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WO1999035644A1 - Procede et dispositif de reproduction magneto-optique - Google Patents

Procede et dispositif de reproduction magneto-optique Download PDF

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Publication number
WO1999035644A1
WO1999035644A1 PCT/JP1999/000065 JP9900065W WO9935644A1 WO 1999035644 A1 WO1999035644 A1 WO 1999035644A1 JP 9900065 W JP9900065 W JP 9900065W WO 9935644 A1 WO9935644 A1 WO 9935644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
layer
magneto
film
reproducing
Prior art date
Application number
PCT/JP1999/000065
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katsusuke Shimazaki
Hitoshi Watanabe
Hiroyuki Awano
Masahumi Yoshihiro
Norio Ohta
Original Assignee
Hitachi Maxell, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell, Ltd. filed Critical Hitachi Maxell, Ltd.
Priority to AU17853/99A priority Critical patent/AU1785399A/en
Priority to US09/600,030 priority patent/US6628574B1/en
Publication of WO1999035644A1 publication Critical patent/WO1999035644A1/ja

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    • G11B7/2407Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24073Tracks
    • G11B7/24082Meandering

Definitions

  • the present invention relates to a reproducing method and a reproducing apparatus for a magneto-optical recording medium.
  • the present invention relates to a reproducing method and a reproducing apparatus for a magneto-optical recording medium capable of detecting a minute magnetic domain formed on the magneto-optical recording medium at a high resolution and a high S / N ratio.
  • Method and apparatus for reproducing a magneto-optical recording medium capable of reproducing a plurality of micro magnetic domains present in a reproducing laser spot individually and in an enlarged manner when reproducing magnetic information from micro magnetic domains recorded in a magnetic disk.
  • a magneto-optical recording medium such as a magneto-optical disk is known as an optical memory capable of rewriting information and having a large recording capacity.
  • a magnetic field modulation method is used in which a magnetic field of a polarity corresponding to a recording signal is applied to a heated portion while irradiating the laser beam to the magneto-optical recording medium. I have. With this method, talented light recording is possible, and high-density recording, for example, recording with the shortest mark length of 0.15 Aim has been achieved.
  • Reproduction signal output is small because the area of each recording domain is small. Therefore, the S / N of the playback signal is low.
  • a magnetic super-resolution (MSR) technique is used as one method for solving the above-mentioned problem (1).
  • the magneto-optical recording medium used for magnetic super-resolution usually consists of a magnetic super-resolution reproducing layer, an exchange force control layer, and an information recording layer. In this case, it is possible to individually reproduce the other magnetic domains by masking one magnetic domain using the temperature distribution of the reproducing layer.
  • a magnetic mask is generated in the spot by utilizing the fact that a temperature distribution is generated in the magnetic film inside the read light spot when the magneto-optical recording medium is irradiated with the read light, and the signal is generated.
  • the effective spot ⁇ ⁇ that contributes to reproduction has been reduced.
  • the present inventors have a reproducing layer and a recording layer on a substrate, and reproduce the magnetic domains of the recording layer during reproduction.
  • 8-73550 discloses a magneto-optical recording medium capable of reproducing a magnetic domain transferred to a reproduction layer by enlarging a magnetic domain transferred to the reproduction layer by applying a reproduction magnetic field to the layer.
  • An alternating magnetic field is used as a reproducing magnetic field, and a magnetic field in the direction of expanding the magnetic domain and a magnetic field in the opposite direction are alternately applied to expand and contract the magnetic domain in each magnetic domain.
  • the expansion of the magnetic domains in the reproducing layer where the magnetic domains are transferred is limited by the size of the magnetic domains in the recording layer. That is, in the portion of the reproducing layer on the recording layer side, the magnetic domain cannot be expanded beyond the magnetic domain of the recording layer, and the magnetic domain increases as the distance from the recording layer increases.
  • the magnetization direction of the recording layer is all the same in the depth direction, but in the region deviated in the in-plane direction from the magnetic domain to be reproduced, the depth is There is also a problem that a magnetic domain portion in the same direction as the magnetization of the recording layer and a magnetic domain portion in a different direction tend to coexist. Further, the present inventors have disclosed a magneto-optical recording medium and a reproducing method which further develop the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. No. 0 287 77 and WO 98/028778.
  • the alternating magnetic field applied at the time of reproducing is effectively controlled to surely enlarge and reduce the magnetic domain transferred to the magnetic domain enlarging and reproducing layer.
  • the present inventors also disclosed in International Publication WO97 / 22969 that a first auxiliary material composed of a magneto-optical recording film and a magnetic material that changes from in-plane magnetization to perpendicular magnetization when a critical temperature is exceeded.
  • a reproduction method for reproducing information by irradiating a magneto-optical recording medium provided with a magnetic film and a second auxiliary magnetic film with reproduction light modulated into two types of power is disclosed (in this method, The recording magnetic domain of the magneto-optical recording film is secondarily assisted by the reproduction light By transferring the magnetic domain to the magnetic film and enlarging the transferred magnetic domain, information has been successfully reproduced with an increased reproduction signal intensity.
  • WO97 / 22969 does not disclose the configuration of the playback device according to the present invention. Further, there is no disclosure of modulating the reproducing light power while applying an alternating magnetic field as in the reproducing method according to the present invention.
  • 6-2955479 describes a magnetic layer which is an in-plane magnetization film at room temperature and becomes a perpendicular magnetization film when the temperature is raised, and its transition temperature is continuously from the light incident side in the film thickness direction.
  • a magneto-optical recording medium having a first magnetic layer whose temperature gradually increases and a second magnetic layer (a self-layer) composed of a perpendicular magnetization film.
  • the first magnetic layer of this magneto-optical recording medium is composed of a reproducing layer, a first intermediate layer, and a second intermediate layer.
  • the temperature at which the in-plane magnetization changes to perpendicular magnetization is determined by the reproducing layer, the first intermediate layer, and the second intermediate layer.
  • the rotation of the screw rotating shaft 704 of the drive motor 706 causes the optical head 702 and the engaging portion 705 attached to the coupling portion 711 to move on the screw rotating shaft 704.
  • the optical head 7 ⁇ 2 and the magnetic head 703 can be moved to desired positions on the recording disk 711, where information is recorded and reproduced.
  • the playback device is large, heavy, and It has the drawback that it cannot meet the demands for small, lightweight, large-capacity, high-speed recording, reproduction, and erasing accesses for disk recording media and playback devices.
  • This mechanism 20 is composed of a drive device 7 13 for an objective lens 7 10 of an optical head system 7 12 and a magnetic head slider 7 14 on which a magnetic head coil 7 21 is arranged. They are combined together. That is, the optical head system 71 2 and the magnetic head coil 72 1 are provided on one side of the recording medium 7 26.
  • the magnetic head slider 714 is formed with a hole 743 through which a convergent light 738 of the laser beam 709 irradiated from the light head passes.
  • This type of recording / reproducing device using a magneto-optical head has a considerably small volume, but responds to the demands of the recording / reproducing device such as small size, light weight, large capacity, and high-speed access for recording / reproducing / erasing. Is not enough.
  • the head is attached to the end of the arm, the fulcrum of the arm is set near the disk recording medium, and the arm is swung in parallel with the disk recording medium surface, thereby obtaining the disk recording medium.
  • a method of recording, reproducing, and erasing information is known.
  • a driving method in which the optical head is moved in parallel with the surface of the disk recording medium by a swing arm or a linear motor is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a recording / reproducing device Must be developed as a device that is suitable for magneto-optical recording media demanded in recent years for miniaturization, weight reduction, high density, high recording capacity, and high-speed recording / reproduction.
  • the direction of movement of the recording / reproducing head for accessing the magneto-optical disk should be set in the direction perpendicular to the recording plane of the magneto-optical disk, with the movement mainly parallel to the recording plane of the magneto-optical disk. Movement must be as small as possible. It is also desired to reduce the capacity of the magneto-optical disk in the direction perpendicular to the recording plane for miniaturization.
  • An object of the present invention is to reproduce a magneto-optical recording medium of a type in which a recording magnetic domain of an information recording layer is transferred to a reproducing layer and enlarged for reproduction as disclosed in WO97 / 22969. It is another object of the present invention to provide a reproducing method and a reproducing apparatus which are suitable for the above. In particular, it is an object of the present invention to provide a reproducing method and a reproducing apparatus for a magneto-optical recording medium that can easily control expansion and contraction of a magnetic domain by a reproducing magnetic field and a reproducing light.
  • Another object of the present invention is to provide a reproducing method and a reproducing method for a magneto-optical recording medium capable of simultaneously solving the above-mentioned problems (1) and (2) and obtaining recorded magnetic domains with high resolution and high sensitivity. It is to provide a device. It is a further object of the present invention to provide a reproducing method and a reproducing apparatus capable of obtaining a reproduced signal from a magneto-optical recording medium on which a minute magnetic domain is recorded with a sufficient C / /.
  • a magneto-optical recording medium having an information recording layer and a reproducing layer is reproduced.
  • a magnetic head for applying a reproducing magnetic field to the magneto-optical recording medium
  • a swing arm pivotable about a swing axis, the swing arm supporting the light head at one end thereof;
  • An optical head controller for controlling an optical head so as to irradiate at least two types of optical powers Prl and Pr2 with reproduced light based on the reproduced clock.
  • reproduction is performed by transferring the magnetic domain of the information recording layer to the reproducing layer with the light having one of the above optical powers P rl and P r2, expanding the transferred magnetic domain, and reproducing information from the expanded magnetic domain in the reproducing layer.
  • the optical head control device can be, for example, a reproduction pulse width and phase adjustment circuit (R ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) for sending a control signal to the laser drive circuit.
  • the reproduction device may further include a magnetic head control device for controlling the magnetic head so as to apply an alternating magnetic field based on the reproduction clock.
  • the playback device may further include a magnetic head control device for controlling the magnetic head to apply a DC magnetic field based on the playback clock.
  • the magnetic head control device can be, for example, a reproduction pulse width / phase adjustment circuit (RP-PPA) for controlling the magnetic coil drive circuit.
  • RP-PPA reproduction pulse width / phase adjustment circuit
  • the reproducing method disclosed in WO97 / 22969 can be realized.
  • the reproducing apparatus of the present invention reproduces any of the magneto-optical recording media according to the first to tenth aspects (Examples 1 to 19) shown below, the information recording layer of those magneto-optical recording media is Is a reproducing device necessary to transfer the magnetic domain recorded in the magnetic domain to the reproducing layer (magnetic domain expansion reproduction reproducing layer) and enlarge the transferred magnetic domain.
  • the swing arm is used to move the optical head or the magneto-optical head to the magneto-optical head. Since it can be moved on a recording medium, it is easy to access a predetermined recording area, and the apparatus can be reduced in size and weight. Furthermore, by using a solid immersion lens as the objective lens of the optical head, ultra-high-density recording becomes possible. By combining with MAMMOS reproduction and reproduction optical power modulation reproduction, ultra-high-density recording and reproduction can be achieved. Is achieved. Furthermore, the reproducing apparatus can further reduce the size of the reproducing apparatus by mounting an optical head on one end of the swing arm and mounting a reproduction signal detection system on the other end, and providing the swing axis between them. . Further, according to the present invention, there is provided an apparatus for reproducing a magneto-optical recording medium having an information recording layer and a reproducing layer,
  • a magnetic head for applying an alternating magnetic field synchronized with the reproduction clock as a reproduction magnetic field to the magneto-optical recording medium
  • a reproducing apparatus comprising: a swing arm rotatable around a swing axis, the swing arm having one end supporting the light head.
  • this reproducing apparatus is provided with WO98 / 02877, WO98 / 0287, W0997 / 229. It is suitable for reproduction of a high-density magneto-optical recording medium of the type disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 69-69, in which a recording magnetic domain of an information recording layer is transferred to a reproducing layer and the transferred magnetic domain is enlarged and reproduced.
  • the magnetic domain transferred from the information recording layer to the reproducing layer is expanded by a magnetic field having the same polarity as the magnetization of the recording magnetic domain formed in the information recording layer, and a magnetic field having the opposite polarity to the magnetization of the recording magnetic domain. Can reduce the expanded magnetic domain.
  • the playback device of the present invention includes the swing arm, it is possible to speed up access to a desired area. Therefore, the reproduction of the present invention
  • the apparatus enables reliable and rapid reproduction of high-density magneto-optical recording media.
  • the optical head has a solid immersion lens as an objective lens.
  • a magneto-optical head in which the magnetic head is incorporated in the optical head. Furthermore, according to the present invention, in a reproducing method for reproducing a magneto-optical recording medium including an information recording layer and a magnetic domain expansion reproducing layer,
  • a reproduction method characterized in that, while applying an alternating magnetic field to a magneto-optical recording medium, a reproduction light whose power has been modulated to at least two types of optical power is irradiated to reproduce information recorded in an information recording layer. Is done. At the time of information reproduction, an alternating magnetic field is applied to the magneto-optical recording medium, and the reproduction light whose power has been modulated to at least two types of optical power is irradiated, so that the magnetic domain from the information recording layer to the reproduction layer (magnetic domain enlarged reproduction layer) is reproduced. It is easier than ever to set the best conditions for ensuring the transfer, enlargement, and reduction (deletion) of the image.
  • the reproducing light is power-modulated to the powers Prl and Pr2, and the recording magnetic domain of the information recording layer is transferred to the reproducing layer by one of the powers Prl and Pr2.
  • the enlarged magnetic domain can be reduced or eliminated in the enlarged reproducing layer by the other of Prl and Pr2. Also, it is possible to irradiate reproduction light that is power-modulated to at least two types of optical power at the same period as the reproduction clock or at a period that is an integral multiple of the reproduction clock. Further, the reproduction method of the present invention includes the following first to It is extremely useful for reproducing the magneto-optical recording medium according to the tenth aspect. Hereinafter, the structure and reproduction principle of the magneto-optical recording medium according to the first to tenth aspects will be described.
  • the magneto-optical recording medium can reproduce the information recording layer and the magnetic domain transferred from the information recording layer by applying an external magnetic field having the same polarity as the magnetization of the magnetic domain.
  • a thickness h of the information recording layer is h / d> 0 with respect to a radius d of the recorded minimum magnetic domain.
  • the reproducing layer can be made of a rare-earth transition metal having a compensation temperature in the range of ⁇ 100 to 50 ° C.
  • the magneto-optical recording medium according to the second aspect is a magneto-optical recording medium that has at least an information recording layer on a substrate and reproduces information by irradiating a reproduction light spot, wherein magnetic domain expansion reproduction is performed on the substrate.
  • the magnetic layer to be a gate irradiates a reproducing light spot to the magneto-optical recording medium, Based on the temperature distribution of the magnetic layer serving as a gate in the reproducing light spot, only one magnetic domain among a plurality of magnetic domains recorded in the magnetic layer for recording the above information and existing in the reproducing light spot is used. Is the information recording magnetic layer A magnetic layer on which the magnetic domain expansion reproduction is performed expands a magnetic domain transferred from the magnetic layer serving as the gate by applying an external magnetic field having the same polarity as the magnetization of the magnetic domain.
  • a magneto-optical recording medium characterized in that
  • one of the plurality of recording magnetic domains of the information recording layer included in the reproducing spot diameter is used as a gate layer by utilizing the temperature distribution characteristics of the gate layer. Then, the magnetic domain transferred to the gate magnetic layer is transferred to the reproducing layer, and one magnetic domain transferred to this reproducing layer is expanded and detected by the reproducing magnetic field. For this reason, the reproduction resolution can be improved by the gate magnetic layer, and the reproduction signal intensity can be increased by the magnetic domain expansion reproduction technology, thereby improving the S / N.
  • the magneto-optical recording medium 11 includes a magnetic domain expansion reproducing layer (reproducing layer) 3, an intermediate layer 4, a gate layer 16, an exchange coupling force control layer 17 and an information recording layer 18.
  • the recording of information on the magneto-optical recording medium 11 can be performed by using a magneto-optical field modulation method and applying a laser pulse synchronized with a recording clock while applying a magnetic field having a polarity corresponding to a recording signal.
  • the magneto-optical recording medium 210 is The spindle motor 2 17 rotates and moves the optical head 2 13 and the flying magnetic head 2 15 by the spindle motor 2 17, and an initialization magnetic field is applied by the initialization magnet 2 11 at the time of reproduction.
  • an initialization magnetic field 12 is applied to the magneto-optical recording medium 11 in a direction opposite to the recording magnetic field 15. Since the coercive force of the gate layer 16 at room temperature is smaller than the initializing magnetic field, the magnetic domains recorded in the gate layer 16 are reversed and all face the direction of the initializing magnetic field 12.
  • the magnetization of the recording magnetic domain 3 13b of the information recording layer 18 remains unchanged. Since the magnetic domains 3 13 b of the gate layer 16 and the information recording layer 18 are antiparallel to each other, the interface is in an unstable magnetization state.
  • the magneto-optical recording medium 11 is reproduced under reproduction light as shown in FIG. At the time of reproduction, reproduction light having a lower power than that of the recording light is irradiated. As in the case of the recording light, the area 314 shifted backward from the center of the spot is further heated to a higher temperature.
  • the coercive force of the gate layer 16 decreases, and the magnetic domains 3 13 b of the information recording layer 18 are exchanged between the information recording layer 18 and the gate layer 16 via the exchange force control layer 17. It is transferred to the gate layer 16 by the bonding force and further transferred to the magnetic domain expansion reproduction layer 3.
  • another recording magnetic domain 3 13 a of the information recording layer 18 has a gate layer 16 because the area of the gate layer 16 corresponding to the magnetic domain 3 13 a is relatively low in temperature and its coercive force does not decrease. Not transferred to 16. Therefore, when the magneto-optical recording medium 11 is enlarged from above, as shown in the lower part of FIG. 3, only the region 3 15 which has reached a high temperature in the laser spot 3 11 has reduced magnetic energy.
  • the recording magnetic domain 3 13 b of the information recording layer 18 appears as a recording mark 3 16 on the gate layer 16, and this appears on the magnetic domain expansion reproducing layer 3.
  • the transfer of the magnetic domain 3 13 is prevented by the gate layer 16, so that the recording magnetic domain 3 13 a of the information recording layer 18 is Remains invisible. Therefore, Figure 3
  • Figure 3 By irradiating the reproduction light under the principle as described in (1), only one of the plurality of micro domains existing in the spot size can be reproduced independently.
  • one small magnetic domain narrowed down by using the gate layer 16 as described above can be transferred to the magnetic domain expansion reproduction layer 3 and further expanded in the reproduction laser spot. it can.
  • the magnetic domain expansion reproducing layer 3 is a magnetic layer to which a minute magnetic domain is transferred from the gate layer 16 and which can be expanded by the reproducing magnetic field.
  • the magnetic domain expansion reproducing layer 3 is a perpendicular magnetization film having a domain wall coercive force smaller than the reproducing magnetic field at the time of irradiation with the reproducing light so that the magnetic domain wall is moved by application of the reproducing magnetic field to expand the magnetic domain.
  • the magnetic field for expansion 4 11 When applied in the same direction as the magnetization of the magnetic domains 3 13 b, the domain wall coercive force is small in the magnetic domain expansion reproduction layer 3, so that the magnetic domain walls move in the direction of expanding the magnetic domains, and the expanded magnetic domains 4 19 are formed.
  • FIG. 4 (A) marks enlarged in the reproduction spot 311 (magnetic domains 419 expanded in the magnetic domain expansion reproduction layer) 413 are observed.
  • the minute magnetic domains appear enlarged on the surface of the magneto-optical recording medium, a reproduced signal having a sufficient intensity can be obtained from the enlarged magnetic domains.
  • the expanded magnetic domain 4 19 of the information recording layer 18 has been reproduced, as shown in FIG. 4 (B), when the reduced reproducing magnetic field 4 15 is applied in the opposite direction to the expanded reproducing magnetic field 4 11, the magnetic domain is enlarged.
  • the enlarged magnetic domain 4 19 of the reproducing layer 3 is reduced, and a region having the same magnetization direction as the direction of the magnetic field of the reduced reproducing magnetic field 4 15 becomes dominant.
  • the reduced reproducing magnetic field 415 and the expanded reproducing magnetic field 411 can be applied by using an alternating magnetic field, and by synchronizing the cycle of the alternating magnetic field with the clock, the reproduced signal amplified for each minute magnetic domain can be obtained. Obtainable.
  • the magnitude of the magnetic field for magnification reproduction applied at the time of reproduction and the relationship between the magnetic field and the size of the mark appearing on the magnetic domain magnification reproduction layer 3 will be described with reference to the hysteresis curve of FIG.
  • the hysteresis curve in Fig. 5 (A) shows the magnetic domain expansion reproduction layer 3 observed when applying various magnetic fields H to the magneto-optical recording medium while irradiating the same level of reproduction light as during reproduction.
  • this hysteresis curve indicates the hysteresis of the magnetic domain expansion reproduction layer in a state where the recording magnetic domain of the information recording layer below the recording medium is transferred by being irradiated with the reproduction light.
  • the curve is shown. Since the recording magnetic domain of the information recording layer has already been transferred, a predetermined force—rotation angle 0 is shown even when the magnetic field H is zero (point a in the figure).
  • the initial magnetization curve rises, and the first rising point is indicated by b.
  • the rise of the initial magnetization curve corresponds to the fact that the domain wall of the magnetic domain expansion reproducing layer 3 moves outward from the center of the magnetic domain and expands in the layer according to the magnitude of the magnetic field H.
  • FIG. 4 (A) The magnetic domain 4 19 in FIG. 4 (A)). And the initial magnetization curve does not increase the Kerr rotation angle due to the saturation of the magnetization.
  • a conceptual diagram of a micrograph of a magnetic domain pattern when the magnetic domain expansion reproduction layer 3 is viewed from above at each point including a and b of the initial magnetization curve of the hysteresis curve is shown.
  • the magnetic domain pattern (black circle pattern) at the point a is a magnetic domain in which the magnetic domain (seed magnetic domain) of the information recording layer 18 has been transferred to the magnetic domain enlarged reproducing layer 3 by irradiating the reproducing light through the gate layer 16. It can be seen from the pattern of each point that the magnetic domain expands as the magnetic field increases on the curve.
  • the major loop of the hysteresis curve has the same polarity as the magnetic field applied in the direction in which the magnetization of the magnetic domain expansion reproducing layer is enlarged. Rising point of outer loop) c
  • the magnetic field in the magnetic field is referred to as a nucleation magnetic field, the absolute value of which is expressed as Hn.
  • the magnetic field at the first rising point b of the magnetization curve is called the domain wall expansion magnetic field, and its absolute value is expressed as He. If the absolute value of the reproducing magnetic field H is H ⁇ Hr, Hn When Hr is smaller than He, the recording magnetic domain transferred to the magnetic domain enlarging and reproducing layer 3 is not expanded, and when Hr becomes larger than Hn, the recording magnetic domain (species) is recorded on the information recording layer 18. This is because, even if there is no magnetic domain, the magnetic domain of the magnetic domain expansion reproducing layer 3 above it is inverted and read out as a signal.
  • FIG. 5 (B) shows the hysteresis curve of FIG. 5 (A).
  • the magnetic domain expansion transferred from the information recording layer 18 through the gate layer 16 The initial magnetization curve when a magnetic field is applied in the direction of contracting the recording magnetic domain of the raw layer 3.
  • the magnetic field at the first descent point c 'of the outer loop indicating the trajectory) is defined as the nucleation magnetic field, its absolute value is expressed as Hn, and the magnetic field at the descent point d of the initial magnetization curve is defined as the domain wall contraction magnetic field.
  • Figures 5 ( ⁇ ⁇ ) and ( ⁇ )
  • the hysteresis curve and the hysteresis curve referred to in this specification are the hysteresis curves under the condition of magneto-optical reproduction according to the reproducing method of the magneto-optical recording medium of the present invention. It shows the characteristics of force-rotation angle (or magnetization) with respect to various magnetic fields when the temperature is raised by irradiating the reproduction light. Therefore, hysteresis The curve, H s, H n and the applied H r are observed while irradiating the reproducing light of the reproducing power using an actual magneto-optical recording and reproducing apparatus.
  • the gate layer is an example in which the magnetic domain of the information recording layer is transferred to the gate layer in a region higher than a predetermined temperature in the temperature distribution of the gate layer generated in the reproduction light spot.
  • the magneto-optical recording medium is a magneto-optical recording medium including a recording layer on which information is recorded, a non-magnetic layer, and a reproducing layer.
  • magnetization is transferred from the recording layer to the reproducing layer by magnetostatic coupling, and the magnetic domain having the transferred magnetization is formed under an external magnetic field for reproduction.
  • This is a magneto-optical recording medium characterized in that it is reproduced while being enlarged more than the magnetic domain recorded in the recording layer.
  • the magneto-optical recording medium includes a recording layer on which information is recorded, an intermediate layer, and a reproduction layer, and detects information by detecting a magnetization state of a magnetic domain transferred from the recording layer to the reproduction layer.
  • a magneto-optical recording medium wherein the minimum stable magnetic domain of the reproducing layer is larger than the size of the magnetic domain recorded on the recording layer.
  • the minimum stable magnetic domain diameter of the reproducing layer is larger than the size of the magnetic domain recorded on the recording layer. Therefore, the magnetic domain transferred to the reproducing layer is expanded from the recording magnetic domain, and by reading the magnetization information from the expanded magnetic domain, a high C / N reproduction signal is obtained.
  • the magnetic domain transferred from the recording layer to the reproducing layer can be enlarged without applying a reproducing magnetic field.
  • the intermediate layer of the magneto-optical recording medium according to the fourth embodiment may be a magnetic layer or a non-magnetic layer. That is, when the intermediate layer is a magnetic layer, the recording magnetic domain of the recording layer is transferred to the reproducing layer via exchange coupling of the recording layer, the intermediate layer, and the reproducing layer, and when the intermediate layer is a non-magnetic layer, The recording magnetic domain of the recording layer is transferred to the reproducing layer by magnetostatic coupling between the recording layer and the reproducing layer.
  • the thickness of the intermediate layer is determined by the domain wall of the magnetic domain of the intermediate layer. It is desirable that the thickness is not less than the thickness. For example, if a magnetic film that shows in-plane magnetization at room temperature at room temperature and transitions from in-plane magnetization to perpendicular magnetization at a temperature above a predetermined temperature (critical temperature) is used, it is necessary to make this transition possible.
  • the magnetic spin must be twisted 90 degrees in the domain wall between the domain where the transition occurs and the domain of the in-plane magnetization adjacent to the domain (hereafter, the domain wall of the intermediate layer).
  • the thickness of the domain wall can be measured according to the following operation using the Hall effect, for example.
  • the intermediate layer, reproducing layer, and recording layer are magnetized in one direction, and the Hall voltage (V2) at this time is measured.
  • the magnetic spin state indicating the above-described Hall voltage V4 can be estimated using the exchange stiffness constant, the constant number of perpendicular magnetic anisotropy energy, and the saturation magnetization of each layer.
  • Such a method of calculating the interface domain wall is described in “Il. Malmhall, et al., Proceedings of Optical Data Storage 1993, pp. 204-213, and this document can be referred to.
  • the magnetic material of the intermediate layer is composed of GdFeCo, such as GdXFeYCoZ, (20 ⁇ X ⁇ 35, 50 ⁇ Y ⁇ 100, 0 ⁇ Z ⁇ 50)
  • the thickness of the domain wall is calculated to be about 50 nm. Therefore, the intermediate layer is, G d x F e Y C o z (20 ⁇ X ⁇ 35, 50 ⁇ Y ⁇ 1 00, 0 ⁇ Z ⁇ 50) or when Ranaru, the thickness of the magnetic layer is more than 50 nm Is required.
  • the thickness of the domain wall depends on the type and group of the magnetic material of the intermediate layer (or gate layer).
  • the thickness of the intermediate layer be more than 10 nm.
  • the upper limit of the thickness of the intermediate layer is preferably less than 10 O nm due to the limitation of the power of the semiconductor laser. Therefore, the thickness t of the intermediate layer is preferably 10 ⁇ t ⁇ 100 nm.
  • the size of the magnetic domain magnetically transferred from the recording layer to the intermediate layer (gate layer) is smaller than the size of the recorded magnetic domain.
  • the magnetic domain recorded on the information recording layer is transferred to the magnetic domain enlarged reproduction layer by irradiating the magneto-optical recording medium with reproduction light.
  • the transferred magnetic domain can be reproduced larger than the size of the magnetic domain recorded on the information recording layer.
  • an alternating magnetic field synchronized with a reproducing clock is used as the reproducing magnetic field
  • the transferred magnetic domain is expanded by a magnetic field having the same polarity as the magnetization of the magnetic domain recorded on the information recording layer, and expanded by a magnetic field of the opposite polarity. It is preferable to reduce the magnetic domains created.
  • a plurality of recording magnetic domains of the information recording layer which may be included in a spot of a reproduction light, are individually transferred to a magnetic domain expansion reproduction layer, and a reproduction magnetic field having the same polarity as the magnetization of the transferred magnetic domains.
  • the transferred magnetic domains can be reproduced larger than the dimensions of the magnetic domains recorded in the information recording layer.
  • the information recorded on the recording area of the magneto-optical recording medium of the second aspect is provided.
  • the magnetic domain recorded on the information recording layer is transferred to the enlarged reproduction layer through the gate magnetic layer by irradiating the magneto-optical recording medium with light, and the magnetization is the same as the magnetization of the transferred magnetic domain.
  • the transferred magnetic domains can be reproduced larger than the dimensions of the magnetic domains recorded in the information recording layer.
  • the plurality of recording magnetic domains of the information recording layer included in the spot of the reproduction light are narrowed down to one magnetic domain through the gate layer, and one generated magnetic domain is subjected to the magnetic domain expansion reproduction.
  • the transferred magnetic domain By transferring the magnetic domain to the layer and applying a reproducing magnetic field in the same direction as the magnetization of the transferred magnetic domain, the transferred magnetic domain can be reproduced larger than the size of the magnetic domain recorded on the information recording layer.
  • an information recording layer and a magnetic domain of the information recording layer are transferred and transferred as a magneto-optical recording medium.
  • the reproduction was performed based on the reproduction clock and the reproduction magnetic field modulated based on the reproduction clock during reproduction.
  • the magnetic domain transferred from the information recording layer to the magnetic domain enlarging reproduction layer is enlarged to the size of the magnetic domain recorded on the information recording layer. Can be played.
  • the absolute value of the reproducing magnetic field Hr is the absolute value of the nucleation magnetic field Hn of the hysteresis curve of the magnetic domain expansion reproducing layer, and the absolute value of the magnetic domain expanding magnetic field, as explained in FIG.
  • the magneto-optical recording medium includes at least a magneto-optical recording layer on which information is recorded, a first auxiliary magnetic layer, and a second auxiliary magnetic layer.
  • the recording magnetic domain recorded on the layer is enlarged and transferred to the second auxiliary magnetic layer via the first auxiliary magnetic layer, and information is reproduced from the enlarged and transferred magnetic domain of the second auxiliary magnetic layer.
  • the thickness of the first auxiliary magnetic layer is not less than the thickness of the domain wall of the first auxiliary magnetic layer.
  • the magneto-optical recording medium comprises at least a magneto-optical recording layer on which information is recorded, a first auxiliary magnetic layer, and a second auxiliary magnetic layer.
  • the recording magnetic domain recorded on the layer is enlarged and transferred to the second auxiliary magnetic layer via the first auxiliary magnetic layer, and information is reproduced from the enlarged and transferred magnetic domain of the second auxiliary magnetic layer.
  • the first auxiliary magnetic layer has a thickness of more than 1 O nm in the magneto-optical recording medium.
  • FIGS. 41 (A) and 41 (B) One example of the main part of the magneto-optical recording medium according to the fifth and sixth aspects is conceptually shown in FIGS. 41 (A) and 41 (B).
  • the magneto-optical recording medium has a structure in which a first auxiliary magnetic layer 405 and a second auxiliary magnetic layer 404 are sequentially stacked on a magneto-optical recording layer 406.
  • the first auxiliary magnetic layer 405 and the second auxiliary magnetic layer 404 are in-plane magnetic layers from the chamber ⁇ to a certain temperature (critical temperature) TCR above room temperature, Above TCR, it has magnetic properties that make it a perpendicular magnetization layer.
  • TCR critical temperature
  • the magneto-optical recording layer 406 exhibits perpendicular magnetization in a wide temperature range including room temperature.
  • the magneto-optical recording layer 406, the first auxiliary magnetic layer 405, and the (2) When the Curie temperatures of the auxiliary magnetic layer 404 are TC0, TCI and TC2, respectively, and the critical temperatures of the first auxiliary magnetic layer and the second auxiliary magnetic layer are TCR1 and TCR2, respectively, The magnetic properties satisfy the relationship of TCU T C2 at room temperature.
  • the reproducing principle of the magneto-optical recording medium having the structure shown in FIGS. 41 (A) and 41 (B) will be described below.
  • FIG. 41A shows the magnetization state of each layer before reproduction, and it is assumed that a recording magnetic domain 422 has been written in advance in the magneto-optical recording layer 406 by a magnetic field modulation method or a light modulation recording method.
  • this magneto-optical recording medium When this magneto-optical recording medium is irradiated with reproducing light having an appropriate power so that the maximum temperature of the magnetic layer becomes a desired temperature lower than TC0, as shown in FIG.
  • the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406 is transferred as the magnetic domain 421 to the region in the auxiliary magnetic layer 405 where the temperature is equal to or higher than TCR1.
  • the size of the magnetic domain 421 is set to be smaller than the size of the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406, that is, the recording magnetic domain 422 is reduced and the size of the first auxiliary magnetic layer 405 is reduced. Preferably, it is transferred.
  • Fig. 45 shows the temperature distribution when the magneto-optical recording medium with the structure shown in Fig. 41 (B) is heated by the reproducing laser spot (LS).
  • the middle part of Fig. 45 shows the second auxiliary magnetism.
  • the temperature distribution for the laser spot (S) of the magneto-optical recording medium as viewed from above the layer is shown.
  • the critical temperatures of the first and second auxiliary magnetic layers are set so that TCR2 ⁇ TCR1, the second auxiliary magnetic layer that can be in a temperature region exceeding TCR2, that is, in a perpendicular magnetization state,
  • the region of the layer is larger than the temperature region above TCR1, that is, the region in the first auxiliary magnetic layer that can be in a perpendicular magnetization state. Therefore, the magnetic domain 423 transferred to the second auxiliary magnetic layer 404 is Due to the perpendicular magnetic anisotropy of the magnetic layer and the exchange coupling force from the transfer magnetic domain of the first auxiliary magnetic layer 405, the size is enlarged as compared with the size of the magnetic domain 421.
  • this expanded magnetic domain 4 2 3 is larger than the recording magnetic domain 4 2 2 of the magneto-optical recording layer 406, the reproduced signal detected through the magneto-optical effect (Kerr effect and Faraday effect) is the recording magnetic domain 4 2 2 It is amplified more than it is detected from the magnetic domain of the same size as above, and high C / N regeneration is possible.
  • the reproduction signal amplitude from the minute magnetic domain is extremely small, but even when the signal is reproduced from the minute magnetic domain by using this magneto-optical recording medium. An amplified reproduction signal amplitude can be obtained.
  • the size of the magnetic domain 421 transferred to the first auxiliary magnetic layer 405 is preferably smaller than that of the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406. . That is, when the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406 is transferred to the first auxiliary magnetic layer 405 as the magnetic domain 421, the magnetic domains are preferably reduced. The reason will be described below. If the size of the magnetic domain 4 2 1 (individual magnetization) transferred to the first auxiliary magnetic layer 4 05 is equal to or larger than the size of the recording magnetic domain 4 2 2, the magnetic domain 4 2 1 becomes the recording magnetic domain.
  • the magnetic domain 4 2 1 becomes unstable due to the magnetic influence from the magnetic domain S having the magnetization of the direction adjacent to 4 2 2.
  • the magnetic domain 421 transferred to the first auxiliary magnetic layer 405 plays a role of transferring the magnetization information of the recording magnetic domain 422 to the second auxiliary magnetic layer 404 having a function of enlarging the magnetic domain. Need to be magnetically stable. Therefore, by reducing and transferring the magnetic domains from the recording magnetic domain 422 to the first auxiliary magnetic layer 405, the recording magnetic domains 422 (for the magnetic domains 421 of the first auxiliary magnetic layer 405) are transferred. The influence from the adjacent magnetic domain S can be reduced, and thereby the magnetization of the magnetic domain 421 of the first auxiliary magnetic layer 405 can be stabilized.
  • the magneto-optical recording medium is used.
  • the magnetic domains of the magneto-optical recording layer 406 move one after another with respect to the reproduction light spot with the rotation of the body.
  • the temperature region exceeding the TCR1 of the first auxiliary magnetic layer 405 exists at a certain position with respect to the reproduction light spot. If the temperature region of the first auxiliary magnetic layer 405 exceeding T CR1 is the same as the size of the recording magnetic domain 422, only one recording magnetic domain 421 moving in this temperature region exists.
  • Magnetic domains 4 2 1 are completely contained. Therefore, the magnetization information from the recording magnetic domain 422 can be reliably transferred to the first auxiliary magnetic layer 405.
  • the above reason is applicable even when the first auxiliary magnetic layer is a perpendicular magnetization film at room temperature or higher. That is, even when a magnetic material showing perpendicular magnetization at room temperature or higher is used as the first auxiliary magnetic layer, the transfer is performed so that the magnetic domain transferred from the magneto-optical recording layer to the first auxiliary magnetic layer is reduced. Is valid. Further, making the size of the magnetic domain 421 transferred to the first auxiliary magnetic layer 405 smaller than the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406 is also due to the following reasons. It is valid.
  • the recording magnetic domain 422 having the individual magnetization there is a recording magnetic domain S having the directional magnetization.
  • the first auxiliary magnetic layer 405 in the range indicated by the region W in FIG. 45 has in-plane magnetization
  • the magnetic domain S in the direction of the magneto-optical recording layer 406 moves from the second auxiliary magnetic layer
  • the exchange coupling force exerted on 4 is cut off by this in-plane magnetization. Therefore, the in-plane magnetization of the first auxiliary magnetic layer 405 effectively affects the expansion of the magnetic domain 423.
  • the in-plane magnetization of the first auxiliary magnetic layer 405 becomes The effect of blocking the exchange coupling force from the magnetic domain S in the direction of 6 to the second auxiliary magnetic layer 404 becomes —the layer size, which makes it easier to expand the magnetic domain 22 (individual magnetization).
  • the magnetic field exceeds the TCR1 of the first auxiliary magnetic layer 405.
  • the laser power and TCR1 of the first auxiliary magnetic layer 405 may be adjusted so that the temperature region becomes smaller than the size (width) of the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406.
  • the laser power and the second laser power are set so that the temperature region exceeding TCR2 of the second auxiliary magnetic layer 404 becomes larger than the size (width) of the recording magnetic domain 422.
  • T CR2 of the auxiliary magnetic layer 404 is adjusted. Therefore, at the time of reproduction, the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406 is reduced and transferred as the magnetic domain 421 to the first auxiliary magnetic layer 405, and the magnetic domain 421 is further transferred to the second auxiliary magnetic layer 405.
  • the first auxiliary magnetic layer 405 is smaller than the recording magnetic domain 422 of the magneto-optical recording layer 406 is verified by, for example, the following method. be able to.
  • the first auxiliary The surface of the magnetic film may be warmed to the regeneration temperature and observed with an optical microscope or the like.
  • the effect of the reproduction signal amplification by enlarging the magnetic domain 423 of the second auxiliary magnetic layer 404 is maximized when the transfer magnetic domain in the second auxiliary magnetic layer 404 is expanded to the reproduction light spot.
  • the magnitude of the reproduction signal and the performance index such as the force effect of the second auxiliary magnetic layer 404 and the reproduction Depends on light.
  • the temperature dropped below TCR2 In the area of the magneto-optical recording medium from which the information was read, after the spot of the reproducing laser beam passed, the temperature dropped below TCR2, and the perpendicular magnetization of the first and second auxiliary magnetic layers became flat. It returns to the internal magnetization, and returns to the state shown in Fig.
  • the reproducing laser beam power is adjusted so that the maximum temperature of the magneto-optical recording medium is lower than the Curie temperature T C0 of the magneto-optical recording layer 406.
  • the magnetization information recorded on the magnetic recording layer 406 is not affected by the reproduction light.
  • the thickness of the first auxiliary magnetic layer needs to be equal to or greater than the thickness of the domain wall of the first auxiliary magnetic layer. As shown in FIGS. 41 (A), (B) and FIG. 45, when the magnetization of the first auxiliary magnetic layer 405 exceeds the critical temperature TCR1, the transition from in-plane magnetization to perpendicular magnetization occurs.
  • a domain wall between the magnetic domain 421 of the first auxiliary magnetic layer 405 and the magnetic domain of the in-plane magnetization of the first auxiliary magnetic layer 405 adjacent to the magnetic domain 421 is required.
  • the magnetic spin must be twisted 90 degrees.
  • the first auxiliary magnetic layer becomes an in-plane magnetization film, and it is necessary to relax the spin of the magneto-optical recording layer 406 and the second auxiliary magnetic layer.
  • the thickness of the first auxiliary magnetic layer 405 must be at least as small as the first auxiliary magnetic layer. It is required that the thickness be equal to or greater than the thickness of the domain wall of 405.
  • the domain wall thickness can be measured using the same Hall effect as described above. As described above, the thickness of the domain wall varies depending on the type and composition of the magnetic material. However, if the magnetic material is a magnetic material used for the magnetic layer of a magneto-optical recording medium, at least 1 O nm is generally required. is there.
  • the thickness of the first auxiliary magnetic layer be more than 10 nm.
  • Upper limit of the first auxiliary magnetic layer The thickness is preferably 100 nm or less due to the limitation of the power of the semiconductor laser as the reproduction light source. Therefore, it is preferable that the thickness t of the first auxiliary magnetic layer be 10 ⁇ t ⁇ 100 nm.
  • a magneto-optical recording medium according to a seventh aspect includes a magneto-optical recording film and an auxiliary magnetic film, and the recording magnetic domain of the magneto-optical recording film is magnetically transferred to the auxiliary magnetic film when irradiated with reproduction light.
  • the auxiliary magnetic film is at least one magnetic film that transitions from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film when the critical temperature exceeds a critical temperature, and the magneto-optical recording film is at room temperature or higher.
  • a magneto-optical recording medium that is a perpendicular magnetization film at a temperature and that can transfer a magnetic domain larger than the recording magnetic domain of the magneto-optical recording film to the auxiliary magnetic film during reproduction by utilizing the magnetic properties of the auxiliary magnetic film. It is.
  • FIGS. 1-10 One type of the magneto-optical recording medium of the following seventh embodiment is shown in FIGS.
  • the first auxiliary magnetic film 405 and the second auxiliary magnetic film 404 are sequentially laminated on the magneto-optical recording film 406, and the magneto-optical recording film 406 and the first auxiliary magnetic film 405 and the second auxiliary magnetic film 404 set the Curie temperatures of the magneto-optical recording film 406, the first auxiliary magnetic film and the second auxiliary magnetic film to TC0, TCI and TC2, respectively.
  • the critical temperatures of the first auxiliary magnetic film and the second auxiliary magnetic film are TCR1 and TCR2, respectively, they have magnetic properties satisfying the relationship of room temperature, TCR2, TCM, TC0, TC1, TC2.
  • the first auxiliary magnetic film 405 and the second auxiliary magnetic film 404 are in-plane magnetic films from room temperature to a critical temperature (TCR) above room temperature, and become perpendicular magnetic films above TCR. Magnetic properties. Magneto-optical recording film 40
  • FIG. 41A shows the magnetization state of each layer before writing and writing after the recording magnetic domain is written in the magneto-optical recording film 406 by the optical modulation recording method or the like.
  • the maximum temperature of the magnetic film By irradiating the reproducing light having an appropriate power to reach a desired temperature, first, the area in the first auxiliary magnetic film 405 where the temperature is equal to or higher than TCR1 is applied to the magneto-optical recording film 406.
  • the magnetic domains 4 2 2 of the perpendicular magnetization are transferred.
  • the magnetic domains having the same size as or smaller than the magnetic domains in the magneto-optical recording film 406 are used.
  • the reproduction power and TCR1 are set so that 2 is transferred to the first auxiliary magnetic film 405.
  • the magnetic domains 422 transferred to the first auxiliary magnetic film 405 are transferred to the second auxiliary magnetic film 404.
  • the critical temperatures of the first and second auxiliary magnetic films are set so that T CR2 ⁇ T CR1, as shown in the temperature profile in the medium of FIG.
  • the region in the magnetic film that can be in the perpendicular magnetization state is larger than that in the first auxiliary magnetic film.
  • the transfer magnetic domain 423 in the second auxiliary magnetic film 404 has a perpendicular magnetic field in a region where the second auxiliary magnetic film can be in a perpendicular magnetization state. It is enlarged by the anisotropy and the exchange coupling force from the perpendicular magnetization in the first auxiliary magnetic film 405.
  • This magnetic domain expansion occurs because the in-plane magnetization of the region indicated by W in FIG. 41 (B) in the first auxiliary magnetic film 405 changes from the magnetic domain S of the magneto-optical recording film 406 to the second auxiliary magnetic film 400. It can also be said that it is promoted by weakening the exchange coupling force to 4.
  • the magneto-optical recording medium according to the eighth embodiment includes a non-magnetic film 409 between the auxiliary magnetic film 408 and the magneto-optical recording film 406, as shown in FIG.
  • the auxiliary magnetic film 408 and the auxiliary magnetic film 408 have the Curie temperatures of the magneto-optical recording film 406 and the auxiliary magnetic film as T C0 and TC, respectively, and the critical temperature of the auxiliary magnetic film as T CR. Then, it has a magnetic property satisfying a relationship of room temperature ⁇ TCR ⁇ TC0, TC.
  • FIG. 52 (A) shows an optically modulated recording method, etc., in which the recording magnetic domain is written in the magneto-optical recording film 406 of the medium shown in FIG. 53, and the auxiliary magnetic film 408 before reproduction is performed.
  • the magnetization states of the non-magnetic film 409 and the magneto-optical recording film 406 are schematically shown.
  • this magneto-optical recording medium is irradiated with reproducing light of an appropriate power so that the maximum temperature of the magnetic film reaches a desired temperature
  • the auxiliary magnetic film 408 becomes TCR or more and becomes perpendicularly magnetized. Area occurs.
  • the TCR and the reproducing power are set so that the size of the area is not less than the size of the magnetic domain M recorded on the magneto-optical recording film 406, preferably not less than the reproducing light spot diameter.
  • the auxiliary magnetic film 408 has a coercive force distribution as shown in FIG.
  • the magneto-optical recording film 406 has a magnetization distribution as shown in Fig. 55 corresponding to the temperature distribution in the region above the TCR, and its value is sufficiently large in the region where the maximum temperature is reached and in the vicinity. It has such magnetic properties. Since the magnetic characteristics of each magnetic film are set as described above, the magnetic field in the region where the temperature in the magneto-optical recording film 406 is high and the magnetization is sufficiently large is set.
  • the magnetic domains 463 transferred to the auxiliary magnetic film 408 are considered to expand as shown in FIG. 52 (B) due to the perpendicular magnetic anisotropy in the region above the TCR and the exchange coupling force from the transferred magnetic domains. Can be Due to this magnetic domain expansion, the reproduction signal is increased as in the case of the first type of magneto-optical recording medium, and the C / N is improved.
  • the auxiliary magnetic film 408 becomes an in-plane magnetization film, and returns to the state of FIG. 52 (A).
  • This reproducing method uses the second type of magneto-optical recording medium shown in FIG. First, a predetermined recording pattern as shown in FIG. 57 (a) is recorded on a magneto-optical recording medium by using a light modulation recording method or the like on a second type of magneto-optical recording medium.
  • recording marks are recorded at the shortest mark pitch DP, and the recording mark length DL is set to be DL2 DP / 2.
  • one pulse laser beam modulated to two types of reproduction powers Pr2 and Prl is used as a reproduction laser beam with a period DP synchronized with the recording mark position, as shown in Fig. 57 (b). Irradiation is performed so that the emission width of high power Pr2 becomes DL.
  • Light with a low reproducing power Prl is always illuminated in the erasing state (the part without the recording mark), and light with a high reproducing power Pr2 is radiated in the recording state (the part where the recording mark exists) and the erasing state.
  • Fig. 57 (d) shows the reproduction waveform when the same track was reproduced with continuous light of constant reproduction light power.
  • P r2 is a recording power that causes magnetic domain expansion of the auxiliary magnetic film 408 as described later
  • P rl is selected so as to be a power at which the magnetic domain expansion disappears.
  • the optical power P rl of the reproduction light heats the auxiliary magnetic film to a temperature of T cr to T conip to record the magnetic recording medium of the magneto-optical recording film 406.
  • the power for transferring the domain to the auxiliary magnetic film and expanding the magnetic domain, and the power for heating the auxiliary magnetic film to a temperature of T comp to T co to reduce or eliminate the expanded magnetic domain by the light power Pr 2 of the reproduction light.
  • the magneto-optical recording medium according to the ninth aspect is a magneto-optical recording medium having at least a magneto-optical recording film 406 on a substrate, wherein the magneto-optical recording film 406 having perpendicular magnetization has a surface which exceeds a critical temperature T cr.
  • An auxiliary magnetic film that transitions from an inner magnetic film to a perpendicular magnetic film is provided via a nonmagnetic film, and the Curie temperature T co of the magneto-optical recording film 406, the Curie temperature T c of the auxiliary magnetic film, and the compensation temperature.
  • a relationship of room temperature ⁇ T cr ⁇ T comp ⁇ T co ⁇ T c is established with T comp, and under the condition that the external magnetic field H ex is applied to the magneto-optical recording medium, the external magnetic field H ex and the magneto-optical
  • the temperature curve A of the transfer magnetic field generated from the recording film 406 and the temperature curve B of the perpendicular coercive force of the auxiliary magnetic film intersect between room temperature and the compensation temperature T comp of the auxiliary magnetic film.
  • the temperature curve A and the temperature curve B correspond to the compensation temperature T comp of the auxiliary magnetic film and the magneto-optical recording film.
  • a magneto-optical recording medium characterized by intersecting with a Curie temperature T co of 406.
  • This playback method Uses a magneto-optical recording medium having, via a non-magnetic film, a magneto-optical recording film 406 having perpendicular magnetization and an auxiliary magnetic film that transitions from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film when the critical temperature Tcr is exceeded.
  • FIG. 64 shows an example of the structure of this type of magneto-optical recording medium.
  • the 64 has a dielectric film 403, an auxiliary magnetic film 408, a non-magnetic film 409, a magneto-optical recording film 406, and a protective film 407 laminated on a substrate 401.
  • the auxiliary magnetic film 408 has a compensation temperature Tcomp between the critical temperature Tcr and its Curie temperature Tc, and the magneto-optical recording medium 490 includes the auxiliary temperature Tco of the magneto-optical recording film 406.
  • the critical temperature Tcr, the Curie temperature Tc, and the compensation temperature Tcomp satisfy the relationship of Tcr ⁇ Tcomp ⁇ Tco ⁇ Tc at room temperature.
  • reproduction is performed by irradiating a reproducing light whose optical power has been modulated while applying an external DC magnetic field to the magneto-optical recording medium 490 having the above-mentioned magnetic characteristics.
  • FIG. 66 shows the magnetic characteristics of the magneto-optical recording film 406 and the auxiliary magnetic film 408 of the magneto-optical disk 490 when a constant DC magnetic field He x is applied to the magneto-optical recording medium 490 in the recording direction. Show.
  • the magnetic temperature curve A in the figure shows the magneto-optical recording film 406
  • the downward direction is the recording direction, and Hex is also applied downward.
  • the external magnetic field Hex is adjusted so as to be smaller than the magnitude of the static magnetic field Ht in the initialization direction generated from the magnetization of the recording layer at room temperature.
  • curve A there are upward (negative) and downward (positive) depending on the magnetization direction of the recording magnetic domain of the recording layer.
  • Magnetic temperature curve B shows the temperature change of the coercive force in the perpendicular direction of the reproducing layer in the state having perpendicular magnetization.
  • This coercive force includes a magnetic field Hw (another value) corresponding to a virtual magnetic field that is considered to be applied to the coercive force Hr of the magnetic domain of the reproducing layer in the vertical direction by generating a magnetic wall of the reproducing layer.
  • Hr + Hw including the exchange coupling magnetic field in the in-plane direction of the reproducing layer. That is, Hr + Hw indicates a magnetic field necessary for performing magnetization reversal in a direction perpendicular to the reproduction layer film surface.
  • the temperature curves A and B in FIG. 66 are divided into three areas (a) to (c) as shown in FIG. These three areas (a) to (c) correspond to i) magnetic domain transfer from the recording layer to the reproducing layer, and ii) transfer domain expansion in the reproducing layer in the reproducing method of the present invention shown in Fig. 67 (A). Iii) correspond to the three steps of disappearance of the expanded magnetic domain, respectively.
  • Area (a) is a temperature area where magnetic domain transfer is performed from the recording layer to the reproduction layer in the reproduction method of the present invention, and belongs to a temperature range of T0 to T1 in the drawing.
  • TO means the critical temperature Tcr
  • T1 is the temperature at which the H ex-Ht side of the magnetic temperature curve A first intersects the magnetic temperature curve B.
  • the angle range T0 to T1 can be achieved by adjusting the optical power of the reproduction light to a relatively low level as described later.
  • the magnitude of the transfer magnetic field must exceed the perpendicular coercivity of the readout layer. That is, when the magnetization recorded in the recording layer is in the direction (recording direction), the transfer magnetic field represented by H ex + H t becomes larger than H r + H w or H r + H w. (Magnetic domain transfer requirements).
  • the negative transfer magnetic field represented by He x — Ht is the coercive force H r + H w or the perpendicular direction of the reproducing layer. — Must be less than (Hr + Hw) (domain transfer requirement).
  • the ⁇ -direction magnetization recorded in the magnetic domain 610 of the recording layer is transferred to a region of the reproducing layer where the temperature exceeds the temperature T0 in the reproducing light spot. The case where the transfer magnetic domain 601a is formed is shown.
  • the magnetic domain of the magnetic domain 601b transferred to the reproducing layer is enlarged.
  • This temperature region is the range indicated by T1 to T2 in the figure.
  • the temperature ⁇ 2 is the temperature at which the ⁇ ex—H t side of the magnetic temperature curve ⁇ crosses the magnetic temperature curve B on the high temperature side.
  • T2 almost coincides with the compensation temperature Tcomp of the reproducing layer in relation to the external magnetic field Hex (the compensation temperature Tcomp and the compensation of the recording layer).
  • the temperature is between the Lee temperature T co and very close to the compensation temperature Tcomp).
  • both sides of the magnetic domain 601b transferred to the reproducing layer were heated to T0 to T1 in the reproducing light spot.
  • the magnetic domains 603 and 603 ′ represent a transfer magnetic field (H eX ⁇ H t) (total direction) obtained by adding the upward static magnetic field H t from the magnetic domain 622 of the recording layer immediately above to the external magnetic field H e X.
  • the enlarged and reproduced magnetic domains can be eliminated or reduced by applying a reproducing magnetic field in the erasing direction, that is, by using an alternating magnetic field as the reproducing magnetic field, but the reproducing method of the present invention uses a DC magnetic field.
  • the enlarged magnetic domain is eliminated by power-modulating the reproduction light to a higher power than the reproduction light power used for magnetic transfer and magnification.
  • the reproducing light power may be further modulated to eliminate the enlarged magnetic domain.
  • the principle that the expanded magnetic domain reverses (disappears) in area (c) will be described with reference to FIG. Fig.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining temperature changes in the direction and magnitude of the sublattice magnetization of the rare earth metal and the transition metal of the magnetic domain 601b of the reproducing layer (eCo alloy).
  • T comp compensation temperature
  • the coercive force Hr of the magnetic domain 601e is smaller than the total magnetic field (Hex + Ht-Hw or Hex-Ht-Hw) acting on the magnetic domain 601e in the recording direction.
