем, что толщина защитного слоя составляет от 0,2 до 1 мкм.

11. Устройство для считывания информации с магнитного носителя информации, имеющее в своем составе магнитооптический элемент по любому из пп. 1-10.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что содержит источник магнитного поля, выполненный с возможностью наведения магнитного поля в области размещения считываемого магнитного носителя информации.