JP3164058B2 - 光磁気記録媒体の信号再生方法および信号再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気相互作用に
よって情報ビット（磁区）の読み出しを行う光磁気記録
媒体、光磁気記録媒体の信号再生方法および信号再生装
置に係わる。 【０００２】 【従来の技術】レーザ光照射による局部的加熱によって
情報ビットすなわちバブル磁区を形成し、これを光磁気
相互作用によって読み出し光磁気記録再生方法をとる場
合、その光磁気記録の記録密度を上げるには、そのビッ
ト長の短縮化即ち情報磁区の微小化をはかることになる
が、この場合通常一般の光磁気記録再生方法では、その
再生時のＳ／Ｎを確保する上で、再生時のレーザー波
長、レンズの開口数等によって制約を受けている。例え
ば現状では、０．２μｍの情報ビット（磁区）を、スポ
ット径が１μｍのレーザー光で読み出すことは不可能で
ある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した再
生時の条件から規定される記録密度の制約の問題点を解
決し、記録情報ビットの微小化をはかった場合において
も充分な再生出力、したがって、Ｓ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）を向
上を図る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明による光磁気記録
媒体の信号再生方法は、光磁気記録媒体の磁性膜にレー
ザー光を照射し、該レーザー光と上記磁性膜の磁区との
光磁気相互作用によって記録情報の読み出しを行う光磁
気記録媒体の信号再生方法であって、光磁気記録媒体
が、少なくとも光磁気相互作用によって記録情報の読み
出しがなされる第１の磁性膜と、記録磁区を保持する第
３の磁性膜と、これら磁性膜間に配置された第２の磁性
膜とを有して成る媒体が用いられる。そして、第１の磁
性膜の磁区の大きさを変化させ、第３の磁性膜の記録磁
区を保持でき、第２の磁性膜のキュリー温度以上の温度
を与え得るパワーのレーザー光を照射して、第１の磁性
膜から光磁気相互作用によって記録情報の読み出しを行
う過程と、パワーのレーザー光照射が終了した状態で、
上記第１の磁性膜の磁区が該磁区の大きさの変化前の磁
区に戻される過程とを経るものである。また、本発明に
よる信号再生装置は、上述した本発明による光磁気記録
媒体の信号再生方法を実施する装置であり、少なくとも
上記レーザー光を得るレーザーと対物レンズとを有する
ピックアップと、光磁気記録媒体に照射するピックアッ
プからのレーザー光と光磁気記録媒体とを相対的に移行
させる機構と、レーザー光の光磁気相互作用を検出して
記録情報を読み出す手段とを有して成る。光磁気記録媒
体は、少なくとも光磁気相互作用によって記録情報の読
み出しがなされる第１の磁性膜と、記録磁区を保持する
第３の磁性膜と、これら磁性膜間に配置された第２の磁
性膜とを有して成り、第１の磁性膜の磁区の大きさを変
化させ、第３の磁性膜の記録磁区を保持でき、第２の磁
性膜のキュリー温度以上の温度を与え得るパワーのレー
ザー光を照射して、第１の磁性膜から光磁気相互作用に
よって記録情報の読み出しを行う過程と、パワーのレー
ザー光照射が終了した状態で、第１の磁性膜の上記磁区
が該磁区の大きさの変化前の磁区に戻される過程による
信号再生方法を実施する構成を有するものである。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の一形態を説明する。この
場合、例えば図１に示すように光透過性基体１上に必要
に応じて同様に光透過性の保護膜ないしは干渉膜として
の誘電体膜２を被着形成し、この誘電体膜２上に室温Ｔ