  • Tcomp compensation temperature
  • FIG. 68 (B) the magnetic moment of the dominant transition metal is shifted toward the recording direction. Invert. Therefore, the downward magnetic moment of the rare earth metal in the enlarged magnetic domain 601 shown in (3) of Fig. 68 (A) is inverted in the area (c), that is, in the region heated above the compensation temperature Tcomp.
  • a reversed magnetic domain 601c is generated ((4) in FIG. 68 (A)).
  • the magnetic domains 601 and 601 'on both sides of the reversing magnetic domain 601c have the same magnetization direction as the enlarged magnetic domain 601b because the temperature is between T1 and T2.
  • the three temperature areas (a) to (c) are achieved by modulating the reproducing light power into at least two-stage powers Prl and Pr2 as shown in FIG. 67 (B). Can be.
  • the optical power Prl of the reproduction light is set to a power capable of transferring the recording magnetic domain of the magneto-optical recording film 406 to the reproducing layer and expanding the magnetic domain by heating the auxiliary magnetic layer to a temperature of Tcr to Tcomp.
  • the optical power Pr2 of the reproducing light may be a power for heating the auxiliary magnetic layer to a temperature of Tcomp to Tco to reduce or eliminate the enlarged magnetic domain.
  • the recording magnetic domain of the recording layer can be i) transferred to the reproduction layer, ii) the transfer magnetic domain can be expanded, and iii) the expansion can be performed Reproduction can be performed through the step of disappearance of the magnetic domain.
  • a first auxiliary magnetic film 408, a non-magnetic film 409, and a second auxiliary magnetic film 404 are sequentially stacked on a magneto-optical recording film 406.
  • the magneto-optical recording film 406, the first auxiliary magnetic film 408, and the second auxiliary magnetic film 404 have a laminated structure.
  • the room temperature is TCR12 ⁇ TCR1KTC0.
  • the critical temperature is the temperature at which the magnetization state of the magnetic film changes from in-plane magnetization to perpendicular magnetization, or from perpendicular magnetization to in-plane magnetization, represented by TCR.
  • the second auxiliary magnetic film 404 is an in-plane magnetic film from room temperature to a certain critical temperature (TCR12) above room temperature, and becomes a perpendicular magnetic film above TCR12. As shown in FIG.
  • the first auxiliary magnetic film 408 has a magnetic property that it is a perpendicular magnetization film from room temperature to a certain critical temperature (TCR11) above room temperature and becomes an in-plane magnetization film above TCR11. ing.
  • the magneto-optical recording film 406 is a perpendicular magnetization film at room temperature or higher.
  • the operation (reproduction) principle of the magneto-optical recording medium of the tenth aspect will be described below.
  • FIG. 71A shows the magnetization state of each layer before writing and writing after the recording magnetic domain is written in the magneto-optical recording film 406 by the magneto-optical field modulation recording method or the like.
  • this medium is irradiated with reproducing light having an appropriate power so that the maximum temperature of the magnetic film reaches a desired temperature
  • a region in the second auxiliary magnetic film 404 where the temperature is equal to or higher than TC12 is The magnetic domain 422 of perpendicular magnetization in the magneto-optical recording film 406 is transferred.
  • the magnetic domain 621 having the same size as or larger than the magnetic domain in the magneto-optical recording film 406 is used as the second auxiliary.
  • the reproducing power and TCR1 are set so as to be transferred to the magnetic film 404.
  • the first auxiliary magnetic film 408 changes to in-plane magnetization, and blocks a magnetic domain signal magnetic field and a leakage magnetic field of the magneto-optical recording film 406.
  • the signal of the magnetic domain 422 transferred to the second auxiliary magnetic film 404 has a leakage magnetic field. Since the influence of the field is prevented, a reproduced signal having a high C / N can be obtained.
  • the critical temperatures of the first and second auxiliary magnetic films are set so that T CR12 ⁇ T CR11, as shown in the temperature profile in the medium of FIG. ⁇ becomes large in a region in the auxiliary magnetic film where a perpendicular magnetization state can be obtained.
  • the TCR12 is formed in the second auxiliary magnetic film 404 (reproducing layer). As described above, a region that can be in a perpendicular magnetization state is generated.
  • the TCR 12 and the reproducing power are set and used so that the size of the region is equal to or larger than the magnetic domain recorded in the magneto-optical recording film 406, preferably equal to or larger than the reproducing light spot.
  • the second auxiliary magnetic film 404 (reproducing layer) has a coercive force distribution as shown in FIG.
  • the first auxiliary magnetic film 408 is formed when the perpendicular magnetization state is generated in the second auxiliary magnetic film 404 (reproducing layer) at TCR12 or more.
  • the magnetization state of the first auxiliary magnetic film 408 changes from perpendicular magnetization to in-plane magnetization.
  • the transfer magnetic domain (domain) of the second auxiliary magnetic film 404 (reproducing layer) is enlarged as shown in FIG.
  • the state of magnetization of the first auxiliary magnetic film 408 maintains the state of in-plane magnetization, and the reproduced signal of the second auxiliary magnetic film 404 contains a noise signal such as a leakage magnetic field.
  • the required temperature difference ⁇ ⁇ between the critical temperatures T CR12 and T CR11 must be obtained so that the leakage magnetic field and the like can be shut off so as not to enter. It is necessary to select and use a material combination of the first auxiliary magnetic film 408 and the second auxiliary magnetic film 404 that can provide such a temperature difference ⁇ .
  • the magneto-optical recording film 406 has a magnetization distribution as shown in FIG. 71 (B) and FIG. 71 (C) corresponding to the temperature distribution in the region above TCR12, and has the highest attainable temperature. Area and It has magnetic properties such that its value becomes sufficiently large in the vicinity. Since the magnetic characteristics of each magnetic film are set as described above, only the magnetic domain M in the region where the temperature in the magneto-optical recording film 406 is high and the magnetization is sufficiently large acts on the magneto-optical recording film. Due to the large magnetostatic coupling force between the film 406 and the second auxiliary magnetic film 404, it is transferred to a region in the second auxiliary magnetic film 404 where the temperature is high and the coercive force is sufficiently small.
  • the magnetic domain transferred to the second auxiliary magnetic film 404 is shown in FIG. 71 (C) due to the perpendicular magnetic anisotropy in the region above TCR12 and the exchange coupling force from the transferred magnetic domain. It is thought to expand. Due to the magnetic domain expansion, the reproduction signal is increased similarly to the first type of magneto-optical recording medium, and the C / N is improved. After the reproduction, that is, after one light of the reproduction laser is moved, the reading section is cooled to TCR12 or less, the second auxiliary magnetic film 404 becomes an in-plane magnetized film, and returns to the state of FIG.
  • the effect of the magnetic domain expansion of the second auxiliary magnetic film 404 is maximized when the transfer magnetic domain in the second auxiliary magnetic film 404 is expanded beyond the reproduction light spot ⁇ ⁇ .
  • an extremely large reproduction output determined only by the figure of merit of the second auxiliary magnetic film 404 and the reproduction beam light irrespective of the size or shape of the magnetic domain recorded in the magneto-optical recording film 406 is obtained.
  • the second auxiliary magnetic film is in an in-plane magnetization state, and returns to the state shown in FIG.
  • FIG. 83 shows an example of the optical element 801.
  • FIG. 83 is a conceptual diagram illustrating the imaging principle of the optical element 801. The conditions for improving the recording density by reducing the spot diameter of the laser beam irradiated on the recording medium 803 to a smaller spot ⁇ ⁇ will be described.
  • the spot ghost S is defined by the following equation (1).
  • the wavelength of the incident light becomes shorter inside the optical element 81. Also, if the incident light is refracted on the surface of the optical element 801 and condensed in the optical element 801, the angle 0 max between the optical axis and the incident light becomes smaller than before the light enters the optical element 801. The size can be increased within the optical element 801.
  • Cutting surface of the optical element 8 0 1 c optical element 8 0 1 is the radius r of the hemispherical lens formed by cutting a part of a sphere, i.e., the exit surface 8 of the optical element 8 0 1 0 1 a is It is cut perpendicular to the optical axis of the incident light.
  • the cutting position of the optical element 81 is r / n from the center of the sphere.
  • the optical element 801 becomes evanescent Emission surface 80 of optical element 81 through field (air gap) 1
  • the spot is irradiated on the recording medium 703 arranged on the 1a side. Therefore, the distance between the optical element 801 and the recording medium 803 must be within the attenuation distance of the evanescent light.
  • the optical element 801 forms an image at a position (on the surface 803a of the recording medium 803) where the broken line extending the incident light in the optical element 801 shown by the solid line intersects.
  • the optical element 800 1 has the square of n due to the shortening of the wavelength ⁇ of the incident light in the optical element 81 and the increase in the angle 0max due to the refraction of the optical element 81 on the spherical surface.
  • NA can be increased up to two-fold. In other words, in theory it can be reduced in the laser beam spot Boku ⁇ up 1 / n 2.
  • the optical element 801 makes the spot formed on the recording medium 803 smaller than the minimum spot obtained in a vacuum.
  • the magnetic coil is built in the slider, so that the size can be further reduced as compared with the related art.
  • the magnetic coil is provided on the outer periphery of the optical element 811, so that the distance between the recording medium and the magnetic coil is reduced, so that the current flowing through the magnetic coil when applying a magnetic field can be reduced. Since the optical path of the laser light is not blocked, the recording medium can be efficiently irradiated with the laser light.
  • the magnetic coil By providing the magnetic coil at a position closer to the recording medium than the light emitting surface of the optical element 801, the distance between the magnetic coil and the recording medium is reduced, and the magneto-optical head configured as described above is used. The power consumption of the used recording / reproducing apparatus can be suppressed. It is desirable to use a film coil as the magnetic coil.
  • the magnetic coil By configuring the magnetic coil with a film-shaped coil, the distance between the recording medium and the magnetic coil can be reduced. Furthermore, the magnetic coil makes the inside of the magnetic coil smaller than the outside of the optical element 81, so that a more stable external magnetic field can be applied to the recording medium.c
  • the magnetic core that transmits light It is preferable to use a body material. Thus, since the optical path of the laser light irradiated toward the recording medium is not blocked, the recording medium can be efficiently irradiated with the laser light.
  • this magnetic material for example, a transparent ferrule There is an event.
  • it is preferable that at least a part of the optical element is made of a magnetic material that transmits laser light.
  • the number of components used for the magneto-optical head can be reduced, and the magneto-optical head can be downsized.
  • a magnetic material that transmits laser light can be arranged only near the center of the optical element orthogonal to the laser light emission surface, thereby improving the positioning accuracy of the external magnetic field.
  • FIG. 1 (A) and 1 (B) are diagrams for explaining the principle of recording and reproduction of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 1 (A) is a diagram showing the principle of information recording. Is a diagram showing the principle of initialization of the enlarged reproduction layer.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a recording / reproducing apparatus used for recording / reproducing on the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 3 shows the principle of selecting only one magnetic domain among a plurality of recording magnetic domains of the information recording layer existing in the reproducing light spot during reproduction of the magneto-optical recording medium of the present invention and magnetically transferring the magnetic domain.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the principle of enlarged reproduction of a minute magnetic domain during reproduction of the magneto-optical recording medium of the present invention, and FIG. Fig. 4 (B) shows how the magnetic domain is reduced by the reduced reproducing magnetic field.
  • FIGS. 5A and 5B are graphs showing the hysteresis force of the enlarged reproduction layer of the magneto-optical recording medium of the present invention, and FIG. 5A shows the initial magnetization curve when an enlarged magnetic field is applied.
  • Fig. 5 (B) shows the initial magnetization curve when a reduced magnetic field is applied.
  • FIG. 6 is a sectional view of a specific example of the magneto-optical recording medium according to the second embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views of a specific example of the magneto-optical recording medium according to the first and second embodiments, respectively.
  • FIG. 9 is a sectional view of a specific example of the magneto-optical recording medium according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a magneto-optical recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a timing chart showing a relationship among a recording laser pulse, a recording external magnetic field, and a recording magnetic domain in the optical magnetic field modulation recording method in Examples 4 and 5 of the present invention.
  • FIG. 12 is a timing chart showing a reproduction clock, a reproduction signal waveform by a reproduction external magnetic field and a pulse magnetic field, and a reproduction signal waveform after sample hold in the reproduction method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the error rate and the recording mark length in the 1-7 modulation of the reproducing method according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a magneto-optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a timing chart showing a reproduction clock, a reproduction external magnetic field, a reproduction signal waveform by a pulsed light / pulse magnetic field, and a reproduction signal waveform after sample-hold in the reproduction method according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the error rate and the recording mark length in 1-7 modulation of the reproducing method according to the fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 17 shows the temperature distribution of the laser beam spot for reproduction with respect to the disk position.
  • FIGS. 18 (A) and (B) are diagrams for explaining the reproducing principle of the magneto-optical recording medium of Example 2, and FIG. 18 (A) shows the transfer of magnetization from the recording layer to the reproducing layer.
  • FIG. 18 (B) is a diagram showing a state where the transferred magnetic domain is enlarged.
  • FIG. 19 is a graph showing the dependence of Hs and Hn on the reproduction light power measured using the magneto-optical recording medium of Example 2.
  • Figure 20 shows the minimum stable domain diameter rmin of the magnetic domains that can exist stably with respect to temperature.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the principle of applying a reduced magnetic field to an enlarged magnetic domain in the magneto-optical recording medium according to the second embodiment to eliminate the magnetic domain.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a reproducing method that combines a method in which transfer occurs in a high-temperature region behind the reproducing light spot and a method in which transfer occurs in a low-temperature region in front of the reproducing light spot.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating self-synchronization for generating a clock signal usable in the devices of the fourth and fifth embodiments.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining external synchronization for generating a usable clock signal using the land group type magneto-optical recording medium in the devices of the fourth and fifth embodiments.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining external synchronization for generating a usable clock signal using a wobble-shaped landgle-type magneto-optical recording medium in the devices of the fourth and fifth embodiments.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining external synchronization for generating a usable clock signal using a land-groove 'type magneto-optical recording medium having a flash mark in the devices of the fourth and fifth embodiments.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining two-period sampling for generating a clock signal usable in the device of the fourth or fifth embodiment.
  • FIGS. 28 (A) and (B) are diagrams showing the application period of the pulsed laser light or magnetic field, and FIG. 28 (A) shows the relationship between the expansion and contraction magnetic field periods.
  • (B) is a diagram showing a cycle of a laser light pulse with respect to an alternating magnetic field.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a magnetic field having a triangular waveform that can be used as a magnetic field for expanding and reducing a magnetic domain.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of a circuit for generating a sinusoidal waveform that can be used as a magnetic field for expanding and reducing a magnetic domain.
  • FIG. 31 shows the results obtained by applying a magnetic field of various sizes to the magneto-optical recording medium of Example 2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a reproduced signal when the reproduction is performed.
  • FIG. 32 is a schematic configuration diagram showing a modification of the magneto-optical recording / reproducing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 33 is a diagram showing a laminated structure of a magneto-optical recording medium suitable for recording and reproducing using the magneto-optical recording and reproducing apparatus shown in FIG.
  • FIGS. 34 (A) and (B) are diagrams showing the shortest magnetic domain shapes of the recording magnetic domains suitable for magnetic domain expansion reproduction.
  • FIG. 35 is a diagram showing a laminated structure of the magneto-optical recording medium of Example 10.
  • FIG. 36 is a diagram for explaining the principle of reproducing the magneto-optical recording medium of the tenth embodiment.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating the magnetic domain structure of another magneto-optical recording medium according to the tenth embodiment.
  • FIG. 38 is a view for explaining the principle of reproduction of the medium having the magnetic domain structure shown in FIG.
  • FIGS. 39 (A) and (B) are diagrams illustrating the advantage in the case where the magnetic domain transferred to the intermediate domain layer or the gate layer is transferred so as to be smaller than the magnetic domain recorded in the recording layer.
  • FIG. 40 is a sectional view conceptually showing a laminated structure of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 41 (A) is a conceptual diagram showing the magnetization state of each layer before reproduction of the magneto-optical recording medium of the present invention
  • FIG. 41 (B) shows the magnetization state of the magneto-optical recording medium shown in FIG. 41 (A) during reproduction.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a magnetization state of each layer.
  • FIG. 42 is a diagram showing the magnetic properties of the auxiliary magnetic layer constituting the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 43 is a graph showing the relationship between the read C / N and the recording mark length in the magneto-optical recording medium manufactured in Example 12 of the present invention and the conventional magneto-optical recording medium.
  • FIG. 44 (A) is a sectional view showing a laminated structure of a conventional magneto-optical recording medium
  • FIG. 44 (B) is a sectional view showing a laminated structure of a magnetic super-resolution magneto-optical recording medium
  • Fig. 45 shows the principle of reproduction of the magneto-optical recording medium shown in Figs. 41 (A) and 41 (B).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a temperature distribution.
  • FIG. 46 is a diagram showing various reproducing magnetic field patterns that can be used in the reproducing method in Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 47 is a diagram showing various reproduction light pulse patterns that can be used in the reproduction method according to Embodiment 14 of the present invention.
  • FIG. 48 is a diagram showing various reproduction light multi-pulse patterns that can be used in the reproduction method according to Embodiment 14 of the present invention.
  • FIG. 49 is a cross-sectional view showing the laminated structure of the magneto-optical recording medium used in Example 15.
  • FIG. 50 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a magneto-optical recording medium used in Example 15 in which magnetic layers are laminated on both sides of a substrate.
  • FIGS. 51 (A) and (B) are diagrams for explaining the principle of reproduction of the magneto-optical recording medium of the present invention rotating and moving with respect to the reproduction light.
  • FIG. 52 is a conceptual diagram (A) showing the magnetization state of each layer before reproduction of the magneto-optical recording medium belonging to the second type of the present invention, and the conceptual diagram showing the magnetization state of each layer during reproduction of the magneto-optical recording medium.
  • Figure (B) shows the magnetization state of each layer during reproduction of the magneto-optical recording medium.
  • FIG. 53 is a diagram conceptually showing a laminated structure of the magneto-optical recording medium according to the eighth embodiment.
  • FIG. 54 is a diagram showing readout when the magneto-optical recording medium according to the eighth embodiment is irradiated with reproduction light.
  • 6 is a graph showing a temperature profile of a part.
  • FIG. 55 is a graph showing the profile of the temperature and coercive force of the auxiliary magnetic film of the magneto-optical recording medium according to the eighth embodiment, and the profile of the magnetization of the magneto-optical recording film.
  • FIG. 56 is a graph showing the temperature characteristic of the Kerr effect of the auxiliary magnetic film of the magneto-optical recording medium according to the eighth embodiment manufactured in Example 17 of the present invention.
  • FIG. 57 is a timing chart for explaining the principle of the reproducing method of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIGS. 58 (A) to (E) show various reproductions of the magneto-optical recording medium of Example 17 of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing a reproduced signal waveform observed on an oscilloscope when reproduced with continuous light of I ⁇ ° ⁇ °.
  • FIGS. 59 (A) to 59 (C) are conceptual diagrams for explaining the magnetization state of each layer of the magneto-optical recording medium when the signal waveform shown in FIG. 58 (A) is obtained.
  • FIGS. 60 (A) to 60 (C) are conceptual diagrams illustrating the magnetization state of each layer of the magneto-optical recording medium when the signal waveform shown in FIG. 58 (C) is obtained.
  • FIGS. 61 () to ( ⁇ ) are conceptual diagrams illustrating the magnetization state of each layer of the magneto-optical recording medium when the signal waveform shown in FIG. 58 (E) is obtained.
  • FIG. 62 is a diagram showing the irradiation timing for the recording mark of the reproduction pulse light modulated by the reproduction power Prl and Pr2 determined in the preliminary experiment of Example 17;
  • FIG. 63 is a graph showing a reproduction signal waveform obtained by performing reproduction using the reproduction pulse light shown in FIG.
  • FIG. 64 is a diagram conceptually showing a laminated structure of the magneto-optical recording medium according to the ninth embodiment.
  • FIG. 65 is a timing chart for explaining the principle of the reproducing method of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 66 is a diagram showing the magnetic temperature characteristics of the magneto-optical recording layer and the magneto-optical reproducing layer of the magneto-optical recording medium according to the ninth embodiment.
  • FIG. 67 is a diagram illustrating a process of reproducing a recording magnetic domain of the magneto-optical recording layer from the magneto-optical reproducing layer by irradiating the magneto-optical recording medium according to the ninth embodiment with optically modulated reproducing light.
  • ( ⁇ ) indicates the direction of the magnetic domain of the recording layer and the reproducing layer, and ( ⁇ ) indicates the power of the modulated optical signal.
  • FIG. 68 is a view for explaining the principle of magnetic domain annihilation.
  • ( ⁇ ) shows the sublattice magnetization of the reproducing layer below the compensation temperature
  • ( ⁇ ) shows the sublattice magnetization of the reproducing layer above the compensation temperature. Is shown.
  • FIG. 69 is a cross-sectional view conceptually showing the laminated structure of the magneto-optical recording medium according to the tenth embodiment.
  • FIG. 70 is a diagram showing the magnetic temperature characteristics of the magneto-optical recording layer, the auxiliary magnetic layer, and the magneto-optical reproducing layer of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 71 is a conceptual diagram (A) showing the magnetization state of each layer before reproduction of the magneto-optical recording medium according to the tenth embodiment, and a conceptual diagram showing the magnetization state of each layer at the beginning of reproduction of the magneto-optical recording medium ( FIG. 4B is a conceptual diagram (C) showing the magnetization state of each layer at the end of reproduction of the magneto-optical recording medium.
  • FIG. 72 is a cross-sectional view of a head configuration of a conventional magneto-optical recording / reproducing apparatus.
  • FIG. 73 is a sectional view of a head configuration of a conventional magneto-optical recording / reproducing apparatus.
  • FIG. 74 is a plan view of an embodiment of the magneto-optical recording / reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 75 is a schematic diagram of the optical system of the device shown in FIG.
  • FIG. 76 is a plan view of another embodiment of the magneto-optical recording / reproducing apparatus.
  • FIG. 77 is a schematic diagram of the optical system of the device shown in FIG.
  • FIG. 78 is a side view of the magneto-optical recording / reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 79 is a plan view of the magneto-optical recording / reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 80 shows the configuration of the track / sector of the magneto-optical disk used in Example 21.
  • FIG. 81 is a layout diagram of a prepit pattern formed on the track of the magneto-optical disk used in Example 21.
  • FIG. 82 is a diagram illustrating a modulation pattern of a reproduction light and an alternating pattern of a reproduction magnetic field in the reproduction method according to the example 20.
  • FIG. 83 is a conceptual diagram illustrating the imaging principle of the optical element used in the magneto-optical head according to the present invention.
  • FIG. 84 is a cross-sectional view of a magneto-optical head having a solid immersion lens and a magnetic coil on a slider using a solid immersion lens for the optical element shown in FIG. This shows a case where a merger lens and a magnetic coil are incorporated in a slider.
  • Figure 85 shows the solid immersion lens shown in Figure 83 mounted on a slider and
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a magneto-optical head in which a coil is built in a slider.
  • Fig. 86 shows the cross section of the magneto-optical head shown in Fig. 85 when a magnetic material that transmits laser light is disposed in the portion where the solid immersion lens is installed.
  • Fig. 87 is a cross-sectional view of the magneto-optical head shown in Fig. 85, in which a magnetic coil joined to the light emitting surface of the solid-state image lens is arranged between the optical recording media. Is
  • FIG. 88 is an external perspective view of a film-shaped magnetic coil used for a magneto-optical head.
  • FIG. 89 is a cross-sectional view of a magneto-optical head in which a magnetic core that transmits laser light is disposed in a portion where the solid immersion lens of the magneto-optical head shown in FIG. 87 is installed.
  • Fig. 90 shows the magnetic core that transmits laser light to the magneto-optical head shown in Fig. 88.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a magneto-optical head formed near the center of the John lens orthogonal to the laser light emission surface.
  • FIG. 91 is a sectional view of an embodiment of a magneto-optical head provided in the magneto-optical recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • FIG. 92 is a plan view of an embodiment of a slider of a magneto-optical head provided in the magneto-optical recording / reproducing apparatus of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example of the configuration of a magneto-optical recording medium according to the second embodiment of the present invention.
  • the gate layer 16, the exchange coupling force control layer 17 and the information recording layer 18 are replaced with an information recording layer (the information recording layer 75 in FIG. 7), and the thickness of the information recording layer is shown in FIG.
  • the magneto-optical recording medium according to the first aspect of the present invention is obtained. Therefore, the following description of the medium structure is basically the second of the present invention.
  • the information recording layer conforms to the first aspect unless the information recording layer is limited to the laminated structure of the gate layer 16, the exchange coupling force control layer 17, and the information recording layer 18. It is also applied to magneto-optical recording media.
  • the magneto-optical recording medium 61 is a recording medium capable of transferring only a plurality of minute magnetic domains of the information recording layer to the magnetic domain enlarging / reproducing layer 3 according to the above-described principle and simultaneously reproducing the transferred magnetic domains. It is.
  • the magneto-optical recording medium 61 has a dielectric layer 2, a magnetic domain expansion reproducing layer 3, a non-magnetic layer 4, a gate layer 16, an exchange coupling control layer 17 and an information recording layer 18 and a transparent layer 1 on a transparent substrate 1.
  • the dielectric layers 6 are sequentially laminated.
  • the expanded reproducing layer 3 can use a perpendicular magnetization film whose domain wall coercive force is smaller than the reproducing magnetic field at the time of reproducing light irradiation.
  • GdFe, GdFeCo, GdC It can be a rare earth transition metal alloy such as o, an alloy of a Pd or Pt layer and a Co layer, an alternate laminate, or a garnet-based oxide magnetic material.
  • the magnetic domain expansion reproducing layer 3 is preferably configured so that the compensation temperature is 100 to 50 ° C. If the compensation angle is set in such a range, the saturation magnetization (M s) becomes smaller at around room temperature, and the M s becomes larger only at high temperature (the coercive force increases near room temperature and decreases at high temperatures) . In other words, in the region of the magnetic domain expansion reproducing layer 3 where the temperature becomes high in the center portion of the laser spot, the coercive force Hc decreases due to the increase of M s, and the temperature decreases below the high temperature region of the magnetic domain expansion reproducing layer 3. Only one recording magnetic domain in the existing information recording layer is transferred to the reproducing layer, and only the magnetic domain of the transferred magnetic domain expansion reproducing layer 3 can be expanded by the reproducing magnetic field. Therefore, the compensation temperature of the domain expansion layer 3 is reduced
  • Magnetic domain expansion reproduction with a simple structure is realized by setting the temperature to 100 to 50 ° C. Only one magnetic domain among a plurality of magnetic domains in the information recording layer irradiated by the laser beam spot for c reproduction is realized. Is transferred to the gate layer 16 in several ways. That is, (1) Transferring magnetic domains of the information recording layer 18 in a region higher than a predetermined temperature in the temperature distribution of the gate layer 16 and the information recording layer 18 in the laser beam spot for reproduction to the gate layer. (2) The magnetic domain of the information recording layer 18 in the temperature distribution lower than a predetermined temperature in the temperature distribution of the gate layer 16 and the information recording layer 18 in the laser beam spot for reproduction is converted to the gate layer. (3) Gate the magnetic domain of the information recording layer 18 in a region within a predetermined temperature range in the temperature distribution of the gate layer 16 and the information recording layer 18 in the laser beam spot for reproduction. There is a method of transferring to layer 16.
  • the method (1) is as explained with reference to FIG. 3 in the explanation of the principle of the present invention, and only the high-temperature region of the gate layer illuminated by the laser beam spot for reproduction lowers the coercive force. Only the portion receives the exchange coupling force from the information recording layer. That is, magnetic domain transfer from the information recording layer to the gate layer occurs only in a temperature region where the coercive force of the gate layer is smaller than the exchange coupling force from the information recording layer.
  • the coercive force of the high-temperature portion of the gate layer illuminated by the laser beam spot for reproduction is reduced, and the high-temperature portion is exposed to an external magnetic field applied for enlarged reproduction. Are all aligned with the external magnetic field.
  • the magnetic domains of the information recording layer 18 are transferred to the gate layer 16 due to the exchange coupling force between the information recording layer 18 and the gate layer 16 in the temperature region.
  • this type of film structure it is preferable to provide an intermediate layer between the gate layer and the information recording layer.
  • Gd—Fe—Co (gate layer) / Tb_Fe—Co—Al (intermediate layer) / Tb—Fe—Co (information recording layer) can be used.
  • a gate layer exhibiting the above-mentioned characteristics (1) and (2) may be laminated. A magnetic layer to which the magnetic domain of the information recording layer is transferred only in a low temperature region is provided.
  • a magnetic layer to which the magnetic domains of the information recording layer are transferred only within a predetermined temperature range can be constituted by a single magnetic layer without employing a laminated structure.
  • a magnetic material having a compensation temperature Tcom near room temperature and the axis of easy magnetization is oriented in the film plane at a predetermined temperature TCR, the compensation is made according to the magnetic material. Transfer from the information recording layer occurs only at temperatures (Tcom + ⁇ ) to TCR somewhat higher than the compensation temperature.
  • the Curie temperature of the information recording layer is usually around 250 ° C in consideration of the power of a semiconductor laser available as a product. Therefore, the upper limit of the temperature of the recording film that is raised by the reproduction light spot is 170 ° C.
  • each magnetic layer it is preferable to design each magnetic layer so that the magnetic domain of the information recording layer 18 in a region lower than 170 ° C. is transferred to the gate layer 16. .
  • the temperature inside the magneto-optical recording / reproducing apparatus is about 50 ° C. Therefore, the method (1) for discriminating only one magnetic domain of the information recording layer 18 by the gate layer 16 is used. In order to differ from the critical temperature of at least 30C is required. Therefore, in the method (1), it is preferable to design each magnetic layer so that the magnetic domain of the information recording layer 18 in the high temperature region of 80 ° C.
  • each magnetic layer of the magneto-optical recording medium is transferred so that the magnetic domain of the information recording layer 18 is transferred to the gate layer within a temperature range of 80 ° C. to 170 ° C. Is preferably designed.
  • the information recording layer is required to have a property that the coercive force Hc is several times larger than the reproducing magnetic field even at the optical spot center temperature during reproduction.
  • the gate layer generally requires that the coercive force Hc be considerably smaller than that of the information recording layer.
  • rare earth transition metal alloys such as GdFeCo, GdFe, and GdW are required.
  • Gate layer + exchange coupling control layer + information recording layer The thickness (h) of (h / r) with respect to ⁇ (r) of the minimum magnetic domain recorded on the information recording layer is to make it easier to control the expansion and contraction of the magnetic domain of the magnetic domain enlarging and reproducing layer. ⁇ 0.5 is preferable. By doing so, it is possible to reliably transfer magnetic domains due to a stray magnetic field from the information recording layer to the magnetic domain expansion reproducing layer, and to make the distribution of the stray magnetic field in the in-plane direction of the layer relatively flat.
  • the magneto-optical recording medium of the present invention As shown in FIG. 6, between the gate layer 16 (the information recording layer in the magneto-optical recording medium according to the first embodiment) and the magnetic domain expansion reproducing layer 3
  • the nonmagnetic layer 4 can be inserted.
  • S i 0 2, A 1 N dielectrics such as S i N, A l, A l T i, A u, A g, C u, A u A l, A g A 1
  • a structure in which a metal or a dielectric and a metal are stacked can be used.
  • the nonmagnetic layer 4 may be composed of a single layer or a multilayer film.
  • the magnetic domain written on the information recording layer 18 and the gate
  • the magnetic domain is transferred, and when the nonmagnetic layer 4 does not exist, the gate layer 16 is used. From the information recording layer 18 to the gate layer 1 by the exchange coupling magnetic field between the
  • the magnetic domain transferred to 6 is magnetically transferred to the magnetic domain expansion reproduction layer 3.
  • the dielectric layers 2 and 6 can be made of, for example, a nitride, an oxide, or the like. Due to the interference effect of the reproduction light in the dielectric layer The apparent car rotation angle can be increased.
  • a metal reflective layer such as an A1 alloy, an Au alloy, a silver alloy, or a copper alloy may be formed.
  • the center of the track of the magnetic domain expansion reproduction layer 3 is higher than the outside when the reproducing magnetic field is applied, even the region not corresponding to the magnetic domain recorded in the information recording layer is easily inverted by the reproducing magnetic field. . Therefore, it is necessary to provide a metal reflective layer to dissipate heat to prevent only the center of the track from becoming hot, and to prevent reversal of magnetic domains in unnecessary portions of the reproducing layer when a reproducing magnetic field is applied. it can.
  • the portion of (gate layer 16 + exchange coupling force control layer 17 + information recording layer 18) in FIG. 6 may be replaced with the information recording layer.
  • the compensation temperature of the magnetic domain expansion reproducing layer 3 or the information recording layer may be adjusted to ⁇ 100 to 50 ° C.
  • a rare earth transition metal is used as the magnetic material of the information recording layer, and the compensation intensity is set to 100 to 50 ° C as in the case of the magnetic domain expansion reproduction layer so that the leakage magnetic field is increased only in the high temperature part. . It was possible to reproduce a 3 micron domain by expanding it three times. When (gate layer 16 + exchange coupling force control layer 17 + information recording layer 18) is simply replaced with an information recording layer, an in-plane at room temperature is located between magnetic domain expansion reproducing layer 3 and gate layer 16.
  • the magneto-optical recording medium according to the first to tenth aspects will be described with reference to the drawings. Explain physically.
  • FIG. 7A shows an example of a cross-sectional structure of the magneto-optical recording medium 71 of the present invention.
  • the magneto-optical recording medium 71 has a dielectric layer 2, an enlarged reproduction layer 3, a non-magnetic layer 4, an information recording layer 75, and a dielectric layer 6, which are sequentially laminated on a transparent substrate 1.
  • a transparent substrate a polycarbonate substrate having a thickness of 1.2 mm was used.
  • silicon nitride having a thickness of 70 nm was used.
  • the thickness is 2 0 nm, a compensation temperature - with 1 0 e C, Kiyuri first temperature 3 5 CTC G d F e C o alloys.
  • Silicon nitride having a thickness of 15 nm and an Al alloy having a thickness of 10 nm were used.
  • As the information recording layer 75 a TbFeCo alloy having a thickness of 200 nm, a compensation temperature of 50 ° C, and a Curie temperature of 270 ° C was used. Each of these layers was formed by sputtering using a magnetron sputtering apparatus. Predetermined data was recorded on the magneto-optical recording medium 71 shown in FIG. 7A by using the recording / reproducing apparatus shown in FIG. The details of the recording and the reproduction by the optical magnetic field modulation method will be described later in Example 4 and the like.
  • the recording magnetic domain is formed in the information recording layer so that the length of the magnetic domain in the track width direction of the minimum magnetic domain is shorter than the length in the line direction using a magnetic field modulation method.
  • the laser wavelength of the light head in FIG. 2 was 680 nm, and an optical system with a numerical aperture of 0.55 was used.
  • the effective spot ⁇ ⁇ is 1.2 microns. Therefore, when a continuous magnetic domain of 0.4 micron is recorded on the magneto-optical recording medium 71, two magnetic domains exist simultaneously in the reproduction light spot. According to the present invention, the two magnetic domains can be separated and reproduced by using the gate layer of the magneto-optical recording medium.
  • reproduction was performed with the reproduction power set to 1.0 mW, but the recording magnetic domain did not transfer to the enlarged reproduction layer 3 and did not appear in the reproduction signal.
  • This is a magneto-optical recording medium.
  • the compensation temperature of the enlarged reproduction layer 3 is equal to or lower than room temperature, and the reproduction power of 1. OmW cannot heat the enlarged reproduction layer 3 to a temperature sufficient to transfer the recording magnetic domain to the enlarged reproduction layer 3. It is. Even when the reproducing power was set to 1.8 mW, the reproduced waveform did not appear.
  • the reproducing power is set to 2.OmW, about 0.7 ⁇ m in diameter is heated to 80 ° C.
  • the reproduced waveform in this case is shown in Fig. 8 (A).
  • H 0
  • the signal of the alternating magnetic field is also shown at the bottom of Fig. 8 (A).
  • the reproduced waveform as shown in Fig. 8 (C) was obtained.
  • the amplitude of the reproduced signal is three times as large as that without the reproducing magnetic field (Fig. 8 (A)).
  • the amplitude should not increase if the transferable area of the magnetic domain is merely increased by the reproducing magnetic field, but the increase of the amplitude by three times causes the expansion (and reduction) of the magnetic domain transferred to the enlarged reproducing layer 3. It indicates that.
  • the thickness of the information recording layer is required to be at least 100 nm or more. Therefore, the thickness (h) of the recording layer is reduced. It was found that the ratio (h / r) of the length (r) of the minimum recording magnetic domain in the line direction (track direction) is preferably 0.5 or more.
  • this embodiment shows another specific example of a magneto-optical recording medium having the same structure as the magneto-optical recording medium shown in FIG.
  • This specific example of the magneto-optical recording medium corresponds to the second aspect of the present invention.
  • this magneto-optical recording medium 72 has a dielectric layer 2 made of SiN and a GdF on a light-transmitting substrate 1 made of glass, poly-force, or the like.
  • Enlarged reproduction layer made of eCo (hereinafter abbreviated as reproduction layer) 3, Nonmagnetic layer made of SiN / A1Ti4, Information recording layer made of TbFeCo (hereinafter, recording layer) 75)
  • reproduction layer 3
  • Nonmagnetic layer made of SiN / A1Ti4
  • Information recording layer made of TbFeCo (hereinafter, recording layer) 75)
  • the thickness of the dielectric layer 2 is 600 to 800 ⁇ (denoted by A in the text)
  • the thickness of the reproducing layer 3 is 50 to 1 000 A
  • the thickness of the nonmagnetic layer 4 is 50 to 300 A
  • the recording layer 75
  • the thickness of 75 can be adjusted to 500 to 3000 A
  • the thickness of the protective layer 1 can be adjusted to 500 to 1000 A.
  • each layer can be formed by a magnet port sputtering method using Ar as a sputtering gas.
  • the reproducing layer 3 is not limited to GdFeCo, and one element selected from GdFe, GdCo, TbCo or Ho, Gd, Tb, or Dy and Fe, Co, N It may be a magnetic film made of one element selected from i.
  • the recording layer 75 is not limited to the TbFeCo alloy, but is a single-layer magnetic film made of an element selected from Tb, Dy, and Nd and an element selected from Fe, Co, and Ni. Alternatively, it may be a multilayer magnetic film. Further, it may be a single-layer magnetic film or a multilayer magnetic film composed of one element of Pt and Pd and an element selected from Fe, Co and Ni. In addition, other materials disclosed herein that can be used for the reproducing layer, the recording layer, and the non-magnetic layer can be used. The principle of the magneto-optical recording medium of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18 (A) and (B).
  • the micro magnetic domains 7 of the recording layer 75 are first transferred to the reproducing layer 3 by magnetostatic coupling by irradiating a reproducing laser beam, and then the transferred magnetic domains are enlarged and reproduced. I do.
  • a temperature distribution usually occurs on the medium as shown in FIG.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between the position in the track direction and the angle when the reproduction light is irradiated to the magneto-optical disk in a spot shape, and a high-temperature region exists behind the center of the spot of the reproduction light.
  • FIG. 18 (A) shows only the recording layer 75, the non-magnetic layer 4 and the reproducing layer 3a for the sake of explanation, and shows the temperature distribution when the reproducing light spot is irradiated thereabove.
  • a magnetic film that is an in-plane magnetic film at room temperature and becomes a perpendicular magnetic film at a predetermined temperature (critical temperature) or higher is preferably used as the reproducing layer 3a.
  • This critical temperature is usually in the range of 100 to 170 ° C., and a magnetic film which rapidly changes from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film when reaching a temperature in this range is preferable.
  • One index indicating how abruptly changes from the in-plane magnetic film to the perpendicular magnetic film is the temperature coefficient C of one rotation angle of the force. In the magneto-optical recording medium of this embodiment, the temperature coefficient C is 8.0 or more. Is used.
  • a magnetic film that is an in-plane magnetic film at room temperature and becomes a perpendicular magnetic film at or above a critical temperature is used as a reproducing layer. It is preferable to use a magnetic film having a temperature coefficient C of 8.0 or more.
  • a temperature coefficient C 8.0 or more.
  • GdFeCo, GdFe, and GdCo are suitable as the magnetic film used for the reproducing layer 3a.
  • the material described in this embodiment can be used as a material for forming the recording layer 4 and the recording layer 75.
  • an external magnetic field Hep is applied to enlarge the magnetic domain 8 as shown in FIG. 18 (B).
  • An alternating magnetic field was used as the applied external magnetic field Hep.
  • FIG. 19 shows the read power dependence of He and Hn measured using the magneto-optical recording medium 72 shown in FIG. 7 (B).
  • the wavelength of the reproducing laser beam was 830 nm.
  • the external magnetic field He e P may be determined.
  • the external magnetic field Hep may be set between 200 and 250 (Oe).
  • the external magnetic field Hep can be reduced as the power of the reproducing laser beam increases.
  • the frequency of the alternating field can be in the range of 0.5 to 2 MHz.
  • FIG. 20 shows the minimum stable magnetic domain grmin of the magnetic domain which can be stably defined as defined by the above equation (1) with respect to temperature.
  • the minimum stable magnetic domain diameter rmin becomes smaller as the temperature of the magnetic film rises, and in the case of the GdFeCo used for the reproducing layer 3, the rmin at room temperature is 0.5 to 0.6 zm, rmin at 120 ° C. Is 0.1 ⁇ .
  • the magnetic domain of the recording layer is transferred to the reproducing layer, expanded by the expanded reproducing magnetic field, and then enters the low-temperature portion of the reproducing light spot.
  • FIG. 21 is an enlarged conceptual view of the vicinity of the magnetic domain 8 of the reproducing layer 3a shown in FIG.
  • the magnetic field Hsr for reducing the magnetic domain can be determined by the hysteresis curve shown in Fig. 4 (B).
  • the principle of reducing the magnetic domain has already been described in relation to FIG.
  • the wavelength of the laser beam used for the transfer and magnetic domain expansion, i.e., reproduction, is preferably 300 to 830 nm, and the numerical aperture of the objective lens for focusing the laser beam is 0. 55 (tolerance: ⁇ 0.05), the spot diameter of the laser beam can be 1.0 (tolerance: 0.1) xm.
  • a perpendicular magnetization film is used for the reproducing layer, and it is necessary to apply an initializing magnetic field to align the magnetization method of the reproducing layer 3 before the reproduction laser beam is irradiated. is there.
  • the magnetization of the magnetic domain that has risen to a predetermined temperature or higher is transferred from the recording layer 75 to the magnetic domain of the reproducing layer 3 by magnetostatic coupling via the nonmagnetic layer 4. Thereafter, the domain expansion (and erasure) operation as shown in Fig. 18 (B) is performed.
  • Rare earth metals such as Tb, Dy, and Gd and transition metals such as Fe, Co, and Ni are preferred as the reproducing layer suitable for a system in which transfer is performed through a high-temperature region behind the reproducing light spot.
  • GdFeCo, GdFe, GdCo, and TbCo are preferable.
  • the nonmagnetic layer 4 and the recording layer 75 can be selected from those described above.
  • a perpendicular magnetization film is used for a reproducing layer.
  • the perpendicular magnetization film is a magnetic layer having a property of erasing the magnetization when the laser beam for reproduction is irradiated and the temperature rises above a predetermined temperature (Curie temperature).
  • a predetermined temperature Curie temperature
  • the magnetization directions of the recording layer 75 and the reproduction layer 3 match.
  • the temperature of the reproducing layer 3 rises above a predetermined temperature by irradiation with the reproducing laser beam, the magnetization in that region is erased.
  • FIG. 18 (A) The magnetic domain expansion (erase) operation as shown in (1) is performed.
  • a magnetic film made of TbCo, Dy and one element selected from Fe, Co, and Ni is suitable.
  • the nonmagnetic layer 4 and the recording layer 75 can be selected from those described above. Referring to FIG. 22, it is also possible to combine a method in which transfer is performed in a high-temperature region behind the reproduction light spot and a method in which transfer is performed in a low-temperature region in front of the reproduction light spot.
  • FIG. 22 it is also possible to combine a method in which transfer is performed in a high-temperature region behind the reproduction light spot and a method in which transfer is performed in a low-temperature region in front of the reproduction light spot.
  • the recording layer 75 shows the recording layer 75, the nonmagnetic layer 4, the reproducing layer 3d, and the temperature distribution of this type of magneto-optical recording medium.
  • the reproducing layer 3d is magnetized in a fixed direction by an initialization magnetic field (not shown) before reproducing. Thereafter, when the magneto-optical recording medium is irradiated with a laser beam, the magnetization is erased in the high-temperature portion 19 of the reproducing layer 3 d, and the magnetic domains 20 in front of the high-temperature portion 19 (in front of the disk progression) become the recording layer 75. Since it is magnetized in the same direction as the magnetic domain 21, it can be reproduced by enlarging the magnetic domain 20.
  • the characteristics of the magnetic film used for the reproducing layer 3d include a temperature at which the magnetization is transferred from the recording layer 75 and a temperature at which the magnetization is erased at a temperature higher than that, and the temperature at which the magnetization is transferred is 80 to 1 2 (It is in the range of TC, and the temperature at which the magnetization is erased is preferably in the range of 130 to 170 ° C.
  • the magnitude of the initialization magnetic field before starting the reproduction operation is 1 k (Oe) or less.
  • a magnetic film composed of one element selected from TbCo, Dy and Fe, Co, and Ni is suitable.
  • the nonmagnetic layer 4 and the recording layer 75 are as described above. Example 3
  • Example 1 With a simple structure composed of the enlarged reproduction layer 3 and the information recording layer, it was possible to transfer minute magnetic domains from the information recording layer to the magnetic domain expansion reproduction layer and to enlarge and reduce the transferred magnetic domains.
  • a magneto-optical recording medium provided with a gate layer capable of selecting only one of a plurality of magnetic domains of an information recording layer existing in a reproduction light spot is shown. This The magneto-optical recording medium corresponds to the magneto-optical recording medium according to the second aspect of the present invention. As shown in FIG.
  • the information recording layer 5 of the magneto-optical recording medium 71 of the first embodiment is different from the gate layer 93 + exchange coupling force control layers 95, 97 + information It has a structure in which the recording layer 99 is replaced.
  • the gate layer 93 a GdFeCo magnetic layer having a compensation temperature of 50 C, a Curie temperature of 350 ° C, and a thickness of 100 nm was used.
  • the first exchange coupling force control layer 95 a TbFeCo magnetic layer having a compensation temperature of 80 ° C, a Curie temperature of 160 ° C, and a film thickness of 20 nm was used.
  • the second exchange coupling force control layer 97 a 0 d FeCo magnetic layer having a compensation temperature of 90 ° C, a Curie temperature of 200 ° C, and a film thickness of 101 ⁇ 01 was used.
  • As the information recording layer 99 a TbFeCo magnetic layer having a compensation temperature of 50 ° C, a Curie temperature of 270 ° C, and a film thickness of 70 nm was used.
  • the first exchange coupling force control layer 95 is a layer for controlling the transfer of the magnetic domain of the information recording layer 99 in the region of 70 ° C.
  • the second exchange coupling force control layer 97 is This is a layer for controlling the transfer of the magnetic domain of the information recording layer 99 in the region of 160 ° C. or less to the gate layer 93.
  • the recording magnetic domains of the information recording layer 99 in the temperature range of 70 ° C. or more and 160 ° C. or less can be transferred to the enlarged reproduction layer 3.
  • the apparatus 101 shown in FIG. 10 includes a laser beam irradiating section for irradiating the magneto-optical disk 100 with pulsed light at a constant period synchronized with the code data, and a magneto-optical disk 1 for recording and reproduction. It mainly comprises a magnetic field application unit that applies a magnetic field controlled to 00, and a signal processing system that detects and processes signals from the magneto-optical disk 100.
  • the laser 22 is connected to a laser drive circuit 32 and a recording pulse width / phase adjustment circuit 51 (RC-PPA), and the laser drive circuit 32 is connected to the recording pulse width phase adjustment circuit 51.
  • the laser pulse width and the phase of the laser 22 are controlled in response to the above signal.
  • the recording pulse width / phase adjusting circuit 51 receives a clock signal described later from the PLL circuit 39 and generates a first synchronizing signal for adjusting the phase and pulse width of the recording light.
  • a magnetic coil 29 for applying a magnetic field is connected to a magnetic coil drive circuit (M-DRIVE) 34. At the time of recording, the magnetic coil drive circuit 34 outputs a phase from an encoder 30 to which data is input.
  • M-DRIVE magnetic coil drive circuit
  • a reproduction pulse width / phase adjustment circuit receives a clock signal described later from the PLL circuit 39.
  • a second synchronizing signal for adjusting a phase and a pulse width is generated through 131, and the magnetic coil 29 is controlled based on the second synchronizing signal.
  • a recording / playback switch (RC / RP
  • SW) 1 34 is connected to the magnetic coil drive circuit 34.
  • a first polarizing prism 25 is disposed between the laser 22 and the magneto-optical disk 100, and a second polarizing prism 25 1 and a detector 28 And 2 8 1 are arranged.
  • the detectors 28 and 281 are connected to the subtractor 302 and the adder 301 via the I / V converters 31 1 and 31 2 respectively.
  • the adder 301 is connected to a PLL circuit 39 via a clock extraction circuit (CSS) 37.
  • the subtractor 302 is a sample / hold (S / H) circuit 41 that holds the signal in synchronization with the clock.
  • the A / D conversion circuit 42, 2 that performs analog-to-digital conversion in synchronization with the clock. It is connected to a decoder 38 via a coded signal processing circuit (BSC) 43.
  • BSC coded signal processing circuit
  • the light emitted from the laser 22 is collimated by the collimating lens 23 and is condensed on the magneto-optical disk 100 by the objective lens 24 through the polarizing prism 25.
  • the reflected light from the disc 100 is directed to the polarizing prism 25 1 by the polarizing prism 25, passes through the half-wave plate 26, and is split into two directions by the polarizing prism 25 1.
  • the split light is condensed by a detection lens 27 and guided to photodetectors 28 and 281, respectively.
  • a pit for generating a tracking error signal and a clock signal is formed on the magneto-optical disc 100 in advance.
  • the signal is extracted by the clock extraction circuit 37.
  • a data channel clock is generated in the PLL circuit 39 connected to the clock extraction circuit 37.
  • the laser 22 is modulated at a constant frequency by the laser drive circuit 32 so as to be synchronized with the data channel clock, emits a continuous pulse light having a narrow width, and rotates the magneto-optical disk 100.
  • the data recording area is locally heated at regular intervals.
  • the data channel clock controls the encoder 30 of the magnetic field application unit.
  • the data signal is sent to the magnetic coil driving device 34 via the phase adjusting circuit 31.
  • the magnetic coil driving device 34 controls the magnetic field coil 29 to apply a magnetic field having a polarity corresponding to the data signal to a heated portion of the data recording area of the magneto-optical disk 100.
  • the recording / reproducing characteristics of the magneto-optical recording medium manufactured in Example 3 were measured with the magneto-optical recording / reproducing apparatus 101.
  • the laser wavelength of the light head of the apparatus 101 is 685 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens is 0.55.
  • the data was recorded at a linear velocity of 5.Om/sec, while applying an external magnetic field of ⁇ 300
  • FIG. 11 shows a timing chart of a recording laser beam pulse and a recording external magnetic field with respect to a recording clock.
  • the upper part of FIG. 11 shows the pattern of the minute magnetic domains formed by the recording. Microdomains were formed with a diameter of 0.4 microns.
  • the magneto-optical recording medium on which the minute magnetic domains were recorded was reproduced using the apparatus shown in FIG. 10 as follows.
  • the reproducing laser beam power was set to 2. OmW, and the reproducing clock was synchronized with each of the recorded magnetic domains, and the magnetic field was applied in a pulse-like manner so as to synchronize with the reproducing clock.
  • FIG. 11 shows a timing chart of a recording laser beam pulse and a recording external magnetic field with respect to a recording clock.
  • the upper part of FIG. 11 shows the pattern of the minute magnetic domains formed by the recording. Microdomains were formed with a diameter of 0.4 microns.
  • the magneto-optical recording medium on which the minute magnetic domains were recorded was reproduced using
  • the 12 shows a timing chart of the reproduced external magnetic field and the reproduced signal with respect to the reproduced clock.
  • the intensity of the pulsed magnetic field is 150 (Oe) (HE) in the recording direction and 250 (0 e) (HS) in the erasing direction near the center of the magnetic domain.
  • the duty of the magnetic field in the recording direction is 25 ° / 0 . .
  • the sample and hold timing of the playback signal was matched with the modulation timing of the magnetic field.
  • independent reproduced signals are obtained from the minute magnetic domains. Do not modulate the magnetic field for comparison.
  • the reproduction signal (DC magnetic field reproduction signal) when the reproduction was performed in the same manner as described above while applying a DC magnetic field of 200 (O e) in the recording direction is shown in FIG.
  • a DC magnetic field the reproduction signal waveforms from adjacent magnetic domains are connected, and it is impossible to separate and reproduce each minute magnetic domain.
  • the sample-and-hold pulse synchronized with the clock and the reproduced signal by the pulse magnetic field after the sample-and-hold are shown. It was found that the amplitude of the analog reproduction signal after the sample hold was significantly higher than when no reproduction magnetic field was applied.
  • FIG. 13 shows the relationship between the recording mark length and the error rate when performing 1-7 modulation recording by comparing a pulsed magnetic field with a DC magnetic field as the reproducing magnetic field. From the results shown in FIG. 13, it can be seen that the error rate is improved by using the pulsed magnetic field for reproduction, and that the data can be sufficiently reproduced even with the recording mark length of 0.25 m. Therefore, high-density recording and its reproduction can be realized by applying a pulsed magnetic field to the magneto-optical recording medium of the present invention for reproduction.
  • the duty ratio of the magnetic field in the recording direction in the reproducing magnetic field used in the reproducing operation of this embodiment was 25%, but was within the range of 15% to 90 ° / 0 , preferably 15%. It can be changed appropriately within the range of up to 60%.
  • the recording / reproducing device 103 shown in FIG. 14 is different from the device configuration shown in FIG. 10 in that the reproducing pulse width and the phase adjusting circuit (pulse modulation) for pulse-modulating the reproduced light in synchronization with the PLL clock are used.
  • RP—PPA Phase adjusting circuit
  • RC / RP SW Switching between recording and playback pulses during recording and playback Recording / playback switch (RC / RP SW) 55 for reading.
  • the other parts are the same as those of the recording / reproducing apparatus 101 described in the fourth embodiment, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the recording / reproducing characteristics of the magneto-optical recording medium manufactured in Example 4 were measured by the recording / reproducing apparatus 103.
  • the wavelength of the laser 22 of the recording / reproducing device 103 is 685 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens 24 is 0.55.
  • Data is recorded using a magneto-optical field modulation recording method, in which the external magnetic field is modulated at ⁇ 300 (Oe) while irradiating a laser beam with a pulse at a constant speed of 5.Om/sec and the external magnetic field is modulated.
  • the measurement was performed at a duty ratio of 50% of the light pulse.
  • the timing of the recording laser light pulse and the recording external magnetic field with respect to the recording clock is the same as the timing chart shown in FIG.
  • Microdomains were formed with a diameter of 0.4 micron.
  • the magneto-optical recording medium on which the magnetic domains were recorded as described above was reproduced as follows using the apparatus shown in FIG.
  • the intensity of the reproduction laser beam was modulated at a constant period in synchronization with the recording clock.
  • the peak power (Pr) of the reproduction laser beam was set to 4.5 mW
  • the bottom power (PB) was set to 0.5 mW
  • the duty ratio of the peak was set to 33%.
  • the reproducing magnetic field was modulated in synchronization with the reproducing clock for each of the recorded magnetic domains.
  • the intensity of the pulsed magnetic field is 150 (Oe) (HE) in the recording direction near the center of the magnetic domain and 250 (Oe) (HS) in the erasing direction, and the duty ratio in the recording direction is 25%.
  • the sampling hold of the reproduction signal was matched with the modulation of the magnetic field.
  • Fig. 15 shows a timing chart of the reproduced external magnetic field and the reproduced signal with respect to the reproduced clock. As shown in Fig. 15, the reproduction was performed by matching the falling of the reproducing laser light pulse with the falling of the reproducing magnetic field pulse.
  • the reproduction waveforms pulse light and pulse magnetic field reproduction waveforms
  • independent reproduction signals are obtained from the minute magnetic domains.
  • a reproduction signal (DC light, DC magnetic field reproduction) was obtained by applying a laser power of 1.5 mW and applying a DC magnetic field of 200 (O e) in the recording direction in the same manner as above. Signal) is shown in the figure.
  • DC light and DC magnetic field With DC light and DC magnetic field, the reproduced signal waveforms from adjacent magnetic domains are connected, and it is not possible to separate and reproduce each minute magnetic domain.
  • the sample-and-hold pulse synchronized with the clock and the signal after sample-holding) and the reproduced signal by the pulse magnetic field are shown.
  • by modulating the reproduction light it is possible to effectively prevent the magnetization reversal of the portion of the magnetic domain expansion reproduction layer where the transfer magnetic domain does not exist.
  • FIG. 16 shows the relationship between the error rate and the recording mark length when performing 1-7 modulation recording, comparing the case where a pulsed laser is used as the reproduction light with the case where a continuous light (DC light) is used. Shown. From the results shown in Fig. 16, it can be seen that the error rate is improved when reproduction is performed using pulsed light.
  • the timing and duty ratio of the reproduction light pulse, the timing and duty ratio of the reproduction magnetic field pulse, and the polarity of the reproduction magnetic field pulse may be changed according to the medium configuration and composition. For example, as described in an embodiment described later, the duty ratio of the magnetic field in the recording direction in the reproducing alternating magnetic field can be adjusted within a range of 15% to 90%.
  • the phase adjustment circuit 31 for driving the magnetic coil, the reproduction pulse width / phase adjustment circuit 131, and the recording pulse width / phase adjustment circuit 51 for driving the laser are output from the PLL circuit 39.
  • the embedded clock extraction circuit 37 detects the reflected light from a pit formed on the substrate of the magneto-optical recording medium 10 (100).
  • the position for driving the magnetic coil is set.
  • Phase adjustment circuit 31 and playback pulse width / phase adjustment circuit 13 1 and recording pulse width / phase adjustment circuit 51 for laser drive and playback pulse width / phase adjustment circuit 53 output from PLL circuit 39.
  • the clock signal was detected by reflected light from a bit formed on the substrate of the magneto-optical recording medium, and was generated by an embedded clock extraction circuit 37 (external clock).
  • various clock generation methods particularly effective in pulse-modulating an external magnetic field for reproduction and reproduction light in a reproduction apparatus (recording / reproduction apparatus) of the present invention will be exemplified.
  • the following three methods are used to generate the recovered clock.
  • the first method is self-PL synchronization and synchronization
  • the second method is external PLL synchronization
  • the third method is two-period sampling.
  • a signal processing system in which the embedded clock extraction circuit 37 is omitted from the devices shown in FIGS. 10 and 14 may be used.
  • the signal processing system of the device shown in FIGS. 10 and 14 can be used as it is.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram for explaining self-PLL synchronization, which is the first method.
  • the recorded magnetic domains (magnetic marks) 81, 83 are detected, processed by the adder 301, PLL 39 shown in FIG. 10 (or FIG. 14), and the clock 8 5 occurs.
  • the external PLL synchronization method which is the second method, will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 24 is a partially enlarged view of the magneto-optical recording medium 10 in a case where the magneto-optical recording medium has a land group structure.
  • a pit 10p is provided at a fixed period in the land 1OR (or groove) of the magneto-optical recording medium 10, and the pit 10p is optically detected, and a clock is set in accordance with the detected period.
  • FIG. 25 is a partially enlarged view of the magneto-optical recording medium 10 ′ when the magneto-optical recording medium is configured in a wobble land group structure. In the wobble type land group structure, a reproduction clock signal can be generated based on this period by detecting the period of the wobble. Fig.
  • 26 is a partially enlarged view of the magneto-optical recording medium 10 "in which the magneto-optical recording medium is configured in a land group type and fine clock marks 10F are provided instead of pits.
  • the marks 10 F can be provided at substantially the same intervals as the intervals at which the pits 10 p shown in FIG. 24 are formed, and when one fine clock mark 1 OF is viewed as one waveform,
  • the wavelength (length in the track direction) is set to 1/300 of the above distance of the fine lock mark 10 F!
  • the amplitude (the amount of change in the track width direction) can be adjusted from 100 to 300 nm.
  • the fine clock mark 10F is formed only on one side wall of the land 10R, but it may be formed on both side walls of the land 10R.
  • the fine clock mark 1 OF as shown in FIG. 26 was provided on the magneto-optical recording medium having a land-group structure of the brilliant type shown in FIG.
  • a clock signal for modulating the data may be extracted from the fine clock mark 1 OF, and a data channel clock for recording may be detected from the ⁇ young pulling cycle.
  • FIG. 27 is a conceptual diagram illustrating a two-period sampling method which is a third method.
  • the recorded unit recording domain (the shortest recording domain or unit bit) 7 is recovered and processed by the adder 301 and the PLL 39 shown in FIG. 10 (or FIG. 14), and the clock 85 is generated.
  • the PLL circuit 39 is configured to generate a clock 85 of one cycle or more in the unit recording magnetic domain 87, and can generate a clock having a frequency higher than the repetition period of the unit recording magnetic domain 87.
  • the reproduction light and / or the externally applied magnetic field for reproduction is pulse-modulated
  • the first synchronization signal and / or the second synchronization signal are generated based on the reproduction clock generated using any of the above three methods. May be generated.
  • a reproduced clock generated by any one of the above three methods may be used.
  • the coercive force of the magnetic domain enlarging reproducing layer is H c 1 and the stray magnetic field that the recording magnetic domain of the recording layer exerts on the reproducing layer is H st
  • H c 1 is sufficient for the magnetic field that enlarges the transfer domain.
  • the time for domain expansion T 1 (duty of the magnetic field in the recording direction) is shorter than the time for domain extinction T 2 because the influence of the expansion reproduction does not remain on the reproduction of the adjacent magnetic domain.
  • the range of 0.15 ⁇ ⁇ 1 / ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ 0.9 is preferred.
  • This range is preferable also from the viewpoint of preventing overshoot in the waveform of the reproducing magnetic field described later. More preferably, 0.15 ⁇ 1 / ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ 0.6.
  • the optimum value of the time ⁇ 1 is selected based on various factors such as the magnetization characteristics of the magnetic layer constituting the magneto-optical recording medium. In the case of (3) above, it takes time to transfer the magnetic domains of the recording layer to the reproducing layer and to provide a wide temperature distribution to adjust the conditions of magnetic domain expansion, so that the pulse duty of the laser beam is 20 to 70. % Is preferred.
  • Figure 28 (B) shows the relationship between the applied magnetic field Hex and the laser pulse period in the case of (4) above. As shown in Fig.
  • the laser beam (0 fig.
  • Pr is represented by Pr).
  • any of the above methods (1) to (4) can be used.
  • the alternating magnetic field to be applied is a rectangular magnetic field, but any magnetic field can be used as long as there is substantially no overshoot.
  • There is overshoot in the magnetic field waveform that is, there is a sharp rise in the magnetic field waveform, and the maximum (peak) magnetic field strength of the rise is, for example, as shown in FIG.
  • FIG. 29 shows an example of a circuit for generating a sine wave suitable for the reproduction magnetic field waveform.
  • the circuit shown in Fig. 30 is
  • FIGS. 31 (a) to 31 (d) show the applied magnetic field dependence of the reproduced signal (amplitude) in the case of the above (2), ie, when the laser beam is continuous light and the magnetic field is pulsed for reproduction.
  • the magneto-optical recording medium shown in Fig. 7 (B) was used.
  • the laser beam had a wavelength of 830 nm, a power of 1.65 mW, and a linear velocity of 1.7 m / sec.
  • the recording was performed by recording the domain of 0 at equal intervals.
  • FIG. 32 shows a modification of the recording / reproducing device 101 shown in FIG.
  • an external magnetic field is applied from above the magneto-optical recording medium 100, and the recording light and the recording light from below the magneto-optical recording medium 100, that is, from the substrate side.
  • a reproduction light was irradiated.
  • the recording / reproducing apparatus 105 for a magneto-optical recording medium of FIG. 32 it is possible to apply an external magnetic field and recording / reproducing light from the same direction.
  • a magnetic coil is wound around the objective lens 24 for condensing the reproduction light.
  • FIG. 33 shows a medium configuration of a magneto-optical recording medium 79 suitable for the recording / reproducing device 105.
  • This magneto-optical recording medium 79 differs from the medium structure shown in FIG. 7B in that an information recording layer 75, a non-magnetic layer 4, an enlarged reproduction layer 3, a dielectric layer 2, and a protective layer 7 are formed on a substrate 1. 6 has a laminated structure.
  • the substrate 1 does not need to use a transparent material, and can be made of an opaque material such as a metal material such as aluminum.
  • a magneto-optical recording medium capable of recording on both sides may be formed by laminating the laminated structure shown in FIG. 33 outside the substrate 1 so as to be symmetrical with respect to the substrate.
  • the magneto-optical recording medium capable of double-sided recording has twice the recording density as compared with the conventional magneto-optical recording medium.
  • this double-sided recordable magneto-optical recording medium is recorded / reproduced by a recording / reproducing apparatus having the structure shown in FIG.
  • the magneto-optical recording medium may be turned over every time recording or reproduction is performed on one side. Therefore, the recording / reproducing device 105 can increase the recording capacity of the magneto-optical recording medium.
  • the configuration of the magneto-optical head that applies the magnetic field and light from the same direction is also applicable to the recording / reproducing apparatus shown in FIG. Example 9
  • the recording signal is recorded on the magneto-optical recording medium using the magneto-optical field modulation method, but may be recorded using the magnetic field modulation method.
  • the recording domain is the shortest magnetic domain (the magnetic domain or magnetic mark with the shortest linear length). It is preferable to form them so that More preferably, a shape in which the rear portion of the magnetic domain is depressed inside the magnetic domain is preferable.
  • the shortest magnetic domain a three-month magnetic domain as shown in FIG. 34 (A) or a rectangular magnetic domain as shown in FIG. 34 (B) is suitable.
  • the shape of the shortest magnetic domain is preferably an arrow feather type (the arrow is directed in the direction opposite to the rotation of the disk).
  • a magnetic domain formed such that the length of the magnetic domain in the track width direction is longer than the length in the line direction (track direction)
  • the shape of a magnetic domain such as an arrow feather shape can be adjusted by changing the shape of the groove or land on the substrate.
  • Such a recording magnetic domain shape facilitates expansion of the magnetic domains transferred from the reproducing layer for the following reasons. It is assumed that, for example, a three-month magnetic domain shown in FIG. 34 (A) is recorded on the recording layer of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • the magneto-optical recording medium is heated by the reproducing light, and three-month magnetic domains are transferred to the reproducing layer by magnetostatic coupling or exchange coupling.
  • the portion corresponding to the center of the reproducing light spot (or the rear thereof) has a high temperature.
  • the domain wall is more thermodynamically stable at high temperatures, the concave part of the three-month magnetic domain is located behind it (of a circle with a common three-month arc). It is more stable to move toward the high temperature part (center).
  • the shorter the domain wall is the shorter the domain wall is, the more stable the three-month magnetic domain becomes.
  • the magnetic domain is easily expanded according to the temperature distribution and the magnetic domain shape.
  • the three-month type described above is preferable for the following reasons. Considering the stray magnetic field from the recording domain to the reproducing layer, the stray magnetic field from the three-month recording domain is the center of the three-month period in the reproducing layer above the three-month magnetic domain. In the center). Therefore, the magnetic domain transferred to the reproducing layer is easily expanded by the leakage magnetic field.
  • Embodiments 1 and 2 show examples of magneto-optical recording media in which the magnetic domain transferred from the recording layer to the reproduction layer is enlarged and reproduced by applying an external magnetic field.
  • a description will be given of an example of a magneto-optical recording medium capable of reproducing by enlarging a magnetic domain transferred from a magnetic layer to a reproducing layer without applying an external magnetic field.
  • FIG. 35 shows a laminated structure of the magneto-optical recording medium according to this embodiment.
  • the magneto-optical recording medium 110 is composed of a dielectric layer 65 of SiN, a reproducing layer 64 of GdCo, and a non-magnetic layer of SN on a light-transmitting substrate 1 such as glass or polycarbonate.
  • This is a structure in which a layer 63, a recording layer 75 made of TbFeCo, and a protective layer 76 made of SiN are sequentially deposited.
  • the magnetic film used for the reproducing layer 64 is a material having a minimum stable magnetic domain diameter defined by the formula (1) larger than the magnetic domain recorded on the recording layer 75.
  • the structure of the magneto-optical recording medium according to the present embodiment has a structure in which an intermediate magnetic layer made of GdFeCo is inserted between the nonmagnetic layer 63 and the reproduction layer 64. Good No.
  • Each of the above layers is formed by a magnetic aperture sputtering method using Ar as a sputtering gas.
  • the magneto-optical recording medium 110 composed of the magnetic domains 150
  • the magnetization of the magnetic domains 150 recorded in the region heated to a predetermined temperature or higher passes through the nonmagnetic layer 63 and the reproducing layer. It is transcribed to the magnetic domain 16 4 of 64. In this case, the transfer from the magnetic domain 150 to the magnetic domain 160 is performed by magnetostatic coupling.
  • the magnetic domains 160 of the reproducing layer 64 are entirely magnetized downward. Therefore, the magnetic domain transferred from the recording layer 75 to the reproducing layer 64 can transfer a magnetic domain larger than the magnetic domain of the recording layer to the reproducing layer without a process of expanding the magnetic domain by applying a magnetic field from the outside.
  • the effective perpendicular magnetic anisotropy of the magnetic domain 160 becomes smaller ⁇ The magnetization of 160 is in the in-plane direction.
  • the magnetic domain 160 When the magnetic domain 170 to be reproduced next and the domain of the magnetic domain 160 on the magnetic domain 170 reach a predetermined temperature or higher, the magnetic domain 160 has an effective perpendicular magnetic anisotropy. The magnetization becomes upward and the upward magnetization is transferred, and the signal of the magnetic domain 170 is reproduced. After reproduction, the temperature decreases and the magnetization of domain 160 points in the plane. By repeating this, each magnetic domain recorded on the recording layer 75 is reproduced.
  • the magnetic film used for the reproducing layer 64 may be any material as long as it is an in-plane magnetic film at room temperature, becomes a perpendicular magnetic film at a predetermined temperature or higher, and has a minimum stable magnetic domain diameter larger than the magnetic domain recorded in the recording layer 75.
  • a magnetic film composed of Gd and an element selected from Fe, Co, and Ni is suitable.
  • the recording layer 75 is a single layer composed of an element selected from TbFeCo, Tb, Dy, and Nd and an element selected from Fe, Co, and Ni.
  • the magnetism of It may be a film or a multilayer magnetic film. Further, it may be a single-layer magnetic film or a multi-layer magnetic film composed of one element of Pt and Pd and an element selected from Fe, Co and Ni.
  • the predetermined temperature at which the reproducing layer 64 changes from the in-plane magnetization film to the perpendicular magnetization film is in the range of 140 to 180 ° C., and the steepness of the change from the in-plane magnetization film to the perpendicular magnetization film is high. Is preferably 8.0 or more as in Example 2.
  • the magneto-optical recording medium 110 is not limited to the structure shown in FIG. 36, and may have a structure in which a nonmagnetic layer 63 is replaced by a magnetic film that becomes an in-plane magnetic film at room temperature and a perpendicular magnetic film at a predetermined temperature or higher. May be. In FIG. 37, instead of the nonmagnetic layer 63 of the magneto-optical recording medium shown in FIG.
  • FIG. 36 it is an in-plane magnetic film at room temperature, and changes from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film at the critical temperature T CR1.
  • a conceptual diagram when an intermediate magnetic film 99 is used is shown.
  • the reproducing layer is represented as 64 C.
  • the minimum stable magnetic domain diameter of the intermediate magnetic layer 99 is almost the same as that of the recording layer 75.
  • GdFeCo, GdFe, and GdCo are suitable for the intermediate magnetic film 99.
  • the reproducing layer 64 ° also changes from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film at a critical temperature of 1 ⁇ 112 or more, and its temperature region is in the range of 100 to 170 ° C.
  • the temperature coefficient C of the magnetic film used for the intermediate magnetic layer 99 is preferably 8.0 or more.
  • the thickness of the intermediate magnetic layer 99 is set between the magnetic domain 124 of the intermediate magnetic layer 99 and the adjacent in-plane magnetic domain to enable rotation of the magnetization of the intermediate magnetic layer 99. It is desirable that the thickness be equal to or greater than the thickness of the domain wall formed in the substrate.
  • the magnetization of the magnetic domain 123 is changed to the intermediate magnetic field by the exchange coupling force. Transferred to the magnetic domains 1 24 of the conductive layer 9 9 and further transferred to the magnetic domains 1 25 of the reproducing layer 6 4 C. You. As a result, the minute magnetic domains 123 of the recording layer 75 are reproduced as the large magnetic domains 125 of the reproducing layer 64C.
  • the intermediate magnetic layer 99 When the intermediate magnetic layer 99 is used, there is no need to apply an external magnetic field when using either an in-plane magnetic film or a perpendicular magnetic film as the reproducing layer. In order to reproduce the magneto-optical recording medium shown in this embodiment, it is sufficient to irradiate only a laser beam.
  • the method of irradiating the laser beam includes a method of irradiating continuous light and a method of irradiating pulse light.
  • the duty in the case of pulsed light is in the range of 20% to 70% .o
  • the recording magnetic domain 123 of the recording layer 75 is, as shown in the lower part of FIG. It is preferable that the image is transferred after being reduced to a smaller size. The reason for this will be described with reference to FIG.
  • the upper part of FIG. 38 shows the temperature distribution when the magneto-optical recording medium having the structure shown in FIG. 37 is heated by the reproducing laser spot (LS).
  • the middle part of FIG. The temperature distribution for the laser spot (LS) of the magneto-optical recording medium viewed from above 64 C is shown.
  • the magnetic domains 1 2 4 (individual magnetization) transferred to the intermediate magnetic layer 99 are equal to or larger than the size of the recording magnetic domains 123, the magnetic domains 1 2 4 of the intermediate magnetic layer 99 become The magnetic domain 1 24 becomes unstable due to the magnetic influence from the magnetic domain S having the magnetization of the direction adjacent to the recording magnetic domain 1 2 3.
  • the magnetic domain 124 transferred to the intermediate magnetic layer 99 must play the role of transferring the magnetization information of the recording magnetic domain 124 to the reproducing layer 64 C having a function of expanding the magnetic domain. Need to be stable. Therefore, by transferring the reduced magnetic domain from the recording magnetic domain 123 to the intermediate magnetic layer 99, the magnetic domain S adjacent to the recording magnetic domain 123 for the magnetic domain 124 of the intermediate magnetic layer 199 is transferred.
  • the influence can be reduced, whereby the magnetization of the magnetic domains 124 of the intermediate magnetic layer 99 can be stabilized.
  • the magneto-optical recording medium is normally reproduced in a rotating state, as shown in FIGS. 39 (A) and (B), the recording layer of the magneto-optical recording medium is moved relative to the reproducing light spot. The 5 domains move one after another. Meanwhile, the reproduction light The temperature region exceeding the TCR1 of the intermediate magnetic layer 99 exists at a certain position with respect to the spot. If the temperature region above the TCR1 of the intermediate magnetic layer 99 is the same as the size of the recording magnetic domain 123, only one moving recording magnetic domain exists in this temperature region for a moment.
  • the intermediate magnetic layer even when a magnetic material exhibiting perpendicular magnetization at room temperature or higher is used as the intermediate magnetic layer, it is effective to perform the transfer so that the magnetic domain transferred from the recording layer to the intermediate magnetic layer is reduced.
  • the temperature region exceeding T CR1 of the intermediate magnetic layer The laser phase and the TCR1 of the intermediate magnetic layer 99 may be adjusted so as to be smaller than the size (width) of the recording magnetic domain 123 of FIG.
  • the fact that the size of the magnetic domains 124 transferred to the intermediate magnetic layer 99 is smaller than the recording magnetic domains 123 of the recording layer 75 can be verified by, for example, the following method.
  • the surface of the intermediate magnetic layer 99 was heated to the reproducing temperature and optically heated. Observe with a microscope. In the example shown in FIG. 38, at the time of reproduction, the recording magnetic domain 123 of the recording layer 75 is reduced and transferred as the magnetic domain 124 to the intermediate magnetic layer 99, and the magnetic domain 124 is further converted to the reproducing layer 64. C Are enlarged and transferred as magnetic domains 1 25.
  • the magneto-optical recording medium described in this embodiment does not need to apply a magnetic field when reproducing information.
  • the reproduction may be performed without applying the reproducing magnetic field. That is, the apparatus for reproducing the magneto-optical recording medium described in this embodiment can be configured by omitting the magnetic field applying unit and the related signal processing system from the apparatus shown in FIG. 10 or FIG. . Alternatively, when reproducing the magneto-optical recording medium described in this embodiment, the magnetic field applying unit of the apparatus shown in FIG. 10 or FIG. 14 may not be driven. When the light is pulse-modulated, the clock generation method described in the sixth embodiment can be applied. Further, the method of recording with the shortest magnetic domain shape described in the ninth embodiment is also effective for the magneto-optical recording medium of this embodiment (the magneto-optical recording medium according to the twenty-second aspect of the present invention). Example 1 1
  • the magneto-optical recording medium of the present invention can be applied to a land group type magneto-optical recording medium.
  • a land-group type magneto-optical recording medium in which a land width is smaller than a group width and a magneto-optical recording medium in which recording is performed on a land portion is effective.
  • the recording magnetic domain is enlarged and read through the reproducing layer. For this reason, a reproduced signal can be obtained with excellent C / N even from a minute magnetic domain recorded in a narrow land portion.
  • the present invention thus enables a media structure having a novel structure.
  • the magneto-optical recording media of the first to fourth embodiments have been specifically described with reference to examples.
  • the present invention is not limited thereto, and may include modifications and improvements thereof.
  • various materials can be used as the material constituting the magneto-optical recording medium as long as the present invention can be realized.
  • the reproducing layer was formed after forming the dielectric layer of SiN on the substrate, but the dielectric layer was formed before forming the reproducing layer. After the surface of the layer is etched and flattened, the reproducing layer can be formed.
  • the power can be adjusted to 0.05 to 0.2 OW / cm 2 and the sputtering time to 15 to 30 minutes by magnetron sputtering using an Ar gas.
  • a magnetic film having a large anisotropy can be formed, and the reproduction characteristics of the magneto-optical recording medium can be further improved.
  • the reproducing layer of the magneto-optical recording medium even in the magneto-optical recording medium according to any of the first to fourth aspects, a predetermined region is magnetized by irradiating a magnetic layer having perpendicular magnetization or reproducing light. Any of the magnetic layers that transition from perpendicular magnetization to perpendicular magnetization may be used.
  • information is recorded by using the optical magnetic field recording method.
  • the present invention is not limited to this, and an optical modulation method and a magnetic field modulation method can be used.
  • a magneto-optical recording medium 4 11 belonging to the first type has a transparent substrate 4 0 1 having a desired pre-format pattern 4 0 formed on one side and a pre-flip single pattern 4 0. 2, a second auxiliary magnetic film 404 formed on the dielectric film 403, and a second auxiliary magnetic film 404 formed on the dielectric film 403.
  • the transparent substrate 401 for example, A sheet made of a transparent resin material such as amorphous polyolefin into a desired shape, or a glass plate formed in a desired shape on one side of a desired pre-format paper
  • the dielectric film 403 is provided in order to cause a reproduction light beam to cause multiple interference in the film and increase the apparent rotation angle per force, and has a larger refractive index than the transparent substrate 401, for example, S It can be formed of an inorganic dielectric made of iN.
  • the protective film 407 is for protecting the film bodies 403 to 406 laminated between the substrate 401 and the protective film 407 from a chemical adverse effect such as corrosion, and is made of, for example, a SiN film.
  • the magneto-optical recording film 406 is a perpendicular magnetization film exhibiting perpendicular magnetic anisotropy in a wide temperature range including room temperature, and includes, for example, TbFeCo, DyFeCo, and TbDyFeCo. Although it is preferable to use an amorphous alloy of a rare earth and a transition metal such as a Pt film and a Co film, other known magneto-optical recording materials such as an alternate laminate of a Pt film and a Co film or a garnet oxide magnetic material can also be used. . As shown in FIG.
  • the first auxiliary magnetic film 405 and the second auxiliary magnetic film 404 are in-plane magnetized films from room temperature (R.T) to a critical temperature (TCR) above room temperature.
  • R.T room temperature
  • TCR critical temperature
  • Figure 42 shows the magnetization direction obtained from the hysteresis loop of the force effect when an external magnetic field is applied in the direction perpendicular to the auxiliary magnetic film surface (0KR: residual Kerr rotation angle, 0KS: (Saturated Kerr rotation angle) is plotted against temperature.
  • room temperature indicates the ambient temperature at which the magneto-optical recording medium is used, and is slightly different depending on the place of use, but is generally 15 ° C.
  • auxiliary magnetic films 404 and 405 examples include amorphous alloys of rare earths and transition metals such as GdFeCo, GdFe, GdTbFeCo, and GdDyFeCo. preferable.
  • the components and compositions of the first and second auxiliary magnetic layers are determined in consideration of the condition of Tcr2 ⁇ Tcrl and / or the relationship between the temperature region exceeding TCR1 during reproduction light irradiation and the size of the magnetic domain of the magneto-optical recording layer. Is done.
  • the dielectric film 403, the second auxiliary magnetic film 404, the first auxiliary magnetic film 405, the magneto-optical recording film 406, and the protective film 407 can be formed by, for example, a dry process such as continuous spottering using a magnetron sputtering apparatus. .
  • a dry process such as continuous spottering using a magnetron sputtering apparatus.
  • FIG. 43 shows the measurement results of the recording domain length dependence of the playback CN ratio (C: carrier level, N: noise level).
  • FIG. 43 also shows data of two types of conventional magneto-optical recording media for comparison. The data indicated by the dotted line is the reproduction data of the conventional magneto-optical recording medium shown in FIG.
  • TbFeCo is used as the single-layer magneto-optical recording film 416.
  • the data indicated by the dashed line is composed of a two-layer magnetic film consisting of a TbFeCo magnetooptical recording film 416 and a GdFeCo first auxiliary magnetic film 415 as shown in Fig. 44 (B).
  • MSR magnetically resolved
  • the example G d 28 is a first auxiliary magnetic layer used in F e 5: i C o 19 film of the magnetic wall of thickness, as calculated using the calculation method is almost 50 nm, the first auxiliary magnetic Layer thickness Is 60 nm, which satisfies the condition for the thickness of the first auxiliary magnetic layer of the present invention. It is also known that the domain wall thickness measured using the Hall effect is smaller than 60 n.
  • the three magnetic films of the magneto-optical recording film 406, the first auxiliary magnetic film 405, and the second auxiliary magnetic film 404 are stacked while being in contact with each other, and the respective films are exchange-coupled.
  • a non-magnetic film is inserted between the recording film 406 and the first auxiliary magnetic film 405, or between the first auxiliary magnetic film 405 and the second auxiliary magnetic film 404, or both, and a gap between the magnetic films is formed.
  • Magnetostatic coupling may be used.
  • the two auxiliary magnetic layers 404 and 405 are used. > Room temperature (where TCRi is T cr of the i-th auxiliary magnetic film) and n (n ⁇ 3) auxiliary magnetic films may be sequentially laminated and used.
  • the first auxiliary magnetic film is provided on the magneto-optical recording film 406 side, and the n-th auxiliary magnetic film is provided on the dielectric film 403 side.
  • a heat control film having an appropriate thermal conductivity is used. It may be provided on the protective film 407 of the magneto-optical recording medium 41 1 or between the protective film 407 and the magneto-optical recording medium 41 1. Further, in this embodiment, reproduction was performed with a single DC laser beam. However, reproduction was performed with a pulse laser beam having a frequency corresponding to the shortest mark length, as in Example 13 described later.
  • the Kerr rotation angle 0k is equal to or higher than 0k of the second auxiliary magnetic film 404 at the maximum temperature of the medium when the reproduction light is irradiated, and the perpendicular magnetization film is formed at room temperature or higher.
  • the magnetic film for reproduction which is the dielectric film 403 and the second auxiliary magnetic film 404 May be added in between.
  • GdFeCo can be used as the material of the reproducing magnetic film.
  • the recording / reproducing characteristics of the magneto-optical recording medium 11 manufactured in Example 12 were measured using the recording / reproducing apparatus 103 shown in FIG.
  • the wavelength of the laser 22 of the recording / reproducing device 103 is 685 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens 24 is 0.55.
  • Data is recorded using a magneto-optical field modulation recording method in which the external magnetic field is modulated at ⁇ 300 (Oe) at a linear velocity of 5.
  • the laser light pulse duty ratio was 50%.
  • the timing of the recording laser light pulse and the recording external magnetic field with respect to the recording clock is the same as the timing chart shown in FIG. Microdomains were formed with a diameter of 0.4 micron.
  • the magneto-optical recording medium on which the magnetic domains were recorded as described above was reproduced as follows using the apparatus shown in FIG. As shown in the timing chart of FIG. 15, the intensity of the reproduction laser light was modulated at a constant period in synchronization with the recording clock. Playback
  • the peak power (Pr) of the light was 5.5 mW
  • the bottom power (PB) was 0.5 mW
  • the duty ratio of the peak was set to 33%.
  • the reproducing magnetic field was the same as in Example 13, and as shown in FIG. 15, each of the recorded magnetic domains was modulated in synchronization with the reproducing clock.
  • the intensity of the magnetic field on the pulse is 250 (Oe) (HE) in the recording direction near the center of the magnetic domain and 150 (Oe) (HS) in the erasing direction, and the duty ratio in the recording direction is 25%.
  • the sample and hold timing of the reproduced signal was matched with the modulation timing of the magnetic field. Regarding the timing of the reproducing magnetic field and the reproducing light, as shown in FIG.
  • the falling of the reproducing laser light pulse and the falling of the reproducing magnetic field pulse were matched.
  • the duty ratio of the recording direction of the magnetic field at the time of reproduction is set to 25%, it is possible also change within a range of 1 5% to 90% as described in Example 6 above.
  • Fig. 16 shows the relationship between the recording mark length and the error rate when performing 17-modulation recording, using a pulsed laser as the reproduction light. The results are compared with those using continuous light (DC light). From the results shown in Fig. 16, it can be seen that the error rate is improved by using the pulsed magnetic field for reproduction.
  • the timing and duty ratio of the reproduction light pulse may be changed as shown in reproduction light patterns 1 to 3 in FIG. Further, the timing of the reproducing magnetic field pulse, the duty ratio, and the polarity of the reproducing magnetic field pulse may be changed as shown in FIG.
  • the reproducing light pulse and the reproducing magnetic field pulse may be any combination of any of the patterns shown in FIG. 47 and any of the patterns shown in FIG.
  • the recording magnetic domain was reproduced by modulating the reproducing laser beam into a binary value.However, by reproducing the reproducing laser beam into multi-pulses, the process of transferring and enlarging the magnetic domain can be more reliably performed. It is possible to control and to stabilize the magnetic domain shape at the time of enlargement.
  • Figure 48 shows the relationship between the recording magnetic domain and the reproduction light pattern. In the magneto-optical recording medium 411 of FIG.
  • the reproduction power optimal for transfer in the first auxiliary magnetic film 405 and the reproduction power optimal for expansion of the magnetic domain in the second auxiliary magnetic film 404 are continuously increased.
  • This is a method of irradiating in the form of pulses to transfer and enlarge and reproduce magnetic domains. That is, in the reproduction light patterns 4 and 5, a method is shown in which the transfer is reliably performed at the portions a and c and the enlargement is reliably performed at the portions b and d, thereby stabilizing the magnetic domain shape.
  • the reproduction light pattern 4 shows the case where the reproduction power suitable for transfer is lower than the reproduction power suitable for enlargement, and the reproduction light pattern 5 shows the reverse case.
  • FIG. 49 shows a medium configuration of a magneto-optical recording medium 5 16 suitable for the recording / reproducing apparatus 101 of FIG.
  • This magneto-optical recording medium 5 16 has a magneto-optical recording film 406, a first auxiliary magnetic layer 405, a second auxiliary magnetic layer 404, a dielectric film 403 on a substrate 401, Membrane 4 0 7 Are sequentially laminated.
  • An adhesive layer such as a Cr layer may be formed between the magneto-optical recording film 406 and the first auxiliary magnetic layer 405.
  • the substrate 401 does not need to use a transparent material, and can be made of a metal material such as aluminum or any other opaque material.
  • the magnetic recording medium 517 can be reproduced.
  • the substrate 401 of the magneto-optical recording medium 5 17 is preferably made of a material such as a metal such that recording or reproduction on one recording surface does not affect recording and reproduction on the other recording surface.
  • the magneto-optical recording medium capable of double-sided recording has twice the recording density as compared with the conventional magneto-optical recording medium.
  • this recording / reproducing apparatus produces a large-capacity magneto-optical recording medium as shown in FIG.
  • the configuration of the magneto-optical head that applies the magnetic field and the light from the same direction is also applicable to the recording / reproducing apparatus shown in FIG. Example 16
  • the recording signal is recorded on the magneto-optical recording medium using the magneto-optical field modulation method, but may be recorded using the magnetic field modulation method.
  • the recording domain should be the shortest domain (the domain with the shortest length in the track direction). It is preferable that the magnetic domain is formed so that the length in the track width direction (the direction perpendicular to the track direction) is longer than the length in the track direction. More preferably, a shape in which the rear portion of the magnetic domain is depressed inside the magnetic domain in the moving direction of the recording medium is preferable. As an example of such a shortest magnetic domain, a three-month magnetic domain as shown in FIG. 34 (A) or a rectangular magnetic domain as shown in FIG.
  • an arrow feather type magnetic domain in which an arrow is directed in a direction opposite to the rotation of the disk is also preferable.
  • the shape of the magnetic domain such as an arrow blade shape can be adjusted by changing the shape of the groove land portion of the substrate.
  • Such a recording magnetic domain shape facilitates expansion of the magnetic domains transferred from the reproducing layer for the following reasons. It is assumed that, for example, a three-month magnetic domain shown in FIG.
  • the magneto-optical recording medium of the present invention is recorded on the recording layer of the magneto-optical recording medium of the present invention.
  • the magneto-optical recording medium is heated by the reproducing light, and the three-month magnetic domain is transferred to the reproducing layer by magnetostatic coupling or exchange coupling.
  • the portion corresponding to the center of the reproducing light spot (or the rear thereof) becomes hot. Since the domain wall of the magnetic section is more thermodynamically stable at the high ⁇ , the depression of the three-month magnetic domain moves toward the high-temperature part behind it (the center of the circle that shares the three-month arc). Doing so will be more stable. In addition, since the shorter the domain wall, the more stable it is.
  • the concave portion of the three-month magnetic domain expands, and the half-moon magnetic domain becomes more stable because the domain wall becomes shorter. Therefore, the magnetic domains are easily expanded on the reproducing layer according to the temperature distribution and the magnetic domain shape.
  • the above-mentioned crescent type is preferable for the following reasons. Considering the stray magnetic field from the recording domain to the reproducing layer, the stray magnetic field from the three-month recording domain is the center of the three-month period in the reproducing layer above the three-month magnetic domain. In the center). Therefore, the magnetic domain transferred to the reproducing layer is easily expanded by the leakage magnetic field.
  • the magneto-optical recording media of the fifth to seventh embodiments have been specifically described using the examples, the invention is not particularly limited thereto.
  • various materials can be used as the material of the magneto-optical recording medium as long as they have the function of the present invention. It is also possible to interpose an intermediate layer.
  • information was recorded by using the optical magnetic field recording method, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to use an optical modulation method and a magnetic field modulation method.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective for a land group type magneto-optical recording medium having a structure in which the width of a land is smaller than that of a group. That is, in the present invention, since the magnetic domains transferred to the reproducing layer can be expanded, even if the minute magnetic domains are recorded on the land portions having a narrow width, reproduction can be performed with a high C / N.
  • a medium having the structure shown in FIG. 53 is used as a magneto-optical recording medium.
  • a glass substrate was used as the transparent substrate 401 of the magneto-optical recording medium 470 shown in FIG.
  • a transparent resin film 402 to which a preformat pattern is transferred is formed on one surface of the glass substrate.
  • the dielectric film 403 is made of SiN, and the c- assisting magnetic film 408 is formed with a thickness that increases the apparent Kerr rotation angle by causing the reproduction laser—light to cause multiple interferences. It is composed of a transition metal ferrimagnetic amorphous alloy GdFeCo and exhibits in-plane magnetic anisotropy from room temperature to a critical temperature TCR above room temperature, and exhibits perpendicular magnetic anisotropy above TCR. Show.
  • the non-magnetic film 409 is made of SiN, and is inserted for magnetostatic coupling between the auxiliary magnetic film 408 and the magneto-optical recording film 406.
  • Magneto-optical recording film 406 is ferrimagnetic amorphous alloy of rare earth and transition metal TbFeCo? It has perpendicular magnetic anisotropy from the room I to the Curie temperature.
  • the protective film 407 is made of SiN, and is provided to protect the thin film laminated between the substrate 401 and the protective film 407 from chemical adverse effects such as corrosion.
  • the dielectric film 403, the auxiliary magnetic film 408, the non-magnetic film 409, the magneto-optical recording film 406, and the protective film 407 were formed to have the following film thicknesses by continuous sputtering using a magnetron sputtering apparatus.
  • the dielectric film 403 was 60 nm
  • the auxiliary magnetic film 408 was 60 nm
  • the nonmagnetic film 409 was 20 nm
  • the magneto-optical recording film 406 was 50 nm
  • the protective film 407 was 60 nm.
  • the auxiliary composition G d F e C o constituting the magnetic layer 408 is a Gd 28 F e 53 Co ls in atomic% ratio, indicating the temperature characteristic of the force one rotation angle as shown in FIG. 56 in a single layer film . In FIG.
  • the horizontal axis is temperature
  • the vertical axis is the ratio 0kR / 0kS between the residual Kerr rotation angle 0kR and the saturated Kerr rotation angle 0kS of the GdFeCo auxiliary magnetic film 408 obtained from the hysteresis of the Kerr rotation angle with respect to temperature.
  • the critical temperature TCR at which the auxiliary magnetic film 408 changes from an in-plane magnetic film to a perpendicular magnetic film is about 20 CTC.
  • the auxiliary magnetic film 408 has a Curie temperature Tc of 300 ° C. or higher, has a compensation temperature Tcomp between the room temperature T room and the Curie temperature, and Tcomp is about 230 ° C.
  • the relationship between the critical temperature TCR of the auxiliary magnetic film 408, the compensation temperature Tcomp, the Curie temperature Tc, and the Curie temperature TC0 of the magneto-optical recording film 406 is as follows. Troom ⁇ TCR ⁇ Tcomp ⁇ TcO ⁇ TCo By satisfying this condition, reproduction using power-modulated pulse light described later becomes extremely easy.
  • the magneto-optical recording medium 470 having the above-described structure the reproducing method described in the principle of the present invention with reference to FIG. 57 is executed.
  • the magnetic domain is enlarged and reproduced by using a pulse light whose laser power is modulated to a high power Pr2 and a low power Prl.
  • a preliminary experiment is first performed to determine the optimum laser power of Pr2 and Prl for reproducing data recorded on the magneto-optical recording medium 470.
  • a recording / reproducing laser beam was irradiated from the substrate 401 side (auxiliary magnetic film 408 side) using a magneto-optical drive having an optical system with a laser light wavelength of 680 nm and a numerical aperture of 0.55.
  • continuous light is used as the reproduction laser light, and various powers are used to observe the reproduction signal waveform.
  • a previously initialized magneto-optical recording medium 470 has a track positioned at a radius of 4 Omm and a linear velocity of 5. Om / s, a recording power of 4.5 mW, a laser beam of 640 ns, and a pulse width of 213 ns. Then, optical modulation recording was performed while applying a recording magnetic field of 5 OO e. As a result, a recording mark having a length of about 1.6 m was continuously recorded on the track at a pitch of 3.2 / m. Next, the track on which the recording mark was recorded was reproduced with continuous light of various reproduction powers Pr.
  • the reproduction signal was obtained.
  • a magnetic field was not positively applied to the magneto-optical recording medium 470, but a leakage magnetic field (about 80 Oe) was generated in the recording direction from an optical head actuator.
  • Reproduced waveforms when the recording tracks of the magneto-optical recording medium 470 are reproduced with the above-mentioned reproducing powers Pr are shown in FIGS. 58 ( ⁇ ) to ( ⁇ ). At this time, the reproduced waveform itself was triggered, and the waveform was observed with an oscilloscope.
  • FIG. 58 (E) the waveform becomes a waveform according to the recording mark pattern.
  • the amplitude in the recorded state and the erased state was 20 OmV.
  • FIGS. 59 shows the signal waveform of Figure 58 (A).
  • the auxiliary magnetic film 408 irradiated with the reproducing light spot 480 becomes perpendicularly magnetized in a region where the temperature rises above its critical temperature TCR, and the magneto-optical recording is performed.
  • the magnetization of the film 406 is transferred to the region 83a of the auxiliary magnetic film by magnetostatic coupling.
  • FIG. 59 (A) the auxiliary magnetic film 408 irradiated with the reproducing light spot 480 becomes perpendicularly magnetized in a region where the temperature rises above its critical temperature TCR, and the magneto-optical recording is performed.
  • the magnetization of the film 406 is transferred to the region 83a of the auxiliary magnetic film by magnetostatic coupling.
  • FIG. 60 shows the reproduction light spot 480 when the signal waveform of FIG. 58 (C) is obtained (reproduction light power Pr 1.9 mW), and the auxiliary magnetic film 408 and the magneto-optical recording film irradiated with the reproduction light spot 480.
  • 406 shows the relationship between the magnetization directions. In this case, since the reproducing light power is relatively large at 1.9 mW, as shown in FIG.
  • the entire area 485 a of the auxiliary magnetic film 408 irradiated with the reproducing light spot 480 in the spot is critical. Temperature rises above TCR and becomes perpendicular magnetization. Then, the magnetic domains of the magneto-optical recording film 406 are transferred to the region 485a by magnetostatic coupling from the magneto-optical recording film 406.
  • the reproduction light spot 480 scans directly below the recording magnetic domain 482 as shown in FIG. 60B by scanning of the reproduction light spot 480, the magnetization of the recording magnetic domain 482 is transferred. In this case, the region 485 b of the auxiliary magnetic film 408 that has risen above the critical temperature TCR is noted.
  • the recording magnetic domain 482 is enlarged and transferred in the auxiliary magnetic film 408.
  • a large signal waveform can be obtained by this magnetic domain expansion.
  • the region 485c maintains the same magnetization state as 85b even after the reproduction light spot 480 has passed the magnetic domain 482, the state shown in Fig. 58 (C) is obtained.
  • a waveform in which the reproduced signal peaks are connected is obtained.
  • the region 485c maintains the same magnetization state as the region 485b and is transferred to the auxiliary magnetic layer. The recorded magnetic domain which has been subjected to the magnetic domain transfer and the magnetic domain expansion has been dragged by the optical spot.
  • the auxiliary magnetic layer 408 is heated to a temperature higher than the critical temperature and becomes a perpendicular magnetization film, and has a coercive force Hc in the vertical direction.
  • the auxiliary magnetic film 408 has an external magnetic field H ex due to a leakage magnetic field from the optical head, such as an optical head.
  • the recording direction ie, downward
  • a static magnetic field Hs at which the magnetization of the magneto-optical recording film 406 is generated at a temperature equal to or higher than the critical temperature of the auxiliary magnetic film 408 is applied.
  • the magnitude is H ex + H s (magnetization of the recording magnetic domain is downward) and H ex ⁇ H s (magnetization of the recording magnetic domain is upward) depending on the direction of magnetization of the magneto-optical recording film 406.
  • the absolute value of H c is (H ex + H s) or ( When the absolute value of H ex ⁇ H s) is larger than the absolute value of H ex ⁇ H s), the magnetization formed in the auxiliary magnetic film 408 is maintained as it is, and once transferred to the auxiliary magnetic film as shown in FIG. 60 (C). The magnetic domains do not re-invert even if the reproduction spot advances to a region where no recording magnetic domains exist in the magneto-optical recording film 406.
  • Hc is the vertical coercive force when the auxiliary magnetic film 408 is in the perpendicular magnetization state.
  • the reproducing light power is as large as 2.1 mW
  • the area 487a in the front of the auxiliary magnetic film 408 irradiated with the reproducing light spot 480 rises above the critical temperature TCR.
  • the magnetic recording layer 406 directly under the magnetic recording layer receives magnetic domain transfer.However, the center and the rear part of the spot are heated more than the front part and exceed the compensation temperature Tcomp of the auxiliary magnetic film 408, so that the magnetization is increased. It is considered that the state is reversed (the detailed reason for the magnetization reversal will be described later in a specific example of the second reproducing method). Therefore, as shown in FIG.
  • the transfer region 487c has a magnetization in the same direction as the magnetic domain of the magneto-optical recording film 406 immediately above and a reversal magnetic domain due to magnetostatic coupling from the magneto-optical recording film 406. I do.
  • FIG. 60 FIG. 58 (C)
  • the reproduction signal intensity increases because the magnetic domain expansion occurs in the auxiliary magnetic film 408 as described above.
  • the magnetic domain 485 b expanded from the recording magnetic domain 482 moves together with the reproducing light spot 480 while expanding.
  • the magnetic domain When the center of the reproduction light spot 480 comes directly below the section 484, in order to reproduce the magnetization of the magnetic domain 484 through the auxiliary magnetic layer 408, it is necessary to prevent the phenomenon of dragging by the light spot of the enlarged magnetic domain. Must. That is, it is necessary to erase the enlarged magnetic domain 485 c of the recording magnetic domain 482, transfer the magnetization of the magnetic domain 484 to the auxiliary magnetic layer 408, and then enlarge it.
  • a laser beam having a linear velocity of 5.0 m / s and a recording power of 6.3 mW was applied to a track located at a radius of 4 Omm for a period of 320 m / s. ns and a pulse width of 53.3 ns, and optical modulation recording was performed with a recording magnetic field of 5000 e. This is equivalent to continuously recording about 1.6 ⁇ record marks at 3.pitch.
  • FIG. 63 shows the obtained reproduced signal waveform. A reproduced signal having an amplitude of about 220 mV was obtained corresponding to the recording mark.
  • the example shown in Fig. 57 used in the explanation of the principle shows the latter case.
  • the ratio of the pulse width of the high power pulse to the low power pulse that is, the duty, is not limited to the cases shown in FIGS. 57 and 62, and may be appropriately changed in order to obtain an increased reproduced signal. be able to.
  • the temperature profile of the medium when irradiated with the reproducing light beam was made to have a desired shape, or the linear velocity dependence of the temperature opening file.
  • a thermal control layer having an appropriate thermal conductivity may be provided on the protective film of the magneto-optical recording medium.
  • the Kerr rotation angle 0 k is equal to or higher than the auxiliary magnetic film at the maximum temperature of the medium when the reproduction light is irradiated, and the perpendicular magnetization film is equal to or higher than room temperature.
  • a certain reproducing magnetic film may be added between the dielectric film 403 and the auxiliary magnetic film 408.
  • the leakage magnetic field generated from the magnetic head at the time of reproducing is applied to the magneto-optical recording medium, but in this embodiment, the DC magnetic field is positively applied in the same direction as the magnetization direction of the recording magnetic domain.
  • the reproduction is performed while applying voltage to the. Also in this embodiment, reproduction was performed by modulating the laser beam intensity in order to realize enlargement and extinction of the transfer magnetic domain.
  • the TbFeCo recording layer 406 and the GdFeCo reproducing layer 408 are magnetostatically coupled via a nonmagnetic layer 409.
  • the dFeCo reproducing layer 408 is an in-plane magnetic film at room temperature, and changes into a perpendicular magnetic film when the temperature exceeds the critical temperature Tcr.
  • the temperature Tcr is 175. C, and the melting temperature Tc is 340 ° C.
  • the GdFeCo regeneration layer 408 compensates between the critical temperature Tcr and the Curie temperature Tc.
  • the temperature Tcomp 240 ° C.
  • the TbF e Co recording layer 406 used had a temperature Tco of 270 ° C. and a compensation temperature Tcomp ′ of room temperature or lower.
  • Tcomp, Tco, Tc The temperature relationship is as described with reference to Fig. 66.
  • the reproducing light was modulated to a low power for transferring and enlarging the magnetic domain, and the reproducing light for reducing or eliminating the enlarged magnetic domain was highly modulated in this embodiment.
  • This power level is applied while scanning the recording track by irradiating the magneto-optical disk with the reproducing light, and as a light source for recording and reproduction, to light with a wavelength of 680 nm and a lens numerical aperture of 0.55.
  • the optical pulse intensity modulation method was used to record on the magneto-optical disk 490 shown in Fig. 64.
  • the recording was performed at a linear velocity of 5 m / s, a recording cycle of 320 ns, a recording laser power of 7.5 mW, and a pulse width of 53.
  • the test was performed under the conditions of 3 ns and a recording magnetic field of 5000 e. 0.8 ⁇ recorded magnetic domains were recorded at 0. S zm intervals corresponding to data such as 1 and 0.
  • the recorded magnetic domains are shown in Fig. 65 (A) together with the recording signals. This recorded magnetic domain was reproduced under the following reproducing conditions.
  • the linear velocity is 5.
  • Om / s and the reproducing laser power is 1.5 mW as low power Prl for domain expansion and 3.5 mW as high power Pr2 for domain reduction (or extinction). Modulated.
  • the timing signal of the reproduction light power is shown in Fig. 65 (B).
  • the modulation period of the read power was 160 ns.
  • the low power Prl was used for 150 ns irradiation, and the high power Pr2 was used for 1 O ns irradiation.
  • the reproducing magnetic field used a constant DC magnetic field and applied about 8 OOe in the recording direction. This magnetic field can be substituted by a leakage magnetic field from the objective lens actuator as in the first reproducing method (Example 17).
  • Figure 65 (C) shows the obtained reproduced waveform. From this reproduced waveform, it can be seen that the signal rises only in the portion where the recording magnetic domain exists, and that the signal does not rise where the recording magnetic domain does not exist.
  • the recording magnetic domain is transferred and expanded in the reproducing layer only when the reproducing light is scanning the portion where the recording magnetic domain of the recording track exists.
  • the reproduced signal was amplified to about 1.5 times as large as the reproduced signal when the magnetic domain transferred in the magnetic super-resolution mode was reproduced without being enlarged.
  • This amplification effect of the reproduction signal is remarkably effective in a finer recording magnetic domain. Even when recording a fine magnetic domain of 0.4 Atm or less, the saturation amplitude (the reproduction signal and the reproduction signal when all the magnetizations of the reproduction layer are downwards) are reduced.
  • a reproduction signal output of 80% (saturation amplitude ratio) was obtained with respect to the difference between the reproduction signal when the magnetization of the reproduction layer was all upward and the reproduction signal.
  • the reproduction conditions of this embodiment can be explained as follows in relation to FIG. 66 used in the explanation of the principle.
  • a DC magnetic field of about 800 e applied in the recording direction places the magnetic temperature curves A and B in the relationship shown in FIG.
  • the relationship between the magnetic temperature characteristic of the magneto-optical disk used in this embodiment and the applied DC magnetic field satisfies the following requirements (3) and (4).
  • requirements necessary for the reproducing method described in this embodiment are listed.
  • the magnetic properties of the reproducing layer and the recording layer of the magneto-optical recording medium used in this embodiment satisfy the following requirements (1) and (2) as described above.
  • the reproducing layer magnetized in the film plane direction at least at room temperature has a compensation temperature T comp between the critical temperature T cr and the Curie temperature T co magnetized in the perpendicular direction.
  • the Curie temperature Tco of the recording layer must be between the compensation temperature Tcomp of the reproducing layer and the temperature Tco of the reading layer.
  • the above requirements (1) to (4) were satisfied by forming a magneto-optical disk using the specific material shown in FIG. 64 and applying a DC magnetic field of 800 e in the recording direction.
  • Any material can be used as long as it can satisfy the requirements (1) to (4), a magneto-optical recording medium having a laminated structure, and an external magnetic field applied during reproduction.
  • the DC magnetic field applied at the time of reproduction may be not only in the recording direction but also in the erasing direction.
  • the process of (a) magnetic domain transfer, (b) magnetic domain expansion, and (c) disappearance of the transferred magnetic domain is performed by modulating the reproducing light power intensity under a DC magnetic field. I have.
  • the time during which these processes are performed depends not only on the magnetic properties of the recording layer and reproducing layer, but also on the recording layer, reproducing layer, non-magnetic layer, dielectric layer, protective layer, and other stackable magnetic or non-magnetic layers. It also depends on the temperature rise rate of the substrate and the heat transfer rate between the layers. These speeds can be adjusted by appropriately changing the thermal conductivity, the thickness, the laminated structure, and the like of the materials constituting the layers, thereby making it possible to correspond to a desired reproduction access speed.
  • the dielectric layer and the non-magnetic layer adjacent to the reproducing layer have an appropriate heat insulating property, but the degree of the heat insulating property depends on the access speed of recording / reproducing or the recording / reproducing line on the recording medium. The speed can be adjusted as appropriate in relation to the thermal characteristics in combination with the thermal conductivity of the reproducing layer and the recording layer.
  • the structure in which the reproducing layer (auxiliary magnetic layer) of the magneto-optical recording medium is sandwiched between the dielectric layer and the non-magnetic layer has been described. Magnetic materials having magnetic anisotropy may be laminated.
  • the magnetic anisotropy in the in-plane direction is predominant up to the crystal temperature, and it is desirable that the crystal temperature is almost equal to the temperature of the reproduction layer.
  • a material of such a magnetic material a Pt—Co alloy, for example, a Pt—Co alloy containing 25 at% of Co, a GdFeCo alloy, or the like can be used.
  • the magnetic material may be laminated on the upper side or the lower side of the reproducing layer.
  • Example 12 the polarity of the applied magnetic field is changed according to the recording signal while irradiating the pulse light.
  • recording was performed using an optical modulation method that modulates light intensity according to a recording signal while applying a DC magnetic field. Any of the used magnetic field modulation recording method, light modulation recording method, and light magnetic field modulation method may be used.
  • Example 19
  • the leakage magnetic field generated from the magnetic head at the time of reproducing is applied to the magneto-optical recording medium, but in this embodiment, the DC magnetic field is positively applied in the same direction as the magnetization direction of the recording magnetic domain.
  • the reproduction is performed while applying voltage to the. Also in this embodiment, the reproduction is performed by modulating the laser beam intensity in order to realize the expansion and disappearance of the transfer magnetic domain.
  • the magneto-optical disk has a SiN dielectric layer 403 and a reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404 made of a GdxFeyCoz alloy on a preformatted pattern 402 of a polycarbonate substrate 401.
  • the TbFeCo recording layer 406 and the GdxFeyCoz alloy reproducing layer 404 are coupled to the magnetostatic layer via a nonmagnetic layer 409 and a magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408 made of a GduFevCow alloy. ing.
  • a magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408 made of a GduFevCow alloy.
  • the magnetic material used for the GdxFeyCoz reproducing layer 404 which is in-plane magnetized at room temperature and changes to a perpendicular magnetization film when the critical temperature Tcr2 is exceeded, the material having the optimum value of the alloy element ratio X yz is selected and used.
  • the perpendicular magnetic film at room temperature, critical temperature T used for the magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408 made of G duF evCow alloy As the magnetic material that transitions to an in-plane magnetic film when cr1 is exceeded, the material with the optimal value of the alloy element ratio UVW is selected and used.
  • the critical temperature Tcr2 and the critical temperature Tcr1 are close to each other, and when reproducing the recorded information of the magneto-optical recording film 406, the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404 and the magnetic layer composed of the alloy of 00
  • the layer (first auxiliary magnetic film) 408 is set so as to cooperate with each other, that is, the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404 is irradiated with a reproducing laser beam, After the temperature of the film 404 rises and transits to a perpendicular magnetic domain beyond the critical temperature Tcr2, the recording domain signal of the magneto-optical recording film 406 is transferred to the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404 and immediately expanded.