_RTで互に磁気的に結合する主として信号再生に寄与する
第１の磁性膜１１と、中間膜となる第２の磁性膜１２
と、主として記録保持に寄与する第３の磁性膜１３の各
垂直磁化膜の積層構造を形成し、第１，第２および第３
の各磁性膜１１，１２及び１３の各キュリー温度を
Ｔ_C1，Ｔ_C2およびＴ_C3とするとき、Ｔ_C2＞Ｔ_RTで、かつ
Ｔ_C2＜Ｔ_C1，Ｔ_C3とされ、第１の磁性膜１１の保磁力Ｈ
_C1が第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で充分小さ
く、第３の磁性膜１３の保磁力Ｈ_C3が室温Ｔ_RTから第２
の磁性膜１２のキュリー温度Ｔ_C2より高い所要の温度Ｔ
_PBまでの温度範囲で所要の磁場よりも充分大きい光磁気
記録媒体Ｓを用いる。 【０００６】そして、その再生に当たって第２の磁性膜
１２のキュリー温度Ｔ_C2以上の上述の所要温度Ｔ_PBで第
１の磁性膜１１の記録磁区すなわち情報ビットを、これ
に加わる反磁場と、更に必要に応じて与える外部印加磁
場によって拡大させこの状態で読み出す。また第３の磁
性膜１３上には必要に応じて表面保護膜４を被着形成す
る。 【０００７】上述の光磁気記録媒体Ｓに対する記録即ち
情報磁区の形成は、通常のように、例えば初期状態にお
ける第３の磁性膜１３の記録温度付近の磁化方向と逆向
きのバイアス磁界を印加した状態でレーザー光をフォー
カシングさせて照射し、これによって第３の磁性膜１３
を、そのキュリー温度以上に加熱し、かつレーザー光走
査が去った後の冷却時に外部磁場および浮遊磁場による
方向に反転されたバブル磁区の形成によって例えば
“１”の情報の記録を行う。つまり、この情報バブル磁
区の有無によって“１”，“０”の２値の情報の記録を
行う。 【０００８】そして、このような情報の記録がなされた
光磁気記録媒体Ｓからの情報の読み出し、即ち、その再
生に当たって、例えばレーザー光照射によってその磁区
の有無による光磁気相互作用によるカー回転角ないしは
ファラデー回転角によってその記録の読み出しを行うに
当たって、その読み出し部の温度を所要の温度Ｔ_PBに、
つまり、第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2を超える温
度としたことによって、第１および第３の磁性膜１１お
よび１３間の磁気的結合が切断される。したがってこの
状態で、第１の磁性膜１１は、第３の磁性膜１３による
磁気的制約を受けることなく、この記録情報磁区は、こ
れに与えられる反磁場と、更にこのとき必要に応じて与
えられる外部印加磁場等の和による所要の磁場によっ
て、更にこの第１の磁性膜１１がこの温度Ｔ_PBで保磁力
が低下していることによって拡大する。 【０００９】したがってこの第１の磁性膜１１として、
カー回転角ないしはファラデー回転角が大きい磁性膜を
用いれば、主としてこの第１の磁性膜１１における記録
情報により、この情報磁区の実質的面積の増大によっ
て、大なる再生出力をとり出すことができ、Ｓ／Ｎ（Ｃ
／Ｎ）の向上がはかられる。 【００１０】そして、この情報磁区が拡大された状態、
つまり実質的にその読み出し磁区面積が増大した状態で
再生を行うのでその再生出力が増大し、これによってＳ
／Ｎの向上がはかられる。 【００１１】そしてその再生後、即ちレーザー光の走査
によりその照射部が移動した後、読み出し部が冷却され
れば、第１〜第３の磁性膜１１〜１３が例えば室温Ｔ_RT
に低下冷却する過程で、高保磁力の第３の磁性膜１３が
磁気記録保持膜として作用し、第２の磁性膜１２がその
磁気的結合によって磁化され、更にこの第２の磁性膜１
２と磁気的に結合する第１の磁性膜１１が磁化され、初
期の記録状態の情報ビット磁区を再び形成し記録状態に