  • the magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408 changes from perpendicular magnetization to in-plane magnetization immediately after the recording magnetic domain signal is transferred to the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404, and responds to the perpendicular magnetic field. It acts as a domain wall to block magnetic noise, so the operation of the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) 404 Then, it is necessary to operate the magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408 at an optimal timing, which is directly related to the magnitude of the time difference ⁇ between T cr 2 and T cr 1. Setting the optimal ⁇ For this purpose, a selection is made from the material type of the reproducing layer (second auxiliary magnetic film) and the material type of the magnetic layer (first auxiliary magnetic film) 408.
  • the reproducing layer 404 of the GdxFeyCoz alloy is used.
  • a G dxF eyC oz alloy was used, which had a critical temperature Tcr2 of the regeneration layer 404 of 175.C and a Curie temperature Tc of 340.C.
  • the T b F e Co recording layer 406 has A Curie temperature Tco of 270 ° C and a compensation temperature Tcomp 'of less than room temperature were used, that is, Troom ⁇ Tcr2 ⁇ Tcomp ⁇ Tco ⁇ Tc2 There are, they ⁇ relationship is as described in Figure 70.
  • the reproducing power is adjusted to the reproducing clock or its integral multiple ( The signal is modulated into two types in synchronization with a recording clock or an integral multiple thereof. As described above, the reduction or disappearance of the expanded magnetic domain can occur at either low power or high power.
  • the reproduction light is modulated to low power to transfer and expand the magnetic domain, and the expansion is performed.
  • the reproduction light for reducing or eliminating magnetic domains was modulated to high power. This power level is applied while the recording track is scanned by irradiating the magneto-optical disk with the reproduction light.
  • Embodiment 19 reproduction was performed while applying a DC magnetic field.
  • an alternating magnetic field was applied instead of the DC magnetic field during reproduction. That is, in this embodiment, in order to surely execute the expansion and disappearance of the transfer magnetic domain, not only the laser beam intensity is modulated in synchronization with the reproduction clock but also the alternating magnetic field synchronized with the reproduction clock is applied.
  • the apparatus shown in FIG. 14 can be used for recording and reproducing information.
  • a recording magnetic domain according to a recording signal as shown in FIG. 82A is formed on the magneto-optical recording medium of the ninth embodiment in the same manner as in Example 18. Then, the reproduction light power is modulated in the same manner as in Example 18 except that an alternating magnetic field as shown in (C) of FIG. 82 is applied in synchronization with the reproduction clock ((B) of FIG. 82). ) Playback can be performed.
  • the reproducing magnetic field can be modulated in synchronization with the reproducing clock for each magnetic domain recorded as in the fourth embodiment.
  • the intensity of the pulsed magnetic field is near the center of the magnetic domain in the recording direction, for example, 150 (0e) (HE).
  • the erasing direction 250 (0e) (HS)
  • the duty ratio in the recording direction is For example, it can be 25%.
  • not only the reproduction light power is optically modulated in synchronization with the reproduction clock.
  • Figure 74 shows a swing arm 756 with a magneto-optical head (optical head) 753 attached to the end.
  • One end of the swing arm 756 is rotatably supported by the rotating shaft 752, and the other end is fixed to a magneto-optical head 735 via a suspension 755.
  • the swing arm 756 rotates about the rotation axis 752, and the radial recording areas (a), (b) and (c) of the disk-shaped recording medium (magneto-optical disk) 751 Moving up, you can access the magnetization information recorded in those areas.
  • the magneto-optical head 753 is configured by mounting an objective lens on a slider, and this structure will be described later.
  • the magneto-optical head 753 is maintained at a predetermined position on the recording medium 751 by the flying function of the slider.
  • a laser light window 754 for transmitting laser light to the magneto-optical head 753 is formed on the rotating shaft 752.
  • an optical system for irradiating the recording medium 751 with reproduction light and detecting reflected light therefrom will be described.
  • the optical system is a fixed light equipped with a laser light source 575 as a reproduction light source and a detection system for detecting light reflected from the recording medium 751.
  • the fixed optical system P1 is fixed to a magneto-optical recording / reproducing device (magneto-optical drive) (not shown).
  • the fixed optical system P1 includes a laser light source 757, a magneto-optical signal detector 768a, 7668b, a tracking signal detector 7668d, and a focus signal detector 7668c.
  • the laser light from the laser light source 757 passes through the collimating lens 758 and the prism 759 to the movable optical system P2.
  • the reproduction light reflected from the recording medium 751 is deflected by the beam splitter 760, and further split by the beam splitter 761 into light in two orthogonal directions.
  • One of the reproduction lights split by the beam splitter 756 is further split by a beam splitter 765, and one of the split beams enters a focus signal detector 768 c through a lens 766. The other enters the tracking signal detector 768 d.
  • the other reproduction light split by the beam splitter 756 1 passes through the wave plate 766 3 and the lens 767 and is further split into two orthogonal lights by the beam splitter 764. It is incident on the magnetic signal detectors 768a and 768b.
  • the movable optical system P 2 includes a mirror 770 disposed on the above-mentioned rotation axis 750, and a condenser lens 707 provided in a slider 914 of the magneto-optical head 910 (735). 1 and a hemispherical solid immersion lens 772 as an objective lens and a magnetic coil 804 arranged around the solid immersion lens 772.
  • the condensing lens 771 and the solid immersion lens 772 are arranged so that the optical axes coincide with each other, so that light transmitted through the solid immersion lens 772 can be transmitted through the slider 914.
  • a circular opening centered on the optical axis is formed in the slider to make it possible.
  • the laser beam sent from the fixed optical system P1 is provided in the movable optical system P2 on the mirror 770 and the slider 914 installed on the rotating shaft 752 of the swing arm 756.
  • the condenser lens 771 and the solid image The recording medium 751 is irradiated by the John lens 772.
  • the solid immersion lens 772 includes the bottom surface of the solid immersion lens 772 (the surface facing the magneto-optical disk 751) as TiN (titanium nitride) and SiN (silicon nitride silicon). ), or S i 0 2 (silicon oxide) such as a light-transmitting protective film in co - may be proboscis.
  • a high-hardness crystalline carbon film layer of amorphous carbon or DLC (diamond-like carbon) may be coated by sputtering.
  • Various preformatted pits are formed on the substrate of the magneto-optical disk 751.
  • Servobits are formed in the shape of a pill, and are detected by the sample servo method.
  • FIG. 80 shows an example of the configuration of the track / sector of the recording medium 751
  • FIG. 81 shows an example of the arrangement of prepits formed on the track. Light reflected from these pits is detected by the tracking signal detector 768d and the focus signal detector 768c of the fixed optical system P1, and tracking and focus control are performed.
  • the magneto-optical recording medium described in any of Examples 1 to 19 can be used.
  • the reproducing mechanism including the optical head and the swing arm shown in this embodiment replaces the optical head and the magnetic head or the magneto-optical head of the recording / reproducing apparatus shown in FIGS. 14 and 32. Can be used. This makes it possible to further reduce the size and weight of the recording / reproducing apparatus shown in the fourth and fifth embodiments. Further, the use of a solid image lens allows higher density recording and reproduction.
  • Swing arm 7 shown in Figure 76 Reference numeral 56 denotes an example in which the anchor arm 773 is provided at the end opposite to the side provided with the magneto-optical head 753b with respect to the rotation axis 752 of the swing arm. Different from swingarm.
  • the swing arm 756 moves the magneto-optical head 753 b attached to the tip thereof on the recording medium 751 along a locus indicated by a broken line in FIG. 7 7 6 can be accessed.
  • FIG. 77 shows a block diagram of the entire optical system of the recording / reproducing apparatus using the swing arm 756.
  • the optical system P11 includes a laser light source 757, a collimator lens 758, and a prism 759, and is fixed to the recording / reproducing apparatus similarly to the fixed optical system P1 in the embodiment 21.
  • the optical system P12 includes a magneto-optical signal detector 768a and 768b, a focus signal detector 768c, a tracking signal detector 768d, and an optical system for directing reproduction light to them. It is composed of elements and the like, and is housed in an anchor arm 773.
  • a mirror 769, a condenser lens 771, a solid immersion lens 772, a magnetic coil 8004, and a slider 914 on which they are mounted are provided on the tip of a swing arm 7556.
  • a beam splitter 760 for directing the reflected light from the recording medium 751 to the optical system P12 is provided on the rotating shaft 752 of the swing arm 756.
  • FIGS. 78 and 79 show a schematic side view and a top view, respectively, of the recording / reproducing apparatus 100 incorporating the swing arm 756 shown in FIG. 76 and the optical system shown in FIG. 77.
  • the optical system P11 is fixed to the casing 7778 above the rotating shaft 752 and the beam splitter 760.
  • the recording medium 75 1 At the bottom of the casing, rotate the recording medium 75 1 Is mounted, and the recording medium 751 is mounted on the spindle 728. Further, a pair of magnets 780 are mounted below the anchor arm 773 and the bottom of the casing, and a coil 780 is provided between the magnets 780. The rotation of the drive shaft 752 of the swing arm is controlled by the repulsion between the magnet 780 and the coil 781. Also, the swing arm slider 7
  • the 1 4a side and the anchor arm 7 7 3 side are configured so that the weight is balanced.
  • the control unit 900 accommodates the signal processing system shown in FIG. 32, and controls the power and modulation timing of the reproduction light and the intensity and application timing of the reproduction magnetic field.
  • Example 23 Any of the magneto-optical recording media described in 1 to 19 can be used.
  • FIG. 84 shows an example of the configuration of the slider 714a and the solid immersion lens 772 in the recording / reproducing apparatus shown in Examples 21 and 22.
  • a transparent protective film having a thickness in the range of 10 nm to 300 nm
  • a magneto-optical recording medium on which is formed can be used.
  • FIG. 84 is a cross-sectional view when the magneto-optical head is cut in the longitudinal direction of the slider 802 (714a).
  • the illustrated floating type magneto-optical head includes a slider 802 and a solid immersion lens 800 and a magnetic coil 804 for applying an external magnetic field.
  • the slider 8002 is formed with a through hole 800a having the same diameter as the outer periphery of the solid immersion lens 800, and the solid immersion lens 800a is formed in the through hole 800a. Are combined as shown in Figure 84.
  • the light exit surface 800a of the solid immersion lens 800 is located at the same height as the slider bottom surface.
  • the magnetic coil 804 is made of a slider 802 so that it surrounds the outer circumference 80 Ob of the solid image lens 800. It is buried above hole 800a.
  • the slider 802 is connected to an actuator (not shown) of the magneto-optical recording / reproducing apparatus main body via a plate panel support mechanism (not shown).
  • the exit surface 80 Oa of the solid immersion lens 800 becomes parallel to the magneto-optical recording medium 51 and the magneto-optical recording medium 75 1 and the epane sens at the time of lifting of the slider 802 by the plate panel supporting mechanism. They are placed close to each other within the attenuation distance of light.
  • the recording laser light emitted from above the solid immersion lens 800 passes through the solid immersion lens 800 and is focused on the magneto-optical recording medium 751, A spot smaller than the theoretical minimum spot diameter in the air is formed on the magneto-optical recording medium 751.
  • this small spot uses a member having a refractive index n larger than that of air for the solid immersion lens 800, and the inside of the solid immersion lens 800 Formed when collecting light.
  • laser beam irradiation and magnetic field application by the magnetic field coil 804 are performed by laser beam irradiation timing controlled on the magneto-optical recording medium 751 and magnetic field application timing according to input information.
  • Example 2 4
  • FIG. 85 shows a magneto-optical head having a configuration different from that of the embodiment 23.
  • the solid immersion lens 8 10 is mounted on the slider 8-2 in Fig. 8 4, so the portion 10 5 where the solid immersion lens 8 10 of the slider 8 2 is installed 10 5 transmits laser light.
  • it is formed of glass.
  • the solid immersion lens 8100 is fixed to the lens mounting portion 80.2b outside the laser light transmitting member 106.
  • the magnetic coil 804 is built in the slider 802 as in the case of the embodiment 23.
  • the levitation magneto-optical head of FIG. 86 has a magnetic core 800 c instead of the laser light transmitting member 806 of the levitation magneto-optical head shown in FIG. 85.
  • the magnetic core 80 2 c is It is desirable to use a material that transmits laser light, has a low coercive force, and has a high saturation magnetic flux density. For example, a transparent ferrite, an indium iron garnet, a rare earth iron garnet, or the like is preferable. Since the magnetic core 800 c is easily magnetized by the external magnetic field applied from the magnetic coil 804, the magnetic flux can be bundled below the solid immersion lens 800! This facilitates the control of the magnetic flux applied to the magneto-optical recording medium 830.
  • the floating type magneto-optical head shown in FIG. 87 has a structure in which the magnetic coil 804 is incorporated below the solid immersion lens 800 in the magnetic coil 804 shown in FIG. 85. .
  • the magnetic coil 804 is joined to the outgoing light surface 800 a of the solid immersion lens 800.
  • the magnetic coil 804 is arranged at a position where the light beam emitted from the solid immersion lens 800 is not blocked.
  • the magnetic coil 804 is disposed at a position closer to the magneto-optical recording medium 8330 than the light exit surface 80Oa of the solid immersion lens 800. Therefore, it is preferable that the magnetic coil be as thin as possible.
  • FIG. 89 shows the configuration of a magneto-optical head in which a magnetic core 800 c is provided on a portion of the levitation type magneto-optical head laser light transmitting member 806 of FIG.
  • the floating magneto-optical head of FIG. 89 has a magnetic core 800 c provided between the solid immersion lens 800 and the magneto-optical recording medium 83 and inside the magnetic coil 804.
  • the magnetic core 802 c is made of the same magnetic material that transmits laser light as shown in FIG. With this configuration, the floating type magneto-optical head reduces the spot ⁇ ⁇ on the magneto-optical recording medium 8 The control of the magnetic field applied to the magneto-optical recording medium 830 becomes stable and easy.
  • FIG. 90 shows a case in which at least a part of the solid immersion lens 800 is made of a magnetic material that transmits laser light, for example, a transparent ferrite in the configuration of the floating magneto-optical head of FIG. Is shown.
  • the solid immersion lens 800 only a portion 800c near the center orthogonal to the emission surface 800a of the laser light to be irradiated is formed of a magnetic material. According to this configuration, the magnetic core 802 c is not required in the magneto-optical head of FIG. 86 or FIG. 89.
  • Such a solid immersion lens 800 is formed by first polishing a glass to form a lens part having an opening formed in the center of the hemispherical glass, and then forming a spatter or a vapor on the opening. It can be formed by filling a magnetic material by a method or the like.
  • FIG. 91 shows an embodiment of a magneto-optical recording / reproducing apparatus using a solid immersion lens 800 having a floating slider as a magneto-optical head.
  • FIG. 91 shows the magneto-optical disk 751 and the entire magneto-optical head.
  • the objective lens 771 is attached to an objective lens drive (not shown), and the solid immersion lens 800, slider 800, magnetic coil 804, and mirror 696 are integrated.
  • the magneto-optical head section 753b is configured.
  • the magneto-optical head 753b is installed and fixed at the tip of the swing arm of the magneto-optical recording / reproducing apparatus.
  • the magneto-optical head of this embodiment has cutouts 800 S, 800 on a part of the sliding surface of the slider 800 and on a part of the sliding surface of the solid immersion lens 800. Use the one with 0 S formed. This cut Floating grooves for floating the magneto-optical head are formed in the notched portions 800S and 800S. Other configurations of the magneto-optical recording and reproducing apparatus are the same as those of the other embodiments.
  • Fig. 92 shows the swing arm magneto-optical head formed on the sliding surface of the slider 80 2 of the magneto-optical head, which is installed and fixed at the tip of the swing arm 7 56 of the magneto-optical recording / reproducing apparatus. It is the shape of the floating groove for floating the part.
  • FIG. 92 shows the installation positions of the slider section 861, the taper section 860, and the solid immersion lens 800 of the slider 802.
  • Other configurations of the magneto-optical recording and reproducing apparatus are the same as those of the other embodiments.
  • the reproducing method and the reproducing apparatus of the magneto-optical recording medium of the present invention are expected to construct a magneto-optical recording / reproducing system which enables next-generation ultra-high density recording.
  • the magneto-optical recording media according to the first to tenth aspects have a structure suitable for reproducing a recorded micro magnetic domain by enlarging the magnetic domain.
  • the magneto-optical recording / reproducing apparatus of the present invention is a very effective apparatus for a magneto-optical recording / reproducing method for applying an alternating magnetic field and power-modulated reproducing light to a magneto-optical recording medium. Further, since a magneto-optical head capable of applying the reproducing light and the reproducing magnetic field from the same direction is employed, the size and weight of the reproducing apparatus can be reduced. In addition, since the magneto-optical head is attached to the tip of the swing arm, access to a desired area of the magneto-optical recording medium can be more quickly performed. become.
  • the movement, scanning, and access of the magneto-optical head can be performed in a narrow space parallel to the surface of the magneto-optical disk, whereby the reproducing apparatus can be made compact.
  • a solid immersion lens for the magneto-optical head ultra-high density recording and reproduction can be performed.
  • a magnetic coil around or inside the solid immersion lens to form a magneto-optical head By arranging a magnetic coil around or inside the solid immersion lens to form a magneto-optical head, a very small magneto-optical head can be constructed, and the head can contact the recording medium. Can be reduced.
  • the reproducing apparatus of the present invention provides a magneto-optical recording medium according to the first to tenth aspects, that is, i) transfer of a micro magnetic domain from an information recording layer (a magneto-optical recording film) to a reproducing layer (an auxiliary magnetic film);
  • the present invention is extremely useful as a device for reproducing a magneto-optical recording medium, which performs the processes of i) ii) the expansion of the transferred magnetic domain and the disappearance of the expanded magnetic domain.

Landscapes

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Description

明細書
、光磁気記録媒体の再生方法及び再生装置 技術分野
本発明は、 光磁気記録媒体に形成された微小磁区を高分解能且つ高 S / N比で 検出することができる光磁気記録媒体の再生方法及び再生装置に関し、 より詳細 には、 光磁気記録媒体に記録された微小磁区から磁化情報を再生する際に、 再生 用レーザスポッ 卜内に存在する複数の微小磁区を個別に且つ拡大して再生するこ とができる光磁気記録媒体の再生方法及び再生装置に関する。 背景技術
情報量の増大と装置のコンパク卜化に伴い、 より高密度な記録及び再生が可能 な技術が要望されている。 光磁気ディスク等の光磁気記録媒体は情報の書換えが 可能であり大記録容量を持つ光メモリとして知られている。 光磁気記録媒体に情 報を記録するには、 レーザ一光を光磁気記録媒体に照射しながら、 記録信号に応 じた極性の磁界を昇温した部分に印加する磁界変調法が用いられている。 この方 法は、 才—バーライ 卜記録が可能であり、 しかも、 高密度な記録、 例えば、 0 . 1 5 Ai mの最短マーク長での記録が達成されている。 また、 一定の印加磁界の下 で記録信号に応じてパワー変調した光を照射して記録する光変調記録方式も実用 化されている。 しかしながら、 かかる記録方式を用いて微小磁区を形成したとしても、 再生時 に以下のような問題がある。
( 1 ) 再生光のスポッ 卜 ί圣が記録磁区 (記録マーク) のサイズに比べて大きす ぎるため、 再生光スポッ 卜内に存在する複数の磁区を別個に検出することができ ない。すなわち、再生分解能が足らないため、個々の記録磁区の再生ができない。
( 2 ) 各記録磁区の面積が小さいため、 再生信号出力が小さい。 このため、 再 生信号の S / Nが低い。 前記( 1 )の問題を解決する為の一つの方法として、例えば、 Journal of Magnetic Society of Japan. Vol .17 Supplement No. Sl、 pp. 2 0 1 ( 1993)において 磁気超解像 ( M S R ) 技術が提案されている。 磁気超解像に用いられる光磁気記 録媒体は、 通常、 磁気超解像用再生層、 交換力制御層、 情報記録層で構成されて おり、 再生時には再生光スポッ 卜内に微小磁区が含まれている場合、 再生層の温 度分布を利用して一方の磁区をマスクすることによって他方の磁区を個別に再生 することが可能となる。 このように磁気超解像技術では光スポッ ト怪の実効的視 野を狭めることで、 再生分解能を向上させている。 しかしながら、 磁気超解像技 術を用いても各磁区からの再生信号強度は変わらないため、 前記 (2 ) の問題 は解決できない。 また、 高密度で記録された記録ドメインを再生するための再生装置も考案され ている。 この例として、 光路中に遮光物を挿入して光学的超解像によりレーザー 光の回折限界を超える集光スポッ 卜を得る光学旳超解像技術がある。 この技術は l"Yamanaka et al. , "High Density Optical Recording by Super Resolution", Jan. J. Appl. Phys. , 28、 Supplement 28-3, 1989, pp.197- 200」 に詳細に 議論されている。 この技術においても、 光磁気記録媒体に再生光が照射された時 に再生光スポッ 卜内部の磁性膜に温度分布が生じることを利用して、 スポッ 卜内 に磁気的マスクを発生させ、 信号の再生に寄与する実効的なスポッ 卜 ί圣を縮小さ せている。 本発明者等は基板上に再生層と記錄層とを有し、 再生時に記録層の磁区を再生 層に転写するとともに再生磁界を印加することによって再生層に転写された磁区 を拡大して再生することができる光磁気記録媒体を特開平 8— 7 3 5 0号公報で 開示した。 再生磁界として交番磁界を用い、 磁区を拡大する方向の磁界と逆方向 の磁界を交互に印加することによって各磁区で磁区の拡大及び縮小を行わせる。 この光磁気記録媒体を用いると前記 ( 2 ) の問題を解決し、 磁区の再生信号を増 幅することが可能となる。 しかしながら、 再生層の磁区を拡大させるための再生 磁界の制御は容易ではなく、 さらなる改良が必要である。 交換結合力により磁区 の転写を行う場合には、 磁区が転写される再生層での磁区拡大は記録層の磁区の 大きさで制限を受けることになる。 即ち、 再生層の記録層側の部分では記録層の 磁区より拡大することはできず、 記録層から離れるに伴って磁区が大きくなる。 従って、 再生しようとしている記録層の磁区の直上の再生層では深さ方向に全て 記録層の磁化と同じ方向となるが、 再生しようとしている磁区から面内方向にず れた領域では、 深さ方向に記録層の磁化と同じ方向の磁区の部分と違う方向の磁 区の部分とが混在し易くなるという問題もある。 さらに、 本発明者等は、 特開平 8— 7 3 5 0号公報に開示した技術をさらに発 展させた光磁気記録媒体及び再生方法を、 本出願の優先日後に公開された W O 9 8 / 0 2 8 7 7号及び W O 9 8 / 0 2 8 7 8号で開示している。 これらの国際公 開に開示された再生方法では、 再生時に印加する交番磁界を有効に制御して磁区 拡大再生層に転写された磁区の拡大及び縮小を確実に行わせている。 本発明者等は、 また、 国際公開 W O 9 7 / 2 2 9 6 9において、 光磁気記録膜 と、 臨界温度を超えると面内磁化から垂直磁化に転移する磁性材料で構成された 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜と備える光磁気記録媒体に、 2種類のパワー に変調した再生光を照射することにより情報を再生する再生方法を開示している ( この方法において、 一方のパワーの再生光で光磁気記録膜の記録磁区を第 2補助 磁性膜に転写させ且つ転写された磁区を拡大させることによって、 増大された再 生信号強度で情報を再生することに成功している。 しかしながら、 W 0 9 7 / 2 2 9 6 9には、 本発明に従う再生装置の構成は開示されていない。 また、 本発明 に従う再生方法のように交番磁界を印加しつつ再生光パワーを変調することは開 示されていない。 特開平 6— 2 9 5 4 7 9号は、 室温において面内磁化膜であり昇温すると垂直 磁化膜となる磁性層であって、 その転移温度が光入射側から膜厚方向に連続的に 若しくは段階的に高温となる第 1磁性層と、 垂直磁化膜からなる第 2磁性層 (言己 錄層) とを有する光磁気記録媒体を開示している。 この光磁気記録媒体の第 1磁 性層は、 再生層、 第 1中間層及び第 2中間層から構成され、 面内磁化から垂直磁 化に転移する温度が再生層、 第 1中間層及び第 2中間層の順に高くなるように設 定されているため、 情報再生時には、 再生光スポッ 卜内の温度分布と各層の転移 温度との関係により、 記録層の磁区が拡大して再生層に転写される。 しかしなが ら、 この公報では、 光磁気記録媒体の再生時に、 再生光パワーは変調されていな い o 光磁気記録媒体を再生するための従来の記録再生装置に用いられるへッ ド機構 の一例を図 7 2に示す。 光へッ ド 7 0 2及び磁気へッ ド 7 0 3は、 記録ディスク 7 0 1を挟んでその両側に対向して配置されている。 光へッ ド 7 0 2及び磁気へ ッ ド 7 0 3は、 それぞれ、 比較的大型で重いため、 それらは支持体 7 0 7及び結 合部 7 1 1に支えられている。 駆動モータ一 7 0 6のスクリュー回転軸 7 0 4の 回転によって光へッ ド 7 0 2及び結合部 7 1 1 に取り付けられた係合部 7 0 5が スクリユー回転軸 7 0 4上を移動し、 それにより、 光へッ ド 7◦ 2及び磁気へッ ド 7 0 3は、 記録ディスク 7 0 1上の所望の位置に移動することができ、 そこで 情報の記録及び再生が行われる。 この方式では再生装置が大きく、 重量化し、 デ イスク記録媒体及び再生装置に求められている小形、 軽量、 大容量化、 記録再生 消去アクセスの高速化等に応えることができないという欠点がある。 一方、 光へッ ド及び磁気へッ ドを一体化して記録再生装置の小形化に応えよう とする技術として、 図 7 3に示す光磁気ヘッ ド機構 2 0が知られている。 この機 構 2 0は、 光学へッ ド系 7 1 2の対物レンズ 7 1 0の駆動装置 7 1 3と、 磁気へ ッ ドコイル 7 2 1が配置される磁気へッ ドスライダー 7 1 4とが一体的に組み合 わされている。 すなわち、 記録媒体 7 2 6の一方の側に、 光学へッド系 7 1 2と 磁気へッ ドコイル 7 2 1が設けられている。磁気へッ ドスライダー 7 1 4には、 光へッ ドから照射するレーザビーム 7 0 9の収束光 7 3 8が透過する穴 7 4 3が 形成されている。 この種の光磁気へッ ド用いる記録再生装置では、 容積がかなり 小さ〈はなるが、 記録再生装置に求められている小形、 軽量、 大容量化、 記録再 生消去アクセスの高速化等に応えるには十分でない。 これに対して、 へッ ドをァ ームの先端に取り付け、 アームの支点をディスク記録媒体の近傍に設定して、 こ のアームをディスク記録媒体面に平行にスイングさせることによって、 ディスク 記録媒体の情報の記録再生消去を行う方式が知られている。 光へッドをスィング アームで、 或いはリニア ·モーターでディスク記録媒体面に平行に移動させる駆 動方式は、 特開平 5— 5 4 4 5 7に提案されている。 例えば、 光へッ ドをスィン グアームで駆動させる方式は特開平 8— 7 3 0 9、 特開平 3— 2 0 3 8 4 8に提 案されている。 また、 磁気へッ ドにレーザ光反射面を形成した構成が特開平 3— 2 8 0 2 3 3に提案されている。 しかしながら、 これらの記録再生装置は、 従来の光磁気記録媒体には対応する ものの、 特開平 8— 7 3 5 0号や W O 9 7 / 2 2 9 6 9に開示されたような高密 度記録された記録媒体から増大された信号強度で情報を再生する方法及びそれに 用いられる光記録磁気媒体に適合することはできない。 すなわち、 記録再生装置 は、 近年要望されている小 ί圣化、 軽量化、 高密度化、 高記録容量化、 記録再生消 去の高速化された光磁気記録媒体に適合した装置として開発される必要がある。 さらに、 高速化のためには、 光磁気ディスクにアクセスする記録再生へッ ドの可 動方向を、 光磁気ディスクの記録平面に平行な動きを主にして、 光磁気ディスク の記録平面に垂直方向の動きをできるだけ小さ〈する必要がある。 光磁気デイス クの記録平面に垂直方向の容量を低減することも小型化のために望まれる。 さら に、記録再生へッ ドのディスクへのアクセスを一層迅速にするために、アクセス、 移動の動きの軽快なへッ ド機構を使う必要がある。 また、 記録再生へッドと光磁 気ディスクとの衝突等によるへッ ド · クラッシュが起こらないように制御する必 要もある。 発明の開示
本発明の目的は、 W 0 9 7 / 2 2 9 6 9などに開示されたような情報記録層の 記録磁区を再生層に転写及び拡大して再生する夕ィプの光磁気記録媒体の再生に 好適な再生方法及び再生装置を提供することにある。 特に、 再生磁界及び再生光 による磁区の拡大及び縮小の制御が容易である光磁気記録媒体の再生方法及び再 生装置を提供することを目的とする。 また、本発明の別の目的は、上述した問題 ( 1 )及び ( 2 ) を同時に解決し、 記録した微小磁区を高分解能で且つ高感度で得ることができる光磁気記録媒体の 再生方法及び再生装置を提供することにある。 本発明のさらなる目的は、 微小磁 区が記録された光磁気記録媒体を、 充分な C / Νで再生信号を得ることができる 再生方法及び再生装置を提供することである。
本発明に従えば、 情報記録層と再生層とを有する光磁気記録媒体を再生するた めの装置であって、
上記光磁気記録媒体に再生用磁界を印加する磁気へッ ドと ;
上記光磁気記録媒体に再生光を照射する光へッ ドと ;
スィング軸の回りに旋回可能なスィングアームであって、 その一端に上記光へ ヅ ドを支持するスィングアームと ;
再生クロックを発生させるためのクロック発生装置と ;
再生クロックに基づいて少なくとも 2種類の光パワー P rl 及び P r2 にパワー 変調された再生光を照射するように光へッ ドを制御する光へッ ド制御装置と ; を
VSえ、
ここに、 上記光パワー P rl 及び P r2 の一方のパワーの光により情報記録層の 磁区を再生層に転写し且つ転写された磁区を拡大させ、 再生層における拡大した 磁区から情報を再生する再生装置が提供される。 光へッ ド制御装置は、 例えば、 レーザ駆動回路に制御信号を送る再生パルス幅及び位相調整回路 ( R Ρ— Ρ Ρ Α ) にし得る。 再生装置は、 再生クロックに基づいて交番磁界を印加するように 磁気へッ ドを制御するための磁気へッ ド制御装置をさらに備え得る。 あるいは、 再生装置は、 再生クロックに基づいて D C磁界を印加するように磁気へッ ドを制 御するための磁気へッ ド制御装置をさらに備え得る。 磁気へッ ド制御装置は、 例 えば、 磁気コイル駆動回路を制御する再生パルス幅 ·位相調整回路 (R P— P P A ) にし得る。 本発明の再生装置を用いることによって、 W 0 9 7 / 2 2 9 6 9に開示された 再生方法を実現することができる。 本発明の再生装置は、 以下に示す第 1〜第 1 0の態様 (実施例 1〜1 9 ) に従ういずれかの光磁気記録媒体を再生する際に、 それらの光磁気記録媒体の情報記録層に記録された磁区を再生層 (磁区拡大再生 再生層) に転写し且つ転写された磁区を拡大するのに必要な再生装置である。 本 発明の再生装置ではスイングアームにより光へッ ドまたは光磁気へッ ドを光磁気 記録媒体上で移動させることができるため、 所定の記録ェリアへのアクセスが容 易であり、 装置を小型軽量化することができる。 さらに、 光へッ ドの対物レンズ に固体イマ一ジョンレンズを用いることにより超高密度記録が可能となり、 M A M M 0 S再生及び再生光パワー変調再生と組み合わせることにより、 超高密度記 録及び再生が実現される。 さらに、 再生装置は、 前記スイングアームの一端に光ヘッドを装着するととも に他端に再生信号検出系を装着し、 前記スィング軸がそれらの間に設けることに より、 再生装置をさらに小型化し得る。 さらに、 本発明に従えば、 情報記録層と再生層とを有する光磁気記録媒体を再 生するための装置であって、
再生クロックを発生させるためのクロック発生装置と ;
上記光磁気記録媒体に再生光を照射する光へッ ドと ;
上記光磁気記録媒体に再生用磁界として上記再生クロックに同期した交番磁界 を印加する磁気へッ ドと ;
スィング軸の回りに旋回可能なスィングアームであって、 その一端に上記光へ ッ ドを支持するスイングアームとを備える再生装置が提供される。 この再生装置 は、 交番磁界を印加する磁気へッ ドを備えるために、 W O 9 8 / 0 2 8 7 7号、 W 0 9 8 / 0 2 8 7 8号、 W 0 9 7 / 2 2 9 6 9等に開示されたような、 情報記 録層の記録磁区を再生層に転写して転写された磁区を拡大して再生するタイプの 高密度光磁気記録媒体の再生に好適である。 交番磁界のうち、 情報記録層に形成 された記録磁区の磁化と同一極性の磁界によつて情報記録層から再生層に転写さ れた磁区を拡大し、 該記録磁区の磁化と逆極性の磁界によって拡大された磁区を 縮小することができる。 また、 本発明の再生装置は、 スイングアームを備えるた めに、 所望の領域へのアクセスを速〈することができる。 従って、 本発明の再生 装置は、 高密度光磁気記錄媒体の確実且つ迅速な再生が可能となる。 一層高密度 記録を可能とするために、 上記光へッ ドは対物レンズとしての固体イマ一ジョン レンズを備えることが望ましい。 さらに、 再生装置を小型化するために、 磁気へ ッ ドが光へッ ド内に組み込まれた光磁気へッ ドを用いることが望ましい。 さらに、 本発明に従えば、 情報記録層と磁区拡大再生層とを備える光磁気記録 媒体を再生するための再生方法において、
光磁気記録媒体に、 交番磁界を印加しながら、 少なくとも 2種類の光パワーに パワー変調された再生光を照射して情報記録層に記録された情報を再生すること を特徴とする再生方法が提供される。 情報再生時に、 光磁気記録媒体に交番磁界 を印加するとともに少なくとも 2種類の光パワーにパワー変調された再生光を照 射することによって、情報記録層から再生層(磁区拡大再生層)への磁区の転写、 拡大及び縮小 (消滅) を確実に行わせるための最良の条件設定がこれまで以上に 容易になる。 W 0 9 7 / 2 2 9 6 9では、 直流磁界を印加しながら、 2種類の光 パワーにパワー変調された再生光を照射していたが、 直流磁界の代わりに交番磁 界を用い、 交番磁界の印加タィミングと光変調の変調タィミングを適宜調整して 確実に磁区の転写、 拡大及び縮小 (消滅) させることができる最良の再生条件を 容易に見つけ出すことができる。 また、 交番磁界を用いることによって、 拡大磁 区の縮小 (消減) を一層確実に実行することができる。 本発明の再生方法において、 再生光がパワー P rl 及び P r2 にパワー変調され ており、 上記 P rl 及び P r2 の一方のパワーによって前記情報記録層の記録磁区 を再生層に転写し且つ転写された磁区を拡大させ得、 P rl 及び P r2 の他方のパ ヮ一によつて拡大再生層において拡大した磁区を縮小または消滅させ得る。また、 再生クロックと同一周期または整数倍の周期で少なくとも 2種類の光パワーにパ ヮー変調された再生光を照射し得る。 また、 本発明の再生方法は、 下記の第 1 ~ 第 1 0の態様に従う光磁気記録媒体の再生に極めて有用である。 以下、 第 1〜第 1 0の態様に従う光磁気記録媒体の構造及び再生原理について 説明する。 第 1の態様に従う光磁気記録媒体は、 情報記録層と、 該情報記録層から転写さ れた磁区を該磁区の磁化と同一極性の外部磁界を印加することによって拡大して 再生することができる再生層とを基板上に備えた光磁気記録媒体において、 上記 情報記録層の厚さ hが、 上記記録された最小磁区の半径 dに対して h / d〉0 .
5を満たす厚さであることを特徴とする光磁気記録媒体である。 すなわち、 情報 記録層の厚みが h / d > 0 . 5を満たすように構成された本発明の光磁気記録媒 体を用いれば、 良好な磁区拡大が実現し、 再生磁界に対する再生層の磁区の大き さの変化を容易に制御することができる。 第 1の態様の光磁気記録媒体において、 再生層を補償温度が— 1 0 0〜5 0 °C の範囲内にある希土類遷移金属から構成することができる。 これにより情報記録 層から再生層に転写した磁区を拡大再生することで、 高分解能且つ高 S / Nの光 磁気記録媒体が得られる。 第 2の態様に従う光磁気記録媒体は、 基板上に少なくとも情報記録層を有し、 再生光スポッ 卜を照射することによって情報を再生する光磁気記録媒体において、 上記基板上に磁区拡大再生が行われる磁性層、 ゲートとなる磁性層及び情報を記 録する磁性層とをこの順に備え、 上記ゲ—卜となる磁性層が、 再生光スポッ 卜を 上記光磁気記録媒体に照射したときに、 該再生光スポッ 卜内に生じるゲ一卜とな る磁性層の温度分布に基づいて、 上記情報を記録する磁性層に記録され且つ再生 光スポッ 卜内に存在する複数の磁区のうち一つの磁区だけが該情報記録磁性層か ら転写される層であり、 上記磁区拡大再生が行われる磁性層が、 上記ゲートとな る磁性層から転写される磁区を該磁区の磁化と同一極性の外部磁界を印加するこ とによって拡大することができる層であることを特徴とする光磁気記録媒体であ
第 2の態様の光磁気記録媒体では、 再生用スポッ 卜径中に含まれる情報記録層 の複数の記録磁区のうち一つの記録磁区をゲー卜層の温度分布特性を利用してゲ —卜層に転写させ、 ゲート磁性層に転写された磁区を再生層に転写させ、 この再 生層に転写した一つの磁区を再生磁界で拡大させて検出する。 このため、 ゲート 磁性層で再生分解能を向上させるとともに、 磁区拡大再生技術で再生信号強度を 増大し、 それにより S / Nを向上することができる。 最初に、 第 2の態様に従う光磁気記録媒体及びその再生方法の原理について図 1〜5を用いて説明する。 図 1 ( A ) に、 本発明の光磁気記録媒体 1 1に記録用 レーザ光 1 3を照射しながら記録磁界 1 5を印加することによって情報を微小磁 区として記録する概念図を示す。 光磁気記録媒体 1 1は、 磁区拡大再生層 (再生 層) 3、 中間層 4、 ゲート層 1 6、 交換結合力制御層 1 7及び情報記録層 1 8と から構成されている。 かかる光磁気記録媒体 1 1への情報の記録は光磁界変調方 式を用い、 記録信号に応じた極性の磁界を印加しながら記録クロックに同期した レーザパルスを照射することによって行うことができる。 記録用レーザ光 1 3に 対して光磁気記録媒体 1 1は図中矢印に示した進行方向に移動するために、 スポ ッ 卜中心の後方にずれた領域 1 9がより高温に加熱される。 加熱により、 情報記 録層 1 8の領域 1 9の保磁力が低下するため、 その冷却過程において記録磁界 1 5の方向に磁化が向いた微小磁区が形成される。 なお、 この原理説明において、 光磁気記録媒体は、 例えば、 図 2に概念的に示したような光磁気記録再生装置 2 0 0を用いて記録再生が行われるものとする。 図 2中、 光磁気記録媒体 2 1 0は スピンドルモータ 2 1 7により光へッ ド 2 1 3とフライング磁気へッド 2 1 5に 対して回転移動し、 再生時に初期化磁石 2 1 1により初期化磁界が印加される。 図 1 ( B ) に示したように、 初期化磁界 1 2が光磁気記録媒体 1 1に記録磁界 1 5と反対方向に印加される。 ゲート層 1 6の室温での保磁力は初期化磁界より も小さいために、 ゲート層 1 6に記録された磁区は反転して全て初期化磁界 1 2 の方向を向く。 これに対して情報記録層 1 8の保磁力はゲート層 1 6の保磁力よ りも著しく大きいために情報記録層 1 8の記録磁区 3 1 3 bの磁化はそのままで ある。ゲート層 1 6と情報記録層 1 8の磁区 3 1 3 bは互いに反平行であるため、 その界面は不安定な磁化状態となる。 上記のようにゲ—卜層 1 6が初期化された後、 光磁気記録媒体 1 1は図 3に示 したように再生光の下で再生される。 再生時には記録光よりも低いパワーの再生 光が照射され、 記録光の場合と同様にスポッ 卜中心の後方にずれた領域 3 1 4が 一層高温に加熱され、 高温加熱された領域 3 1 4において、 ゲー卜層 1 6の保磁 力が 下して情報記録層 1 8の磁区 3 1 3 bが交換力制御層 1 7を介して情報記 録層 1 8とゲー卜層 1 6との交換結合力によりゲ一卜層 1 6に転写され、 さらに 磁区拡大再生層 3にも転写される。 一方、 情報記録層 1 8の別の記録磁区 3 1 3 aは、 磁区 3 1 3 aに対応するゲート層 1 6の領域が比較的低温でありその保磁 力が低下しないために、 ゲート層 1 6に転写されない。 従って、 光磁気記録媒体 1 1を上方から拡大して見た場合、 図 3の下方に示したように、 レーザスポッ 卜 3 1 1内で高温に達した領域 3 1 5のみが磁気的エネルギーを低下するために情 報記録層 1 8の記録磁区 3 1 3 bがゲート層 1 6に記録マーク 3 1 6として現れ、 さらにこれが磁区拡大再生層 3に現われる。 一方、 スポッ 卜 3 1 1中の領域 3 1 5以外の領域では、 ゲート層 1 6によって磁区 3 1 3の転写が阻止されているた めに情報記録層 1 8の記録磁区 3 1 3 aは見えないままである。 それゆえ、 図 3 に示したような原理の下で再生光を照射することでスポッ 卜サイズ内に存在する 複数の微小磁区のうち一つの微小磁区だけを独立に再生することができる。 本発明では、 上記のようにしてゲ一ト層 1 6を用いることで絞り込まれた 1つ の微小磁区を、 磁区拡大再生層 3に転写してさらに再生用レーザスポッ 卜内で拡 大させることができる。 これは、 光磁気記録媒体 1 1の磁区拡大再生層 3におい て行われ、 この原理を図 4 ( A ) を用いて説明する。 ここで、 磁区拡大再生層 3 は、 ゲート層 1 6から微小磁区が転写され且つそれを再生磁界によって拡大する ことができる磁性層である。 磁区拡大再生層 3は、 再生磁界の印加により磁壁が 移動して磁区を拡大することができるように、 再生光照射時に再生磁界よりも小 さい磁壁抗磁力を有する垂直磁化膜である。 図 3に示した再生状態、 すなわち、 情報記録層 1 8から微小磁区 3 1 3 bがゲート層 1 6及び磁区拡大再生層 3に転 写された状態で、 拡大再生用磁界 4 1 1 を微小磁区 3 1 3 bの磁化と同一方向に 印加すると、 磁区拡大再生層 3では磁壁抗磁力が小さし、ために磁壁が磁区を拡大 する方向に移動し、 拡大磁区 4 1 9を形成する。 この結果、 図 4 ( A ) の下方に 示したように再生スポッ ト 3 1 1内で拡大されたマーク (磁区拡大再生層で拡大 された磁区 4 1 9 ) 4 1 3が観測される。 このように微小磁区が光磁気記録媒体 の表面にて拡大されて現われるので、 かかる拡大された磁区からは充分な強度の 再生信号が得られる。 情報記録層 1 8の拡大磁区 4 1 9が再生された後、図 4 ( B )に示したように、 拡大再生磁界 4 1 1 と逆方向に縮小再生磁界 4 1 5を印加すると、 磁区拡大再生 層 3の拡大磁区 4 1 9は縮小し、 縮小再生磁界 4 1 5の磁界の方向と同じ磁化の 向きを持つ領域が優勢となる。 かかる縮小再生磁界 4 1 5及び拡大再生磁界 4 1 1は交番磁界を用いて印加することができ、 交番磁界の周期を記錄クロックと同 期させることにより、 微小磁区毎に増幅された再生信号を得ることができる。 ここで、 再生時に印加する拡大再生用磁界の大きさ及びかかる磁界と磁区拡大 再生層 3上に現われるマークの大きさの関係について図 5 ( A ) のヒステリシス カーブを用いて説明する。 図 5 ( A ) のヒステリシスカーブは、 再生時と同じパ ヮ一の再生光を照射しながら、 種々の磁界 Hを光磁気記録媒体に印加した場合に おいて観測される磁区拡大再生層 3のカー回転角 0 k の磁界 Hに対する変化を示 す。 但し、 このヒステリシスカーブは、 図 3〜6に示した構造の光磁気記録媒体 において、 再生光で照射されてその下層の情報記録層の記録磁区が転写された状 態の磁区拡大再生層のヒステリシスカーブを示している。 情報記録層の記録磁区 がすでに転写されているためため、 磁界 Hがゼロであっても所定の力—回転角 0 を示す (図中、 点 a )。 そして、 かかる記録磁区の磁化の極性と同一極性の磁界 Hを徐々にかけてゆ〈と、 初磁化曲線は立ち上がり、 この最初の立ち上がり点を bで示す。 初磁化曲線が立ち上がるのは磁界 Hの大きさに応じて磁区拡大再生層 3の磁壁が磁区の中心から外側に移動して磁区が層内で拡大することに相当する
(図 4 ( A ) の磁区 4 1 9 )。 そして、 初磁化曲線は磁化の飽和により、 カー回 転角は増加しなくなる。 なお、 ヒステリシスカーブの初磁化曲線の a、 bを含む 各点において磁区拡大再生層 3を上方からみた磁区パターンの顕微鏡写真の概念 図を示した。 点 aにおける磁区パターン (黒丸パターン) は情報記録層 1 8の磁 区 (種磁区) がゲート層 1 6を通じて再生光照射により磁区拡大再生層 3に転写 された磁区であり、 この状態から初磁化曲線上で磁界が大きくなるに従って磁区 が拡大される様子が各点のパターンからわかる。 そしてカー回転角 0が飽和した ときには磁区拡大再生層 3の全面で磁区が反転する。 図 5 ( A ) のヒステリシスカーブにおいて、 磁区拡大再生層の磁化を拡大する 方向に印加した磁界と同一極性であって且つヒステリシスカーブのメジャールー プ (初磁化曲線が一旦飽和した後の軌跡を示す外側のループ) の立ち上がり点 c における磁界をニュークリエーション磁界と称し、 その絶対値を H nで表し、 ゲ 一卜層 1 6を通じて情報記録層 5から転写された磁区拡大再生層 3の記錄磁区を 広げる方向に磁界を印加した初磁化曲線の最初の立ち上がり点 bにおける磁界を 磁壁拡大磁界と称し、 その絶対値を H eで表すと、 再生磁界はその絶対値 H「が H e < H rく H nの範囲で印加するのが望ましい。 H rが H eよりと小さいと磁 区拡大再生層 3に転写された記録磁区が拡大されず、 H rが H nよりも大きくな ると情報記録層 1 8に記録磁区 (種磁区) が存在してなくてもその上方の磁区拡 大再生層 3の磁区が反転して信号として読み出されてしまうからである。 図 5 ( B ) は、 図 5 ( A ) のヒステリシスカーブにおいて、 ゲ一卜層 1 6を通 じて情報記録層 1 8から転写された磁区拡大再生層 3の記録磁区を収縮する方向 に磁界を印加した場合の初磁化曲線を示す。 かかる初磁化曲線と同一極性側にあ り且つヒステリシスカーブのメジャーループ (初磁化曲線が一旦飽和した後の軌 跡を示す外側のループ) の最初の降下点 c ' における磁界をニュークリエ一ショ ン磁界とし、 その絶対値を H nで表し、 初磁化曲線の降下点 dにおける磁界を磁 壁収縮磁界と称し、その絶対値を H sで表すと、 H s < H rの範囲で印加すると、 拡大再生を行った磁区の縮小をはかることができる。 図 5 ( B ) においても、 ヒ ステリシスカーブの初磁化曲線の a、 dを含む各点における磁区拡大再生層の上 方からみた磁区パターンの顕微鏡写真の概念図を示した。 点 eでは縮小方向の磁 界が大きすぎるために、 磁区拡大再生層に転写された記録磁化が完全に消失して いる。 従って、 確実に記録磁化を消去したい場合には H s < H n < H rに磁界を 調整するのがよい。 なお、 図 5 ( Α ) 及び (Β ) に描いたヒステリシスカーブ及 び本明細書で言及するヒステリシスカーブは、 本発明の光磁気記録媒体の再生方 法に従って光磁気再生される条件におけるヒステリシスカーブであり、 実際に光 磁気記録媒体用の記録再生装置を用いて再生光が照射されて昇温したときの種々 の磁界に対する力一回転角 (または磁化) の特性を示す。 従って、 ヒステリシス カーブ及び H s、 H n及び印加する H rは、 実際の光磁気記録再生装置を用いて 再生用パワーの再生光を照射しながら観測される。 上記のように本発明では、 ゲ—卜層を有するために複数の磁区が情報記録層に 存在しても 1つの磁区のみをゲ一卜層 1 6に浮き出す (転写する) ことができ、 さらに、 このゲート層 1 6に転写された一つの微小磁区を磁区拡大再生層 3に転 写するとともに再生磁界で拡大して検出 (再生) することができる。 従って、 光 磁界変調方式で形成した微小磁区を高分解能で且つ高 S / Nで再生することがで きる。 なお、 上記原理説明ではゲー卜層は再生光スポッ 卜内に生じるゲー卜層の温度 分布のうち所定の温度より高温領域でゲ—卜層に情報記録層の磁区が転写される 磁性層を例に挙げて説明したが、 再生光スポッ 卜内に生じるゲー卜層の温度分布 のうち所定の温度より低温領域でゲ—卜層に情報記録層の磁区が転写されるよう な磁性層、 あるいは再生光スポッ 卜内に生じるゲート層の温度分布のうち所定の 温度範囲の領域でゲー卜層に情報記録層の磁区が転写されるような磁性層を用い ることもできる。 第 3の態様に従う光磁気記録媒体は、 情報が記録される記録層、 非磁性層及び 再生層を備える光磁気記録媒体において、
上記光磁気記録媒体が所定の温度に加熱されることによつて上記記録層から再 生層に静磁結合により磁化が転写され、 該転写された磁化を有する磁区が再生用 外部磁界の下で記録層に記録された磁区よりも拡大されて再生されることを特徴 とする光磁気記録媒体である。 特開平 8— 7 3 5 0号の磁区拡大再生技術では、 記録層と再生層との間に中間 磁性層を介在させることによって記録層、 中間磁性層及び再生層を磁気的に結合 させていたが、 本発明の第 3の態様に従う光磁気記録媒体では、 記録層と再生層 との間に非磁性層を介在させることによって記録層と再生層を静磁結合させるこ とによって記録層から再生層への転写を行わせている。 第 4の態様に従う光磁気記録媒体は、 情報が記録される記録層、 中間層及び再 生層を備え、 該記録層から該再生層に転写された磁区の磁化状態を検出すること によって情報を再生する光磁気記録媒体において、
上記再生層の最小安定磁区 が、 上記記録層に記録された磁区の大きさよりも 大きいことを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。 第 4の態様に従う光磁気記録媒体では、 再生層の最小安定磁区径が上記記録層 に記録された磁区の大きさよりも大きい。 それゆえ、 再生層に転写された磁区は 記録磁区より拡大され、 かかる拡大された磁区から磁化情報を読みとることによ り、 高 C / Nの再生信号が得られる。 この態様の光磁気記録媒体では第 1〜3の 態様の光磁気記録媒体とは異なり、 再生用磁界を印加しなくても記録層から再生 層に転写された磁区は拡大されることができる。 このため、 従来と同様の再生装 置を用いて再生が可能である。 第 4の態様に従う光磁気記録媒体の中間層は、磁性層または非磁性層にし得る。 すなわち、 中間層が磁性層の場合には、 記録層の記録磁区は、 記録層、 中間層及 び再生層の交換結合を介して再生層に転写され、 中間層が非磁性層の場合には、 記録層の記録磁区は、 記録層と再生層との間の静磁結合により再生層に転写され る o 本発明の第 1、 2及び 4の態様に従う光磁気記録媒体において、 再生層 (拡大 再生層) と記録層 (情報記録層) との間に挿入される中間層 (中間磁性層または ゲート層) が磁性層である場合には、 中間層の厚みは、 中間層の磁区の磁壁の厚 み以上であることが望ましい。 例えば、 中間層に室温で面内磁化を示し、 所定の 温度 (臨界温度) 以上の温度で面内磁化から垂直磁化に転移する磁性膜を使用し ている場合、 この転移を可能にするには、 転移が起こる磁区とその磁区に隣接す る面内磁化の磁区との間の磁壁 (以下、 中間層の磁壁という) の中で磁気スピン が 90度ねじれる必要があるからである。 磁壁の厚みは、 例えば、 ホール効果を 用いて以下の操作に従って測定することができる。 中間層、 再生層、 記録層を一 方向に磁化させ、 この時のホール電圧 (V2) を測定する。更に中間層、再生層、 記録層のホール抵抗及び膜 (層) 厚をそれぞれ pl、 /02、 p3、 tl、 t2、 t3 とすると、 界面磁壁がない場合のホール電圧 V 3は、 V3= l x ( tl l+ t p 2+ t3 3)/ ( tl+ t2+t3) 2となる (式中、 Iは膜 (層) に流し込む電流)。 したがって、 界面磁壁を含む電圧の絶対値 I VI— V2 Iと 2 V3 の差 (V4) が 界面磁壁の厚みを示す。 また、 各層の交換スティフネス定数、 垂直磁気異方性ェ ネルギ一定数、 飽和磁化を用いて上記ホール電圧 V 4を示す磁性スピン状態を見 積もることができる。 このような界面磁壁の算出法は、 il.Malmhall、 et al.、 Proceedings of Optical Data Storage 1993 p204〜213 に掲載されており、 こ の文献を参照することができる。 本発明においては、 中間層の厚みは上記のよう なホール効果を用いた測定法により測定された磁壁の厚み以上であることが望ま しい。 例えば、 中間層の磁性材料が、 G d F e C o系、 例えば、 G dXF eYC o Z、 (20≤X≤35、 50≤ Y≤ 1 00, 0≤Z≤50) からなる場合は、 上記 計算法に基づいて磁壁の厚みは 50 nm程度であると算出される。 従って、 中間 層が、 G dxF eYC oz ( 20≤X≤ 35 , 50≤ Y≤ 1 00, 0≤Z≤ 50) か らなる場合には、 磁性層の厚みは 50 nm以上であることが要求される。 上記のように磁壁の厚みは中間層 (またはゲート層) の磁性材料の種類及び組 成によって異なるが、 光磁気記録媒体の磁性層に用いられるような磁性材料であ るならば、 一般的には、 最低でも 1 O n mは必要である。 従って、 中間層の厚み は 1 0 n mを超える厚みにするのが好ましい。 中間層の厚みの上限として、 半導 体レーザ一パワーの制限により 1 0 O n m未満が好ましい。 それゆえ、 中間層の 厚み tとして、 1 0 < t < 1 0 0 n mが好ましい。 本発明の第 1、 2、 4の態様に従う光磁気記録媒体において、 この中間層が磁 性層である場合には、 記録層から中間層 (ゲート層) に転写された磁区を安定化 させるために、 記録層から中間層 (ゲート層) に磁気的に転写される磁区の大き さが記録された磁区の大きさよりも小さくなるようにすることが好ましい。 第 1の態様の光磁気記録媒体に記録された情報を再生するには、 再生光を該光 磁気記録媒体に照射することによって情報記録層に記録された磁区を磁区拡大再 生層に転写し、 該転写された磁区の磁化と同一極性の再生磁界を印加することに よつて該転写された磁区を情報記録層に記録された磁区の寸法より拡大して再生 することができる。 ここで、 前記再生磁界として再生クロックに同期した交番磁 界を用い、 情報記録層に記録された磁区の磁化と同一極性の磁界によって前記転 写された磁区を拡大し、 逆極性の磁界によって拡大された磁区を縮小することが 好ましい。 上記方法において、 情報再生時に、 再生光のスポッ 卜内に含まれ得る前記情報 記録層の複数の記録磁区を磁区拡大再生層に個別に転写させ、 転写された磁区の 磁化と同一極性の再生磁界を印加することによって転写された磁区を情報記録層 に記録された磁区の寸法より拡大して再生することができる。 また、 本発明において、 第 2の態様の光磁気記錄媒体の記録領域に記録された 情報を再生するには、 再生光を該光磁気記録媒体に光照射することによって情報 記録層に記録された磁区をゲート磁性層を通じて拡大再生層に転写させ、 該転写 された磁区の磁化と同一方向の再生磁界を印加することによって該転写された磁 区を情報記録層に記録された磁区の寸法より拡大して再生することができる。 こ の方法によれば、 前記再生時に、 再生光のスポッ 卜内に含まれる前記情報記録層 の複数の記録磁区をゲー卜層を通じて 1つの磁区に絞り、 発生した一つの磁区を 前記磁区拡大再生層に転写させ、 該転写した磁区の磁化と同一方向の再生磁界を 印加することによって転写された磁区を情報記録層に記録された磁区の寸法より 拡大して再生することができる。 本発明に従えば、 光磁気記録媒体に記録された情報を磁気光学効果によって再 生するには、 光磁気記録媒体として、 情報記録層と、 該情報記録層の磁区が転写 され且つ転写された磁区を外部磁界によって拡大することができる磁区拡大再生 層とを基板上に備えた光磁気記録媒体を用い、 再生時に、 再生クロックに基づい て変調された再生磁界と再生クロックに基づいて変調された再生光との少なくと も一方を上記光磁気記録媒体に適用することによって、 上記情報記録層から磁区 拡大再生層に転写された磁区を、 上記情報記録層に記錄された磁区の寸法より拡 大して再生することができる。 再生時に再生磁界と再生光の強度を同時に変調す ることにより再生信号のエラーレ一卜を一層低くすることができる。 本発明に従う上記再生方法において、 再生磁界はその絶対値 H rが、 図 5で説 明したように磁区拡大再生層のヒステリシスカーブのニュークリエーシヨン磁界 の絶対値 H nと、 磁壁拡大磁界の絶対値 H eと、 磁壁収縮磁界の絶対値 H sとの 関係において、 それらを記録再生装置の再生パワーで測定したとき拡大方向に H e < H r < H n、 消去方向に H sく H rを満たすように印加する。 H n以上の拡 大磁界を印加すると情報記錄層に情報が記録されていない部分でも再生層の磁化 が反転して記録信号の検出が不可能になるため好ましくない。 また、 H sより大 きい収縮磁界を印加した場合、 再生層の磁区は消去される。 再生層の磁区は完全 に消去されなくても拡大再生に原理的には支障はないが、 完全に消去することが できた方が信号効率が向上する。 第 5の態様に従う光磁気記録媒体は、 少なくとも、 情報が記録される光磁気記 録層、 第 1補助磁性層及び第 2補助磁性層を備え、 再生光を照射した際に、 上記 光磁気記録層に記録された記録磁区が、 第 1補助磁性層を介して、 第 2補助磁性 層に拡大されて転写され、 該拡大されて転写された第 2補助磁性層の磁区から情 報が再生される光磁気記録媒体において、 第 1補助磁性層の厚みが、 第 1補助磁 性層の磁壁の厚み以上であることを特徴とする光磁気記録媒体である。 第 6の態様に従う光磁気記録媒体は、 少なくとも、 情報が記録される光磁気記 録層、 第 1補助磁性層及び第 2補助磁性層を備え、 再生光を照射した際に、 上記 光磁気記録層に記録された記録磁区が、 第 1補助磁性層を介して、 第 2補助磁性 層に拡大されて転写され、 該拡大されて転写された第 2補助磁性層の磁区から情 報が再生される光磁気記録媒体において、 第 1補助磁性層が、 1 O n mを超える 厚みを有することを特徴とする光磁気記録媒体である。 第 5及び第 6態様に従う光磁気記録媒体の要部の一例を図 4 1 ( A ) 及び 4 1 ( B ) に概念的に示す。 光磁気記録媒体は、 光磁気記録層 4 0 6上に第 1補助磁 性層 4 0 5及び第 2補助磁性層 4 0 4が順次積層された構造を有する。 第 1補助 磁性層 4 0 5及び第 2補助磁性層 4 0 4は、 図 4 2に示すように室溫から室温以 上のある温度 (臨界温度) T CR までは面内磁化層であり、 T C R以上では垂直 磁化層になる磁気特性を有する。 光磁気記録層 4 0 6は室温を含む広い温度範囲 で垂直磁化を示す。 ここで、 光磁気記録層 4 0 6、 第 1補助磁性層 4 0 5及び第 2補助磁性層 404のキュリー温度をそれそれ TC0、 TCI 及び TC2 とし、 第 1 補助磁性層及び第 2補助磁性層の臨界温度をそれそれ TCR1 及び TCR2 としたと きに、 この光磁気記録媒体の磁気特性は、 室温く丁 ^く丁^^く丁^、 TCU T C2となる関係を満たす。 図 41 ( A) 及び 41 (B) に示した構造を有する光磁気記録媒体の再生原理 を以下に説明する。 図 41 (A) は再生前の各層の磁化状態を示しており、 光磁 気記録層 406には磁界変調方式または光変調記録方式により記録磁区 422が 予め書き込まれているものとする。 この光磁気記録媒体に、 磁性層の最高到達温 度が、 TC0 未満の所望の温度度になるような適当なパワーの再生光を照射する と、 図 4 1 (B) に示すように、 第 1補助磁性層 405中の温度が TCR1 以上と なった領域に、 光磁気記録層 406の記錄磁区 422が磁区 42 1 として転写さ れる。 その際、 後述するように、 磁区 42 1の大きさは、 光磁気記録層 406の 記録磁区 422の大きさより小さくなるように、 すなわち、 記録磁区 422が縮 小されて第 1補助磁性層 405に転写されるのが好ましい。 次いで第 1補助磁性 層 405に転写された磁区 42 1は第 2補助磁性層 404に磁区 423として転 写される。 図 45の上段に、 再生用レーザースポッ 卜 ( L S) によって図 41 (B) に示 した構造の光磁気記録媒体が加熱されたときの温度分布を示し、図 45の中段に、 第 2補助磁性層の上方から見た光磁気記録媒体のレーザスポッ ト (し S) に対す る温度分布を示す。 この光磁気記録媒体では、 第 1及び第 2補助磁性層の臨界温 度が TCR2<TCR1となるように設定されているので、 TCR2を超える温度領域、 すなわち、 垂直磁化状態となりうる第 2補助磁性層の領域は、 TCR1 を超える温 度領域、 すなわち、 垂直磁化状態となりうる第 1補助磁性層中の領域よりも大き くなる。 このため、 第 2補助磁性層 404に転写された磁区 423は、 第 2補助 磁性層の垂直磁気異方性と第 1補助磁性層 4 0 5の転写磁区からの交換結合力と によって、 磁区 4 2 1の大きさに比べて拡大される。 この拡大された磁区 4 2 3 は光磁気記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2よりも大きいため、 磁気光学効果 (カー 効果及びファラデー効果) を通じて検出される再生信号は、 記録磁区 4 2 2と同 じ大きさの磁区から検出するよりも増幅されており、 高 C / Nの再生が可能とな る。 すなわち、 通常の磁気超解像を用いた再生では、 微小磁区からの再生信号振 幅は極めて小さいが、 この光磁気記録媒体を用いることにより、 微小磁区から信 号を再生する場合であっても増幅された再生信号振幅を得ることができる。 本発明の光磁気記錄媒体においては、 第 1補助磁性層 4 0 5に転写された磁区 4 2 1の大きさが光磁気記錄層 4 0 6の記録磁区 4 2 2よりも小さくすることが 好ましい。 すなわち、 光磁気記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2が第 1補助磁性層 4 0 5に磁区 4 2 1 として転写されるときに、 磁区が縮小されることが好ましい。 この理由を以下に説明する。 第 1補助磁性層 4 0 5に転写された磁区 4 2 1 (个向きの磁化) の大きさが記 録磁区 4 2 2の大きさと同等かそれ以上であると、 磁区 4 2 1は記録磁区 4 2 2 と隣接する 向きの磁化を持つ磁区 Sからの磁気的な影響を受け、 磁区 4 2 1が 不安定になる。 第 1補助磁性層 4 0 5に転写された磁区 4 2 1は、 磁区を拡大さ せる機能を持つ第 2補助磁性層 4 0 4に記録磁区 4 2 2の磁化情報を転送する役 割を果たす必要があるため、 磁気的に安定である必要がある。 それゆえ、 記録磁 区 4 2 2から第 1補助磁性層 4 0 5に磁区を縮小させて転写することによって、 第 1補助磁性層 4 0 5の磁区 4 2 1に対する記録磁区 4 2 2 (こ隣接する磁区 Sか らの影響を低減させることができ、 これによつて、 第 1補助磁性層 4 0 5の磁区 4 2 1の磁化を安定化させることができる。 特に、 光磁気記録媒体は、 通常、 回 転した状態で再生されるため、 図 4 1 ( A )、 ( B ) に示すように、 光磁気記錄媒 体の回転に伴って再生光スポッ 卜に対して光磁気記録層 4 0 6の磁区が次々と移 動する。 一方、 再生光スポッ 卜に対して第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を超える 温度領域は一定の位置に存在する。 第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を超える温度 領域が記録磁区 4 2 2の大きさと同じである場合、 この温度領域内に移動中の一 つの記録磁区 4 2 1だけが存在するのは一瞬の間だけであり、それ以外の時間は、 この溫度領域内に一つの記録磁区 4 2 1の一部とそれに隣接する面内磁化の記録 磁区の一部が存在することになる。 このため、 単一の記録磁区の磁化情報だけを 第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を超える温度領域から読み出すことが極めて困難 となる。 しかしながら、 第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を超える温度領域が記録 磁区 4 2 2の大きさよりも小さいと、 この温度領域が単一の記録磁区だけの上方 に存在している時間は比較的長くなる。図 5 1 ( A )に示した瞬間及び図 5 1 ( B ) に示した瞬間においても、 記録磁区 4 2 2の上方領域に、 T CR1 を超えることに よって記録磁区 4 2 2の磁化が転写された磁区 4 2 1が完全に含まれている。 こ のため、 記録磁区 4 2 2から確実にその磁化情報が第 1補助磁性層 4 0 5に転写 されることができる。 以上の理由は、 第 1補助磁性層が室温以上で垂直磁化膜の 場合であっても当てはまる。 すなわち、 第 1補助磁性層として室温以上で垂直磁 化を示す磁性材料を用いる場合にも、 光磁気記録層から第 1補助磁性層に転写さ れる磁区が縮小されるように転写を行わせるのが有効である。 また、 第 1補助磁性層 4 0 5に転写された磁区 4 2 1の大きさを光磁気記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2よりも小さ〈することは、 次のような理由からも有効で ある。 个向きの磁化を持つ記録磁区 4 2 2の隣には、 向きの磁化を持つ記録磁 区 Sが存在する。 しかしながら、 図 4 5の領域 Wで示した範囲内の第 1補助磁性 層 4 0 5は面内磁化を有するため、 光磁気記録層 4 0 6の 向きの磁区 Sから第 2補助磁性層 4 0 4に及ぼす交換結合力がこの面内磁化により遮断される。 それ ゆえ、 第 1補助磁性層 4 0 5の面内磁化は磁区 4 2 3の拡大に有効に作用してい る。 そして、 第 1補助磁性層 4 0 5の磁区の大きさが記録磁区 4 2 2の大きさよ りも小さい場合には、 第 1補助磁性層 4 0 5の面内磁化が光磁気記録層 4 0 6の 向きの磁区 Sから第 2補助磁性層 4 0 4に及ぼす交換結合力を遮断する効果が —層大き〈なり、 それによつて磁区 2 2 (个向きの磁化) の拡大が一層容易に行 われる。 第 1補助磁性層 4 0 5の磁区の大きさを記録磁区 4 2 2の大きさよりも小さく するには、 図 4 5に示したように、 第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を超える温度 領域が光磁気記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2の大きさ (幅) よりも小さくなるよ うに、 レーザーパワー及び第 1補助磁性層 4 0 5の T CR1 を調整すればよい。 図 4 5に示した例では、 さらに、 第 2補助磁性層 4 0 4の T CR2 を超える温度領域 を記録磁区 4 2 2の大きさ (幅) よりも大きくなるように、 レーザーパワー及び 第 2補助磁性層 4 0 4の T CR2 が調整されている。 それゆえ、 再生時に、 光磁気 記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2は第 1補助磁性層 4 0 5に磁区 4 2 1 として縮小 されて転写され、 さらに磁区 4 2 1が第 2補助磁性層 4 0 4に磁区 4 2 3として 拡大されて転写される。 なお、 第 1補助磁性層 4 0 5に転写された磁区 4 2 1の大きさが、 光磁気記録 層 4 0 6の記録磁区 4 2 2よりも小さいことは、 例えば、 以下の方法によって検 証することができる。 情報を記録した図 4 0に示した光磁気記録媒体から基板 4 0 1を除去し、 誘電体膜 4 0 3及び第 2補助磁性膜 4 0 4をスパッタエッチング などで取り除いた後、 第 1補助磁性膜の表面を再生温度まで温めて光学顕微鏡な どで観察すればよい。 第 2補助磁性層 4 0 4の磁区 4 2 3の拡大による再生信号増幅の効果は、 第 2 補助磁性層 4 0 4中の転写磁区が再生光スポッ 卜佳まで拡大されたときに最大に なる。 この状態では、 再生信号の大きさは、 光磁気記録層 4 0 6の記録磁区 4 2 2の大きさや形状にかかわらず、 第 2補助磁性層 4 0 4の力—効果等の性能指数 と再生光に依存する。 情報が読み出された光磁気記録媒体の領域は、 再生用レー ザ一光のスポッ 卜が通り過ぎた後、 温度が T CR2 未満に下がり、 第 1及び第 2補 助磁性層の垂直磁化は面内磁化に戻り、 再び図 4 1 ( A ) の状態となる。 以上の ような再生動作の間、 再生レーザ光パワーは、 光磁気記録媒体の最高到達温度が 光磁気記録層 4 0 6のキュリ一温度 T C0 より低くなるように調整されているた め、 光磁気記録層 4 0 6に記録された磁化情報は再生光による影響は受けない。 第 5の態様に従う光磁気記録媒体は、 第 1補助磁性層の厚みは、 第 1補助磁性 層の磁壁の厚み以上である必要がある。 図 4 1 ( A )、 ( B ) 及び図 4 5に示した ように、 第 1補助磁性層 4 0 5の磁化が臨界温度 T CR1 を超えると面内磁化から 垂直磁化に転移する。 この転移を可能にするには、 第 1補助磁性層 4 0 5の磁区 4 2 1 と、 磁区 4 2 1に隣接する第 1補助磁性層 4 0 5の面内磁化の磁区との間 の磁壁 (以下、 第 1補助磁性層の磁壁という) の中で磁気スピンが 9 0度ねじれ る必要がある。 さらに領域 Wにおいては第 1補助磁性層のみは面内磁化膜となつ て、 光磁気記録層 4 0 6と第 2補助磁性層のスピンを緩和する必要がある。 した がって、 第 1補助磁性層 4 0 5における面内磁化と垂直磁化との間の転移を許容 するためには、 第 1補助磁性層 4 0 5の厚みは最低でも第 1補助磁性層 4 0 5の 磁壁の厚み以上であることが要求される。磁壁の厚みは、 前述と同様のホール効 果を用いて測定することができる。 上記のように磁壁の厚みは磁性材料の種類及び組成によって異なるが、 光磁気 記録媒体の磁性層に用いられるような磁性材料であるならば、 一般的には、 最低 でも 1 O n mは必要である。 従って、 本発明の第 1 1の態様に従い、 第 1補助磁 性層の厚みは 1 0 n mを超える厚みにするのが好ましい。 第 1補助磁性層の上限 として、 再生光源である半導体レーザ一のパワーの制限により 1 O O nm以下が 好ましい。 それゆえ、 第 1補助磁性層の厚み tとして、 1 0く t < 1 00 nmが 好ましい。 第 7態様の光磁気記録媒体は、 光磁気記録膜と補助磁性膜とを備え、 再生光を 照射したときに上記光磁気記録膜の記録磁区を上記補助磁性膜に磁気的に転写さ せて信号再生を行う光磁気記録媒体において、 上記補助磁性膜が臨界温度を超え ると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する少なくとも一層の磁性膜であり且つ上 記光磁気記録膜が室温以上の温度で垂直磁化膜であり、 上記補助磁性膜の磁気特 性を利用して再生時に上記補助磁性膜に上記光磁気記録膜の記録磁区よりも大き な磁区を転写させることができる光磁気記録媒体である。
以下の第 7の態様の光磁気記録媒体の一つのタイプは、 図 41 (A)及図 41
(B) に示したように、 光磁気記録膜 406上に第 1補助磁性膜 405及び第 2 補助磁性膜 404が順次積層された構造を有し、 光磁気記録膜 406、 第 1補助 磁性膜 405及び第 2補助磁性膜 404が、 光磁気記録膜 406、 第 1補助磁性 膜及び第 2補助磁性膜のキュリー温度をそれぞれ TC0、 TCI 及び TC2 とし、 第
1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜の上記臨界温度をそれぞれ TCR1 及び TCR2 と したときに、 室温く TCR2く TCMく TC0、 TC1、 TC2 となる関係を満たす磁気 特性を有する。第 1補助磁性膜 405及び第 2補助磁性膜 404は、 図 42に示 すように室温から室温以上のある臨界温度 (TCR) までは面内磁化膜であり、 T CR以上では垂直磁化膜になるという磁気特性を有している。 光磁気記録膜 40
6は室温以上で垂直磁化膜である。 第 7態様で用いる光磁気記録媒体の動作 (再生) 原理を以下に説明する。 図 4 1 (A) に、 光変調記録方式等により光磁気記錄膜 406に記録磁区を書き込ん だ後、 再生前の各層の磁化状態を示す。 この媒体に、 磁性膜の最高到達温度が、 所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、 まず、 第 1補助磁 性膜 4 0 5中の溫度が T CR1 以上となった領域に、 光磁気記録膜 4 0 6中の垂直 磁化の磁区 4 2 2が転写される。 その際に、 図 5 4に示した再生光が照射された 場合の媒体内の温度プロファイルを考慮して、 光磁気記録膜 4 0 6中の磁区と同 じ大きさかまたはそれより小さい磁区 4 2 2が第 1補助磁性膜 4 0 5に転写され るように再生パワー及び T CR1を設定する。 次いで第 1補助磁性膜 4 0 5に転写された磁区 4 2 2は第 2補助磁性膜 4 0 4 に転写される。本発明では、第 1及び第 2補助磁性膜はそれらの臨界温度が T CR2 < T CR1 となるように設定されているため、 図 5 4の媒体内の温度プロファイル に示すように、 第 2補助磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域は、 第 1補助磁 性膜中のそれよりも が大き〈なる。 このため、 図 4 1 ( B ) に示すように、 第 2補助磁性膜 4 0 4中の転写磁区 4 2 3は第 2補助磁性膜中の垂直磁化状態とな りうる領域内の垂直磁気異方性と第 1補助磁性膜 4 0 5中の垂直磁化からの交換 結合力とにより拡大される。 この磁区拡大は、 第 1補助磁性膜 4 0 5中の図 4 1 ( B ) の Wで示した領域の面内磁化が光磁気記録膜 4 0 6の磁区 Sから第 2補助 磁性膜 4 0 4への交換結合力を弱めていることからも促進されているといえる。 上記磁区拡大により、 面内磁化の磁気的マスクによる再生出力に寄与する光量の 低下を低減し、 高 C / N比の再生が可能となる。 第 2補助磁性膜 4 0 4の磁区 4 2 3の拡大の効果は、 第 2補助磁性膜 4 0 4中 の転写磁区が再生光スポッ 卜 ί圣以上に拡大されたときに最大になる。 この状態で は、 光磁気記録膜 4 0 6中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、 第 2 補助磁性膜 4 0 4の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再 生出力が得られる。 再生後、 即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、 読み 出し部は T CR2 以下に冷却され、 第 1 と第 2の各補助磁性膜は面内磁化状態とな り、 図 4 1 ( A ) の状態に戻る。 以上のような再生動作時の温度においても、 光 磁気記録膜 4 0 6の保磁力は充分大きいために、 磁化として記録された情報は完 全に保持されている。 第 8態様に従う光磁気記録媒体は、 図 5 3に示すように、 補助磁性膜 4 0 8と 光磁気記録膜 4 0 6との間に非磁性膜 4 0 9を備え、 光磁気記録膜 4 0 6及び補 助磁性膜 4 0 8が、 光磁気記録膜 4 0 6及び補助磁性膜のキュリ一温度をそれぞ れ T C0、 T C とし、 補助磁性膜の上記臨界温度をそれそれ T CR としたときに、 室温 < T CR< T C0、 T Cとなる関係を満たす磁気特性を有することを特徴とする。 第 8態様で用いる光磁気記録媒体の再生原理を説明する。 図 5 2 ( A ) に光変 調記録方式等により図 5 3に示した媒体の光磁気記録膜 4 0 6に記録磁区を書き 込んだ後、 再生を行う前の補助磁性膜 4 0 8、 非磁性膜 4 0 9及び光磁気記録膜 4 0 6の磁化状態を概略的に示す。 この光磁気記録媒体に、 磁性膜の最高到達温 度が、 所望の温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、 補助磁性膜 4 0 8中に、 T CR 以上となり垂直磁化状態となりうる領域が発生する。 その領 域の大きさが光磁気記録膜 4 0 6に記録されている磁区 Mの ί圣以上、 好ましくは 再生光スポッ ト径以上となるように T CR及び再生パワーが設定されている。 ま た、 補助磁性膜 4 0 8は、 その保磁力が、 T CR 以上の領域内の温度分布に対応 して図 5 5に示すような分布をし、 最高到達温度となる領域及びその近傍でその 値が充分小さくなるような磁気特性を有している。 光磁気記録膜 4 0 6は T CR以上の領域内の温度分布に対応して図 5 5に示す ような磁化の分布を有し、 最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分 大きくなるような磁気特性を有している。 各磁性膜の磁気特性を上記のように設 定したため、 光磁気記録膜 4 0 6中の温度が高く且つ磁化が充分大きい領域の磁 区 Mのみが、 磁区 Mの領域で作用する光磁気記錄膜 406と補助磁性膜 408間 の大きな静磁結合力により、 補助磁性膜 408中の温度が高く且つ保磁力が充分 小さい領域に転写される。 これにより、 まず充分な再生分解能が得られる。 次いで、 補助磁性膜 408に転写された磁区 463は、 TCR以上の領域内の 垂直磁気異方性と転写された磁区からの交換結合力により、 図 52 (B) に示し たように拡大すると考えられる。 この磁区拡大により第 1のタィプの光磁気記録 媒体と同様に再生信号が増大され、 C/Nが向上する。 再生後、 即ち再生レーザ 一光が移動した後、 読み出し部は TCR 以下に冷却され、 補助磁性膜 408は面 内磁化膜となり、 図 52 (A) の状態に戻る。 ここで、 本発明に従う光パワー変調再生方法の原理説明を図 57の再生方法の 模式図を用いて説明する。 この再生方法では図 52に示した第 2のタイプの光磁 気記錄媒体を使用する。 最初に、 光磁気記録媒体に第 2のタイプの光磁気記録媒 体に光変調記録方式等を用いて図 57 (a) に示したような所定の記録バターンを 記録する。 図中、 記録マークは、 最短マークピッチ D Pで記録し、 記録マーク長 D Lは D L二 DP/2となるように設定する。 再生時には、 再生用レーザー光と して、 2種類の再生パワー Pr2、 Prlに変調したパルスレーザ一光を、図 57(b) に示したように、 記録マーク位置に同期した周期 D Pであり且つ高パワー Pr2 の発光幅が D Lとなるように照射する。 低い再生パワー Prl の光は常に消去状 態 (記録マークがない部分) に、 高い再生パワー Pr2 の光は記録状態 (記録マ —クが存在する部分) と消去状態に照射される。 図 57(b) に示したような再生パルスレーザーを照射して得られた再生信号波 形を図 57(c) に示す。 これに対して同トラックを一定の再生光パワーの連続光 で再生したときの再生波形を図 57(d) に示す。 ここで、 Pr2 と Prl のうち、 P r2 は後述するように補助磁性膜 4 0 8の磁区拡大が生じるような記録パワー とし、 P rl は磁区拡大が消滅するパワーとなるように選択する。 このように再 生パワーを選択することにより、 パルス光再生で観測される記録状態と消去状態 との間の振幅 H pl を、 一定レーザー光再生での振幅 H dc に対して、 H pl〉H dc とすることができ、 しかも、 光磁気記録膜 4 0 6の各磁区に記録された磁化情報 を隣接する磁区からの影響を受けることな〈独立して拡大再生することができる。 第 8の態様の光磁気記録媒体を再生する際、 上記再生光の光パワー P rl が、 上記補助磁性膜を T cr~ T conip の温度に加熱して光磁気記録膜 4 0 6の記録磁 区を補助磁性膜に転写及び磁区拡大するパワーであり、 上記再生光の光パヮー P r2 が上記補助磁性膜を T comp〜T co の温度に加熱して上記拡大磁区を縮小また は消滅させるパワーであることが好ましい。 第 9態様に従う光磁気記録媒体は、 基板上に少なくとも光磁気記録膜 4 0 6を 有する光磁気記録媒体において、 垂直磁化を有する光磁気記録膜 4 0 6と、 臨界 温度 T cr を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁 性膜を介して備え上記光磁気記録膜 4 0 6のキュリー温度 T co と上記補助磁性 膜のキュリ一温度 T c及び補償温度 T compとの間に、室温 < T cr< T comp< T co < T cなる関係が成立し、 上記光磁気記録媒体に外部磁界 H ex が加わる条件に おいて、 外部磁界 H ex及び光磁気記録膜 4 0 6から生じる転写磁界の温度曲線 Aと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線 Bとが、 室温と上記補助磁性膜の補 償温度 T compとの間で交差すると共に、上記温度曲線 Aと上記温度曲線 Bとが、 補助磁性膜の補償温度 T comp と上記光磁気記録膜 4 0 6のキュリー温度 T co と の間で交差することを特徴とする光磁気記録媒体である。 第 9態様に従う光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明する。 この再生方法に は、 垂直磁化を有する光磁気記録膜 406と、 臨界温度 Tcr を超えると面内磁 化膜から垂直磁化膜に転移する補助磁性膜とを非磁性膜を介して備える光磁気記 録媒体を用いる。 このタイプの光磁気記録媒体の構造例を図 64に示す。 図 64 に示した光磁気ディスク 490は、 基板 401上に、 誘電体膜 403、 補助磁性 膜 408、 非磁性膜 409、 光磁気記録膜 406及び保護膜 407を積層して有 する。 補助磁性膜 408は、 臨界温度 Tcr とそのキュリー温度 T cとの間に補 償温度 Tcomp を持ち、 この光磁気記録媒体 490は、 光磁気記録膜 406のキ ユリ一温度 Tco と、 補助磁性膜 408の臨界温度 Tcr、 キュリー温度 T c及び 補償温度 Tcompとの間で、室温く Tcr<Tcomp<Tco<T cなる関係を満たす。 本発明の再生方法において、 上記磁気特性を有する光磁気記錄媒体 490に外 部 DC磁界を印加しながら光パワー変調された再生光を照射して再生が行われる。 ここで、 光磁気記録媒体 490に一定の DC磁界 H e Xが記録方向に印加されて いる状態における、 光磁気ディスク 490の光磁気記録膜 406と補助磁性膜 4 08の磁気特性を図 66に示す。 図中の磁気温度曲線 Aは、 光磁気記録膜 406
(以下、 単に記録層という) から補助磁性膜 408 (以下、 単に再生層という) に対して、 記録層の磁化によって生成される転写磁界 (静磁界) の温度変化を示 す。 なお、 曲線 Aの転写磁界は、 外部磁界 H e xのオフセッ ト分を加えた磁界の 大きさを示している。従って、記録層の磁区の向きによって転写磁界全体として、
(Hex— H t) なる大きさの磁界及び (H e x + H t) なる大きさの磁界が記 録層のキュリー温度 Tcoを境として存在し、 それらが曲線 Aを構成する。図中、 下向きが記録方向であり、 H e Xも下向きに印加されている。 ここで、 外部磁界 H e Xは、 室温における記録層の磁化から生成される初期化方向の静磁界 H tの 大きさに比べて小さ〈なるように調整してあるので、 転写磁界全体としては、 曲 線 Aで表したように記録層の記録磁区の磁化方向によって上向き (負) 及び下向 き (正) が存在することになる。 磁気温度曲線 Bは、 垂直磁化を有する状態における再生層の垂直方向の保磁力 の温度変化を示す。 この保磁力には、 $屯粋な垂直方向の再生層の磁区の保磁力 H rに再生層の磁壁 (magnetic wall) の生成によって印加されるとみなす仮想的 磁界に相当する磁界 Hw (別な言い方すると、再生層の面内方向の交換結合磁界) を含めて H r + Hwとして表すものとする。 すなわち、 H r + Hwは再生層膜面 に垂直な方向における磁化反転を行うに必要な磁界を示すことになる。 図 66に 示したように、 再生層の膜面に垂直な方向への磁化は再生層が垂直磁化膜となる 臨界温度 Tcr 以上で現われ、 補償温度 Tcomp では再生層の磁化がゼロになるた めに保磁力が極大を示す。 図 66の温度曲線 A及び Bは、 同図に示すように三つのエリア (a) 〜 ( c ) に分けられる。 この 3つのエリア (a) 〜 (c) は、 図 67 (A) に示した本発 明の再生方法における i ) 記録層から再生層への磁区転写、 ii) 再生層での転写 磁区の拡大、 iii)拡大磁区の消滅の 3つのステップにそれぞれ対応する。 このた め、 図 66のエリア (a) 〜 (c) における記錄層及び再生層に要求される磁気 特性について、 図 67を参照しながら説明する。 なお、 図 67 ( A) 中に示した 記録層及び再生層中の矢印は、 各磁区の希土類金属の磁気モーメン卜の向きを示 すものとする。 エリア (a) は、 本発明の再生方法において記録層から再生層に磁区転写が行 われる温度エリアであり、 図中、 T 0〜T 1の温度範囲に属する。 T Oは臨界温 度 Tcr を意味し、 T 1は、 磁気温度曲線 Aの H e x— H t側が磁気温度曲線 B と最初に交差する温度である。 この溫度範囲 T 0〜T 1は、 後述するように再生 光の光パヮーを比較的低/ \°ヮ―に調整することにより達成できる。 この温度領域 で図 67(a) の ( 1 ) に示したような磁気転写が実際に行われるためには、 この 温度領域内で転写磁界の大きさが再生層の垂直方向の保磁力を超えるようにしな ければならない。 すなわち、 記録層に記録されている磁化が 向き (記錄方向) である場合、 H e x + H tで表される転写磁界は、 H r + H wまたは一 (H r + Hw) よりも大きくなるようにしなければならない (磁区転写要件)。 また、 記 録層に記録されている磁化が个向き (消去方向) である場合、 He x— H tで表 される負の転写磁界は、 再生層の垂直方向の保磁力 H r + Hwまたは— (H r + Hw) よりも小さくなるようにしなければならない (磁区転写要件)。
—方、 図 66のエリア (a) において、 磁気温度曲線 A及び Bを比較すると、 下記式 (a 1 ) 〜 (a 3) の関係が成立することがわかる。
H r<H e x + H t— Hw (a 1 )
-H r>H e x-H t + Hw (a 2)
H r>H e x-H t-Hw (a 3 ) 従って、 エリア (a) は、 上記磁区転写要件を満足し、 記録層の記録磁区の磁 化方向に拘らず、 それを再生層に転写することができる。 図 67 (A) の ( 1 ) には、 記録層の磁区 61 0に記録されている φ向きの磁化が、 再生層の再生光ス ポヅ卜内の温度 T 0を超える領域に転写されて転写磁区 601 aを形成している 場合を示す。 次に、 図 66のエリア (b ) では、 図 67 ( A) の ( 2 ) 及び (3 ) に示し たように、 再生層に転写された磁区 601 bの磁区拡大が行われる。 この温度領 域は、 図中、 T 1〜T 2で示した範囲である。 温度 Τ 2は、 磁気温度曲線 Αの Η ex— H t側が磁気温度曲線 Bと高温側で交差する温度である。 なお、 図 66に 示した磁気特性を有する光磁気ディスクは外部磁界 H e Xとの関係において、 T 2が再生層の補償温度 Tcomp にぼぼ一致する (補償温度 Tcomp と記録層のキュ リー温度 T co の間にあり、 極めて補償温度 Tcomp に近い温度になる) ように調 整してある。 この温度領域では、 図 67 (A) の ( 2 ) に示したように、 再生 層に転写された磁区 601 bの両側には、 再生光スポッ 卜内で T 0〜T 1に加熱 された結果、 記録層の上向きの磁区 6 1 2、 61 2' から磁気転写を受けた磁区 603、 603' が存在する。 再生層に転写された磁区 601 bが面内方向に拡 大を始めるためには、 その両側の磁区 603、 603, の磁区の向きを磁区 60 1 bと同様に記録方向 ( 向き) に向かせる必要がある。 ここで、 磁区 603、 603' は外部磁界 H e Xに直上の記録層の磁区 622からの上向きの静磁界 H tを加えた転写磁界(H e X— H t ) (トータルで个向き) を受けており、一方、 磁区 601 bからの交換結合磁界 Hw (下向き) と磁区 603、 603' 自体の 磁化を反転させるための保磁力 H「とを含めた垂直方向保磁力を有する。 それゆ え、磁区 603、 603, の転写磁界(H ex— H t)よりも垂直方向保磁力( H r + Hw) を大き〈すれば、 磁区 603、 603' の磁区は反転する (磁区反転 要件)。 エリア (b) においては、 磁気温度曲線 A及び Bの大小関係より、 以下の関係 式が成立することがわかる。
H r<H e x + H t-Hw (b 1 )
— H rぐ H e x— H t + Hw ( b 2 )
H r>H e x— H t— Hw ( b 3 ) そして、 上式 (b 2 ) は、 上記の磁区 603、 603' の転写磁界 H e χ-Η t (上向き) よりも垂直方向保磁力 (H r + Hw) が大きくなる上記磁区反転条 件そのものである。 従って、 エリア ( b ) において図 66 ( A) の ( 3 ) に示 したような再生層の磁区 601 b' の磁区拡大が生じる。 (b 2 ) の関係より、 溫度エリア (b) においては、 記録層に記録方向の磁区がない場合には、 再生層 に下向きの磁区は現われないことを示す。 なお、 図 66 (A) の ( 3) におい て拡大磁区 60 1 b' の両側は、 T O〜丁 1の温度領域であるために、 記録層の 磁区 6 1 2、 6 1 2' から磁区転写された个向きの磁区 603、 603' が存在 する。 次に、 エリア ( c) では、 図 67 (A) の (4) に示したように、 転写及び 拡大された磁区が反転 (消滅) し、 消去方向の磁区 60 1 cが形成される。 この 温度領域は、 再生層の補僎温度を僅かに超える T 2から、 記録層のキュリー温度 Tco の範囲である。 拡大再生された磁区は、 消去方向に再生用磁界を印加する ことによって、 すなわち、 再生用磁界として交番磁界を用いることによって消滅 または縮小させることができるが、 本発明の再生方法では DC磁界を用い、 磁気 転写及び拡大のために用いた再生光パワーよりも高いパワーに再生光をパワー変 調することによって拡大磁区を消滅させる。 なお、 後述の本発明の光磁気記録媒 体の再生方法の実施例 1 7に述べるように、 拡大磁区消滅のために再生光パワー を一層小さく変調してもよい。 エリア ( c) にて、 拡大磁区が反転 (消滅) する原理を図 68を用いて説明す る。 図 68は、 図 67 (A) の ( 2 ) に示した希土類—遷移金属の (T e F e C o合金) 記録層の磁区 620とそこから磁区転写された希土類一遷移金属 (G d F eCo合金) の再生層の磁区 601 bの希土類金属と遷移金属の副格子磁化 の向きと大きさの温度変化を説明する図である。 再生層の温度がその補償温度 T comp 未満の場合には、 図 68 ( A) に示すように、 再生層の希土類金属の磁化 が優勢であり、 転写元の記録層 (遷移金属の磁化が優勢) の磁化方向と平行であ る。 次いで、 本発明の再生方法に従い高パワーレーザの照射により再生層が補償 温度 Tcomp を超えると、 再生層の遷移金属の磁気モーメントが優勢となる。 こ こで、 図 66に示したエリア (C) における再生層と記録層の磁気温度曲線 A及 び Bの大小関係から下記式 (C 1 ) 及び式 (C 2 ) が成立することがわかる。 H rく H e x + H t— Hw (C 1 )
H r<H e x-H t-Hw (C 2 )
すなわち、 磁区 601 eの保磁力 H rは、 磁区 601 eに作用する記録方向の 全磁界(H ex + H t— Hwまたは H e x— H t— Hw)より小さい。その結果、 再生層の温度がその補償温度 Tcomp以上(厳密には T 2以上)では、図 68 (B) に示すように、 優勢となった遷移金属の磁気モーメントはかかる記録方向に向く ように反転する。 それゆえ、 図 68 ( A) の ( 3 ) に示した拡大磁区 601 の 下向きの希土類金属の磁気モーメントは、 エリア (c) の温度、 すなわち、 補償 温度 Tcomp 以上に加熱された領域で反転して、 反転磁区 601 cが生じる (図 68 ( A) の (4 ) )。 なお、 反転磁区 601 cの両側の磁区 601、 601 ' は、 その温度は T 1〜T 2の間にあるため、 拡大磁区 601 bと同じ磁化方向を 有する。 上記再生方法では、 上記 3つの温度エリア (a) 〜 (c) は、 図 67 (B) に 示すように、 再生光パワーを少なくとも 2段階のパワー Prl 及び Pr2 に変調す ることによって達成することができる。 すなわち、 再生光の光パワー Prl を、 上記補助磁性層を Tcr〜Tcomp の温度に加熱して光磁気記録膜 406の記録磁 区を再生層に転写及び磁区拡大することができるようなパワーとし、 再生光の光 パワー Pr2 を、 上記補助磁性層を Tcomp〜Tco の温度に加熱してかかる拡大さ れた磁区を縮小または消滅させるパワーとすればよい。 そして、 Prl/Pr2 再 生光パワー変調を再生クロックと同期させて再生光として使用することにより、 記録層の記録磁区を、 i ) 再生層への転写、 ii) 転写磁区の拡大及び iii)拡大 磁区の消滅のステツプを経て再生することができる。 第 1 0態様の光磁気記錄媒体は、 図 69に示したように、 光磁気記録膜 406 上に第 1補助磁性膜 408、 非磁性膜 409及び第 2補助磁性膜 404が順次積 層された構造を有し、 光磁気記録膜 406、 第 1補助磁性膜 408及び第 2補助 磁性膜 404が、 光磁気記録膜 406、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜のキ ユリ—温度をそれぞれ TC0、 TC11 及び TC12 とし、 第 1補助磁性膜、 第 2補助 磁性膜それそれの臨界温度を TCR11、 TCR12 としたときに、 室温く TCR12<T CR1KTC0. TC1、 TC2 となる関係を満たす磁気特性を有する。 ここで上記臨 界温度は TCR で表す、 磁性膜の磁化の状態が面内磁化から垂直磁化へ、 或いは 垂直磁化から面内磁化へ状態変化する温度を示す。 第 2補助磁性膜 404は、 図 70に示すように室温から室温以上のある臨界溫度 (TCR12) までは面内磁化膜 であり、 TCR12 以上では垂直磁化膜になる。 第 1補助磁性膜 408は、 図 70 に示すように室温から室溫以上のある臨界温度 (TCR11) までは垂直磁化膜であ り、 TCR11 以上では面内磁化膜になるという磁気特性を有している。 光磁気記 録膜 406は室温以上で垂直磁化膜である。 第 1 0態様の光磁気記録媒体の動作(再生)原理を以下に説明する。図 7 1 (a) に、光磁界変調記録方式等により光磁気記録膜 406に記録磁区を書き込んだ後、 再生前の各層の磁化状態を示す。 この媒体に、 磁性膜の最高到達温度が、 所望の 温度になるような適当なパワーの再生光を照射すると、 まず、 第 2補助磁性膜 4 04中の温度が TC12 以上となった領域に、 光磁気記録膜 406中の垂直磁化の 磁区 422が転写される。 その際に、 図 54に示した再生光が照射された場合の 媒体内の温度プロファイルを考慮して、 光磁気記録膜 406中の磁区と同じ大き さかまたはそれより大きい磁区 62 1が第 2補助磁性膜 404に転写されるよう に再生パワー及び TCR1を設定する。 次いで、 第 1補助磁性膜 408が TCR1 以上に達すると第 1補助磁性膜 408 は面内磁化に変わり、光磁気記録膜 406の磁区信号磁界や漏洩磁界を遮断する。 これによつて、 第 2補助磁性膜 404に転写された磁区 422の信号には漏洩磁 界の影響が防止されるために、 C / Nの高い再生信号が得られる。 本発明では、 第 1及び第 2補助磁性膜はそれらの臨界温度が T CR12 < T CR11 となるように設 定されているため、 図 5 4の媒体内の温度プロファイルに示すように、 第 2補助 磁性膜中の垂直磁化状態となりうる領域は ί圣が大きくなる。 この光磁気記録媒 体に、 磁性膜の最高到達温度が、 所望の温度になるような適当なパワーの再生光 を照射すると、 第 2補助磁性膜 4 0 4 (再生層) 中に、 T CR12 以上となり垂直 磁化状態となりうる領域が発生する。 その領域の大きさが光磁気記録膜 4 0 6に 記録されている磁区 Μの 以上、 好ましくは再生光スポッ 卜 ί圣以上となるように T CR12 及び再生パワーを設定して用いる。 また、 第 2補助磁性膜 4 0 4 (再生 層) は、 その保磁力が、 T CR12 以上の領域内の温度分布に対応して図 5 5に示 すような分布をし、 最高到達温度となる領域及びその近傍でその値が充分小さく なるような磁気特性を有している。 光磁気記録媒体に、 再生光を照射して第 2補 助磁性膜 4 0 4 (再生層) 中に、 T CR12 以上となり垂直磁化状態が発生した時 点において、 第 1補助磁性膜 4 0 8の中に T CR11 以上の温度に達した所では第 1補助磁性膜 4 0 8の磁化状態が垂直磁化から面内磁化へ状態が変化する。 この 際第 2補助磁性膜 4 0 4 (再生層) の転写磁区 (ドメイン) は図 6 9 ( C ) で示 すように拡大するが、 再生光が読み取れる大きさ、 例えば再生光スポッ 卜の径ょ りも大きく拡大すると同時に、 第 1補助磁性膜 4 0 8の磁化の状態が、 面内磁化 の状態を維持して、 第 2補助磁性膜 4 0 4の再生信号に洩れ磁界等のノィズ信号 が入らないように、 洩れ磁界等を遮断できるように、 臨界温度 T CR12 と T CR11 との必要な温度差 Δ Τが得られるなければならない。 このような温度差 Δ Τが得 られる、 第 1補助磁性膜 4 0 8と第 2補助磁性膜 4 0 4の材料組合せを選択して 用いることが必要である。 光磁気記録膜 4 0 6は T CR12 以上の領域内の温度分布に対応して図 7 1 ( B ) 及び図 7 1 ( C ) に示すような磁化の分布を有し、 最高到達温度となる領域及び その近傍でその値が充分大きくなるような磁気特性を有している。 各磁性膜の磁 気特性を上記のように設定したため、 光磁気記録膜 4 0 6中の温度が高く且つ磁 化が充分大きい領域の磁区 Mのみが、 磁区 Mの領域で作用する光磁気記録膜 4 0 6と第 2補助磁性膜 4 0 4間の大きな静磁結合力により、 第 2補助磁性膜 4 0 4 中の温度が高く且つ保磁力が充分小さい領域に転写される。 これにより、 まず充 分な再生分解能が得られる。 次いで、 第 2補助磁性膜 4 0 4に転写された磁区は、 T CR12 以上の領域内の 垂直磁気異方性と転写された磁区からの交換結合力により、 図 7 1 ( C ) に示し たように拡大すると考えられる。 この磁区拡大により第 1のタイプの光磁気記録 媒体と同様に再生信号が増大され、 C / Nが向上する。 再生後、 即ち再生レーザ 一光が移動した後、 読み出し部は T CR12 以下に冷却され、 第 2補助磁性膜 4 0 4は面内磁化膜となり、 図 7 1 ( A ) の状態に戻る。 第 2補助磁性膜 4 0 4の磁区拡大の効果は、 第 2補助磁性膜 4 0 4中の転写磁 区が再生光スポット ί圣以上に拡大されたときに最大になる。 この状態では、 光磁 気記録膜 4 0 6中に記録された磁区の大きさや形状に関係しない、 第 2補助磁性 膜 4 0 4の性能指数と再生ビーム光のみによって決まる極めて大きい再生出力が 得られる。 再生後、 即ち再生レーザー光の照射部が移動した後は、 読み出し部は T CR12 以下に冷却され、 第 2の補助磁性膜は面内磁化状態となり、 図 7 1 ( Α ) の状態に戻る。 以上のような再生動作時の温度においても、 光磁気記録膜 4 0 6 の保磁力は充分大きいために、 磁化として記録された情報は完全に保持されてい る。 本発明の再生装置の光へッ ドには、 対物レンズとして固体イマ一ジョンレンズ からなる光学素子を使用することができる。 かかる光学素子は屈折率が 1よりも 大きい材料で構成されている。 図 8 3にかかる光学素子 8 0 1の例を示す。 図 8 3は光学素子 8 0 1の結像原理を説明する概念図である。 記録媒体 8 0 3に照射 されるレーザ光のスポッ 卜径をより小さなスポッ 卜 ί圣にして記録密度の向上を図 るための条件を説明する。 一般に、 スポッ 卜怪 S は下記式 ( 1 ) により定義さ れる。
S = A / ( 2 N A ) = λ / ( 2 η - sin^ max) ( 1 ) ここで、 光学素子 8 0 1に入射するレーザ光の波長を λ、 光学素子 8 0 1の開 口数を ΝΑ、 光学素子 8 0 1の屈折率を η、 入射光束の最も外側の光線 (図 8 3の 実線)と光軸とのなす角(入射角)を 0max としている。 レーザ光の波長えを一定 とした場合、 スポッ 卜 ί圣 Sを小さ〈するには上式 ( 1 ) から ΝΑ を大きくすれば よいことがわかる。 ΝΑは NA=nsin0maxで定義されるので、 大きな NAを得るに は屈折率 nと角 0max を大きく しなければならない。 そこで、 光学素子 8 0 1 に 高い屈折率の材料を用いると、光学素子 8 0 1の内側で入射光の波長が短くなる。 また、 入射光を光学素子 8 0 1の表面で屈折させ且つ光学素子 8 0 1内で集光さ せると、 光軸と入射光のなす角 0 max を光学素子 8 0 1への入射前より光学素子 8 0 1内で大きくできる。 光学素子 8 0 1は半径 rの球の一部を切断して形成された半球型レンズである c 光学素子 8 0 1の切断面、 すなわち、 光学素子 8 0 1の出射面 8 0 1 a は入射光 の光軸に対して垂直に切断される。 光学素子 8 0 1の切断位置は球の中心から r/n にある。 光学素子 8 0 1が搭載された光磁気へッ ドを浮上させた際に光学素 子 1 0 1の出射面 8 0 1 a は記録媒体 8 0 3の表面 8 0 3 a とが平行になるよう にする。 図 8 3の実線が示す入射光を光学素子 8 0 1の球面レンズの断面で屈折 させ、 入射光を出射面 8 0 1 a上の点に向かって収束させるとき、 光学素子 8 0 1はエバネッセント場 (空気のギャップ) を介して光学素子 8 0 1の出射面 8 0 1 a側に配した記録媒体 7 03 上にスポッ 卜が照射される。 従って、 光学素子 8 0 1 と記録媒体 8 0 3との距離はエバネッセン卜光の減衰距離内にしなければな らない。 光学素子 8 0 1は実線で示す光学素子 8 0 1内の入射光を延長した破線 の交わる位置 (記録媒体 8 0 3の表面 8 0 3 a 上)に結像する。 光学素子 8 0 1 は、 前述したように光学素子 8 0 1内での入射光の波長 λの短波長化及び光学素 子 8 0 1の球面での屈折による角 0maxの増加によって n の 2乗倍まで NAを増 加させることができる。 換言すれば、 理論的にはレーザ光のスポッ 卜径が 1/ n2 まで小さくできる。 これにより、 光学素子 8 0 1は記録媒体 8 0 3上に形成され るスポッ トを真空中で得られる最小スポッ 卜よりも小さく している。 本発明の光磁気へッ ドにおいてスライダ内に磁気コィルが内蔵されることによ り従来に比べて一層小型化することができる。 また、 磁気コイルが光学素子 8 0 1の外周に配されることにより記録媒体と磁気コイルとの間隔を狭め、 磁界を印 加する際に磁気コィルに流す電流が小さくて済むようになり、 照射されるレ一ザ 光の光路を遮らないので、 効率よく記録媒体上にレーザ光を照射することができ る。 磁気コイルが光学素子 8 0 1の出射光面より記録媒体に近い位置に設けられ ることにより磁気コイルと記録媒体との間隔が近づくことになり、 このように構 成した光磁気へッ ドを用いた記録再生装置の消費電力を抑えることができる。 磁 気コイルはフィルム状のコイルを用いることが望ましい。 磁気コイルをフィルム 状のコィルで構成することにより、 記録媒体と磁気コィルとの間隔を狭くするこ とができる。 さらに、 磁気コイルが磁気コイルの内怪を光学素子 8 0 1の外 よ りも小さくすることにより記録媒体へのより安定な外部磁界の印加が可能になる c 磁芯には光を透過する磁性体材料を用いることが好ましい。 これにより、 記録 媒体に向けて照射されるレーザ光の光路が遮られないので、 効率よく記録媒体上 にレーザ光を照射することができる。 この磁性材料としては例えば、 透明フェラ ィ 卜等がある。 本発明の光磁気へッ ドにおいて光学素子の少なくとも一部がレー ザ光を透過する磁性材料で構成されていることが好ましい。 かかる構成を採用す ることにより光磁気へッ ドに使用する部品点数を少なく して光磁気へッドを小型 化させることができる。 さらにレ一ザ光を透過する磁性材料を光学素子のレーザ 光の出射面に直交する中心近傍だけに配することもでき、 これによつて外部磁界 の位置決め精度を向上させることができる。
図面の簡単な説明
図 1 (A)、 (B) は、 本発明の光磁気記録媒体の記録再生原理を説明する図で あり、 図 1 (A) は情報記録の原理を示す図であり、 図 1 (B) は拡大再生層の 初期化の原理を示す図である。
図 2は、 本発明の光磁気記録媒体の記録再生に用いられる記録再生装置の概略 構成を示す図である。
図 3は、 本発明の光磁気記録媒体の再生時における再生光スポッ卜内に存在す る情報記録層の複数の記録磁区のうち一つの磁区のみをゲー卜層で選別して磁気 転写する原理を説明する図である。
図 4 (A)、 (B) は、 本発明の光磁気記録媒体の再生時における微小磁区の拡 大再生の原理を説明する図であり、 図 4 (A) は拡大再生磁界により磁区を拡大 する様子を示し、 図 4 (B) は縮小再生磁界により磁区を縮小する様子を示す。 図 5 (A)、 (B) は、 本発明の光磁気記録媒体の拡大再生層のヒステリシス力 —ブを示すグラフであり、 図 5 (A) は拡大磁界印加時の初磁化曲線を示し、 図 5 (B) は縮小磁界印加時の初磁化曲線を示す。
図 6は、 第 2の態様に従う光磁気記録媒体の一具体例の断面図である。
図 7 (A)、 (B) は、 それぞれ、 実施例 1及び実施例 2に従う光磁気記録媒体 の一具体例の断面図である。 図 8 (A) 〜 (D) は、 実施例 1の光磁気記録媒体の再生信号を示すグラフで あり、 図 8 (A)、 (B)、 (C)及び(D) はそれぞれ再生磁界強度 H = 0 (Oe)、 H= 1 30 (Oe)、 H = 21 5 (Oe)、 H = 260 (Oe)、 の場合を示す。 図 9は、 実施例 3に従う光磁気記録媒体の一具体例の断面図である。
図 1 0は、 実施例 4に従う光磁気記録再生装置の構成概略図である。
図 1 1は、 本発明の実施例 4及び 5における光磁界変調記録方法の記録レーザ パルス、 記録外部磁界及び記録磁区の関係を示すタイミングチャートである。 図 1 2は、 実施例 4における再生方法の再生クロック、 再生外部磁界、 パルス 磁界による再生信号波形及びサンプルホールド後の再生信号波形を示すタイミン グチヤー卜である。
図 1 3は、 実施例 4における再生方法の 1 — 7変調におけるエラーレ一卜と記 録マーク長との関係を示すグラフである。
図 1 4は、 実施例 5に従う光磁気記録再生装置の構成概略図である。
図 1 5は、本発明の実施例 5における再生方法の再生クロック、再生外部磁界、 パルス光/パルス磁界による再生信号波形及びサンプルホールド後の再生信号波 形を示すタイミングチヤ一卜である。
図 1 6は、 本発明の実施例 5における再生方法の 1 — 7変調におけるエラ一レ 一卜と記録マーク長との関係を示すグラフである。
図 1 7は、 再生用レーザ光スポッ 卜のディスク位置に対する温度分布を示す図 める
図 1 8 (A)、 (B) は、 実施例 2の光磁気記録媒体の再生原理を説明する図で あり、 図 1 8 (A) は記録層から再生層への磁化の転写を示し、 図 1 8 (B) は 転写された磁区が拡大される様子を示す図である。
図 1 9は、 実施例 2の光磁気記録媒体を用いて測定した H sと H nの再生光パ ヮ一依存性を示すグラフである。
図 20は、 安定に存在しうる磁区の最小安定磁区径 rmin を温度に対して表し たグラフである。
図 2 1は、 実施例 2の光磁気記録媒体において拡大された磁区に縮小磁界を印 加して消滅させる原理を説明する図である。
図 2 2は、 再生光スポッ 卜の後方部の高温領域で転写が起こる方式と再生光ス ポッ 卜の前方の低温領域で転写が起こる方式を組み合わせた再生方式を説明する 図である。
図 2 3は、 実施例 4及び 5の装置において使用可能なクロック信号を発生させ るための自己同期を説明する図である
図 2 4は、 実施例 4及び 5の装置においてランドグループ型光磁気記録媒体を 用いて使用可能なクロック信号を発生させるための外部同期を説明する図である。 図 2 5は、 実施例 4及び 5の装置においてゥォブル形状のランドグル一ブ型光 磁気記録媒体を用いて使用可能なクロック信号を発生させるための外部同期を説 明する図である。
図 2 6は、 実施例 4及び 5の装置においてファインク口ックマークを有するラ ンドグルーフ'型光磁気記録媒体を用いて使用可能なクロック信号を発生させるた めの外部同期を説明する図である。
図 2 7は、 実施例 4または 5の装置において使用可能なクロック信号を発生さ せるための 2周期サンプリングを説明する図である。
図 2 8 ( A )、 ( B ) は、 パルス化したレーザ光または磁界の適用周期を示す図 であり、 図 2 8 ( A ) は拡大及び縮小磁界の周期の関係を示し、 図 2 8 ( B )は、 交番磁界に対するレーザ光パルスの周期を示す図である。
図 2 9は、 磁区の拡大及び縮小のための磁界として用いることができる三角波 の波形の磁界の例を示す図である。
図 3 0は、 磁区の拡大及び縮小のための磁界として用いることができる正弦波 の波形を発生するための回路の一例を示す図である。
図 3 1は、 実施例 2の光磁気記録媒体に種々の大きさで拡大縮小磁界を印加し た場合の再生信号を示す図である。
図 32は、 図 1 0に示した光磁気記録再生装置の変形例を示す構成概略図であ る
図 33は、 図 32に示した光磁気記録再生装置を用いて記録再生するのに好適 な光磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
図 34 (A)、 (B) は、 磁区拡大再生に好適な記録磁区の最短磁区形状を示す 図である。
図 35は、 実施例 1 0の光磁気記録媒体の積層構造を示す図である。
図 36は、 実施例 1 0の光磁気記録媒体を再生する原理を説明する図である。 図 37は、 実施例 1 0の別の光磁気記録媒体の磁区構造を説明する図である。 図 38は、 図 37に示した磁区構造を有する媒体の再生原理を説明する図であ る。
図 39 (A)、 (B) は、 中間磁区層またはゲート層に転写された磁区が記録層 に記録された磁区よりも小さ〈なるように転写された場合の利点を説明する図で あ 。
図 40は、 本発明の光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す断面図である。 図 41 (A) は本発明の光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示す概念 図であり、 図 41 (B) は図 41 (A) に示した光磁気記録媒体の再生時の各層 の磁化状態を示す概念図である。
図 42は、 本発明の光磁気記録媒体を構成する補助磁性層の磁気特性を示す図 ¾)¾) o
図 43は、 本発明の実施例 1 2で製造した光磁気記録媒体及び従来型の光磁気 記録媒体における再生 C/Nと記録マーク長の関係を示すグラフである。
図 44 (A) は従来型の光磁気記錄媒体の積層構造を示す断面図であり、 図 4 4 (B) は磁気超解像型の光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図である。 図 45は、 図 41 (A) 及び図 41 (B) に示した光磁気記録媒体の再生原理 を温度分布を用いて説明した図である。
図 4 6は、 本発明の実施例 1 3における再生方法で用いることができる種々の 再生磁界パターンを示す図である。
図 4 7は、 本発明の実施例 1 4における再生方法で用いることができる種々の 再生光パルスパターンを示す図である。
図 4 8は、 本発明の実施例 1 4における再生方法で用いることができる種々の 再生光マルチパルスパターンを示す図である。
図 4 9は、実施例 1 5で用いた光磁気記録媒体の積層構造を示す断面図である。 図 5 0は、 実施例 1 5で用いた、 基板の両側に磁性層を積層した光磁気記録媒 体の積層構造を示す断面図である。
図 5 1 ( A ) 及び (B ) は、 再生光に対して回転移動している本発明の光磁気 記録媒体の再生原理を説明する図である。
図 5 2は、 本発明の第 2のタイプに属する光磁気記録媒体の再生前の各層の磁 化状態を示す概念図 (A ) 及び光磁気記録媒体の再生時の各層の磁化状態を示す 概念図 ( B ) である。
図 5 3は、 第 8の態様に従う光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図であ 図 5 4は、 第 8の態様に従う光磁気記録媒体に再生光を照射したときの読み出 し部の温度プロファイルを示すグラフである。
図 5 5は、 第 8の態様に従う光磁気記録媒体の補助磁性膜の温度及び保磁力の プロフアイル並びに光磁気記録膜の磁化のプロファイルを示すグラフである。 図 5 6は、 本発明の実施例 1 7で製造した第 8の態様に従う光磁気記録媒体の 補助磁性膜のカー効果の温度特性を示すグラフである。
図 5 7は、 本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチ ヤー卜である。
図 5 8 ( A ) 〜 ( E ) は、 本発明の実施例 1 7の光磁気記録媒体を種々の再生 I \°ヮ一の連続光で再生した場合に才シロスコープ上で観測された再生信号波形を 示すグラフである。
図 59 (A) 〜 (C) は、 図 58 (A) に示した信号波形が得られる際の光磁 気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
図 60 ( A:) 〜 (C) は、 図 58 (C) に示した信号波形が得られる際の光磁 気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
図 61 ( ) 〜 (〇) は、 図58 (E) に示した信号波形が得られる際の光磁 気記録媒体の各層の磁化状態を説明する概念図である。
図 62は、 実施例 1 7の予備実験で決定した再生パワー Prl 及び Pr2で変調 された再生用パルス光の記録マークに対する照射タイミングを示す図である。 図 63は、 図 62に示した再生用パルス光を用いて再生することによって得ら れた再生信号波形を示すグラフである。
図 64は、 第 9の態様に従う光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す図であ ο
図 65は、 本発明の光磁気記録媒体の再生方法の原理を説明するタイミングチ ヤートである。
図 66は、 第 9の態様に従う光磁気記録媒体の光磁気記録層と光磁気再生層の 磁気温度特性を示す図である。
図 67は、 第 9の態様に従う光磁気記録媒体に光変調された再生光を照射する ことによつて光磁気記録層の記録磁区を光磁気再生層から再生するプロセスを説 明する図であり、 (Α) は記録層及び再生層の磁区の向きを示し、 (Β) は光変調 された再生光パワーを示す。
図 68は、 磁区消滅の原理を説明する図であり、 (Α) は補償温度未満におけ る再生層の副格子磁化を示し、 (Β) は補償温度を超える温度における再生層の 副格子磁化を示す。
図 69は、 第 1 0の態様に従う光磁気記録媒体の積層構造を概念的に示す断面 図である。
図 7 0は、 本発明の光磁気記録媒体の光磁気記録層と補助磁性層と光磁気再生 層の磁気温度特性を示す図である。
図 7 1は、 第 1 0の態様に従う光磁気記録媒体の再生前の各層の磁化状態を示 す概念図( A )、光磁気記録媒体の再生時初期の各層の磁化状態を示す概念図( B ) 及び光磁気記録媒体の再生時末期の各層の磁化状態を示す概念図 (C ) である。 図 7 2は、 従来の光磁気記録再生装置へッ ド構成の断面図である。
図 7 3は、 従来の光磁気記録再生装置のへッ ド構成の断面図である。
図 7 4は、 本発明に従う光磁気記録再生装置の実施例の平面図である。
図 7 5は、 図 7 4に示した装置の光学系の概略図である。
図 7 6は、 光磁気記録再生装置の別の実施例の平面図である。
図 7 7は、 図 7 6に示した装置の光学系の概略図である。
図 7 8は、 本発明に従う光磁気記録再生装置の側面図である。
図 7 9は、 本発明に従う光磁気記録再生装置の平面図である。
図 8 0は、 実施例 2 1で用いた光磁気ディスクの卜ラック/セクタの構成図で fo Ό o
図 8 1は、 実施例 2 1で用いた光磁気ディスクの卜ラック上に形成されたプリ ピヅ トパターンの配置図である。
図 8 2は、 実施例 2 0の再生方法における再生光の変調パターンと再生磁界の 交番パターンを示す図である。
図 8 3は、 本発明に係る光磁気へッ ドに用いる光学素子の結像原理を説明する 概念図である。
図 8 4は、 図 8 3に示した光学素子に固体イマ一ジョンレンスを用いスライダ 一上に固体イマ一ジョンレンズと磁気コイルとを備えた光磁気へッ ドの断面図で あり、固体ィマージョンレンズと磁気コィルがスライダに内蔵された場合を示す。 図 8 5は、 図 8 3に示した固体イマ一ジョンレンズがスライダーに搭載され磁 気コィルがスライダに内蔵された光磁気へッ ドの断面図である。
図 8 6は、 図 8 5に示した光磁気へッ ドにおいて固体イマ一ジョンレンズの設 置される部分にレーザ光を透過する磁性材料が配された場合の光磁気へッ ドの断 面図である。
図 8 7は、 図 8 5に示した光磁気へッ ドに固体ィマージヨンレンズの出射光面 と接合させた磁気コイルが光記録媒体の間に配された光磁気へッ ドの断面図であ る
図 8 8は、光磁気へヅドに用いるフィルム状の磁気コイルの外視斜視図である。 図 8 9は、 図 8 7に示した光磁気へッ ドの固体イマ一ジョンレンズの設置され る部分にレーザ光を透過する磁芯が配された光磁気へッドの断面図である。
図 9 0は、 図 8 8に示した光磁気へッ ドにレーザ光を透過する磁芯が固体イマ
—ジョンレンズのレ一ザ光の出射面に直交する中心近傍に形成された光磁気へッ ドの断面図である。
図 9 1は、 本発明の光磁気記録再生装置が備える光磁気へッ ドの実施例の断面 図である。
図 9 2は、 本発明の光磁気記録再生装置が備える光磁気へッ ドのスライダー実 施例の平面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第 1〜第 1 0の態様に従う光磁気記録媒体の実施形態を図面を 参照しながら説明する。 図 6は、 本発明の第 2の態様に従う光磁気記録媒体の構 成の一例である。 なお、 同図で、 ゲー卜層 1 6、 交換結合力制御層 1 7及び情報 記録層 1 8を情報記録層 (図 7の情報記録層 7 5 ) に置き換え、 かかる情報記録 層の厚みを本発明に従って限定することによって本発明の第 1の態様に従う光磁 気記録媒体となる。 従って、 以下の媒体構造の説明は、 基本的には本発明の第 2 0の態様に従う光磁気記録媒体の構成に関するが、 情報記録層がゲート層 1 6、 交換結合力制御層 1 7及び情報記録層 1 8の積層構造に限定されない限りにおい て、 第 1の態様に従う光磁気記録媒体にも適用される。 光磁気記錄媒体 6 1は、 前記のような原理に従って情報記録層の複数の微小磁 区を一つだけ磁区拡大再生層 3に転写すると同時に転写された磁区を拡大再生す ることができる記錄媒体である。 光磁気記録媒体 6 1は、 透明基板 1上に、 誘電 体層 2、 磁区拡大再生層 3、 非磁性層 4、 ゲート層 1 6、 交換結合力制御層 1 7 及び情報記録層 1 8及び透明誘電体層 6が順次積層されてなる。拡大再生層 3は、 前述のように、 再生光照射時に磁壁抗磁力が再生磁界より小さい垂直磁化膜を用 いることができ、 例えば、 G d F e、 G d F e C o、 G d C o等の希土類遷移金 属合金や、 P dまたは P t層と C o層の合金または交互積層体やガーネッ 卜系酸 化物磁性体などにすることができる。 磁区拡大再生層 3は、 その補償温度が一 1 0 0〜5 0 °Cとなるように構成する ことが好ましい。補償溫度をかかる範囲にしておけば室温付近で飽和磁化(M s ) が小さ〈なり、高温部でのみ M sが大きくなる(室温付近で保磁力が大きくなり、 高温で保磁力が低下する)。 すなわち、 レーザースポッ 卜内の中心部分で温度の 高くなつた磁区拡大再生層 3の領域においては M sが大きくなるために保磁力 H cが低下し、 磁区拡大再生層 3の高温領域の下方に存在する情報記録層にある 1 個の記録磁区のみが再生層に転写され、 転写された磁区拡大再生層 3の磁区だけ を再生磁界で拡大することができる。 従って、 磁区拡大再生層 3の補償温度を一
1 0 0〜5 0 °Cとすることによって簡略な構造による磁区拡大再生が実現される c 再生用のレーザ光スポッ 卜で照射された情報記録層内の複数の磁区のうち一つ の磁区だけをゲート層 1 6に転写させるにはいくつかの方法がある。 即ち、 ( 1 ) 再生用のレーザ光スポッ 卜内のゲ—卜層 1 6及び情報記録層 1 8の温度分布にお ける所定溫度よりも高溫の領域の情報記録層 1 8の磁区をゲー卜層に転写する方 法、 ( 2) 再生用のレーザ光スポッ 卜内のゲ—卜層 1 6及び情報記録層 1 8の温 度分布における所定温度よりも低温の領域の情報記録層 1 8の磁区をゲー卜層 1 6に転写する方法及び (3) 再生用のレーザ光スポッ 卜内のゲート層 1 6及び 情報記録層 1 8の温度分布における所定温度範囲内の領域の情報記録層 1 8の磁 区をゲート層 1 6に転写する方法がある。
( 1 ) の方法は、 本発明の原理説明で図 3を用いて説明した通りであり、 再生 用のレーザ光スポッ 卜で照らされたゲー卜層の高温領域だけが保磁力を低下し、 その部分だけが情報記録層からの交換結合力を受けることによる。 即ち、 ゲート 層の保磁力が情報記録層からの交換結合力より小さくなる温度領域でのみ情報記 録層からゲート層へ磁区転写が起こる。 ( 2 ) の方法は、 ( 1 ) と同様に再生用の レーザ光スポッ卜で照らされたゲー卜層の高温部分の保磁力が低下し、 拡大再生 用に印加した外部磁界の下で高温部分の磁化が外部磁界に全て揃えられる。一方、 ί 温部分では情報記録層 1 8とゲート層 1 6の交換結合力により情報記録層 1 8 の磁区がゲート層 1 6に転写されている。 このタイプの膜構造としてゲート層と 情報記録層との間に中間層を設けることが好ましく、 例えば、 G d— F e— C o (ゲート層) /T b_F e—Co—A l (中間層) /T b— F e—Co (情報記 録層) を用いることができる。 ( 3 ) の方法として、 上記 ( 1 ) 及び (2 ) の特 性を示すゲート層を積層すればよく、 例えば上層として高温領域でのみ情報記録 層の磁区が転写される磁性層を設け、 下層として低温領域でのみ情報記録層の磁 区が転写される磁性層を設ける。 また、 積層構造を採用せずとも、 単一の磁性層 によっても所定の温度範囲でのみ情報記録層の磁区が転写される磁性層を構成す ることができる。例えば、 室温付近に補償温度 Tcom が存在し且つ所定の温度 T CR で磁化容易軸が膜面内を向〈ような磁性体を用いれば、 磁性材料に応じて補 償温度よりある程度高い温度 (Tcom+ΔΤ) 〜TCRでのみ情報記録層からの転 写が起こる。 一般に情報記録層のキュリー温度は、 通常、 製品として入手可能な半導体レー ザのパワーを考慮すると 250°C前後であるから、 再生光スポッ 卜により昇温す る記録膜の温度の上限は 1 70°C前後である。 なぜならば、 これ以上高い温度で は情報記録層の保磁力が小さくなるために記録磁区が変化してしまう可能性があ るからである。 従って、 上記 ( 2) の方法では 1 70°Cよりも低温の領域の情 報記録層 1 8の磁区をゲ一卜層 1 6に転写するように各磁性層を設計するのが好 ましい。 また、 一般的に光磁気記録再生装置の装置内温度は 50°C前後になるの でゲー卜層 1 6で情報記録層 1 8の磁区を 1つだけ弁別するための ( 1 ) の方 法の臨界温度と差をつけるためには、 最低 30 Cは必要である。 従って、 ( 1 ) の方法において 80 °C以上の高温領域の情報記録層 1 8の磁区をゲート層 1 6に 転写するように各磁性層を設計するのが好ましい。 また、 同様の理由から (3) の方法においては、 80°C~1 70°Cの溫度範囲で情報記録層 1 8の磁区をゲー 卜層に転写するように光磁気記録媒体の各磁性層を設計するのが好ましい。 情報記録層としては、 一般に、 再生時の光スポッ 卜中心温度でも保磁力 H cが 再生磁界よりも数倍大きいという特性が要求され、 例えば、 Tb F eCo、 Gd Tb F eCo、 D y F eCo、 Gd D y F eCos Gd D yT b F eCo及び/ または添加元素として C r、T i等の非磁性元素を添加した希土類遷移金属合金、 P t— C o合金、 P t/C o 2層膜、 ガーネヅ 卜材料を用いることができる。 ま た、 ゲー卜層は、 一般に、 保磁力 H cが情報記録層に比べてかなり小さくなる必 要があり、 例えば、 Gd F eCo、 Gd F e、 G d Wのような希土類遷移金属合 金、 Pd— Co合金、 P t— Co合金、 Pd/Co 2層膜、 P t/Co 2層膜、 ガーネット等を用いることができる。 ゲー卜層 +交換結合力制御層 +情報記録層 の厚さ (h ) は、 磁区拡大再生層の磁区の拡大縮小の制御を容易にするために、 情報記録層に記録された最小磁区の半 ί圣 ( r ) に対して (h / r ) ≥0 . 5とす ることが好ましい。 こうすることで、 情報記錄層から磁区拡大再生層に向かう漏 洩磁界による磁区転写を確実にするとともに漏洩磁界の層の面内方向における分 布を比較的フラッ 卜にすることができるため、 磁区拡大再生層の磁区の拡大縮小 の制御が容易となる。 本発明の光磁気記録媒体では、 図 6に示したように、 ゲ一卜層 1 6 (第 1の態 様に従う光磁気記録媒体では、 情報記録層) と磁区拡大再生層 3との間に非磁性 層 4を挿入することができる。 非磁性層の材料として、 S i 02、 A 1 N、 S i N等の誘電体、 A l、 A l T i、 A u、 A g、 C u、 A u A l、 A g A 1等の金 属または誘電体と金属の積層した構造を用いることができる。 この非磁性層 4が 磁区拡大再生層 3とゲート層あるいは情報記録層 1 8との間に存在すると、 磁区 拡大再生層 3に転写された磁区が再生磁界によりスムーズに拡大、 縮小するとい う利点があり、 ゲート層 +交換結合力制御層 +情報記録層 (または単に情報記録 層) からの漏洩磁界を介して静磁的に情報記録層 1 8の磁区がゲート層を通して 磁区拡大再生層 3に転写される。 非磁性層 4は単層や多層膜から構成されていて も良い。 本発明の光磁気記録媒体において、 磁区拡大再生層 3とゲ—卜層 1 6と の間に非磁性層 4が存在する場合には、 情報記録層 1 8に書き込まれた磁区とゲ 一卜層 1 6に転写された磁区との漏洩磁界との合成磁界が磁区拡大再生層 3と静 磁結合することにより磁区が転写され、 非磁性層 4が存在しない場合には、 ゲー 卜層 1 6と磁区拡大再生層 3との交換結合磁界で情報記録層 1 8からゲート層 1
6に転写された磁区が磁区拡大再生層 3に磁気転写される。 図 6に示した光磁気記録媒体 6 1において、 誘電体層 2、 6は、 例えば、 窒化 物、 酸化物等から構成することができる。 誘電体層内での再生光の干渉効果によ りみかけのカー回転角を増大することができる。 図 6に示した層の他に、 非磁性 層 4の磁区拡大再生層 3側に (あるいは非磁性層の一部として)、 磁区拡大再生 層 3の温度分布を均一にするために、 例えば、 A 1合金、 A u合金、 銀合金、 銅 合金等の金属反射層が形成されてもよい。 再生磁界を印加したときに磁区拡大再 生層 3のトラック中心がその外側よりも高温になっていた場合、 情報記錄層に記 録された磁区に対応しない領域までが再生磁界で反転しやすくなる。 そこで、 金 属反射層を備えて熱を逃がすことによってトラック中心のみが高温になることを 防止し、 再生磁界を印加したときに再生層の不必要な部分の磁区の反転を防止す ることができる。 前述のように図 6における (ゲート層 1 6 +交換結合力制御層 1 7 +情報記録 層 1 8 ) の部分を情報記録層に置き換えてもよい。 この場合、 磁区拡大再生層 3 あるいは情報記録層の補償温度を— 1 0 0〜5 0 °Cに調整すればよい。 例えば、 情報記録層の磁性材料として希土類遷移金属を用い、 磁区拡大再生層同様に補償 溫度を一 1 0 0〜5 0 °Cとして、 高温部でのみ漏洩磁界が大きくなるようにする ことで 0 . 3ミクロンの磁区を 3倍に拡大して再生することができた。 また、 (ゲート層 1 6 +交換結合力制御層 1 7 +情報記録層 1 8 ) を単に情報 記録層で置き換えた場合、 磁区拡大再生層 3とゲート層 1 6の中間に、 室温で面 内磁化膜であり、 8 0から 1 5 0°Cの温度範囲で面内磁化膜から垂直磁化膜に遷 移し、 それ以上の温度で垂直磁化膜となる磁性層を設けることができる。 この中 間層により、 再生光スポッ 卜内に複数の磁区が存在していてもゲート層による絞 り込み効果により再生光スポッ 卜よりも小さい一つの微小磁区のみを磁区拡大層 に浮き出す (転写) することができる。 以下、 第 1〜1 0態様に従う光磁気記録媒体の実施例を図面を参照してより具 体的に説明する。
実施例 1
図 7 Aに本発明の光磁気記録媒体 7 1の断面構造の一例を示す。 光磁気記録媒 体 7 1は、 透明基板 1上に、 誘電体層 2、 拡大再生層 3、 非磁性体層 4、 情報記 録層 7 5、 誘電体層 6を順次積層して有する。 透明基板 1 としては、 1 . 2 mm 厚のポリカーボネート基板を用いた。 誘電体層 2、 6として、 膜厚 7 0 n mの窒 化珪素を用いた。拡大再生層 3として、膜厚 2 0 n mであり、補償温度— 1 0eC、 キユリ一温度 3 5 CTCの G d F e C o合金を用いた。 非磁性体層 4として、 膜厚
1 5 n mの窒化珪素及び膜厚 1 0 n mの A 1合金を用いた。 情報記録層 7 5とし て、 膜厚 2 0 0 n mであり、 補償温度— 5 0 °C、 キュリー温度 2 7 0 °Cの T b F e C o合金を用いた。 これらの層は、 それぞれ、 マグネトロンスパッタ装置を用 いてスパッタリングによって成膜した。 図 7 Aに示した光磁気記録媒体 7 1 に、 図 2に示した記録再生装置を用いて所 定のデータを光磁界変調方式により記録した。 光磁界変調方式による記録及び再 生の詳細は後述する実施例 4等で詳述する。 あるいは、 別の実施例で説明するよ うに磁界変調方式を用いて、 最小磁区のトラック幅方向の磁区の長さが線方向の 長さよりも短くなるように情報記録層に記録磁区を形成することもできる。 図 2 の光へッ ドのレーザ波長は 6 8 0 n mであり、 開口数が 0 . 5 5の光学系を用い た。有効スポッ 卜 ί圣は 1 . 2ミクロンである。従って、光磁気記録媒体 7 1に 0 . 4ミクロンの連続磁区を記録すると再生光スポッ 卜内には同時に 2個の磁区が存 在することになる。 本発明では、 光磁気記録媒体のゲート層を用いてこの 2つの 磁区を分離して再生することが可能となる。 最初に、 再生パワーを 1 . O m Wに設定して再生を行ったが、 記録磁区は拡大 再生層 3に転写せず、 再生信号には現われなかった。 これは、 光磁気記録媒体 7 1の拡大再生層 3の補償温度が室温以下であり、 1 . OmWの再生パワーでは記 録磁区を拡大再生層 3に転写させるのに充分な温度まで拡大再生層 3を加熱する ことができないからである。 再生パワーを 1 . 8 mWにしても同様に再生波形は 現われなかった。 次いで、 再生パワーを 2. OmWにすると、 拡大再生層 3上のスポットの中心 付近において直径 0. 7ミクロンほどが 80°C以上に加熱され、 拡大再生層 3の かかる加熱された領域には 0. 4ミクロンの大きさの 1個の磁区だけが転写され た。 すなわち、 スポッ卜中に存在する情報記録層 5の 2つの磁区を区別して再生 することができた。 これは情報記録層 5及び拡大再生層 3の室温での飽和磁化が いずれも 1 00 emu/cc よりも小さいために光スポッ 卜内の 80。C以下の低温部 分には情報記録層 5の磁区が転写されないためである。 すなわち、 80°Cを超え る温度に加熱された拡大再生層 3の領域にのみ 0. 4ミクロンの記録磁区が転写 することができた。 この場合の再生波形を図 8 (A) に示す。 なお、 この再生の 際に、 再生磁界はかけなかった (H = 0)。 図 8 ( A) の下方には交番磁界の信 号も同時に示した。 次に、 光磁気記録媒体 7 1に、 上記と同様の条件の下で、 磁気へッ ドに再生磁 界として記録クロックに同期して変調する H=± 2 1 5 (Oe) の交番磁界を印 加して、 記録データを再生したところ、 図 8 (C) に示したような再生波形が得 られた。 図 8 (C) の再生信号は、 再生磁界なしの場合 (図 8 ( A)) に比べて 再生信号振幅が 3倍に増大している。 再生磁界で磁区の転写可能領域が増えただ けならば振幅は増大しないはずであるが、 振幅が 3倍にも増えたことは拡大再生 層 3に転写された磁区の拡大 (及び縮小) が起きていることを示している。 図 8 (B) に記録クロックに同期して H=± 1 30 (Oe ) の交番磁界を印加した場 合を示す。 この場合も、 再生磁界を印加しなかった場合に比べて再生信号振幅が 増大していることがわかる。 図 8 (D) に記録クロックに同期して H=±260 (Oe) の交番磁界を印加した場合を示す。 この場合は、 H = ±21 5 (Oe) の場合に比べて再生信号振幅がわずかに減少してる。 これは、 再生磁界が大きす ぎることにより記録磁区が存在しない領域に対応する拡大再生層 5の磁区も反転 し、 それが縮小再生磁界により消しきれなかったためであると考えられる。 すな わち、 縮小磁界が印加された際の信号レベルのベースラインが上昇するために信 号振幅が減少しているように見える。
H=±21 5 (Oe) の交番磁界を印加した場合と同様の再生条件の下で、 光 磁気記録媒体 71の T b F e C o情報記録層 5の膜厚を 200 nmから 70 nm に変更して再生を行った。 この場合、 交番再生磁界で一瞬再生波形は大きくなる がすぐに隣の磁区とつながってしまい、 個々の記録磁区の検出ができなかった。 これは情報記録層 3の T b F e C oの膜厚が記録磁区の大きさに比べて薄いため その漏洩磁界が不十分であるからであると考えられる。 本発明者らの実験より、 0. 4ミクロンの磁区を拡大再生するためには、 情報記録層の膜厚は少な〈とも 1 00 n m以上必要であり、 従って、 記録層の厚み ( h ) と最小記録磁区の線方 向 (トラック方向) の長さ ( r) の比 (h/r ) が 0. 5以上が好ましいことが わかった。 実施例 2
この実施例では、 図 7 (A) に示した光磁気記録媒体と同様の構造を有する光 磁気記録媒体の別の具体例を示す。 この光磁気記錄媒体の具体例は本発明の第 2 の態様に対応する。図 7 (B) を参照して、 この光磁気記録媒体 72は、 ガラス、 ポリ力—ポネ一卜等の透光性の基板 1上に S i Nからなる誘電体層 2、 G d F e Coからなる拡大再生層 (以下、 再生層と略する) 3、 S i N/A 1 T iからな る非磁性層 4、 T b F e C oからなる情報記録層 (以下、記録層と略する) 75、 S i Nからなる保護層 76を順次堆積した構造である。 誘電体層 2の膜厚は 60 0〜800オングストローム (本文中、 Aで表す)、 再生層 3の膜厚は 50〜1 000 A、 非磁性層 4の膜厚は 50〜300 A、 記録層 75の膜厚は 500〜3 000 A、 保護層 1の膜厚は 500〜1 000 Aに調整することができる。各層 は A rをスパッタガスとして用いたマグネ卜口ンスパッタリング法により形成す ることができる。 図 7 (A) に示した積層構造において、 再生層 3は GdFeCoに限らず、 G dFe、 GdCo、 TbCoまたは、 Ho、 Gd、 Tb、 Dyの中から選択され た 1元素と Fe、 Co、 N iの中から選択された 1元素とからなる磁性膜であつ てもよい。 また、非磁性層 4は、 S i N/A 1 T iの代わりに、 A 1 N、 T i N、 S i 02、 A 1203、 S i C、 T i C、 Z nO、 S i A 10 N, ITO、 または S n02であってもよい。 また、 記録層 75は T b F e C o合金に限らず、 T b、 Dy、 Ndの中から選択した元素と Fe、 Co、 N iの中から選択した元素とか らなる単層の磁性膜または多層の磁性膜であってもよい。 また、 Pt、 Pdの内 の 1元素と Fe、 Co、 N iの中から選択した元素とからなる単層の磁性膜また は多層の磁性膜であってもよい。 さらに、 本明細書で開示した、 再生層、 記録層 及び非磁性層として使用可能な他の材料を使用することもできる。 図 1 7及び図 18 (A)、 (B) を用いて本発明の光磁気記録媒体の原理説明を 行う。 この具体例の光磁気記録媒体 72では再生用レーザ光を照射することによ つて最初に記録層 75の微小磁区 7を静磁結合により再生層 3に転写し、 次いで 転写された磁区を拡大再生する。 再生用レーザビームを光磁気記録媒体に照射す ると、 通常、 媒体上には図 1 7に示すように温度分布が生じる。 図 1 7は光磁気 ディスクに再生光をスポッ 卜状に照射した場合の卜ラック方向位置に対する溫度 の関係を示すグラフであり、再生光のスポッ 卜中心の後方に高温領域が存在する。 この温度分布を利用して特定の温度領域の記録層 75の磁化のみを再生層 3へ転 写することができる。 図 1 8 (A) を参照して、 再生光スポッ 卜の中央部 (高温部) でのみ記録層 7 5の磁化が再生層 3 aに転写される場合を説明する。図 1 8 (A)には、説明上、 記録層 75、 非磁性層 4及び再生層 3 aのみを示し、 その上方に再生光スポッ 卜 が照射されたときの温度分布を同時に示した。 光磁気記録媒体に再生光スポッ 卜 が照射されると所定の温度以上になつた高温領域の記録層 75の磁区 7のみが非 磁性層 4を介して再生層 3に転写され、 再生層 3 aに記録層 75中の磁区 7と同 じ磁化を有した磁区 8が現われる。 この場合、 記録層 75から再生層 3 aへの転 写は非磁性層 4を介して転写されるため、 交換結合力ではなく静磁結合により行 われる。 このタイプの転写を行うには、 再生層 3 aとして、 室温で面内磁化膜で あり、 所定の温度 (臨界温度) 以上で垂直磁化膜となる磁性膜が好適に用いられ る。 この臨界温度は、 通常、 1 00〜1 70°Cの範囲にあり、 この範囲の温度に 到達すると急峻に面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する磁性膜が好ましい。 この 面内磁化膜から垂直磁化膜へいかに急峻に変化するかを示す 1つの指標として力 一回転角の温度係数 Cがあり、この実施例の光磁気記録媒体では温度係数 Cが 8. 0以上の磁性膜を用いている。 本発明に従う種々の態様 (第 1〜第 22の態様) の光磁気記録媒体において、 再生層として室温で面内磁化膜であり、 臨界温度以 上で垂直磁化膜となる磁性膜を用いる場合には、 この温度係数 Cが 8. 0以上の 磁性膜を用いるのが好ましい。温度係数 Cの算出方法の詳細については「鷲見等、 第 43回応用物理学関係連合講演会講演予稿集 27 p— P D— 26 ( 1 99 6)j を参照することができる。 図 1 8 ( A) に示したタイプの転写を実行するためには、 再生層 3 aに用いる 磁性膜としては、 Gd F eC o、 Gd F e、 G d C oが適している。 また、 非磁 性層 4、 記録層 75を構成する材料としてはこの実施例で記載した材料を使用す ることができる。 再生層 3 aに磁区 7の磁化が磁区 8として転写された後、 図 1 8 (B) に示す ように磁区 8を拡大するために外部磁界 H e pを印加される。 印加される外部磁 界 H e pとして、 交番磁界を用いた。 交番磁界の極性が、 再生層 3 aに転写され た磁区 8の磁化と同じ方向になつた場合には、 磁区 8の両隣の領域にも磁区 8の 磁化と同じ方向の磁区 8 a、 8 bが生じ、 転写された磁区 8が拡大されることに なる。 そして転写された磁区 8が拡大された瞬間に後述する再生装置により再生 信号として検出される。 再生時に印加する拡大再生用磁界の大きさ H e p及び、 かかる磁界と再生層 3 a上に現われるマーク (磁区) の大きさの関係については、 前述の原理説明の櫊 で図 5 (A) のヒステリシスカーブを用いて説明した通りである。 図 1 9に図 7 (B) に示した光磁気記錄媒体 72を用いて測定した H eと H n の再生パワー依存性を示す。 再生用レーザビームの波長は 830 nmとした。 再 生レーザ光パワーが 1 . 0〜2. 2 mWの範囲では、 H eとH nには明らかな差 があるので、 各再生パワーに応じて決定される H sと H nとの間で外部磁界 H e Pを決定すればよい。 例えば、 再生レーザ光パワーが 1 . 4 mWの場合には 20 0~250 (Oe) の間に外部磁界 H e pを設定すればよい。 また、 図 1 9より 外部磁界 H e pは再生レーザ光パワーの増加に伴い小さくできる。 また、 交番磁 界の周波数は 0. 5〜2MH zの範囲にすることができる。 再生層 3 aに磁区を転写し、 外部磁界により磁区を拡大して再生した後は、 次 の記録磁区を転写■拡大して再生するために拡大された磁区を一旦消去する必要 がある。 この消去方法には、 2つの方法がある。 1つは磁性膜の種類に応じて決 定される最小安定磁区 Sを用いる方法である。 記録された磁区の大きさは雰囲気 温度に応じてその安定性が異なり、低温では微小磁区は安定に存在しにく くなる。 図 20に、前記式(1 ) で定義した安定に存在し得る磁区の最小安定磁区 grmin を温度に対して表した。 最小安定磁区径 rminは磁性膜の温度上昇と共に小さく なり、前記再生層 3に用いた Gd F e Coの場合、室温での rminは 0. 5〜0. 6 zm, 1 20°Cでの rminは 0. 1 μηηである。 即ち、 1 20°Cでは 0. 1 μ m以上の磁区が安定して存在できるが、 室温においては 0. l Atmの大きさの磁 区はもはや安定に存在できなくなり、 消滅することになる。 従って、 この原理を 用いて、 再生光スポッ 卜中央部 (高温領域) では、 記録層の磁区が再生層に転写 されて拡大再生磁界で拡大された後、 再生光スポッ 卜の低温部に入ると転写拡大 された磁区に対して、 最小安定磁区径が大きくなるために磁区は自然に消滅する ことになる。 この拡大された磁区の消去方法については、 この実施例のみならず 本発明に従う全ての態様の光磁気記録媒体及びその再生方法に適用可能である。 再生層 3に転写 ·拡大した磁区を消去する他の方法は、 前述の原理説明におい て図 5 (B) との関係で説明したように、 磁区拡大する際に印加した外部磁界 H e pと反対方向の磁界 H s rを印加することである。 図 21は、 図 18 ( B) に 示した再生層 3 aの磁区 8近傍の拡大概念図であり、 拡大した磁区 8 a、 8 bが 磁界 H s rを外部磁界 H e pと反対方向に印加することにより縮小する様子を示 す。磁区を縮小するための磁界 H s rは図 4 (B) に示したヒステリシスカーブ により決定することができる。 この磁区を縮小する原理については図 5 (B) と の関係で既に説明したので省略する。 上記転写及び磁区拡大、 すなわち再生に用いられるレーザビームの波長は 30 0〜830 nmが好適であり、レーザビームを集光する対物レンズの開口数は 0. 55 (許容誤差 ±0. 05)、 レーザビームのスポッ ト径は 1. 0 (許容誤差士 0. 1 ) xmにすることができる。 この具体例においては、 再生光スポッ 卜の中央部の高温領域に存在する記録層 75の微小磁区が再生層 3に転写される場合を説明したが、 これ以外に、 再生光 スポッ 卜の後方部の高温領域または前方の低温領域に存在する磁区を転写する方 法を用いてもよい。 前者のタイプの光磁気記録媒体においては、 再生層には垂直 磁化膜が用いられ、 再生用レーザビームが照射される前に再生層 3の磁化方法を 揃えるために初期化磁界を印加する必要がある。レーザビームが媒体に照射され、 所定温度以上に上昇した磁区の磁化が記録層 75から非磁性層 4を介して静磁結 合により再生層 3の磁区に転写される。 その後の図 1 8 (B) に示したような磁 区拡大 (及び消去) 動作が行われる。 再生光スポッ 卜の後方部の高温領域を通じ て転写が行われる方式に好適な再生層としては、 希土類金属、 例えば、 T b、 D y、 Gdと遷移金属、 例えば、 F e、 Co、 N iをそれぞれ一種類以上含む合金 磁性膜を用いることができ、 例えば、 Gd F eCo、 G d F e、 GdCo、 T b Coが好ましい。 また、 非磁性層 4及び記録層 75としては前述のものから選択 することができる。 再生光スポッ 卜の前方の低温領域に存在する磁区を転写する方法では、 再生層 には垂直磁化膜が用いられる。 この垂直磁化膜は再生用レーザビームが照射され 所定温度 (キュリー温度) 以上に上昇すると磁化が消去する性質の磁性層が用い られる。 また、 この場合、 信号が記録された状態では記録層 75と再生層 3との 磁化の方向は一致することになる。 再生用レーザビームが照射され所定の温度以 上に再生層 3の温度が上昇すると、 その領域の磁化は消去することになる。 従つ て、 所定温度以上の領域が信号が記錄されていない状態となり、 温度の低いレ— ザビームの前方でのみ転写が行われて信号が再生される。 その後、 図 1 8 (A) に示したような磁区拡大 (消去) 動作が行われる。 この方法による再生層 3とし ては、 T bCo、 D yと F e、 Co、 N iの中から選択された 1元素とからなる 磁性膜が適している。 また、 非磁性層 4及び記録層 75としては前述のものから 選択することができる。 また、 図 22を参照して、 再生光スポッ 卜の後方部の高温領域で転写が起こる 方式と再生光スポッ 卜の前方の低温領域で転写が起こる方式を組み合わせること もできる。 図 22にこのタイプの光磁気記録媒体の記録層 75、 非磁性層 4、 再 生層 3 dとその温度分布を示す。 このタイプの光磁気記録媒体は再生される前に 初期化磁界 (図示しない) により再生層 3 dは一定方向に磁化されている。 その 後、 光磁気記録媒体にレーザビームが照射されると再生層 3 dの高温部 1 9では 磁化が消去し、 高温部 1 9より前側 (ディスク進行の前方) の磁区 20は記録層 75の磁区 21と同じ方向に磁化されているので、 磁区 20を拡大することによ り再生することができる。 再生層 3 dに用いられる磁性膜の特性としては、 記録 層 75から磁化が転写される温度と、それ以上で磁化が消去する温度とが存在し、 磁化が転写される温度としては 80~1 2 (TCの範囲であり、 磁化が消去される 温度としては 1 30~1 70°Cの範囲が好ましい。 また、 再生動作に入る前の初 期化磁界の大きさは 1 k (Oe) 以下がよい。 再生層 3 dとしては T bC o、 D yと F e、 Co、 N iから選択した 1元素とからなる磁性膜が適している。 非磁 性層 4及び記録層 75としては前述のものから選択することができる。 実施例 3
実施例 1では拡大再生層 3と情報記録層からなる単純な構造で、 情報記録層か ら磁区拡大再生層に微小磁区を転写するとともに転写された磁区を拡大及び縮小 することができた。 この実施例では再生光スポッ 卜内に存在する情報記録層の複 数の磁区の一つだけを選別可能なゲー卜層を設けた光磁気記録媒体を示す。 この 光磁気記録媒体は本発明の第 2の態様の光磁気記録媒体に相当する。 図 9に示すように、 この実施例の光磁気記録媒体 91は、 実施例 1の光磁気記 錄媒体 71の情報記録層 5を、 ゲート層 93 +交換結合力制御層 95、 97 +情 報記録層 99に置き換えた構造を有する。ゲ—卜層 93として、補償温度— 50 C、 キュリー温度 350°C、 膜厚 1 O O nmの Gd F eCo磁性層を用いた。 第 1交 換結合力制御層 95として、 補償温度— 80°C、 キュリー温度 1 60°C、 膜厚 2 0 nmの T b F eC o磁性層を用いた。 第 2交換結合力制御層 97として、 補償 温度 90°C、 キュリー温度 200°C、 膜厚 1 01^ 01の0 d F eC o磁性層を用い た。 情報記録層 99として、 補償温度一 50°C、 キュリー温度 270°C、 膜厚 7 0 nmの T b F eC o磁性層を用いた。 第 1交換結合力制御層 95は 70°C以上 の領域の情報記録層 99の磁区をゲ一卜層 93に転写することを制御するための 層であり、 第 2交換結合力制御層 97は 1 60°C以下の領域の情報記録層 99の 磁区をゲー卜層 93に転写することを制御するための層である。 このような構成 で 70°C以上 1 60°C以下の温度範囲にある情報記録層 99の記録磁区を拡大再 生層 3に転写することができる。 これらの層の成膜は実施例 1と同様にマグネ卜 ロンスパッタ装置で行った。 光磁気記録媒体 91を実施例 1と同様の条件で記録及び再生した。拡大再生層 3に転写された磁区は、 再生磁界 (交番磁界) H=±200 (Oe) で拡大し、 再生信号の振幅が 4倍に増大したことが確認された。 この光磁気記録媒体 91を 用いると、 0. 3ミクロンの磁区が確実に転写されることがわかった。 なお、 ゲート層 93として、 1 O O nmの G d F eC o磁性層を用いているの で、 この G d F eCo磁性層に形成される磁区の磁壁の厚みよりも厚 廣報記録 層 99からゲート層 93に転写される磁化の反転の際に、 磁壁中の磁気スピンの ねじれを許容している。 実施例 4
この実施例では、 実施例 1及び 2で具体的に説明した光磁気記録媒体の記録及 び再生に好適な装置の構成例並びに記録及び再生方法について説明する。 図 1 0 に示した装置 1 01は、 光磁気ディスク 1 00にコ一ドデータと同期した一定周 期でパルス化された光を照射するためのレーザ光照射部と、 記録再生時に光磁気 ディスク 1 00に制御された磁界を印加する磁界印加部と、 光磁気ディスク 1 0 0からの信号を検出及び処理する信号処理系とから主に構成されている。 レーザ 光照射部において、 レーザ 22はレーザ駆動回路 32及び記録パルス幅/位相調 整回路 51 (RC— P PA) に接続されており、 レーザ駆動回路 32は記録パル ス幅位相調整回路 5 1からの信号を受けてレーザ 22のレーザパルス幅及び位相 を制御する。 記録パルス幅/位相調整回路 51は P L L回路 39から後述するク ロック信号を受けて記録光の位相及びパルス幅を調整するための第 1同期信号を 発生する。 磁界印加部において、磁界を印加する磁気コィル 29は磁気コィル駆動回路(M -DR I V E) 34と接続されており、 記録時には磁気コイル駆動回路 34はデ 一夕が入力される符号器 30から位相調整回路 (R E— P A) 3 1を通じて入力 データを受けて磁気コイル 29を制御する。 一方、 再生時には、 P L L回路 39 から後述するクロック信号を受けて再生パルス幅 ·位相調整回路( R P— P P A )
1 31を通じて位相及びパルス幅を調整するための第 2同期信号を発生し、 第 2 同期信号に基づいて磁気コィル 29を制御する。 磁気コィル駆動回路 34に入力 される信号を記録時と再生時で切り換えるために、 記録再生切換器 (RC/R P
SW) 1 34が磁気コイル駆動回路 34に接続されている。 信号処理系において、 レーザ 2 2と光磁気ディスク 1 0 0との間には第 1の偏 光プリズム 2 5が配置され、 その側方には第 2の偏光プリズム 2 5 1及び検出器 2 8及び 2 8 1が配置されている。 検出器 2 8及び 2 8 1は、 それそれ、 I / V 変換器 3 1 1及び 3 1 2を介して、 共に、 減算器 3 0 2及び加算器 3 0 1に接続 される。 加算器 3 0 1はクロック抽出回路 (C S S ) 3 7を介して P L L回路 3 9に接続されている。 減算器 3 0 2はクロックに同期して信号をホールドするサ ンプルホールド (S / H ) 回路 4 1、 同様にクロックと同期してアナログデジ夕 ル変換を行う A / D変換回路 4 2、 2値化信号処理回路 (B S C ) 4 3を介して 復号器 3 8に接続される。 上記装置構成において、 レーザ 2 2から出射した光はコリメ一夕レンズ 2 3に よって平行光にされ、 偏光プリズム 2 5を通って対物レンズ 2 4によって光磁気 ディスク 1 0 0上に集光される。 ディスク 1 0 0からの反射光は偏光プリズム 2 5によって偏光プリズム 2 5 1の方向に向けられ、 1 / 2波長板 2 6を透過した 後、 偏光プリズム 2 5 1で二方向に分割される。 分割された光はそれぞれ検出レ ンズ 2 7で集光されて光検出器 2 8及び 2 8 1に導かれる。 ここで、 光磁気ディ スク 1 0 0上にはトラッキングエラ一信号及びクロック信号生成用のピッ 卜が予 め形成されている。 クロック信号生成用ピッ 卜からの反射光を示す信号が検出器 2 8及び 2 8 1で検出された後、 クロック抽出回路 3 7において抽出される。 次 いでクロック抽出回路 3 7に接続された P L L回路 3 9においてデータチャネル クロックが発生される。 データ記録の際に、 レーザ 2 2はレーザ駆動回路 3 2によってデータチャネル クロックに同期するように一定周波数で変調され、 幅の狭い連続したパルス光を 放射し、 回転する光磁気ディスク 1 0 0のデータ記録エリアを等間隔に局部的に 加熱する。 また、 データチャネルクロックは、 磁界印加部の符号器 3 0を制御し て、 基準クロック周期のデータ信号を発生させる。 データ信号は位相調整回路 3 1 を経て磁気コイル駆動装置 34に送られる。 磁気コイル駆動装置 34は、 磁界 コイル 29を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気ディスク 1 00 のデータ記録エリアの加熱部分に印加する。 実施例 3で作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を光磁気記録再生装置 1 0 1で測定した。 なお、 装置 1 01の光へッ ドのレーザー波長は 685 nm、 対物 レンズの開口数 N Aは 0. 55である。 データの記録は、 線速度 5. Om/s e cで、 レーザービームを一定周期のパルスに照射しながら、 外部磁界を ±300
(0 e ) で変調させて記録を行う光磁界変調記録方式を用い、 レーザ光パルスの デューティ一 50%で行った。 図 1 1に、 記録クロックに対する記録レーザ光パ ルス及び記録外部磁界のタイミングチヤ一卜を示す。 図 1 1の上方にかかる記録 により形成された微小磁区のパターンを示した。 微小磁区は直 ί圣 0. 4ミクロン で形成された。 次いで、 微小磁区が記録された光磁気記録媒体を図 1 0に示した装置を用いて 以下のようにして再生した。 再生レーザ光パワーを 2. OmWとし、 記録された 磁区一つ一つに対して再生ク□ックを同期させるとともに再生クロックに同期す るように磁界をパルス状に変調して印加した。 再生クロックに対する再生外部磁 界及び再生された信号のタイミングチャートを図 1 2に示す。 パルス状磁界の強 度は磁区中心付近で記録方向に 1 50 (Oe) (H E )、 消去方向に 250 (0 e) (H S ) とし、 記録方向の磁界のデューティ一は 25°/0である。 また、 再 生信号のサンプルホールドタイミングは磁界の変調タイミングと一致させた。 図 1 2中に示した再生波形 (パルス磁界再生波形) から明らかなように、 微小 磁区からそれそれ独立した再生信号が得られている。 比較のため磁界を変調しな い場合、 すなわち、 記録方向に 2 0 0 ( O e ) の D C磁界を印加しながら、 上記 同様に再生した場合の再生信号 (D C磁界再生信号) を同図に示した。 D C磁界 では、 隣接する磁区からの再生信号波形がつながり、 各微小磁区を分離して再生 することができない。 図 1 2の最下段に、 クロックに同期したサンプルホールド パルスとサンプルホールド後のパルス磁界による再生信号を示した。 サンプルホ 一ルド後のアナ口グ再生信号振幅は、 再生磁界を印加しないときよりも大幅に増 加していることがわかった。 また、 図 1 3に 1 — 7変調記録したときの記録マー ク長に対するエラ一レートの関係を、 再生磁界としてパルス状磁界を用いた場合 と D C磁界を用いた場合とを比較して示す。 図 1 3の結果よりパルス状磁界を用 いて再生するとエラーレー卜が改善され、記録マーク長 0 . 2 5 mにおいても、 十分にデータの再生が可能であることがわかる。 従って、 本発明の光磁気記録媒 体にパルス状磁界を印加して再生することによって高密度記録及びその再生を実 現することができる。 この実施例の再生動作において用いた再生磁界における記録方向の磁界のデュ —ティ一比は 2 5 %であったが、 1 5 %〜9 0 °/0の範囲内で、 好ましくは 1 5 % 〜6 0 %の範囲内において適宜変更することができる。 すなわち、 光磁気記録媒 体を構成する磁性層の材料に応じて、 再生層における磁区の拡大が最も良好に行 われるように再生磁界の記録方向の磁界のデューティ一比を調整することが望ま しい。 実施例 5
この実施例では、 実施例 4に示した記録再生装置の変形例について説明する。 図 1 4に示した記録再生装置 1 0 3は、 図 1 0に示した装置構成に、 さらに、 再 生光を P L Lクロックに同期してパルス変調するための再生パルス幅及び位相調 整回路 (R P— P P A ) 5 3と、 記録再生時に記録パルスと再生パルスを切り換 えるための記録再生切換器 (RC/R P SW) 55を備える。 その他の各部分 については、 実施例 4で説明した記録再生装置 1 01 と同じであるので、 対応す る部分に同一の符号を表示して説明を省略する。 実施例 4で作製した光磁気記録媒体の記録再生特性を記録再生装置 1 03で測 定した。 記録再生装置 1 03のレーザ 22の波長は 685 nm、 対物レンズ 24 の開口数 N Aは 0. 55である。 データの記録は、 線速度 5. Om/s e cで、 レーザビームを一定周期のパルスに照射しながら、 外部磁界を ± 300 (Oe) で変調させて記録を行う光磁界変調記録方式を用い、 レーザ光パルスのデューテ ィ一比 50 %で行った。 記録クロックに対する記録レーザ光パルス及び記録外部 磁界のタイミングは図 1 1に示したタイミングチヤ一卜と同様である。 微小磁区 は直 ί圣 0. 4ミクロンで形成された。 上記のようにして微小磁区が記録された光磁気記録媒体を図 1 4に示した装置 を用いて以下のようにして再生した。 再生レーザ光の強度を記錄クロックに同期 して一定周期で変調した。 再生レーザ光のピークパワー (Pr ) を 4. 5mW、 ボトムパワー (P B ) を 0. 5 mWとし、 ピークのデューティ一比を 33%に 設定した。 再生用磁界は実施例 4の場合と同様に、 記録された磁区 1つ 1つに対 して再生クロックに同期させて変調した。 パルス状磁界の強度は磁区中心付近で 記録方向に 1 50 (Oe) (H E )、消去方向に 250 (Oe) (H S ) とし、 記録方向のデューティ一比は 25%である。 また、 再生信号のサンプルホールド 夕イミングは磁界の変調夕ィミングと一致させた。 再生クロックに対する再生外 部磁界及び再生された信号のタイミングチャートを図 1 5に示す。 図 1 5に示し たように、 再生レーザ光パルスの立ち下がりと再生磁界パルスの立ち下がりを一 致させて再生を行った。 図 1 5中に示した再生波形 (パルス光、 パルス磁界再生波形) から明らかなよ うに、 微小磁区からそれぞれ独立した再生信号が得られている。 比較のため、 レ —ザパワー 1 . 5 m Wの D C光及び記録方向に 2 0 0 ( O e ) の D C磁界を印加 しながら、 上記同様に再生した場合の再生信号 (D C光、 D C磁界再生信号) を 同図に示した。 D C光、 D C磁界では、 隣接する磁区からの再生信号波形がつな がり、 各微小磁区を分離して再生することができない。 図 1 5の最下段に、 クロ ックに同期したサンプルホールドパルスとサンプルホ―ルド後の )、'ルス磁界によ る再生信号を示した。 本実施例では再生光を変調することにより、 転写磁区が存 在しない磁区拡大再生層の部分の磁化反転を有効に防止することができる。また、 図 1 6に 1 —7変調記録したときの記録マーク長に対するエラーレ一卜の関係を、 再生光としてパルス状レーザを用いた場合と連続光 (D C光) を用いた場合とを 比較して示す。 図 1 6の結果よりパルス光を用いて再生するとエラ一レートが改 善されることがわかる。 なお、 再生光パルスのタイミング及びデューティ一比、 再生磁界パルスのタイ ミング及びデューティ—比、 再生磁界パルスの極性に関しては、 媒体構成や組成 に応じて変更しても良い。 例えば、 後述する実施例で説明するように、 再生交番 磁界における記録方向の磁界のデューティー比を、 1 5 %〜 9 0 %の範囲内に調 節することができる。 実施例 6
実施例 4においては、 磁気コイル駆動用の位相調整回路 3 1及び再生パルス幅 /位相調整回路 1 3 1並びにレーザ駆動用の記録パルス幅/位相調整回路 5 1に P Lし回路 3 9から出力されるクロック信号は、 光磁気記録媒体 1 0 ( 1 0 0 ) の基板に形成されたピッ 卜からの反射光を検出し、 埋め込みクロック抽出回路 3 7によって発生させていた。 また、 実施例 5においては、 磁気コイル駆動用の位 相調整回路 3 1及び再生パルス幅/位相調整回路 1 3 1並びにレーザ駆動用の記 録パルス幅/位相調整回路 5 1及び再生パルス幅/位相調整回路 5 3に P L L回 路 3 9から出力されるクロック信号は、 光磁気記録媒体の基板に形成されたビッ 卜からの反射光を検出し、 埋め込みク口ック抽出回路 3 7によって発生させてい た (外部クロック)。 この実施例では、 本発明の再生装置 (記録再生装置) にお いて、 特に再生用外部磁界及び再生光をパルス変調するのに有効な種々のクロッ ク発生方法について例示する。 再生クロックの発生方法には以下の 3つの方法がある。 第 1の方法は自己 P L し同期、 第 2の方法は外部 P L L同期及び第 3の方法は 2周期サンプリングであ る。 装置構成として、 第 1及び第 3の方法を実現するには、 図 1 0及び図 1 4に 示した装置において埋め込みクロック抽出回路 3 7を省略した信号処理系を用い ればよい。 一方、 第 2の方法を実現するには、 図 1 0及び図 1 4に示した装置の 信号処理系をそのまま用いることができる。 図 2 3は、 第 1の方法である自己 P L L同期を説明するための概念図である。 図 2 3において、 記録された磁区 (磁気マーク) 8 1、 8 3が検出され、 図 1 0 (または図 1 4 ) に示した加算器 3 0 1、 P L L 3 9で処理されて、 クロック 8 5が発生する。 図 2 4〜図 2 6を用いて第 2の方法である外部 P L L同期法を説明する。 図 2 4は、 光磁気記録媒体をランド · グループ構造に構成した場合の光磁気記錄媒体 1 0の部分拡大図である。 光磁気記録媒体 1 0のランド部 1 O R (またはグルー ブ部)に一定周期でピッ卜 1 0 pを設けておき、ピッ 卜 1 0 pを光学的に検出し、 検出した周期に合わせてクロックを発生させる。 この場合、 一定周期でランド 1 O Rに設けるものはピッ 卜 1 0 Pに限る必要はなく、 結晶状態等の材質の変化や 凸部等の光学的に検出できるものであればよい。 図 2 5は光磁気記録媒体をゥォ ブル型のランド · グループ構造に構成した場合の光磁気記録媒体 1 0 ' の部分拡 大図である。 ゥォブル型のランド · グループ構造ではゥォブルの周期を検出する ことによりこの周期に基づいて再生クロック信号を発生させることができる。 図 2 6は、光磁気記録媒体をランド ·グループ型に構成し、 ピッ卜の代わりに、 ファインクロックマーク 1 0 Fを設けた光磁気記録媒体 1 0 " の部分拡大図であ る。 ファインクロックマーク 1 0 Fは、 図 2 4に示したピッ ト 1 0 pが形成され る間隔とぼぼ同間隔で設けることができ、 一つのフアインクロックマーク 1 O F を一つの波形として見た場合に、 その波長 (トラック方向の長さ) をファインク ロックマーク 1 0 Fの上記間隔の 1 / 3 0 0〜"! / 5 0に、 振幅 (卜ラック幅方 向の変化量) を 1 0 0から 3 0 0 n mにそれぞれ調整することができる。 図 2 6 では、 フアインクロックマーク 1 0 Fはランド 1 0 Rの一方の側の壁にしか形成 されていないが、 ランド 1 0 Rの両側の壁に形成してもよい。 ファインクロック マーク 1 O Fを、 検出部が 4分割された光検出器で検出した場合に、 各検出部か らの和信号を観察すると、 図 2 6に示したファインクロックマーク 1 0 Fの形状 のような波形が得られる。 こうして得られた再生波形を所定の基準値で比較して 2値化し、 2値信号の立ち上がりのタイミングに同期させることで外部同期用ク ロック信号を発生させることができる。 なお、 図 2 5に示したゥ才ブル型のラン ド - グループ構造の光磁気記録媒体に、 図 2 6に示したようなファインクロック マーク 1 O Fを設け、 再生用外部磁界及び/または再生光を変調するためのクロ ック信号をフアインクロックマーク 1 O Fから取り出し、 記録用のデータチャン ネルクロックをゥ才プリング周期から検出してもよい。 図 2 7は第 3の方法である 2周期サンプリング法を説明する概念図である。 図 2 7において、 記録された単位記録磁区 (最短記録磁区あるいは単位ビッ 卜) 8 7が再生され、 図 1 0 (または図 1 4 ) に示した加算器 301、 P L L 39で処 理されて、 クロック 85が発生する。 この際、 P L L回路 39は単位記録磁区 8 7に 1周期以上のクロック 85を発生するように構成されており、 単位記録磁区 87の繰り返し周期より高い周波数のクロックを発生することができる。 本発明においては、 再生光及び/または再生用外部印加磁界をパルス変調する 場合は上記 3つの方法のいずれの方法を用いて発生した再生クロックに基づいて 第 1同期信号及び/または第 2同期信号を発生させても良い。 また、 記録用外部 印加磁界及び/または記録光をパルス変調する場合にも、 上記 3つの方法のいず れかの方法を用いて発生した再生クロックを用いてもよい。 実施例 7
前記実施例で説明したように光磁気記録媒体 1 0 ( 1 00、 1 01 ) の再生時 には、 図 1 0または 1 4に示した装置を用いて、 外部磁界が印加されるとともに 再生用レーザビームが照射される。 この実施例では、 磁区拡大による再生に最も 好適な磁界印加条件について検討した。 本発明の光磁気記録媒体の再生方法において、 磁界とレーザビームの各々が" 連続 (DC)" または" パルス" のいずれかを選択できるためにその組み合わせ は次の 4通りが考えられる。
( 1 ) レーザビーム:連続光、 磁界:連続磁界
(2) レーザビーム :連続光、 磁界: パルス
(3) レーザビーム:パルス、 磁界:連続磁界
(4) レーザビーム : パルス、 磁界:パルス
上記の 4つの場合のうち、 ( 2) 〜 (4) についてはパルス化されたレーザ光 若しくは磁界またはその両方の大きさ及び適用するタイミングを調整する必要が ある。 上記 (2) の場合は、 図 28 ( A) を参照して、 磁区拡大のプロセスで印 加される外部磁界 H e pと磁区消滅のプロセスで印加される外部磁界 H s rとは、 異なる大きさである。 これは、 磁区拡大再生層の保磁力を H c 1、 記録層の記録 磁区が再生層に及ぼす漏洩磁界を H st とすると、 転写磁区を消滅させるには H =H c 1 + Hst の磁界が必要となり、 一方、 転写磁区を拡大させる磁界は H c 1で足りるからである。 また、 隣接する磁区の再生に拡大再生の影響が残らない ようにするという理由から磁区拡大のための時間 T 1 (記錄方向の磁界のデュー ティ) は磁区消滅のための時間 T 2より短く、 0. 1 5^Τ 1 / (Τ 1 +Τ 2) ≤0. 9の範囲が好ましい。 この範囲は、 後述する再生磁界の波形における才ー バーシュートを防止するという観点からも好ましい。 さらに好ましくは、 0. 1 5≤Τ 1 / (Τ 1 +Τ 2) ≤0. 6である。 この時間 Τ 1は、 光磁気記録媒体を 構成する磁性層の磁化特性等の種々の要因に基づいて最適値が選定される。 上記 (3) の場合は、 記録層の磁区を再生層に転写し、 広範な温度分布を与え て磁区拡大の条件を整えるために時間がかかるためレーザビームのパルスのデュ 一ティは 20〜70%の範囲が好ましい。 上記 (4 ) の場合の印加磁界 Hex と レーザパルスの周期の関係を図 28 ( B) に示す。 図 28 (B) に示すように、 磁区拡大のための時間 T 1、 磁区消滅のための時間 T 2の各々において、 レーザ ビームの 0 N/0 F Fが 1回行われるようにレーザビーム (図中、 レーザパワー を Prで表した)を照射するのが好ましい。本発明においては、上記( 1 )〜(4) のいずれの方法を用いることが可能である。 しかしながら、 磁区拡大を最も確実 に行わせるには記録磁区が記録されていない記録層部分の直上に位置する再生層 部分において磁区拡大の変化を起こさないようにする必要があり、 そのためには かかる位置の再生層の膜温度を局部的に低く してお〈必要がある。 このような要 請より、 パルス光照射を用いることが好ましく、 また磁区拡大縮小を確実に行え るパルス磁界再生が好ましい。 これらのことより、 条件 (4) での再生が最適で める。 図 28 ( ) 及び28 (B) では、 印加する交番磁界は矩形の波形の磁界を用 いたが、 オーバ—シュートが実質的にない波形ならば任意の波形の磁界を用いる ことができる。 磁界波形にオーバーシュート、 すなわち、 磁界波形の急峻な立ち 上がりが存在し且つその立ち上がりの最大 (ピーク) 磁界強度が、 例えば、 図 5
(A) のヒステリシスカーブにおける H nを超えるような値であると、 情報記録 層に記録磁区が存在しなくても、 その上方の再生層の磁区が反転して信号として 読み出されてしまうからである。 このオーバ一シュートを防止するため、 図 29 に示したような三角波の波形を用いることができる。 このような波形の磁界を用 いることによって、 拡大時の磁界変化を緩やかにして磁区拡大を容易にすること ができる。 波形は三角波に限らず、 正弦波等の徐々に磁界が増加するような波形 であれば任意のものを用いることができる。 または、 才一バーシュートが発生し ないことを条件に矩形波でもかまわない。 図 30に、 再生磁界波形に好適な正弦 波を発生させるための回路の一例を示す。 図 30に示したような回路を、 図 1 0
(図 1 4 ) の記録再生装置 1 01 ( 1 03) の磁気コィル駆動回路 34に組み込 むことによって、 正弦波の波形を有する再生用磁界を発生させることができる。 図 31 (a) 〜 (d) に、 上記 (2) の場合、 すなわち、 レーザビームを連続 光とし、 磁界をパルス化して再生した場合の再生信号 (振幅) の印加磁界依存性 を示す。 光磁気記録媒体として図 7 (B) に示したものを用い、 レーザビームは 波長が 830 nm、 パワーが 1. 65 m Wであり、 線速度は 1. 7m/s e cで あった。 また、 記録は 0. のドメインを等間隔で記録することにより行つ た。 外部磁界は、 図 31 (a)では H = 0、 図 31 (b) では H = 1 30 (Oe), 図 31 (c) では H = 21 5 (Oe) 及び図 31 (d) では H= 260 (0 e ) とした。 磁界のパルスのデューティは T 1 / Τ 2 = 1である。 但し、 磁界波形と して正弦波に近い波形を有する交番磁界を用いた。 外部印加磁界が大きくなると 共に検出される信号強度が大きくなり、 H = 2 6 0 ( O e ) では飽和レベルに達 している。 外部磁界を印加することにより再生信号が大きくなつていることは記 録層から再生層へ転写された磁区が拡大していることを示すものである。 実施例 8
図 3 2に、 図 1 0に示した記録再生装置 1 0 1の変形例を示す。 図 1 0に示し た記録再生装置 1 0 1においては、 光磁気記録媒体 1 0 0の上方から外部磁界を 印加するとともに、 光磁気記録媒体 1 0 0の下方、 即ち、 基板側から記録光及び 再生光を照射した。 図 3 2の光磁気記録媒体の記録再生装置 1 0 5において、 外 部磁界と記録及び再生光を同一方向から適用することが可能である。 これを実現 するために、 記録再生装置 1 0 5では、 再生光集光用の対物レンズ 2 4に磁気コ ィルが巻き付けられている。 図 3 3に、 この記録再生装置 1 0 5に好適な光磁気記録媒体 7 9の媒体構成を 示す。 この光磁気記録媒体 7 9は、 図 7 ( B ) に示した媒体構造と異なり、 基板 1上に情報記録層 7 5、 非磁性層 4、 拡大再生層 3、 誘電体層 2及び保護層 7 6 が積層された構造を有する。 この光磁気記録媒体 7 9を記録再生するには、 基板 1側ではなく、 保護層 7 6側 (拡大再生層 3側) から光が入射するとともに、 磁 界が印加される。 このため、 基板 1は透明材料を用いる必要がなく、 アルミ等の 金属材料等の不透明な材料で構成することができる。 また、 図 3 3に示した積層 構造を基板 1の外側にも基板に対して対称になるように積層することにより両面 記録可能な光磁気記録媒体を構成してもよい。 この両面記録可能な光磁気記録媒 体は、 従来の光磁気記録媒体に比べて記録密度が 2倍になる。 特に、 この両面記 録可能な光磁気記録媒体を、 図 3 2に示した構造の記録再生装置で記録再生する には、 片面の記録または再生毎に光磁気記録媒体を裏返せばよい。 従って、 この 記録再生装置 1 0 5は光磁気記録媒体の記録容量の増大を可能とする。 なお、 こ の磁界と光を同一方向から適用する光磁気へッ ドの構成は、 図 1 4に示した記録 再生装置にも適用可能である。 実施例 9
前記実施例では、 光磁気記録媒体に記録信号を光磁界変調方式を用いて記録し たが、 磁界変調方式を用いて記録することもできる。 いずれの方式で記録する場 合も、 記録磁区は、 最短磁区 (線方向の長さが最も短い磁区または磁気マーク) の形状として、 磁区のトラック幅方向の長さが線方向の長さよりも長くなるよう に形成するのが好ましい。 一層好まし〈は、 磁区の後方部が磁区の内側に窪んで いる形状が好ましい。 かかる最短磁区の例として、 図 3 4 ( A ) に示したような 三ヶ月型や図 3 4 ( B ) に示した矩形の磁区が好適である。 この他に、 最短磁区 の形状として矢羽型 (矢がディスクの回転と反対の方向を向く) の磁区も好まし い。 磁区のトラック幅方向の長さが線方向 (卜ラック方向) の長さよりも長くな るように形成する磁区を記録するには、 磁界変調記録方式を用いることが有効で ある。 矢羽根型等の磁区の形状については基板の溝やランド部の形状を変化する ことで調整可能である。 このような記録磁区形状は、 以下の理由により、 再生層から転写された磁区の 拡大を容易にする。 本発明の光磁気記録媒体の記録層に、 例えば、 図 3 4 ( A ) に示した三ヶ月型の磁区が記録されているとする。 光磁気記録媒体の再生時に、 光磁気記録媒体が再生光で加熱されて三ヶ月型の磁区が静磁結合または交換結合 により再生層に耘写される。 再生層において、 再生光スポッ 卜中心に相当する部 分 (またはその後方) が高温である。 また、 磁壁は高温の方が熱力学的に安定で あるため、 三ヶ月型の磁区の窪み部がその後方 (三ヶ月の円弧を共通とする円の 中心部) の高温部分に向かって移動した方が安定となる。 また、 磁壁の長さは短 い方が安定であるため、 三ヶ月型の磁区の窪み部が膨らんで半月型の磁区になつ た方が磁壁が短〈なるために安定である。 従って、 再生層上ではかかる温度分布 及び磁区形状に従って磁区が拡大し易くなる。 また、 次の理由からも上記三ヶ月 型等が好ましいといえる。 記録磁区から再生層に向かう漏洩磁界を考慮すると、 三ヶ月型の記録磁区からの漏洩磁界は三ヶ月型の磁区の上方の再生層における三 ヶ月の中心 (三ヶ月の円弧を共通とする円の中心部) で最大となる。 それゆえ、 再生層に転写された磁区はこの漏洩磁界により拡大し易くなる。 実施例 1 0
この実施例では本発明の第 4の態様に従う光磁気記録媒体を説明する。 実施例 1及び 2においては、 記録層から再生層へ転写された磁区を外部磁界を印加する ことにより拡大し、 再生する光磁気記録媒体の例を示したが、 本実施例において は、 記録層から再生層へ転写された磁区を外部磁界を印加せずに拡大して再生す ることができる光磁気記録媒体の例について説明する。 図 3 5に、 この実施例に係る光磁気記録媒体の積層構造を示す。 光磁気記録媒 体 1 1 0はガラス、 ポリカーボネート等の透光性の基板 1上に S i Nからなる誘 電体層 6 5、 G d C oからなる再生層 6 4、 S Nからなる非磁性層 6 3、 T b F e C oからなる記録層 7 5、 S i Nからなる保護層 7 6を順次堆積した構造で ある。 再生層 6 4に用いられる磁性膜は、 前記式 ( 1 ) で定義された最小安定 磁区径が記録層 7 5に記録された磁区より大きい材料である。 従って、 記録層 7 5の磁化が非磁性層 6 3を介して再生層 6 4に転写されると、 外部磁界の印加に よる磁区拡大をしなくても記録層 7 5の磁区を大きな磁区として再生することが できる。 また、 本実施例に係る光磁気記録媒体の構造は、 非磁性層 6 3と前記再 生層 6 4との間に G d F e C oよりなる中間磁性層を挿入した構造であっても良 い。 上記各層は A rをスパッタガスとして用いたマグネ卜口ンスパヅ夕リング法 により形成される。 図 3 6を参照して、 光磁気記録媒体 1 1 0を用いた再生原理を説明する。 図 3 6において、 信号が記録された記録層 7 5と、 非磁性層 6 3と、 室温で面内磁化 膜であるが、 所定の温度 (臨界温度) 以上で垂直磁化膜となる再生層 6 4とから なる光磁気記録媒体 1 1 0にレーザビームが照射されると所定の温度以上に昇温 した領域に記録されている磁区 1 5 0の磁化が非磁性層 6 3を介して再生層 6 4 の磁区 1 6 0に転写される。 この場合、 磁区 1 5 0から磁区 1 6 0への転写は静 磁結合により行われる。 この結果、 再生層 6 4の磁区 1 6 0は全体が下向きに磁 化される。 従って、 記録層 7 5から再生層 6 4へ転写された磁区は外部から磁界 を印加することによる磁区拡大のプロセスがなくても記録層の磁区より大きい磁 区を再生層に転写できることになる。 磁区 1 5 0が再生された後はレーザビーム の照射位置が次に再生されるべき磁区 1 7 0の位置へ移動すると、 磁区 1 6 0の 実効的垂直磁気異方性が小さ〈なり、 磁区 1 6 0の磁化は面内方向を向く。 次に 再生されるべき磁区 1 7 0と、 該磁区 1 7 0上の磁区 1 6 0の領域が所定の温度 以上に達した場合には、 磁区 1 6 0は実効的垂直磁気異方性が大き〈なり、 上向 きの磁化が転写され、 磁区 1 7 0の信号が再生される。 再生後は温度が低くなり 磁区 1 6 0の磁化は面内を向く。 この繰り返しにより記録層 7 5に記録された各 磁区が再生される。 再生層 6 4に用いられる磁性膜は、 室温で面内磁化膜、 所定の温度以上で垂直 磁化膜となり、 最小安定磁区径が記録層 7 5に記録された磁区より大きい材料で あれば良く、 G dと F e、 C o、 N iの中から選択した元素とから成る磁性膜が 適している。 また、 記録層 7 5としては T b F e C o、 T b、 D y、 N dの中か ら選択した元素と F e、 C o、 N iの中から選択した元素とから成る単層の磁性 膜若しくは多層の磁性膜であってもよい。 また、 更に、 P t、 P dの内の 1元素 と F e、 C o、 N iの中から選択した元素とから成る単層の磁性膜若しくは多層 の磁性膜であってもよい。 また、 再生層 6 4が面内磁化膜から垂直磁化膜へ変化する所定の温度は 1 4 0 〜1 8 0 °Cの範囲であり、 面内磁化膜から垂直磁化膜への変化の急峻性を示す温 度係数 Cは実施例 2と同様に 8 . 0以上が好ましい。 前記光磁気記録媒体 1 1 0は図 3 6に示す構造に限らず、 非磁性層 6 3に代え て室温で面内磁化膜、 所定の温度以上で垂直磁化膜となる磁性膜を挿入した構造 でもよい。 図 3 7に、 図 3 6に示した光磁気記録媒体の非磁性層 6 3に代えて室 温で面内磁化膜であり臨界温度 T CR1 にて面内磁化膜から垂直磁化膜へ変化する 中間磁性膜 9 9を用いた場合の概念図を示す。 ここで、 再生層は 6 4 Cとして表 す。 中間磁性層 9 9の最小安定磁区径は記録層 7 5と同程度である。 中間磁性膜 9 9としては、 G d F e C o、 G d F e、 G d C oが適している。 また、 再生層 6 4〇も臨界温度1^112 以上で面内磁化膜から垂直磁化膜へと変化するが、 その 温度領域は 1 0 0〜1 7 0 °Cの範囲である。本構造の光磁気記録媒体においては、 中間磁性層 9 9が面内磁化膜から垂直磁化膜へ急峻に変化することが再生特性を 決定する。 従って、 中間磁性層 9 9に用いられる磁性膜の温度係数 Cは 8 . 0以 上が好ましい。 また、 中間磁性層 9 9の厚みは、 中間磁性層 9 9の磁化の回転を 可能にするために、 中間磁性層 9 9の磁区 1 2 4とそれに隣接する面内磁化の磁 区との間に形成される磁壁の厚み以上になるようにするのが望ましい。 図 3 7に示した光磁気記録媒体 1 2 5にレーザビームが照射され、 記録層 7 5 の磁区 1 2 3の領域が昇温されると磁区 1 2 3の磁化が交換結合力により中間磁 性層 9 9の磁区 1 2 4へ転写され、 更に、 再生層 6 4 Cの磁区 1 2 5に転写され る。 これにより記録層 7 5の微小磁区 1 2 3は再生層 6 4 Cの大きな磁区 1 2 5 として再生されることになる。中間磁性層 9 9を用いると再生層には面内磁化膜、 垂直磁化膜のいずれを用いた場合にも外部磁界を印加する必要はない。 この実施例に示した光磁気記録媒体を再生するにはレーザビームのみを照射す ればよく、 このレーザビームの照射方法には連続光を照射する方法とパルス光を 照射する方法とがある。 パルス光の場合のデューティは 2 0〜7 0 %の範囲であ o 図 3 7において、記録層 7 5の記録磁区 1 2 3は、図 3 8の下段に示すように、 中間磁性層 9 9に縮小されて転写されるのが好ましい。 この理由を図 3 8を用い て説明する。 図 3 8の上段に、 再生用レーザ一スポヅ 卜 (L S ) によって図 3 7 に示した構造の光磁気記録媒体が加熱されたときの温度分布を示し、 図 3 8の中 段に、 再生層 6 4 Cの上方から見た光磁気記録媒体のレーザスポッ 卜 (L S ) に 対する温度分布を示す。中間磁性層 9 9に転写された磁区 1 2 4 (个向きの磁化) の大きさが記録磁区 1 2 3の大きさと同等かそれ以上であると、 中間磁性層 9 9 の磁区 1 2 4は記録磁区 1 2 3と隣接する 向きの磁化を持つ磁区 Sからの磁気 的な影響を受け、 磁区 1 2 4が不安定になる。 中間磁性層 9 9に転写された磁区 1 2 4は、 磁区を拡大させる機能を持つ再生層 6 4 Cに記録磁区 1 2 4の磁化情 報を転送する役割を果たす必要があるため、 磁気的に安定である必要がある。 そ れゆえ、 記録磁区 1 2 3から中間磁性層 9 9に磁区を縮小させて転写することに よって、 中間磁性層 9 9の磁区 1 2 4に対する記録磁区 1 2 3に隣接する磁区 S からの影響を低減させることができ、 これによつて、 中間磁性層 9 9の磁区 1 2 4の磁化を安定化させることができる。 特に、 光磁気記録媒体は、 通常、 回転し た状態で再生されるため、 図 3 9 ( A ) 及び ( B ) に示すように、 再生光スポッ 卜に対して光磁気記録媒体の記録層 7 5の磁区が次々と移動する。 一方、 再生光 スポッ 卜に対して中間磁性層 9 9の T CR1 を超える温度領域は一定の位置に存在 する。 中間磁性層 9 9の T CR1 を超える温度領域が記録磁区 1 2 3の大きさと同 じである場合、 この温度領域内に移動中の一つの記録磁区だけが存在するのは一 瞬の間だけであり、 それ以外の時間は、 この温度領域内に一つの記録磁区の一部 とそれに隣接する記録磁区の一部が存在することになる。 このため、 単一の記録 磁区の磁化情報だけを中間磁性層 9 9の T CR1 を超える温度領域から読み出すこ とが極めて困難となる。 しかしながら、 中間磁性層 9 9の T CR1 を超える温度領 域が記録磁区 1 2 3の大きさよりも小さいと、 この温度領域が単一の記録磁区だ けの上方に存在している時間は比較的長く、 単一の記録磁区から確実に磁化情報 を中間磁性層 9 9に転写することができる。 以上の理由は、 中間磁性層が室温以 上で垂直磁化膜の場合であっても当てはまる。 すなわち、 中間磁性層として室温 以上で垂直磁化を示す磁性材料を用いる場合にも、 記録層から中間磁性層に転写 される磁区が縮小されるように転写を行わせるのが有効である。 中間磁性層 9 9の磁区の大きさを記録磁区 1 2 3の大きさよりも小さくするに は、 図 3 8に示したように、 中間磁性層 9 9の T CR1 を超える温度領域が記録層 7 5の記録磁区 1 2 3の大きさ (幅) よりも小さくなるように、 レ一ザ一パヮ一 及び中間磁性層 9 9の T CR1 を調整すればよい。 なお、 中間磁性層 9 9に転写さ れた磁区 1 2 4の大きさが、 記録層 7 5の記録磁区 1 2 3よりも小さいことは、 例えば、 以下の方法によって検証することができる。 情報を記録した光磁気記録 媒体から基板 1を除去し、 誘電体膜 6 5及び再生層 6 4をスパッ夕エッチングな どで取り除いた後、 中間磁性層 9 9の表面を再生温度まで温めて光学顕微鏡など で観察すればよい。 図 3 8に示した例では、 再生時に、 記録層 7 5の記録磁区 1 2 3は中間磁性層 9 9に磁区 1 2 4として縮小されて転写され、 さらに磁区 1 2 4が再生層 6 4 C に磁区 1 2 5として拡大されて転写される。 この実施例で説明した光磁気記録媒体は情報再生時に磁界を印加する必要がな い。 このため、 実施例 4または実施例 5で説明した再生方法及び記録再生装置に おいて、 再生磁界を印加せずに再生を実行すればよい。 すなわち、 この実施例で 説明した光磁気記録媒体を再生する装置は、 図 1 0または図 1 4に示した装置か ら磁界印加部及びそれに関連する信号処理系を省略して構成することができる。 あるいは、 この実施例で説明した光磁気記録媒体の再生時に、 図 1 0または図 1 4に示した装置の磁界印加部を駆動させなければよい。 なお、 光をパルス変調す る場合には、 実施例 6で説明したクロック発生方法を適用することができる。 ま た、 実施例 9で説明した最短磁区形状で記録する方法は、 この実施例の光磁気記 錄媒体 (本発明の第 2 2の態様に従う光磁気記録媒体) においても有効である。 実施例 1 1
本発明の光磁気記録媒体は、 ランド · グループ型の光磁気記録媒体に適用する ことができる。 特に、 本発明を用いると、 ランド幅がグループ幅よりも狭いラン ド - グループ型の光磁気記錄媒体であってランド部に記録が行われる光磁気記録 媒体が有効となる。 すなわち、 微小な記録磁区が狭いランド部に形成された場合 であっても、 再生層を通じて記録磁区は拡大されて読み出される。 このため、 狭 いランド部に記録された微小磁区からも優れた C / Nで再生信号が得られる。 本 発明はこのように新規な構造の媒体構造をも可能にする。 以上、 第 1〜第 4の態様の光磁気記録媒体を実施例により具体的に説明してき たが、 それらに限定されず、 それらの変形及び改良を含み得る。 例えば、 光磁気 記録媒体を構成する材料は本発明を実現するものであれば種々の材料を使用する ことができ、 磁区拡大再生層の前後や情報記録層またはゲー卜層の前後等の任意 の位置に任意の中間層を介在させたり、 あるいは層表面を加工することも可能で ある。例えば、 実施例 2及び 9に示した光磁気記録媒体の作製においては、 基板 上に S i Nからなる誘電体層を形成した後に再生層を形成したが、 再生層を形成 する前に誘電体層の表面をエッチングして平坦化した後に、 再生層を形成するこ ともできる。 エッチング条件として、 A rガスを用いたマグネ卜ロンスパッタリ ング法でパワーを 0 . 0 5〜0 . 2 O W/ c m2、 スパッタ時間を 1 5〜3 0分 の範囲に調整することができる。 これにより異方性の大きな磁性膜を形成するこ とができ、 光磁気記録媒体の再生特性を一層向上させることできる。 また、 光磁気記録媒体の再生層については、 第 1〜第 4のいずれの態様に従う 光磁気記録媒体においても、 垂直磁化を有する磁性層または再生光が照射される ことによって所定領域が面内磁化から垂直磁化に転移する磁性層のいずれであつ てもよい。 また、 実施例 4において情報の記録を光磁界記録方式を用いて行った が、それに限定されず、光変調方式及び磁界変調方式を用いることも可能である。 実施例 1 2
本発明の第 5〜 7の態様に属する光磁気記録媒体の構造の一例を図 4 0を参照 しながら説明する。 図 4 0に示すように、 第 1のタイプに属する光磁気記録媒体 4 1 1は片面に所望のプリフォーマツ 卜パターン 4 0 2が形成された透明基板 4 0 1 とプリフ才一マツ 卜パターン 4 0 2上に形成された誘電体膜 4 0 3と、 誘電 体膜 4 0 3上に形成された第 2の補助磁性膜 4 0 4と、 第 2の補助磁性膜 4 0 4 上に形成された第 1の補助磁性膜 4 0 5と、 第 1の補助磁性膜 4 0 5上に形成さ れた光磁気記錄膜 4 0 6と、 光磁気記録膜 4 0 6上に形成された保護膜 4 0 7と からなる。 図 4 0に示した構造において、 透明基板 4 0 1 としては、 例えばポリ力一ポネ ートゃアモルファスポリオレフィンなどの透明樹脂材料を所望の形状に成形した ものや、 所望の形状に形成されたガラス板の片面に所望のプリフォーマツ トパ夕
—ン 402が転写された透明樹脂膜を密着したものなど光透過性のある任意の基 板を用いることができる。 誘電体膜 403は、 膜内で再生用光ビームを多重干渉 させ、 見かけ上の力一回転角を増加するために設けられるものであって、 透明基 板 401よりも屈折率が大きい、 例えば S i Nからなる無機誘電体で形成するこ とができる。 保護膜 407は、 基板 401と保護膜 407との間に積層される膜 体 403〜406を腐食等の化学的な悪影響から保護するためのものであって、 例えば、 S i N膜よりなる。 光磁気記録膜 406は、 室温を含む広い温度範囲で 垂直磁気異方性を示す垂直磁化膜であり、例えば、 T b F e C o、 D y F e C o、 T b D y F eC oなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が好ましいが、 P t膜と C o膜の交互積層体やガーネッ 卜系酸化物磁性体などの他の知られた光磁気記録 材料を用いることもできる。 第 1補助磁性膜 405及び第 2補助磁性膜 404は、 図 42に示すように、 室 温 (R. T) から室温以上のある臨界温度 (TCR) までは面内磁化膜であり、 T CR以上では垂直磁化膜に転移する磁気特性を有する。 図 42には、 磁化方向を 表すために、 補助磁性膜の膜面に垂直な方向に外部磁界を印加した場合の力一効 果のヒステリシスループから求めた (0KR:残留カー回転角、 0KS : 飽和カー回転角) を、 温度に対して表してある。 なお、 本明細書において、 「室 溫」 とは光磁気記録媒体が使用される雰囲気温度を示し、 使用場所に応じて多少 異なるが、 一般には 1 5°C〜25°Cである。 補助磁性膜 404、 405の材料と しては、 例えば、 G d F eC o、 Gd F e、 G d T b F eCo、 Gd D y F eC oなどの希土類と遷移金属の非晶質合金が好ましい。 第 1及び第 2補助磁性層の 成分及び組成は、 Tcr2<Tcrlの条件及び/または再生光照射時の TCR1を超え る温度領域と光磁気記録層の磁区の大きさとの関係を考慮して決定される。 誘電体膜 403、 第 2補助磁性膜 404、 第 1補助磁性膜 405、 光磁気記録 膜 406及び保護膜 407は、 例えば、 マグネトロンスパッタ装置による連続ス ノ ッタリング等のドライプロセスにより形成することができる。 以下に、 図 40に示した光磁気記録媒体の一例として、 光磁気ディスクのサン プルの作製例を示す。 光磁気ディスクのサンプルは、 プリフォーマッ トパターン を有するガラス基板上に、 S i N膜よりなる誘電体膜と、 Gd25F e56Col9 膜(II)よりなる第 2補助磁性膜と、 Gd Fe53Co,9膜(I) よりなる第 1補助磁 性膜と、 T b21F eS6Co13膜よりなる光磁気記録膜と、 S i N膜よりなる保護膜 とを順次スパッタリング法により積層して作製した。 この場合の各補助磁性膜及 び光磁気記錄膜の厚さ並びに磁気特性を表 1に示す。 表中の Tc はキュリー温度 を表し、 TCRは、 補助磁性膜の面内磁化膜が垂直磁化膜に変化する臨界温度を 表す。 表 1
材料 膜厚 TC TCR
(nm) (°C) (°C)
光磁気記録膜 TbFeCo 50 270 ―
第 1補助磁性膜 GdFeCo(I) 60 > 300 200
第 2補助磁性膜 GdFeCo(II) 50 >300 90
上記のように作製したサンプルディスクのデータ記録領域に、 レーザービーム を一定周期のパルス状に照射しながら外部磁界を記録信号に応じて変調させて、 すなわち、 光磁界変調方式を用いてテス卜信号を記録した。 記録光パルスのデュ —ティー比は 50%であった。 種々の記録マーク長の記録マークが形成されるよ うなテス卜信号を用いた。 次いで、 対物レンズの開口数 N A = 0. 55、 レーザ一波長 780 nmの光ビ ックアップを用い、 線速度 7. 5 m/s e c、 再生パワー 2. 5 mW、 再生時の 外部印加磁界をゼロとして、 種々の長さの記録マークを再生した。 サンプルディ スクの光磁気記録膜、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜の組成及び再生パワー を上記のように調整したことによって、 前述の検証方法により、 光磁気記録膜の 記録磁区の大きさ (怪) よりも第 1補助磁性膜に転写された垂直磁化の磁区の大 きさ (径) が小さいことがわかった。 再生 CN比 (C : キャリアレベル、 N : ノイズレベル) の記録磁区長依存性の 測定結果を、 図 43に示す。 図 43中には、 比較のために、 2種類の従来型の光 磁気記録媒体のデータも併せて示す。 点線のデータは、 図 44 (A) に示した従 来型の光磁気記録媒体の再生データであり、 単層の光磁気記録膜 41 6として T bF eCoを用いている。 また一点破線のデータは、 図 44 (B) に示したよう な T b F e C o光磁気記録膜 41 6と G d F e C o第 1補助磁性膜 41 5の 2層 磁性膜によって構成した磁気超解像 (MS R) ディスクについての結果である。 図 43の結果より、 本実施例に係るサンプルディスク (データは実線) では、 記 録マーク長 0. 2Aimにおいても、 2種類の従来ディスクに比べ著しく高い再生 C/Nが得られることがわかる。 従って、 本発明を用いれば、 従来の再生限界を 超えた極めて微小な記録マークの再生が可能となり、 記録密度を向上させること ができる。 この実施例で用いた第 1補助磁性層である G d28F e5:iC o19膜の磁壁の厚みは、 前記計算方法を用いて算出すると、 ほぼ 50 nmであり、 第 1補助磁性層の膜厚 が 60 nmであることからすれば、 本発明の第 1補助磁性層の膜厚の条件を満足 している。 また、 ホール効果を用いて測定した場合の磁壁の厚さは 60 n より 小さいことがわかっている。 本実施例では、 光磁気記録膜 406、 第 1補助磁性膜 405及び第 2補助磁性 膜 404の 3つの磁性膜の膜間を接触させて積層し各膜間を交換結合させたが、 光磁気記録膜 406と第 1補助磁性膜 405との間に、 または、 第 1補助磁性膜 405と第 2補助磁性膜 404との間に、若しくはその両方に非磁性膜を挿入し、 磁性膜間を静磁結合させてもよい。 また、 本実施例では、 2層の補助磁性層 40 4、 405を用いたが、 各層 Tcr (面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する臨界の 温度) を Tcrl>Tcr2 > ... >TCRn >室温 (但し、 TCRi は第 i補助磁 性膜の T c r) と設定した n (n≥ 3) 層の補助磁性膜を順次積層して用いても よい。 但し、 この場合、 第 1補助磁性膜が光磁気記録膜 406側に設けられ、 第 n補助磁性膜が誘電体膜 403側に設けられる。 また、 再生用光ビームが照射された時の媒体の温度プロフアイルを所望の形状 にするために、 あるいは、 温度プロファイルの線速度依存性を小さくするため、 適当な熱伝導率の熱制御膜を光磁気記録媒体 41 1の保護膜 407上、 若しくは 保護膜 407と光磁気記録媒体 41 1 との間に設けてもよい。 また、 本実施例で は、 通常の DCレーザ一光で再生を行ったが、 後述する実施例 1 3のように最短 マーク長に対応する周波数のパルスレーザー光で再生を行い、 さらに良好な再生 C/Nを得ることも可能である。 また、 更に良好な再生 CN比を得るために、 再生光を照射したときの媒体の最高 到達温度でカー回転角 0k が第 2補助磁性膜 404の 0k 以上であり且つ室温以 上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜 403と第 2補助磁性膜 404と の間に付加してもよい。 かかる再生用磁性膜の材料として、 例えば、 Gd F eC oを用いることができる。 実施例 1 3
この実施例では、 実施例 1 2で作製した光磁気記録媒体について図 1 0に示し た記録再生装置を用いて情報記録再生した。 本実施例における記録磁区と再生磁界パルスの形状及びタイミングとして、 図 46に示す様々なパターンを用いることができる。 再生磁界パターン 1の様に H E = - HSの場合、 再生磁界パターン 402, 403の様に HE≠—HSの場合、 再生磁界パターン 404の様に HS =0あるいは HE =0の場合、 再生磁界バタ ーン 5の様に HE と HS が同一の極性の場合、 再生磁界パターン 6~8の様に H E 、 HS の間に H = 0のインタ—バルが存在する場合、 いずれの場合でも HE 、 HS のデューティ一比が 20〜80%の間の最適な値を取ったとき、 記録磁区の 拡大の効果、 すなわち再生信号が増幅される結果が得られた。 実施例 1 4
この実施例では、 図 1 4に示した記録再生装置 1 03を用いて、 実施例 1 2で 作製した光磁気記録媒体 1 1の記録再生特性を測定した。 記録再生装置 1 03の レーザ 22の波長は 685 nm、対物レンズ 24の開口数 N Aは 0. 55である。 データの記録は、 線速度 5. Om/s e cで、 レーザビームを一定周期のパルス に照射しながら、 外部磁界を ± 300 (Oe) で変調させて記録を行う光磁界変 調記録方式を用い、 レーザ光パルスのデューティ一比 50%で行った。 記録クロ ックに対する記録レーザ光パルス及び記録外部磁界のタイミングは図 1 1に示し たタイミングチヤ一卜と同様である。 微小磁区は直径 0. 4ミクロンで形成され た。 上記のようにして微小磁区が記録された光磁気記録媒体を図 1 4に示した装置 を用いて以下のようにして再生した。 再生レーザ光の強度は、 図 1 5のタイミン グチヤ一卜に示すように、 記録クロックに同期して一定周期で変調した。 再生レ
—ザ光のピークパワー (Pr) を 5. 5 mW、 ボトムパワー (PB) を 0. 5mW とし、 ピークのデューティ一比を 33%に設定した。 再生用磁界は実施例 1 3の 場合と同様であり、 図 1 5に示すように、 記録された磁区 1つ 1つに対して再生 クロックに同期させて変調した。 パルス上磁界の強度は磁区中心付近で記録方向 に 250 (O e) (HE), 消去方向に 1 50 (O e) (HS) とし、 記録方向のデ ュ一ティ一比は 25%である。 また、 再生信号のサンプルホールドタイミングは 磁界の変調タイミングと一致させた。再生磁界と再生光のタイミングについては、 図 1 5に示したように、 再生レーザ光パルスの立ち下がりと再生磁界パルスの立 ち下がりを一致させた。なお、再生時の磁界の記録方向のデューティー比は 25% としたが、 前述の実施例 6で説明したように 1 5〜90%の範囲内で変更するこ とも可能である。
図 1 5に示した再生波形 (パルス光、 パルス磁界再生波形) から明らかなよう に、 微小磁区からそれぞれ独立した再生信号が得られている。 比較のため、 レー ザパワー 1 . 5 mWの DC光及び記録方向に 200 ( 0 e ) の D C磁界を印加し ながら、 上記同様に再生した場合の再生信号 (DC光、 DC磁界再生信号) を同 図に示した。 DC光、 DC磁界では、 隣接する磁区からの再生信号波形がつなが つている。 図 1 5の最下段に、 クロックに同期したサンプルホールドパルスとサ ンプルホールド後のパルス磁界による再生信号を示した。 本実施例では再生光を 変調することにより、 転写磁区が存在しない磁区拡大再生層の部分の磁化反転を 有効に防止することができる。 また、 図 1 6に 1 一 7変調記録したときの記録マ —ク長に対するエラ一レー卜の関係を、 再生光としてパルス状レーザを用いた場 合と連続光 (D C光) を用いた場合とを比較して示す。 図 1 6の結果よりパルス 状磁界を用いて再生するとエラ一レ一卜が改善されることがわかる。 再生光パルスは、 図 4 7の再生光パターン 1〜 3に示すようにタイミング及び デューティ一比を変更しても良い。 また、 再生磁界パルスのタイミング、 デュー ティ一比及び再生磁界パルスの極性に関しては、 実施例 1 3と同様に図 4 6に示 すように変更しても良い。 さらに、 再生光パルスと再生磁界パルスは、 図 4 7に 示したパターンのいずれかと図 4 6に示したパターンのいずれかをどのように組 み合わせても良い。 実施例 1 4においては、 再生レーザ光を 2値に変調して記録磁区の再生を行つ ていたが、 再生レーザ光をマルチパルス化することにより、 磁区の転写、 拡大の 過程をより確実に制御することができるとともに、 拡大時の磁区形状を安定化す ることができる。 その例を図 4 8に示す。 図 4 8は記録磁区と再生光パターンの 関係を示したものである。 図 4 0の光磁気記録媒体 4 1 1の第 1補助磁性膜 4 0 5において転写に最適な再生パワー及び第 2補助磁性膜 4 0 4において磁区の拡 大に最適な再生パワーを連続してパルス状に照射し、 磁区の転写、 拡大再生を行 う方法である。 つまり、 再生光パターン 4及び 5において、 a及び cの部分で転 写を確実に行い、 b及び dの部分で拡大を確実に行わせて、 磁区形状を安定化さ せる方法を示している。 再生光パターン 4は転写に適した再生パワーが、 拡大に 適した再生パワーよりも小さい場合、 再生光パターン 5はその逆の場合を示す。 実施例 1 5
図 4 9に、 図 1 0の記録再生装置 1 0 1に好適な光磁気記録媒体 5 1 6の媒体 構成を示す。この光磁気記録媒体 5 1 6は、基板 4 0 1上に光磁気記録膜 4 0 6、 第 1補助磁性層 4 0 5、 第 2補助磁性層 4 0 4、 誘電体膜 4 0 3、 保護膜 4 0 7 を順次積層した構造を有する。 光磁気記録膜 4 0 6と第 1補助磁性層 4 0 5との 間に C r層等の接着層を形成してもよい。 この光磁気記録媒体 5 1 6を記録再生 するには、 基板 4 0 1側ではなく、 保護層 4 0 7側 (第 2補助磁性層 4 0 4 ) か ら光を入射させるとともに磁界を印加する。 このため、 基板 4 0 1は透明材料を 用いる必要がなく、 アルミ等の金属材料や他の任意の不透明な材料で構成するこ とができる。 更に、 本実施例の装置を用いることによって、 図 5 0に示したような、 基板 4 0 1の両面に光磁気記録膜 4 0 6、 4 0 6 '、 第 1補助磁性層 4 0 5、 4 0 5 '、 第 2補助磁性層 4 0 4、 4 0 4 '、 誘電体膜 4 0 3、 4 0 3 '、 保護膜 4 0 7、 4 0 7 ' をそれぞれ順次積層させた構造の光磁気記録媒体 5 1 7を再生することが 可能となる。 光磁気記録媒体 5 1 7の基板 4 0 1は、 一方の記録面の記録または 再生が他方の記録面の記録再生に影響を及ぼさないような金属等の材料から構成 するの好ましい。 この両面記録可能な光磁気記録媒体は、 従来の光磁気記録媒体に比べて記録密 度が 2倍になる。 特に、 この両面記録可能な光磁気記録媒体を、 図 3 2に示した 構造の記録再生装置で記録再生するには、 片面の記録または再生毎に光磁気記録 媒体を裏返せばよい。 従って、 この記録再生装置は図 5 0に示したような大容量 の光磁気記録媒体の釗生をもたらす。 なお、 この磁界と光を同一方向から適用す る光磁気へッ ドの構成は、 図 1 4に示した記録再生装置にも適用可能である。 実施例 1 6
前記実施例では、 光磁気記録媒体に記録信号を光磁界変調方式を用いて記録し たが、 磁界変調方式を用いて記録することもできる。 いずれの方式で記録する場 合も、 記録磁区は、 最短磁区 (トラック方向の長さが最も短い磁区) の形状とし て、 磁区のトラック幅方向 (トラック方向に垂直な方向) の長さがトラック方向 の長さよりも長くなるように形成するのが好ましい。 一層好まし〈は、 記録媒体 の移動方向に対して磁区の後部が磁区の内側に窪んでいる形状が好ましい。 かか る最短磁区の例として、 図 3 4 ( A ) に示したような三ヶ月型や図 3 4 ( B ) に 示した矩形の磁区が好適である。 この他に、 最短磁区の形状として、 矢がディス クの回転と反対方向を向いた矢羽型の磁区も好ましい。 磁区のトラック幅方向の 長さが線方向の長さよりも長くなるように磁区を記録するには、 磁界変調記録方 式を用いることが有効である。 矢羽根型等の磁区の形状については基板の溝ゃラ ンド部の形状を変化することで調整可能である。 このような記録磁区形状は、 以下の理由により、 再生層から転写された磁区の 拡大を容易にする。 本発明の光磁気記錄媒体の記録層に、 例えば、 図 3 4 ( A ) に示した三ヶ月型の磁区が記録されているとする。 光磁気記録媒体の再生時に、 光磁気記録媒体が再生光で加熱されて三ヶ月型の磁区が静磁結合または交換結合 により再生層に転写される。 再生層において、 再生光スポッ 卜中心に相当する部 分 (またはその後方) が高温となる。 磁区間の磁壁は高溫の方が熱力学的に安定 であるため、 三ヶ月型の磁区の窪み部はその後方 (三ヶ月の円弧を共通とする円 の中心部) の高温部分に向かって移動した方が安定となる。 また、 磁壁の長さは 短い方が安定であるため、 三ヶ月型の磁区の窪み部が膨らんで半月型の磁区にな つた方が磁壁が短くなるために安定となる。 従って、 再生層上ではかかる温度分 布及び磁区形状に従って磁区が拡大し易くなる。 また、 次の理由からも上記三ケ 月型等が好ましいといえる。記録磁区から再生層に向かう漏洩磁界を考慮すると、 三ヶ月型の記録磁区からの漏洩磁界は三ヶ月型の磁区の上方の再生層における三 ヶ月の中心 (三ヶ月の円弧を共通とする円の中心部) で最大となる。 それゆえ、 再生層に転写された磁区はこの漏洩磁界により拡大し易くなる。 以上、 第 5〜7態様の光磁気記録媒体を実施例を用いて具体的に説明してきた が、 特にそれらに限定されるものではない。 例えば、 光磁気記録媒体を構成する 材料は本発明の作用を有するものであれば種々の材料を使用することができ、 補 助磁性層の前後や光磁気記錄層前後等の任意の位置に任意の中間層を介在させる ことも可能である。 また、 実施例 1 3及び 3において情報の記録を光磁界記録方 式を用いて行ったが、 それに限定されず、 光変調方式及び磁界変調方式を用いる ことも可能である。 本発明は、 ランドグループ型の光磁気記録媒体であって、 ラ ンドの幅がグループよりも狭い構造の媒体に有効となる。 すなわち、 本発明にお いては再生層に転写された磁区の拡大が可能であるために狭い幅のランド部に微 小磁区が記録されても高い C / Nで再生が可能である。 実施例 1 7
この実施例では、 本発明の第 8の態様の光磁気記録媒体に属する媒体及びかか る媒体を用いて再生用レーザー光をパルス状に変化させながら再生を行う再生方 法の具体例を示す。 光磁気記録媒体として図 5 3に示した構造の媒体を用いる。
〔第 8態様の光磁気記録媒体の製造〕
図 5 3に示した光磁気記録媒体 4 7 0の透明基板 4 0 1 としてガラス基板を用 いた。 ガラス基板の片面上には、 プリフォーマツ 卜パターンが転写された透明樹 脂膜 4 0 2が形成されている。 誘電体膜 4 0 3は S i Nからなり、 再生用レーザ —光を多重干渉させて見かけ上のカー回転角を増加させる膜厚で形成されている c 補助磁性膜 4 0 8は、 希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金 G d F e C oか らなり、 室温から室温以上のある臨界温度 T CR までは面内磁気異方性を示し、 T CR 以上では垂直磁気異方性を示す。 非磁性膜 4 0 9は S i Nからなり、 補助 磁性膜 4 0 8と光磁気記録膜 4 0 6とを静磁結合させるために挿入されている。 光磁気記録膜 4 0 6は希土類と遷移金属のフェリ磁性非晶質合金 T b F e C oか らなり、 室溫からキュリー温度までは垂直磁気異方性を有する。 保護膜 407は S i Nからなり、 基板 401 と保護膜 407の間に積層された薄膜を腐食等の化 学的な悪影響から保護するために設けられている。 誘電体膜 403、 補助磁性膜 408、 非磁性膜 409、 光磁気記録膜 406及 び保護膜 407は、 それそれマグネトロンスパッタ装置を用いた連続スパッタリ ングにより下記膜厚になるように成膜した。 誘電体膜 403は 60 nm、 補助磁 性膜 408は 60 nm、 非磁性膜 409は 20 nm、 光磁気記録膜 406は 50 nm、 保護膜 407は 60 nmとした。 光磁気記録膜 406を構成する T b F e C oの組成は原子%比率で T b 21 F e 66C ol3 であり、 室温からそのキュリ一温度 TC0= 270°Cまで遷移金属の磁 化成分が希土類の磁化成分よりも優勢な特性を示す。 一方、 補助磁性膜 408を 構成する G d F e C oの組成は原子%比率で Gd28F e53Colsであり、 単層膜で 図 56のような力一回転角の温度特性を示す。 図 56の横軸は温度、 縦軸はカー回転角の温度に対するヒステリシスから求め た G d F e C o補助磁性膜 408の残留カー回転角 0kR と飽和カー回転角 0kS との比 0kR/0kS を示す。 このグラフより補助磁性膜 408が面内磁化膜から 垂直磁化膜になる臨界温度 TCR は約 20 CTCである。 また、 補助磁性膜 408 はキュリー温度 Tc が 300°C以上であり、 室温 T room からキュリー温度まで の間に補償温度 Tcomp を有し、 Tcomp は約 230°Cである。 補助磁性膜 408 の臨界温度 TCR、 補償温度 Tcomp及びキュリ一温度 Tc と光磁気記録膜 406 のキュリー温度 TC0 の関係は次のようになる。 Troom< TCR< Tcomp< TcO< TCo この条件を満たすことによって後述するパワー変調したパルス光を用いた 再生が極めて容易となる。 上記のような構造の光磁気記録媒体 470を用いて、 図 57との関係で本発明 の原理説明で説明したような再生方法を実行する。
〔再生用レーザ一パルス強度決定のための予備実験〕
本発明の再生方法ではレーザ—パワーを高パワー Pr2 及び低パワー Prl にパ ヮ一変調したパルス光を用いて記録磁区の拡大再生を行う。 このため、 最初に予 備実験を行って光磁気記録媒体 470に記録されたデータを再生するための Pr2 及び Prl の最適レーザ—パワーを決定する。 この予備実験では、 レーザー光波 長 680 nm、 開口数 0. 55の光学系を有する光磁気ドライブを用い、 記録及 び再生レーザー光を基板 401側 (補助磁性膜 408側) から照射する。 再生レ 一ザ一光は後述するように連続光を用い、 種々のパワーに変更してそれぞれ再生 信号波形を観測することとする。 予め初期化した光磁気記録媒体 470の半径 4 Ommに位置する卜ラックに線 速 5. Om/sで、 記録パワー 4. 5 mWのレーザ一光を周期 640 n s、 ノ ル ス幅 21 3 n sで変調し、 記録磁界 5 O OOeを印加しながら光変調記録を行つ た。 これにより、 トラック上に 3. 2 /mピッチで長さ約 1 . 6 mの記録マー クを連続的に記録した。 次いで、 記録マークが記録された卜ラックを種々の再生パワー Pr の連続光で 再生した。 再生用パワーの最適変調条件を求めるために、 連続光のパワー Pr の 値を Pr= 1 . OmWs 1 . 5 mW、 1 . 9mW、 2. OmW及び 2. 1 mWの 5段階に変更してそれぞれ再生信号を求めた。 なお、 再生時には光磁気記録媒体 470に磁界を積極的に印加しなかったが、 光学へッ ドのァクチユエ一ターから 漏れ磁界 (約 80O e) が記録方向に発生していた。 上記各再生パワー Pr で光磁気記録媒体 470の記録卜ラックを再生したとき の再生波形を図 58 (Α) 〜 (Ε) に示す。 このとき、 再生波形自体に卜リガ一 をかけて波形をオシロスコープで観察した。 図 58 (Α) は再生光パワー Pr = 1. OmWのときの再生波形を示し、 記録マークのパターンに応じた再生信号が 立ち上がつているのがわかる。 グラフ上、 ベースラインが消去状態を示し、 立ち 上がっているピーク信号が記録状態を示す。 記録状態と消去状態間の振幅は 50 m Vであった。 さらに再生光パワーを Pr= 1. 5 mWに上げると、 図 58 ( B ) に示すように、 信号振幅が約 20 OmVに増大した。 図 58 (B) の波形から、 波形の一部の領域では隣接するピーク信号が記録状態側でつながっていることが わかる。 図 58 (C) は、 再生パワーが Pr== 1. 9 mWの再生信号波形であり、 ビー ク信号が記録状態側(図の上方)で完全につながった波形を示している。これは、 後述するように補助磁性膜にて磁区拡大が起こり、 かかる拡大された磁区が再生 光スポッ卜による卜ラックの走査とともに卜ラック上を移動していることを示す。 さらに、 再生光パワーを上げて Pr= 2. OmWにすると、 図 58 ( D) に示す ように、 つながつていたピーク信号が途切れ始める。 この場合、 ピーク信号のつ ながり部とベースラインとの振幅 Hplo は約 35 OmVであった。 さらに、 再生 光パワーを Pr=2. 1 mWまで上げると、 図 58 (E) に示すようにピーク信 号が完全に途切れ、 記録マークパターンに応じた波形となる。 図 58 (E) にお いて、 記録状態と消去状態の振幅は 20 OmVであった。 ここで、 図 58 ( A) 〜図 58 (E) の再生波形が得られる場合の補助磁性膜 408及び非磁性膜 409を介して積層された光磁気記録膜 406の磁化状態を 図 59〜61の概念図を用いて説明する。 図 59は、 図 58 (A) の信号波形が 得られる場合 (再生光パワー Pr= 1 . 0 mW) における再生光スポッ 卜 480 と、 それが照射されている補助磁性膜 408及び光磁気記録膜 406の磁化の向 きの関係を示している。 最初に図 59 (A) に示したように再生光スポッ 卜 48 0が照射された補助磁性膜 408はその温度がその臨界温度 TCR以上に上昇す る領域で垂直磁化となるとともに、 光磁気記録膜 406の磁化が静磁結合により 補助磁性膜の領域 83 aに転写される。 図 59 (B) に示したように再生光スポ ッ ト 480が記録方向に磁化が向いた磁区 (記録磁区) 482の直下に来ると、 記録磁区 482の磁化が静磁結合により補助磁性膜 408に転写される。 この場 合、 再生光パワー Pr が 1 . OmWと低いため、 光スポッ ト 480内の補助磁性 膜 408の中央部、 すなわち領域 483 bだけが臨界温度 TCR を超えることに なり、 補助磁性膜 408の転写された領域 483 bの記録磁区 482の幅よりも 拡大しない。 このため、 図 58 ( A) に示したように再生信号強度は小さい。 再 生光スポッ 卜 480が記録磁区 482を通り過ぎると転写領域 483 cは、 その 直上の光磁気記録膜 406の磁区からの転写により直上の光磁気記録膜 406の 磁区と同じ磁化の向きを有する。 図 60は、 図 58 (C) の信号波形が得られる場合 (再生光パワー Pr二 1 . 9mW) における再生光スポヅ 卜 480と、 それが照射されている補助磁性膜 4 08及び光磁気記録膜 406の磁化の向きの関係を示している。 この場合、 再生 光パワーが 1. 9mWと比較的大きいため、 図 60 (A) に示したように再生光 スポッ 卜 480が照射された補助磁性膜 408のスポッ 卜内全域の領域 485 a が臨界溫度 TCR以上に上昇して垂直磁化となる。 そして、 光磁気記録膜 406 からの静磁結合により光磁気記錄膜 406の磁区が領域 485 aに転写される。 再生光スポッ卜 480の走査により、 図 60 (B) に示したように再生光スポヅ 卜 480が記録磁区 482の直下に来ると、記録磁区 482の磁化が転写される。 この場合、 臨界温度 TCR以上に上昇した補助磁性膜 408の領域 485 bは記 錄磁区 4 8 2よりもその幅が大きいために、 記録磁区 4 8 2は補助磁性膜 4 0 8 内で拡大されて転写されたことになる。 この磁区拡大により大きな信号波形が得 られる。 さらに、 再生光スポッ 卜 4 8 0が記錄磁区 4 8 2を通り過ぎた後も領域 4 8 5 cは 8 5 bと同じ磁化状態を維持しているため、 図 5 8 ( C ) に示したよ うな再生信号ピークがつながつた波形が得られる。 図 6 0の場合、 再生光スポッ ト 4 8 0が記録磁区 4 8 2を通り過ぎた後も領域 4 8 5 cが領域 4 8 5 bと同じ磁化状態を維持しており、 補助磁性層に転写され 且つ磁区転写され且つ磁区拡大された記録磁区が光スポッ 卜により引きずられて いる減少が生じている。 この理由は以下のように考えられる。 再生レーザビーム が照射されることにより補助磁性層 4 0 8は臨界温度以上に昇温して垂直磁化膜 となり、 垂直方向の保磁力 H cを有するようになる。 また、 再生の際に、 補助磁 性膜 4 0 8には光へッ ドのァクチユエ一夕等からの漏洩磁界による外部磁界 H ex
(この場合、 記録方向、 即ち、 下向きとする) と、 補助磁性膜 4 0 8の臨界温度 以上の温度にて光磁気記録膜 4 0 6の磁化が発生する静磁界 H sが印加される。 その大きさは光磁気記録膜 4 0 6の磁化の方向により H ex+ H s (記録磁区の磁 化が下向き)、 H ex- H s (記録磁区の磁化が上向き) となる。 外部磁界 H ex 及 び静磁界 H sの合成磁界と補助磁性膜 4 0 8の保磁力 H cの大きさの関係におい て、 H cの絶対値が ( H ex+ H s ) の絶対値または ( H ex— H s ) の絶対値より 大きい場合に、 補助磁性膜 4 0 8に形成された磁化はそのまま維持されて、 図 6 0 ( C ) に示したように一旦補助磁性膜に転写された磁区は光磁気記録膜 4 0 6 に記録磁区の存在しない領域に再生スポッ 卜が進行しても再反転をおこさない。 上記 H cは補助磁性膜 4 0 8が垂直磁化状態での垂直方向の保磁力であり、 図 5
9の場合には、 低再生パヮ—により転写を受ける補助磁性層の溫度が比較的低い ため補助磁性層の H cは図 6 0の場合よりも低くなり、 補助磁性膜 4 0 8に転写 された磁区は光磁気記録膜 4 0 6に記録磁区の存在しない領域に再生スポッ 卜が 進行すると再反転をおこす (図 59 (C))。 図 61は、 図 58 (E) の信号波形が得られる場合 (再生光パワー Pr= 2. 1 mW) における再生光スポッ 卜 480と、 それが照射されている補助磁性膜 4 08及び光磁気記録膜 406の磁化の向きの関係を示している。 この場合、 再生 光パワーが 2. 1 mWと大きいため、 再生光スポッ ト 480が照射された補助磁 性膜 408のスポッ 卜内の前方部の領域 487 aは臨界温度 TCR以上に上昇す るために垂直磁化を示し、 直下の磁気記録層 406の磁区転写を受けるが、 スポ ッ ト内の中央及び後方部は前方部よりも加熱されて補助磁性膜 408の補償温度 Tcomp を超えるために磁化が反転した状態になっていると考えられる (磁化反 転する詳細な理由は第 2の再生方法の具体例にて後述する)。 このため、 図 61 (A) に示したように再生光スポッ 卜 480内の補助磁性膜の前方部の領域 48 7 aのみが上向きの磁化を有し、 中央及び後端部は下向きの磁化となる。 次いで、 再生光によるトラックの走査によりスポッ 卜 480が記録磁区 482 の直下に来ると、 記録磁区 482の磁化が補助磁性膜 408の前方部の比較的温 度の低い領域 487 bにのみに転写される。 従って、 磁区拡大は起こらず、 再生 信号強度は図 1 2 (C) の場合のような大きな信号は得られない。 再生光スポッ 卜 480が記録磁区 482を通り過ぎると転写領域 487 cには、 光磁気記録膜 406からの静磁結合により直上の光磁気記録膜 406の磁区と同じ向きの磁化 とその反転磁区が混在する。 図 60 (図 58 (C)) に示した場合には、 上述のように補助磁性膜 408内 で磁区拡大が起こっているために、 再生信号強度が増大する。 そして、 記録磁区 482から拡大された磁区 485 bは再生光スポッ 卜 480とともに拡大したま ま移動する。 しかしながら、 図 60 (C) において記録磁区 482と隣接する磁 区 484の直下に再生光スポッ 卜 480の中心が来たときには、 磁区 484の磁 化を補助磁性層 408を通じて再生するためには、 前記拡大磁区の光スポッ 卜に よる引きずられ現象を防止しなければならない。 すなわち、 記録磁区 482の拡 大磁区 485 cを消去して、 磁区 484の磁化を補助磁性層 408に転写し次い で拡大する必要がある。
—方、 図 59 (図 58 (A) に対応) 及び図 61 (図 58 (E) に対応) にそ れそれ示したように再生パワー Prが比較的小さい場合(再生光パワー Pr= 1 . OmW) 及び比較的大きい場合 (再生光パワー Pr= 2. 1 mW) には、 再生光 スポッ 卜 480が記録磁区 482を通り過ぎた後に、 記録磁区 482から転写さ れた磁区 483 b (487 b) は消滅している。 すなわち、 拡大磁区の引きずら れ現象は生じない。 従って、 再生光として、 磁区拡大が生じる再生光パワー Pr = 1 - 9mWと磁区拡大が生じない再生光パワー Pr= 2. 1 mW (または 1 . OmW) の間を再生クロック周期またはその整数倍の周期でパワー変調したパル ス光を用いることによって、 磁区拡大した後、 再生光スポッ 卜の中心が光磁気記 錄膜 406の記録磁区から隣の記録磁区上に移動したときにかかる拡大磁区を消 滅させることができる。 上記の予備実験の結果より再生用レーザ—光を、 図 58 (C) での Pr= 1 . 9mWと図 58 (E) での Pr=2. 1 mWとの間で強度変調したパルス光とし て与えれば、 再生信号は図 58 (C) と図 58 (E) で得られた再生信号強度の 差として検出されることになる。 これは図 58 Dの HplO =350mVに相当す ると考えられ、 図 58 ( ) 及び58 (E) で得られた振幅に比べて一層大きな 振幅での再生が可能であることを示唆している。 このため以下の再生光パルスを 用いた再生実験において高パワー Pr2を Pr2= 2. 1 mW、低パワー Prlを Prl = 1. 9 mWにそれそれ設定することにする。 〔パワー変調したパルス光による光磁気記録媒体の第 1の再生方法〕
本実施例で製造した光磁気記録媒体 470を初期化した後、 半径 4 Ommに位 置するトラックに線速 5. 0 m/sで、 記録パワー 6. 3 mWのレーザ一光を周 期 320 n s、 パルス幅 53. 3 n sで変調し、 記録磁界 5000 eで光変調記 録を行った。 これは 3. ピッチで約 1. 6 μηηの記録マークを連続的に記 録したことに相当する。 こうして記録された光磁気記録媒体 470の記録トラックに、 上記予備実験で 決定された再生光レーザ一パワー Pr2= 2. 1 mW、 Prl= 1. 9mWにパワー 変調されたパルスレーザ一を照射して再生する。 再生用レーザーパルスは図 62 に示すように、 記録マークの前端から 1 0 n sのパルス幅で Pr2= 2. 1 mW、 その後 1 50 n sのパルス幅で Prl= 1 . 9 mWとなるように調整した。 再生時 には積極的に磁界を印加しなかったが、 光学へッ ドのァクチユエ一夕一から漏れ 磁界 (約 800e) が記録方向に発生していた。 得られた再生信号波形を図 63に示す。 記録マークに対応して振幅約 220 m Vの再生信号が得られた。 また、 同じ条件で記録したマークパターンを一定の再 生パワー Pr= 1. OmW及び Pr=2. 1 mWの連続光で再生したところ、 それ それ振幅 1 00mV及び1 70mVであった。 これらの結果より、 再生光をパル ス状にパワー変調して再生を行うことで、 記録磁区を再生クロックに同期した形 で拡大して転写するとともにその直後に消滅させることができ、 拡大時にはより 高い C/Nで再生を行うことができることがわかる。 本実施例では、 高パワー Pr2= 2. 1 mW、 低パワー Prl= 1 . 9mWの各パ ルスレーザー強度を選択し、 低パワーパルスを拡大磁区発生用、 高パワーパルス を拡大磁区消滅用にそれそれ用いた。 しかしながら、 高パワーパルスを拡大磁区 発生用として P r2= 1 . 9 m W、 低パワーパルスを拡大磁区消滅用として P rl = 1 . O m Wにすることも可能である。 原理説明で用いた図 5 7に示した例では後 者の場合を示す。 さらに、 高パワーパルスと低パワーパルスのパルス幅の比、 す なわち、 デューティ一は図 5 7や図 6 2に示した場合に限定されず、 増大された 再生信号を得るために適宜変更することができる。 本実施例 1 7で製造した光磁気記録媒体においても、 再生用光ビームが照射さ れた時の媒体の温度プロファイルを所望の形状にするために、 あるいは、 温度プ 口ファイルの線速度依存性を小さ〈するため、 適当な熱伝導率の熱制御層を光磁 気記録媒体の保護膜上に設けてもよい。 また、 更に良好な再生 C N比を得るため に、 再生光を照射したときの媒体の最高到達温度でカー回転角 0 k が補助磁性膜 の 0 k 以上であり、 且つ室温以上で垂直磁化膜である再生用磁性膜を誘電体膜 4 0 3と補助磁性膜 4 0 8との間に付加してもよい。 実施例 1 8
〔第 9態様の光磁気記録媒体及びパワー変調したパルス光による光磁気記録媒体 の第 2の再生方法〕
前記再生方法の実施例では、 再生時に磁気へッ ドから発生した漏れ磁界が光磁 気記録媒体に印加されていたが、 この実施例では記録磁区の磁化方向と同方向に D C磁界を積極的に印加しながら再生を行う。 なお、 この実施例においても、 転 写磁区の拡大及び消減を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行 つた。 最初に本実施例で用いた第 9態様に従う光磁気ディスクについて説明する。 図 6 4に示すように、 光磁気ディスク 9 0は、 ポリカーボネ一卜基板 4 0 1上に、 S i N誘電体層 403、 Gd F eCo合金からなる再生層(補助磁性膜) 408、 3 "1 ^^非磁性層409、 T b F eCo合金からなる記録層 (光磁気記録膜) 40 6及び S i N保護層 407を積層して有する。 T b F e C o記録層 406と G d F eC o再生層 408とは非磁性層 409を介して静磁的に結合されている。 G d F eCo再生層 408は、 室温で面内磁化膜であり、 臨界温度 Tcr を超える と垂直磁化膜へと変化する磁性膜である。 この実施例で用いた G d FeC o再生 層 408の臨界温度 Tcr は 1 75。Cであり、 キユリ一温度 T cは 340°Cであ る。 また、 G d F e C o再生層 408は、 臨界温度 T c rとキュリー温度 T cと の間に補償温度 Tcomp= 240°Cを持つ。 T b F e C o記録層 406は、 そのキ ユリ—温度 Tcoが 270°C、 その補償温度 Tcomp' が室温以下のものを用いた。 すなわち、 Troon Tcrく Tcompく Tcoく T cなる関係があり、 それらの温度関 係は図 66で説明した通りである。 上記のような光磁気ディスク 490の記錄層 406に記録された記録信号を再 生する際に、 前記本発明の再生方法の原理で説明したように、 再生パワーを再生 クロックまたはその整数倍 (記録クロックまたはその整数倍) に同期して二種類 のパワーに変調する。 拡大された磁区の縮小、 消滅は、 前述のように低パワーと 高パワーのいずれでも起き得るが、 この実施例では、 磁区の転写及び拡大のため に再生光を低パワーに変調し、 拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パ ヮ一に変調した。 このパワーレベルは、 光磁気ディスクに再生光を照射して記録 卜ラックを走査している間に適用する。 記録及び再生用の光源として、 波長 680 n m、 レンズ開口数 0. 55の光へ ッドを用いた。 図 64に示した光磁気ディスク 490への記錄は光パルス強度変 調法を用いた。 記録は、 線速度が 5m/s、 記録周期 320 n s, 記録レーザー パワー 7. 5 mW、 パルス幅 53. 3 n s、記録磁界 5000 eの条件で行った。 0. 8μπιの記録磁区が、 1と 0等のデータに対応して 0. S zm間隔で記録さ れた。 記録された磁区を記録信号とともに、 図 65 (A) に示す。 この記録磁区を、 次の再生条件で再生した。 線速度を 5. Om/sとし、 再生 レーザ一パワーは磁区拡大のための低パワー Prl として 1. 5mW、 磁区縮小 (または消減) のための高パワー Pr2 として 3. 5 mWの二つのパワーレベル に変調した。 再生光パワーのタイミング信号を図 65 (B) に示す。 再生パワー の変調周期は 1 60 n sであり、 低パワー Prl で 1 50 n s照射し、 高パワー Pr2 で 1 O n s照射した。 再生磁界は一定の直流磁界を用い、 記録方向へ約 8 OOe印加した。 この磁界は、 第 1の再生方法 (実施例 1 7) のように対物レン ズ ·ァクチユエ一ターからの漏洩磁界によっても代用が可能である。 図 65 (C) に得られた再生波形を示す。 この再生波形より、 記録磁区が存在 している部分だけで信号が上昇しており、 記録磁区が存在しないところでは信号 は上昇していないことがわかる。 これは、 再生光が記録卜ラックの記録磁区が存 在している部分を走査しているときだけ、 再生層において記録磁区が転写、 拡大 していることを意味する。 さらに、 再生信号は、 磁気超解像モード、 すなわち、 磁区転写された磁区が拡大されずに再生された場合の再生信号の約 1. 5倍の大 きさに増幅されていた。 この再生信号の増幅効果はさらに微細な記録磁区におい て顕著に効果を現し、 0. 4Atm以下の微小磁区を記録した場合においても飽和 振幅 (再生層の全ての磁化が下向きの場合の再生信号と再生層の全ての磁化が上 向きの場合の再生信号との差) に対して 80% (対飽和振幅比) の再生信号出力 を得ることができた。 この実施例の再生条件は、 前記原理説明で用いた図 66との関係で次のように 説明することができる。 すなわち、 パワー変調した再生光の低パワー Prl で図 41 0の磁区転写及び磁区拡大が起こる温度領域 (エリア (a) 及び (b))、 即 ち、 Tcr= 1 75°C〜Tcomp= 240°Cにまで再生層が加熱され、 高パワー Pr2 で図 66の磁区消滅が起こる温度領域 (エリア (c)) 即ち、 Tcomp ( 240。C) を超える温度から Tco= 270°Cまでに加熱されている。 また、 記録方向へ印加 した直流磁界約 800 eは、 磁気温度曲線 A及び Bを図 66のような関係に位置 させている。 すなわち、 この実施例で用いた光磁気ディスクの磁気温度特性と印 加した直流磁界との関係は、 以下の要件 ( 3) 及び (4 ) を満足している。 以 下に、 この実施例で説明した再生方法に必要な要件を列挙する。 なお、 この実施 例で用いた光磁気記録媒体の再生層と記録層自体の磁気特性は、 前述のように以 下の ( 1 ) 及び ( 2 ) の要件を満足している。
( 1 ) 少なくとも室温で膜面方向に磁化される再生層が、 垂直方向へ磁化する臨 界温度 T crとキュリー温度 T coの間に補償温度 T compを有すること。
( 2) 記録層のキュリー温度 Tco が再生層の補償温度 Tcomp と再生層のキユリ 一温度 T coとの間の温度にあること。
(3 ) 記録方向において外部磁界 Hex が加わる条件下において、 磁気温度曲線 Aと磁気温度曲線 Bとが、 室温と再生層の補償温度 Tcomp との間 (T 1 ) で交 差すること。
(4) 磁気温度曲線 Aと磁気温度曲線 Bとが、 再生層の補償温度 Tcomp と記録 層のキュリー温度 Tcoの間 (T 2) で交差すること。
この実施例では図 64に示した前記特定の材料を用いて光磁気ディスクを構成 し、 DC磁界 =800eを記録方向に印加することにより上記要件( 1 ) ~ (4) を満足させたが、 この要件 ( 1 ) 〜 (4) を満足させることができる材料及び積 層構造を有する光磁気記録媒体並びに再生時に印加する外部磁界の大きさであれ ば、 任意のものを用いることができる。 再生時に印加する DC磁界は記録方向の みならず、 消去方向であってもよい。 本発明の再生方法においては、 D C磁界の下で、 再生光パワー強度を変調する ことによって、 (a ) 磁区転写、 (b ) 磁区拡大及び ( c ) 転写磁区の消減のプロ セスを実行している。 これらのプロセスが行われる時間は、 記録層、 再生層の磁 気特性のみならず、 記録層、 再生層、 非磁性層、 誘電体層、 保護層及びその他の 積層可能な磁性層または非磁性層、 基板等の温度上昇速度や各層間の伝熱速度に も依存する。 これらの速度は、 それらの層を構成する材料の熱伝導性、 厚み、 積 層構造等を適宜変更することによって調節することができ、 それによつて所望の 再生アクセス速度に対応させることができる。 再生層 (補助磁性層) に隣接する誘電体層及び非磁性層は適度な断熱性を持つ ことが好ましいが、 その断熱性の程度は、 記録再生のアクセス速度、 或いは記録 媒体における記録再生の線速度の大きさ、 再生層及び記録層の熱伝導性とを組み 合わせた熱特性との関係で適宜調整することができる。 上記実施例では光磁気記録媒体の再生層 (補助磁性層) が誘電体層と非磁性層 によって挟まれている構造を示したが、 上記再生層 (補助磁性層) に接して面内 方向の磁気異方性を有する磁性体を積層してもよい。 この磁性体は、 そのキユリ —温度まで面内方向の磁気異方性が優勢で、 そのキユリ一温度は再生層のキユリ 一温度とほぼ等しいことが望ましい。 かかる磁性体を再生層に接して積層するこ とにより、 再生時の転写磁区におけるブロッホラインの発生を抑制し、 その抑制 作用により再生時のノイズを低減することができる。 かかる磁性体の材料として は、 P t— C o合金、 例えば、 C oを 2 5原子%含む P t— C o合金や G d F e C o合金等を用いることができる。 なお、 かかる磁性体は再生層の上側あるいは 下側のいずれの側に接して積層してもよい。 実施例 1 2ではパルス光を照射しながら記録信号に応じて印加磁界の極性を変 調する光磁界変調方式を用い、 実施例 1 7及び 21では DC磁界を印加しながら 記録信号に応じて光強度を変調する光変調方式を用いてそれぞれ記録を行ったが、 通常の D C光を用いた磁界変調記録方式、 光変調記録方式並びに光磁界変調方式 のいずれの方式を用いてもかまわない。 実施例 1 9
〔第 1 0態様の光磁気記録媒体及びパワー変調したパルス光による光磁気記録 媒体の第 3の再生方法〕
前記再生方法の実施例では、 再生時に磁気へッ ドから発生した漏れ磁界が光磁 気記録媒体に印加されていたが、 この実施例では記録磁区の磁化方向と同方向に DC磁界を積極的に印加しながら再生を行う。 なお、 この実施例においても、 転 写磁区の拡大及び消滅を実現するためにレーザービーム強度を変調して再生を行 つ τ:。 最初に本実施例で用いた光磁気デイスクについて説明する。 図 69に示すよう に、 光磁気ディスクは、 ポリカーボネ一ト基板 401のプリフォーマツ卜パター ン 402上に、 S i N誘電体層 403、 GdxF eyC oz合金からなる再生層(第 2補助磁性膜) 404、 S i Nの非磁性層 409、 G duF evC owの合金から なる磁性層 (第 1補助磁性膜) 408、 TbF eCo合金からなる記録層 (光磁 気記録膜 406) 406及び S i N保護層 407等の積層を有する。 T b F eC o記録層 406と G dxF eyCoz 合金の再生層 404とは非磁性層 409と G duF evCowの合金からなる磁性層 (第 1補助磁性膜) 408を介して静磁旳 に結合されている。 GdxF eyCoz 再生層 404に用いられる、 室温で面内磁 化、 臨界温度 Tcr2を超えると垂直磁化膜へと転移する磁性材料は合金の元素比 X y z の最適数値のものを選択して用いる。 G duF evC ow の合金からなる 磁性層 (第 1補助磁性膜) 408に用いられる、 室温で垂直磁化膜、 臨界温度 T cr1を超えると面内磁化膜へ転移する磁性材料としては、 合金の元素比 U V W の最適数値のものを選択して用いる。 臨界温度 Tcr2と臨界温度 Tcr1は近傍し ており、 光磁気記録膜 406の記録情報を再生する際に、 再生層 (第 2補助磁性 膜) 404と00|11「 6 〇 0 の合金からなる磁性層 (第 1補助磁性膜) 408 とは互いに協力しあう関係に設定される。 即ち、 再生層 (第 2補助磁性膜) 40 4に再生レーザ光が照射されて、 再生層 (第 2補助磁性膜) 404の温度が上昇 して、 臨界温度 Tcr2を越えて垂直磁区に転移した後に、 光磁気記録膜 406の 記録磁区信号は再生層 (第 2補助磁性膜) 404へ転写されて、 直ちに拡大され る。 一方磁性層 (第 1補助磁性膜) 408は、 記録磁区信号が再生層 (第 2補助 磁性膜) 404へ転写された直後に垂直磁化から面内磁化に転移し、 垂直磁界に 対する磁壁となって、 磁気ノイズを遮断する。 従って再生層 (第 2補助磁性膜) 404の動作後最適なタイミングで磁性層 (第 1補助磁性膜) 408は動作する 必要がある。 このタイミングは T c r 2と T c r 1の時間差 ΔΤの値の大きさに 直接関係する。 最適な ΔΤを設定するために、 再生層 (第 2補助磁性膜) の材料種類と磁性層 (第 1補助磁性膜) 408の材料種類とから選択組合せを行う。 この実施例では G dxF eyC oz 合金の再生層 404と GduF evC ow の合金の組合せを実施 した。 G dxF eyC oz 合金として再生層 404の臨界温度 Tcr2が 1 75。Cで あり、 キュリー温度 T cは 340。Cであるものを用いた。 また、 G dxF eyC o z 合金の再生層 404は、 臨界温度 T c r 2とキユリ—温度 T c 2との間に補憤 温度 Tcomp= 240°Cを持つ。 T b F e C o記録層 406は、 そのキュリー温度 Tcoが 270°C、 その補償温度 Tcomp' が室温以下のものを用いた。 すなわち、 Troom<Tcr2<Tcomp<Tco<T c 2なる関係があり、 それらの溫度関係は図 70で説明した通りである。 上記のような光磁気ディスクの記録層 4 0 6に記録された記録信号を再生する 際に、 前記本発明の再生方法の原理で説明したように、 再生パワーを再生クロッ クまたはその整数倍 (記録クロックまたはその整数倍) に同期して二種類のパヮ 一に変調する。 拡大された磁区の縮小、 消滅は、 前述のように低パワーと高パヮ 一のいずれでも起き得るが、 この実施例では、 磁区の転写及び拡大のために再生 光を低パワーに変調し、 拡大磁区の縮小または消滅のための再生光を高パワーに 変調した。 このパワーレベルは、 光磁気ディスクに再生光を照射して記録卜ラッ クを走査している間に適用する。 実施例 2 0
〔第 9態様の光磁気記録媒体及びパワー変調したパルス光及び交番磁界による光 磁気記録媒体の第 4の再生方法〕
実施例 1 9では D C磁界を印加しながら再生を行ったが、 この実施例では再生 時に D C磁界の代わりに交番磁界を印加する。 すなわち、 この実施例では、 転写 磁区の拡大及び消滅を確実に実行するために、 再生クロックに同期してレ一ザ一 ビーム強度を変調するのみならず、 再生クロックに同期した交番磁界を印加して 再生を行う。情報の記録再生には、 図 1 4に示した装置を用いることができる。 実施例 1 8と同様にして第 9態様の光磁気記録媒体に図 8 2の (A ) に示した ような記録信号に従う記録磁区を形成する。 そして、 図 8 2の (C ) に示したよ うな交番磁界を再生クロックに同期して印加した以外は、 実施例 1 8と同様にし て再生光パワーを変調して (図 8 2の (B ) ) 再生を行うことができる。
再生用磁界は、 実施例 4におけるように記録された磁区 1つ 1つに対して再生 クロックに同期させて変調させることができる。 パルス状磁界の強度は磁区中心 付近で記録方向に、 例えば、 1 5 0 ( 0 e ) ( H E ) . 消去方向に 2 5 0 ( 0 e ) ( H S ) とし、 記錄方向のデューティ一比は、 例えば、 2 5 %にすることができ る。このよう(こ、再生光パワーを再生クロックに同期して光変調するだけでなく、 再生磁界を再生クロックに同期して交番させることにより、 i ) 情報記録層の磁 区の再生層(または補助磁性層)への転写、 i i )転写された磁区の拡大、及び i i i ) 拡大した磁区の縮小または消滅を、 一層確実に行わせることができる。 また、 再 生光パワーの変調タイミング (またはデューティ一) と交番磁界の印加タイミン グを適宜調節することにより、 i ) 〜i i i ) の動作が確実におこる最良条件を容 易に見出すことができ、 再生条件のマージンが広がる。 実施例 2 1
この実施例では、 本発明に従う光磁気記録媒体の再生装置の光へッ ド及びその 周辺の構造例を示す。 図 7 4に、 先端に光磁気ヘッ ド (光ヘッ ド) 7 5 3を装着 したスィングアーム 7 5 6を示す。 スィングアーム 7 5 6の一端は回転軸 7 5 2 に回転可能に支持されており、 他端にはサスペンション 7 5 5を介して光磁気へ ッ ド 7 5 3が固定されている。 スィングアーム 7 5 6は、 回転軸 7 5 2を中心にして回転して、 ディスク状記 録媒体 (光磁気ディスク) 7 5 1の半径方向の記録エリア (a)、 (b)及び ( c )上に 移動して、 それらの領域に記録された磁化情報にアクセス可能である。 光磁気へ ッ ド 7 5 3は、 スライダ上に対物レンズを搭載して構成されており、 この構造に ついては後述する。 記録媒体 7 5 1が回転するときに、 スライダの浮上機能によ り光磁気へッ ド 7 5 3は記録媒体 7 5 1上の所定位置に維持される。 回転軸 7 5 2には、 光磁気へッ ド 7 5 3にレーザ光を送るためのレーザ光窓口 7 5 4が形成 されている。 さらに、 図 7 5を参照して、 記録媒体 7 5 1に再生光を照射しそこから反射光 を検出するための光学系について説明する。 光学系は、 再生光源であるレーザ光 源 7 5 7及び記録媒体 7 5 1から反射された光を検出する検出系を備えた固定光 学系 P 1 と、スイングアーム 7 5 6とともに可動する可動光学系 P 2とからなる。 固定光学系 P 1は、 図示しない光磁気記録再生装置 (光磁気ドライブ) に固定 して設けられる。 固定光学系 P 1は、 レーザ光源 7 5 7、 光磁気信号検出器 7 6 8 a , 7 6 8 b、 トラッキング信号検出器 7 6 8 d及びフォーカス信号検出器 7 6 8 cを備える。 レーザ光源 7 5 7からのレーザ光はコリメ一夕レンズ 7 5 8及 びプリズム 7 5 9を通って可動光学系 P 2に向かう。 記録媒体 7 5 1からの反射 された再生光は、 ビームスプリッタ 7 6 0により偏向され、 さらにビームスプリ ッタ 7 6 1により直交する 2方向の光に分割される。 ビームスプリッ夕 7 6 1に より分割された一方の再生光は、さらにビ一ムスプリッタ 7 6 5により分割され、 その一方はレンズ 7 6 6を通ってフォーカス信号検出器 7 6 8 cに入射し、 他方 はトラッキング信号検出器 7 6 8 dに入射する。 ビームスプリッタ 7 6 1により 分割された他方の再生光は、 波長板 7 6 3及びレンズ 7 6 7を通ってさらにビー ムスプリッタ 7 6 4により直交する 2方向の光に分割され、 それそれ、 光磁気信 号検出器 7 6 8 a , 7 6 8 bに入射する。 可動光学系 P 2は、 前述の回転軸 7 5 2上に配置されたミラー 7 7 0、 光磁気 ヘッド 9 1 0 ( 7 5 3 ) のスライダ 9 1 4内に設けられた集光レンズ 7 7 1及び 対物レンズとしての半球状の固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2及びその周囲に配置 された磁気コイル 8 0 4を備える。 集光レンズ 7 7 1及び固体イマ一ジョンレン ズ 7 7 2は光軸が一致するように配列されており、 固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2を透過した光がスライダ 9 1 4を透過することができるように光軸を中心とす る円形の開口部がスライダに形成されている。 固定光学系 P 1から送られたレーザ光は、 可動光学系 P 2内において、 スイン グアーム 7 5 6の回転軸 7 5 2上に設置されたミラ一 7 7 0及びスライダ 9 1 4 上に設けられたミラ一 7 6 9により偏向されて集光レンズ 7 7 1及び固体イマ一 ジョンレンズ 7 7 2により記録媒体 7 5 1 を照射する。 固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2には、固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2の底面(光 磁気ディスク 7 5 1 と対向する面) を、 T i N (窒化チタン)、 S i N (窒化シ リコン)、 または S i 02 (酸化シリコン) など光透過性の保護膜でコ—テングし てもよい。 上記保護膜の他にアモルファス力一ボン、 D L C (ダイヤモンド - ラ イク ·カーボン)の高硬質の結晶状炭素皮膜層をスパッタにより被覆してもよい。 光磁気ディスク 7 5 1の基板には、 種々のプリフォーマツ 卜ピッ 卜が形成さ れている。 サ一ボビッ 卜はゥ才ブル状に形成されており、 サンプルサ一ボ方式で 検出される。 図 8 0に、 記録媒体 7 5 1の卜ラック ·セクタの構成例を、 図 8 1 に卜ラック上に形/ ¾されたプリピッ 卜の配置例をそれぞれ示す。 これらのピッ 卜 からの反射光は、 固定光学系 P 1のトラッキング信号検出器 7 6 8 d及びフォー カス信号検出器 7 6 8 cにより検出され、 トラッキング及びフォーカス制御が行 われる。 光磁気ディスク 7 5 1 としては、 実施例 1 ~ 1 9のいずれに示した光磁気記録 媒体を使用することができる。 この実施例で示した光へッ ド及びスイングアーム を含む再生機構は、 図 1 4及び 3 2に示した記録再生装置の光へッ ド及び磁気へ ッ ドまたは光磁気へッ ドに代えて用いることができる。 こうすることで、 実施例 4及び 5に示した記録再生装置を一層小型化、 軽量化することができる。 また、 固体ィマージヨンレンズの採用によりより高密度記録及び再生が可能になる。 実施例 2 2
この実施例では、 実施例 2 1で記載したスィングアームとは異なる構造のスィ ングァ一厶を備えた記録再生装置の例を示す。 図 7 6に示したスイングアーム 7 5 6は、 スイングアームの回転軸 7 5 2に関して光磁気へッ ド 7 5 3 bが備えら れた側と反対側の端部にアンカーアーム 7 7 3を備える点で実施例 2 1に示した スイングアームとは異なる。 スィング ' アーム 7 5 6は、 その先端に取り付けら れた光磁気へッ ド 7 5 3 bを、 図 7 6に破線で示したような軌跡で記録媒体 7 5 1上を移動させて記録領域 7 7 6にアクセスさせることができる。 図 7 7に、 スイングアーム 7 5 6を用いた記録再生装置の光学系全体のブロッ ク図を示す。 この光学系は、 図 7 5に示した光学系の各光学素子と同様の光学素 子を用いるが、 本実施例では図 7 5で示した固定光学系 P 1が、 さらに光学系 P 1 1 と光学系 P 1 2に分離されている。 光学系 P 1 1は、 レーザー光源 7 5 7、 コリメ一夕一レンズ 7 5 8及びプリズム 7 5 9を含み、 実施例 2 1における固定 光学系 P 1 と同様に記録再生装置に固定されている。 一方、 光学系 P 1 2は、 光 磁気信号検出器 7 6 8 a及び 7 6 8 b、 フォーカス信号検出器 7 6 8 c、 トラツキ ング信号検出器 7 6 8 d及びそれらに再生光を向ける光学素子等から構成されて おり、 アンカ一アーム 7 7 3内に収容されている。 また、 ミラ一 7 6 9、 集光レンズ 7 7 1及び固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2、 磁気コイル 8 0 4及びそれらを搭載するスライダ 9 1 4は、 スイングアーム 7 5 6の先端上に設けられる。 この実施例では、 記録媒体 7 5 1からの反射光を光学 系 P 1 2に向けるためのビ一ムスプリッタ一 7 6 0は、 スイングアーム 7 5 6の 回転軸 7 5 2上に設けられている。 図 7 8及び 7 9に、 図 7 6に示したスイングアーム 7 5 6及び図 7 7に示した 光学系を組み込んだ記録再生装置 1 0 0 0の概略側面図及び上面図をそれぞれ示 す。 光学系 P 1 1は、 回転軸 7 5 2及びビ一ムスプリッタ 7 6 0の上方に、 ケ一 シング 7 7 8に固定されている。 ケ一シング底部には、 記録媒体 7 5 1を回転す るためのモータ 7 2 9が装着されて、 スピンドル 7 2 8に記録媒体 7 5 1が装着 される。 また、 一対の磁石 7 8 0がアンカアーム 7 7 3の下方とケ一シング底部 に装着され、 それらの磁石 7 8 0の間にコイル 7 8 1が設けられている。 スィン グアームの駆動軸 7 5 2の回転は、 それらの磁石 7 8 0とコイル 7 8 1 との間の 反発力で制御される。 また、 回転軸 7 5 2を挟んでスイングアームのスライダ 7
1 4 a側とアンカーアーム 7 7 3側は重量がパランスするようにそれらは構成さ れている。 制御部 9 0 0には、 図 3 2に示した信号処理系が収容されており、 再 生光のパワー及び変調タイミング並びに再生磁界の強度及び印加タイミングが制 御される。 この実施例に用いる記録媒体である光磁気ディスク 7 5 1は、 実施例
1から 1 9に記載したいずれの光磁気記録媒体を使用することもできる。 実施例 2 3
図 8 4に、 実施例 2 1及び 2 2に示した記録再生装置におけるスライダ 7 1 4 a及び固体イマ一ジョンレンズ 7 7 2の構成例を示す。 ディスク状記録媒体 8 3 0として、 前記実施例 1から実施例 1 9に記載した光磁気記録媒体の再生光入射 側に透明な保護膜 (厚みが 1 0 n mから 3 0 0 0 n mの範囲) を形成した光磁気 記録媒体を用いることができる。 図 8 4は光磁気へッ ドをスライダー 8 0 2 ( 7 1 4 a ) の長手方向に切断した 際の断面図である。 図示した浮上型光磁気ヘッ ドは、 スライダー 8 0 2に、 固体 イマ一ジョンレンズ 8 0 0と外部磁界印加用の磁気コイル 8 0 4とを備える。 ス ライダー 8 0 2には、 固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の外周とぼぼ同径の貫通穴 8 0 2 aが形成されており、 貫通穴 8 0 2 aに固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0が 図 8 4に示すように勘合されている。 固体イマージョンレンズ 8 0 0の光出射面 8 0 2 aはスライダー底面と同一高さに位置する。 磁気コイル 8 0 4は固体イマ 一ジョンレンズ 8 0 0の外周 8 0 Ob を包囲するようにスライダー 8 0 2の貴通 穴 8 0 2 aの上方に埋設されている。 スライダー 8 0 2は図示しない板パネ支持 機構を介して光磁気記録再生装置本体のァクチユエ一タ (図示しない) に接続さ れている。 かかる板パネ支持機構によりスライダー 8 0 2の浮上時に固体イマ一 ジョンレンス 8 0 0の出射面 8 0 O a が光磁気記録媒体 5 1 と平行を成し且つ光 磁気記録媒体 7 5 1 とェパネッセン卜光の減衰距離以内に近接して浮上配置され る。 かかる構造において固体イマ一ジョンレンス 8 0 0の上方から照射された記 録用レ一ザ光は固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0を透過して光磁気記録媒体 7 5 1 上に集光され、 空気中の理論的な最小スポッ 卜径よりも小さなスポットを光磁気 記録媒体 7 5 1上に形成する。 この小さなスポッ 卜は液浸レンズと同じ原理によ り固体イマ一ジョンレンス 8 0 0に空気の屈折率より大きな屈折率 nの部材を用 い、 且つ固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の中で集光するとき形成される。 情報の 記録時には、 光磁気記録媒体 7 5 1に制御されたレーザ光照射タイミングと入力 情報に応じた磁界印加タィミングによってレーザ光の照射と磁界コィル 8 0 4に よる磁界印加が行われる。 実施例 2 4
図 8 5に、 実施例 2 3とは別の構成の光磁気へッ ドを示す。 図 8 4のスライダ —8 0 2に固体イマ一ジョンレンズ 8 1 0を搭載するため、 スライダ一 8 0 2の 固体イマ一ジョンレンズ 8 1 0が設置される部分 1 0 5はレーザ光を透過させる ための部材、 例えばガラスで形成されている。 固体イマ一ジョンレンズ 8 1 0は レーザ光透過性部材 1 0 6の外側のレンズ搭載部 8 0 2 b に固定される。 磁気コ ィル 8 0 4は実施例 2 3の場合と同様にスライダー 8 0 2内に内蔵されている。 実施例 2 5
図 8 6の浮上型光磁気へッ ドは、 図 8 5に示した浮上型光磁気へッ ドのレーザ 光透過性部材 8 0 6の代わりに磁芯 8 0 2 c で構成されている。 磁芯 8 0 2 c は レーザ光を透過し、 保磁力が小さく、 且つ飽和磁束密度の大きい材料から構成す ることが望ましく、 例えば、 透明フェライ ト、 イツ トリゥム鉄ガーネッ卜、 希土 類鉄ガ一ネッ 卜等が好ましい。 磁芯 8 0 2 c は、 磁気コイル 8 0 4から印加され る外部磁界で容易に磁化されるので、 磁束を固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の下 方に!]又束させることができ、 それによつて、 光磁気記録媒体 8 3 0に印加する磁 束制御が容易になる。 実施例 2 6
図 8 7に示す浮上型光磁気へッ ドは、 図 8 5に示した磁気コイル 8 0 4におい て、 磁気コイル 8 0 4を固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の下方に組み込んだ構造 を有する。 磁気コイル 8 0 4は固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の出射光面 8 0 0 a と接合されている。 この構成において磁気コイル 8 0 4は固体イマ一ジョンレ ンズ 8 0 0から出射した光線束を遮断しない位置に配置する。 この実施例におい ては、 磁気コイル 8 0 4は固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の光出射面 8 0 O a よ り光磁気記録媒体 8 3 0に近い位置に配置される。 従って、 磁気コイルはできる だけ薄い方が好ましい。 例えば、 図 8 8 ( A ) のように環状コイルを有するフィ ルム状磁気コイル 8 3 1や図 8 8 ( B ) のように方形状コイルを有するフィルム 状の磁気コイル 8 3 2を用いることが好ましい。 実施例 2 7
図 8 9は図 8 7の浮上型光磁気へッ ドのレーザ光の透過性部材 8 0 6の部分上 に磁芯 8 0 2 c を設けた光磁気へッ ドの構成を示す。 図 8 9の浮上型光磁気へッ ドは固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0と光磁気記録媒体 8 3 0との間でしかも磁気 コイル 8 0 4の内側に磁芯 8 0 2 c を設ける。 磁芯 8 0 2 c は図 8 6に示したと 同様のレーザ光を透過する磁性材料で構成されている。 かかる構成により浮上製 型光磁気へッ ドは光磁気記録媒体 8 3 0上でスポッ 卜 ί圣を小さくするとともに、 光磁気記録媒体 8 3 0に印加する磁界制御が安定に且つ容易になる。 実施例 2 8
さらに、 図 9 0は図 8 8の浮上型光磁気へッ ドの構成において固体イマ—ジョ ンレンズ 8 0 0の少なくとも一部をレーザ光の透過する磁性材料、 例えば、 透明 フェライ 卜で構成した場合を示している。 固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0には照 射されるレーザ光の出射面 8 0 0 a に直交する中心近傍の部分 8 0 0 c だけが磁 性材料で形成される。 この構成によれば、 図 8 6または図 8 9の光磁気へッ ドに おいて磁芯 8 0 2 c が不要になる。 かかる固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0を用い ることにより光磁気記録媒体 8 3 0と磁気コイル 8 0 4との間隔を狭めることが でき、 一層の外部磁界の位直決め精度が向上し光磁気へッドの構成を簡略化する ことができる。 かかる固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0は、 最初にガラスを研磨加 ェして半球体ガラスの中心部に開口部が形成されたレンズ部品を成形し、次いで、 かかる開口部に、 スパッ夕又は蒸着法等により磁性材料を充填させることにより 形成することができる。 実施例 2 9
図 9 1は浮上型スライダーを形成した固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0を光磁気 へッ ドに用いた、 光磁気記録再生装置の実施例である。 図 9 1には光磁気デイス ク 7 5 1 と光磁気へッド部全体が記載されている。 対物レンズ 7 7 1は図示しな い対物レンズ駆動装置に取り付けられており、 固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0、 スライダー 8 0 2、 磁気コイル 8 0 4及びミラ— 7 6 9が一体になって、 光磁気 へッド部 7 5 3 bを構成している。 この光磁気へッ ド部 7 5 3 bは、 光磁気記録 再生装置のスイングアームの先端に設置固定される。 この実施例の光磁気へッ ド 部はスライダー 8 0 2の摺動面の一部及び固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の摺動 面の各一部に切り欠き部 8 0 2 S、 8 0 0 Sを形成したものを使用する。 この切 り欠き部 8 0 2 S、 8 0 0 Sには光磁気へッ ド浮上のための浮上溝部が形成され る。 その他の光磁気記録再生装置の構成は他の実施例と同じ構成である。 実施例 3 0
図 9 2は光磁気記録再生装置のスイングアーム 7 5 6の先端に設置固定される 光磁気へッ ド部のスライダー 8 0 2の摺動面に形成される、 スイングアーム光磁 気へッ ド部の浮上のための、 浮上溝の形状である。 図 9 2にはスライダー 8 0 2 のスライダー断面 8 6 1、 テ一パー部 8 6 0、 固体イマ一ジョンレンズ 8 0 0の 設置位置を示す。その他の光磁気記録再生装置の構成は他の実施例と同じである。
産業上の利用可能性
以上説明してきたように、 本発明の光磁気記録媒体の再生方法及び再生装置 は次世代の超高密度記録を可能とする光磁気記録再生システムを構築することが 期待される。特に、 第 1から第 1 0の態様の光磁気記録媒体は、 記録された微小 磁区を拡大して再生するのに好適な構成を備えており、 これらの光磁気記録媒体 を本発明の再生方法で再生することにより、 微小磁区の i ) 情報記録層 (光磁気 記録膜)から再生層(補助磁性膜)への転写、 i i )転写された磁区の拡大及び iii ) 拡大された磁区の消滅の各プロセスを確実に行うことができ、 それゆえ、 微小磁 区を個別に且つ増大された再生信号強度及び高 C / Nで再生することができる。 本発明の光磁気記録再生装置は、 交番磁界及びパワー変調された再生光を光磁 気記録媒体に適用する光磁気記録再生方法に極めて有効な装置である。 さらに、 再生光と再生磁界を同一方向から適用可能な光磁気へッ ドを採用しているために、 再生装置を小型軽量化することができる。 また、 光磁気へッ ドをスイングアーム の先端に取り付けたので、 光磁気記録媒体の所望の領域へのアクセスが一層迅速 になる。 また、 光磁気へッ ドの移動、 走査、 アクセスが、 光磁気ディスク面に平 行な、 狭い空間で行われることができ、 これにより再生装置をコンパクトにする ことができる。 さらに、 固体イマ一ジョンレンズを光磁気ヘッ ドに用いることに よって、 超高密度記録及び再生が可能となる。 固体イマ一ジョンレンズの周囲や 内部に磁気コイルを配して光磁気へッ ドを構成することにより、 極めて小型光磁 気へッ ドを構成することができ、 へッ ドと記録媒体の接触を低減することができ る。特に本発明の再生装置は、第 1から 1 0の態様に従う光磁気記録媒体、即ち、 微小磁区の i )情報記録層 (光磁気記錄膜) から再生層 (補助磁性膜) への転写、 ii ) 転写された磁区の拡大及び i ii )拡大された磁区の消滅の各プロセスを行う 光磁気記録媒体を再生するための装置として極めて有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 情報記録層と再生層とを有する光磁気記録媒体を再生するための装置であ つて、
上記光磁気記録媒体に再生用磁界を印加する磁気へッ ドと ;
上記光磁気記録媒体に再生光を照射する光へッ ドと;
スィング軸の回りに旋回可能なスィングアームであって、 その一端に上記光へ ッ ドを支持するスィングアームと ;
再生クロックを発生させるためのク口ック発生装置と ;
再生クロックに基づいて少なくとも 2種類の光パワー P rl 及び P r2 にパワー 変調された再生光を照射するように光へッ ドを制御する光へッド制御装置と;を 備え、
ここに、 上記光パワー P rl 及び P r2 の一方のパワーの光により情報記録層の 磁区を再生層に転写し且つ転写された磁区を拡大させ、 再生層における拡大した 磁区から情報を再生する再生装置。
2 . 上記光へッ ドは、 対物レンズとしての固体イマ一ジョンレンズを備えること を特徴とする請求項 1に記載の再生装置。
3 . さらに、 光へヅ ドを浮上させるためのへッ ドスライダーを備えることを特徴 とする請求項 2に記載の再生装置。
4 . 磁気へッドが光へッド内に組み込まれていることを特徴とする請求項 2に記 載の再生装置。
5 . 磁気コイルが固体イマ一ジョンレンズの下方、 外周または内部に設けられて いることを特徴とする請求項 4に記載の再生装置。
6 . さらに、 光磁気記録媒体からの再生信号検出系を備え、 前記スイングアーム の一端に光へッ ドが装着されるとともに他端に再生信号検出系が装着され、 前記 スィング軸がそれらの間に設けらることにより、 前記スイングアームが天秤状の スィングアームを構成することを特徴とする請求項 1に記載の再生装置。
7 . 再生クロックに基づいて交番磁界を印加するように磁気へッ ドを制御するた めの磁気へッ ド制御装置をさらに備える請求項 1に記載の再生装置。
8 . 再生クロックに基づいて D C磁界を印加するように磁気へッ ドを制御するた めの磁気へッ ド制御装置をさらに備える請求項 1に記載の再生装置。
9 . 情報記録層と、 該情報記録層から転写された磁区を該磁区の磁化と同一極性 の外部磁界を印加することによって拡大して再生することができる再生層とを基 板上に備えた光磁気記録媒体において、 上記情報記録層の厚さ hが、 上記記録さ れた最小磁区の半径 dに対して h / d > 0 . 5を満たす厚さである光磁気記録媒 体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか一項に記載の再生装置。
1 0 . 基板上に、 再生層と、 ゲートとなる磁性層と、 情報記録層とをこの順に備 え、 上記ゲートとなる磁性層が、 再生光スポッ 卜を上記光磁気記録媒体に照射し たときに、 該再生光スポッ ト内に生じるゲートとなる磁性層の温度分布に基づい て、 上記情報記録層に記録され且つ再生光スポッ 卜内に存在する複数の磁区のう ち一つの磁区だけが該情報記録層から転写される層であり、 上記再生層が、 上記 ゲートとなる磁性層から転写される磁区を該磁区の磁化と同一極性の外部磁界を 印加することによって拡大することができる層である光磁気記録媒体を再生する ための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか一項に記載の再生装置。
1 1 . 少なくとも、 情報記録層としての光磁気記録層、 第 1補助磁性層及び再生 層としての第 2補助磁性層を備え、 再生光を照射した際に、 上記光磁気記録層に 記録された記錄磁区が、 第 1補助磁性層を介して、 第 2補助磁性層に拡大されて 転写され、 該拡大されて転写された第 2補助磁性層の磁区から情報が再生される 光磁気記録媒体であって、 第 1補助磁性層が 1 0 n mを超える厚みを有する光磁 気記録媒体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか一項に記載の再 生装置。
1 2. 情報記録層としての光磁気記録膜上に、 第 1補助磁性膜と、 再生層として の第 2補助磁性膜とをこの順に設け、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜は臨界 温度を超えると面内磁化から垂直磁化に転移する磁性材料で且つ上記光磁気記録 膜、 第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それそれのキュリー温度 Tco、 Tcl、 Tc2 と、 該第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それぞれの臨界温度 TCR1、 TCR との 間に室温く TCR2<TCRl<Tco、 Tcl、 Tc2 の関係になるような磁性材料から 構成される光磁気記録媒体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか 一項に記載の再生装置。
1 3. 臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する、 再生層とし ての補助磁性膜と、 情報記録層としての光磁気記録膜と、 それらの間に形成され た非磁性膜とを備え、 光磁気記録膜及び補助磁性膜が、 光磁気記録膜及び補助磁 性膜のキュリー温度をそれそれ TC0、 TC とし、 補助磁性膜の上記臨界温度をそ れそれ TCRとしたときに、 室溫<丁 <丁(:0、 TCとなる関係を満たす磁気特性 を有する光磁気記録媒体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか一 項に記載の再生装置。
1 4. 基板上に、 垂直磁化を有する、 情報記録層としての光磁気記録膜と、 臨界 温度 Tcr を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する、 再生層としての補 助磁性膜とを非磁性膜を介して備え、 上記光磁気記録膜のキュリー温度 T co と 上記補助磁性膜のキュリー温度 T c及び補償温度 Tcomp との間に、 室温 <Tcr <Tcomp<Tco<T cなる関係が成立し、 上記光磁気記録媒体に外部磁界 H ex が加わる条件において、 外部磁界 Hex 及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の 温度曲線 Aと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線 Bとが、 室温と上記補助磁 性膜の補償温度 Tcomp との間で交差すると共に、 上記温度曲線 Aと上記温度曲 線 Bとが、補助磁性膜の補償温度 Tcompと上記光磁気記録膜のキュリ—温度 Tco との間で交差する光磁気記録媒体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のい ずれか一項に記載の再生装置。
1 5. 情報記録層としての光磁気記録膜上に第 1補助磁性膜、 非磁性膜及び再生 層としての第 2補助磁性膜が順次積層された構造を有し、 光磁気記録膜、 第 1補 助磁性膜及び第 2補助磁性膜が、 光磁気記録膜、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁 性膜のキュリー温度をそれぞれ TC0、 TC11 及び TC12 とし、 第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それぞれの臨界温度を TCR11、 TCR12 としたときに、 室温 <T CR12<TCR11<TC0、 TC1、 TC2 となる関係を満たす磁気特性を有する光磁気 記録媒体を再生するための請求項 1、 2、 7及び 8のいずれか一項に記載の再生
1 6. 情報記録層と再生層とを備える光磁気記録媒体を再生するための再生方法 において、
光磁気記録媒体に、 交番磁界を印加しながら、 少なくとも 2種類の光パワー P rl及び Pr2にパワー変調された再生光を照射して、 Prl及び Pr2の一方のパヮ 一の再生光で情報記録層の記録磁区を再生層に転写し且つ転写された磁区を拡大 させることによって光磁気記録媒体に記録された情報を再生することを特徴とす る光磁気記録媒体の再生方法。
1 7. 上記 Prl 及び Pr2 の他方のパワーによって拡大再生層において拡大した 磁区を縮小または消滅させることを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
1 8. 再生クロックと同一周期または整数倍の周期で少なくとも 2種類の光パヮ —にパワー変調された再生光を照射することを特徴とする請求項 1 6に記載の再 生方法。
1 9. 情報記録層としての光磁気記録膜上に、 第 1補助磁性膜と、 再生層として の第 2補助磁性膜とをこの順に設け、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁性膜は臨界 温度を超えると面内磁化から垂直磁化に転移する磁性材料で且つ上記光磁気記録 膜、 第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それぞれのキュリー温度 Tco、 Tcl、 Tc2 と、 該第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それぞれの臨界温度 TCR1、 TCR2 との 間に室温く TCR2<TCRl<Tco、 Tcl、 Tc2 の関係になるような磁性材料から 構成されている光磁気記録媒体を用いることを特徴とする請求項 1 6に記載の再 生方法。
20. 臨界温度を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する、 再生層として の補助磁性膜と、 情報記録層としての光磁気記録膜と、 それらの間に形成された 非磁性膜とを備え、 光磁気記録膜及び補助磁性膜が、 光磁気記録膜及び補助磁性 膜のキュリー温度をそれそれ TC0、 TC とし、 補助磁性膜の上記臨界溫度をそれ それ TCRとしたときに、 室温く TCR<TC0、 TCとなる関係を満たす磁気特性を 有する光磁気記録媒体を用いることを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
21 . 基板上に、 垂直磁化を有する、 情報記録層としての光磁気記録膜と、 臨界 温度 Tcr を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する、 再生層としての補 助磁性膜とを非磁性膜を介して備え上記光磁気記録膜のキユリ一温度 T co と上 記補助磁性膜のキュリー温度 T c及び補償溫度 Tcomp との間に、 室温 <Tcr< Tcomp<Tco<T cなる関係が成立し、 上記光磁気記録媒体に外部磁界 Hex が 加わる条件において、 外部磁界 Hex 及び光磁気記録膜から生じる転写磁界の温 度曲線 Aと補助磁性膜の垂直方向保磁力の温度曲線 Bとが、 室温と上記補助磁性 膜の補償温度 Tcomp との間で交差すると共に、 上記温度曲線 Aと上記温度曲線 Bとが、 補助磁性膜の補償温度 Tcomp と上記光磁気記録膜のキュリー温度 Tco との間で交差する光磁気記録媒体を用いることを特徴とする請求項 1 6に記載の 再生方法。
22. 情報記録層としての光磁気記録膜上に第 1補助磁性膜、 非磁性膜及び再生 層としての第 2補助磁性膜が順次積層された構造を有し、 光磁気記録膜、 第 1補 助磁性膜及び第 2補助磁性膜が、 光磁気記録膜、 第 1補助磁性膜及び第 2補助磁 性膜のキュリー温度をそれぞれ TC0、 TC11 及び TC12 とし、 第 1補助磁性膜、 第 2補助磁性膜それぞれの臨界温度を TCR11、 TCR1 としたときに、 室温 <T CM2<TCR11<TC0、 TC1、 TC2 となる関係を満たす磁気特性を有する光磁気 記録媒体を用いることを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
23. 基板上に、 情報記錄層として垂直磁化の光磁気記録膜と、 臨界溫度 Tcrll を超えると垂直磁化膜から面内磁化膜に転移する第 1の補助磁性膜と、 臨界温度 Tcrl2 を超えると面内磁化膜から垂直磁化膜に転移する第 2の補助磁性膜とが この順に配置構成され、 第 1の補助磁性膜と第 2の補助磁性膜は、 それらの臨界 温度が T crll> T crl2 を満たす磁性材料から構成されている光磁気記録媒体を 用いることを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
2 4 . 前記第 1の補助磁性膜と前記第 2の補助磁性膜との間に非磁性膜を介在 形成し、 該第 1の補助磁性膜の非磁性膜形成面とは反対側面に前記光磁気記録膜 を近接することを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
2 5 . 前記第 2の補助磁性膜の臨界溫度 T crl2 と前記第 1の補助磁性膜の臨 界温度 T crll との温度差 Δ Tの値は前記第 2の補助磁性膜に転写された磁区が 再生された後、 前記第 1の補助磁性膜は面内磁化膜が形成されるように設定され た値であることを特徴とする請求項 1 6に記載の再生方法。
2 6 . 情報記録層と再生層とを有する光磁気記録媒体を再生するための装置で あって、
再生クロックを発生させるためのクロック発生装置と ;
上記光磁気記録媒体に再生光を照射する光へッ ドと ;
上記光磁気記録媒体に再生用磁界として上記再生ク口ックに同期した交番磁界 を印加する磁気へッドと;
スィング軸の回りに旋回可能なスィングアームであって、 その一端に上記光へ ッドを支持するスィングアームとを備える再生装置。
2 7 . 交番磁界のうち、 情報記録層に形成された記録磁区の磁化と同一極性の磁 界によって情報記録層から再生層に転写された磁区を拡大し、 該記録磁区の磁化 と逆極性の磁界によって拡大された磁区を縮小することを特徴とする請求項 2 6 に記載の再生装置。
2 8 . 上記光へッドは、 対物レンズとしての固体イマ一ジョンレンズを備えるこ とを特徴とする請求項 2 6に記載の再生装置。
2 9 . 磁気へッドが光へッド内に組み込まれていることを特徴とする請求項 2 8 に記載の再生装置。
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