復元される。 【００１２】上述した方法によれば、その光磁気記録媒
体Ｓの中間層としての第２の磁性膜１２が、第１および
第３の磁性膜１１および１３間の磁気的結合状態および
断絶状態の両態様を採ることによって、再生時において
は、この中間層の第２の磁性膜１２が、第１および第３
の磁性膜１１および１３間の磁気的結合を分離して第１
の磁性膜１１の記録情報磁区の拡大を可能にするもので
あり、第３の磁性膜１３はその磁化状態を保持する磁気
記録保持層としての機能を保持し、第１の磁性膜１１は
再生時にその磁区を拡大して再生出力を向上する再生層
としての機能を有するようにしたので、記録密度を向上
させてビット情報としての磁区を微細化しても充分な再
生出力を得ることができ、より記録高密度化をはかるこ
とができる。 【００１３】更に図２を参照して第１〜第３の磁性膜１
１〜１３がそれぞれフェロ磁性膜である場合の磁化状態
を説明する。今、図２Ａに示すように各磁性膜１１〜１
３が未記録状態においてその磁化の向きが一方向に垂直
磁化状態にある場合を想定すると、これに、今、情報
“１”の記録がなされることによって図２Ｂに示すよう
に初期の状態とは逆向きの磁化による情報ビット即ち情
報磁区Ｂ_M が形成される。 【００１４】この情報磁区Ｂ_M に対する読み出しについ
て説明すると、この場合、前述したように図２Ｃに示す
ようにその情報磁区Ｂ_M に対してレーザー光Ｌ_B を照射
した状態において、その例えば中心部において前述した
所要の温度Ｔ_PBが得られるようにする。このとき、第２
の磁性膜１２は、そのキュリー温度Ｔ_C2以上とされるこ
とによってその磁性が失われ第１および第３の磁性膜１
１及び１３間の磁気的結合が遮断された状態にある。こ
の状態で、記録時の外部バイアス磁場の方向、つまり磁
区Ｂ_M の本来の磁化方向、つまり記録時での磁化の方向
と同方向の外部印加磁場Ｈ_exを与えることによってこの
磁場と反磁場との和によって、この温度Ｔ_PBで保磁力Ｈ
_C1が小さい状態にある第１の磁性膜１１の磁区Ｂ_M は拡
大される。 【００１５】なお、図２Ｄに示すように、レーザー光Ｌ
_B の照射が情報磁区Ｂ_M 外に照射された状態では、情報
磁区における温度上昇は、比較的小さいことから、この
情報ビット即ち磁区Ｂ_M の拡大は殆ど生じない。つまり
読み出し状態におけるレーザー光走査の中心部にある磁
区Ｂ _M の中心に存在する情報記録磁区Ｂ_M においてのみ
磁区の拡大を生じさせることができる。 【００１６】したがってこの場合、例えば図３Ａに示す
ように、情報記録磁区Ｂ_M が等ピッチに配列された磁気
記録媒体に対してレーザー光走査を行う場合、その出力
は、図３Ｂに示すように磁区Ｂ_M が消失された理想的消
磁レベルを０レベルとするとき、情報磁区Ｂ_M の読み出
しによって一方向図において上方に大きなレベルを示す
波形出力として取り出すことができるようになる。 【００１７】なお、実際上、第１〜第３の磁性膜１１〜
１３が希土類−遷移金属磁性膜であってその遷移金属の
副格子磁化と希土類金属の副格子磁化が互に逆向きのフ
ェリ磁性を有する場合、各磁性膜が遷移金属副格子磁化
優勢膜であるか、希土類副格子磁化優勢膜であるかによ
って再生時に与える外部印加磁場Ｈ_exの向きを選定する
必要がある。 【００１８】これについて説明するに、今、この場合に
おいて再生時の外部印加磁場方向Ｈ_ex方向を記録時の外
部バイアス磁場方向を基準として考え、この場合記録の
方向を支配する第３の磁性膜１３のキュリー点Ｔ_C3直下
での飽和磁化が遷移金属副格子磁化優勢膜であるか希土
類副格子磁化優勢膜であるかについて分離して考察す
る。ここで第１の磁性膜１１における情報磁区Ｂ_M に加
わる浮遊磁場および反磁場については除外して考える。 〔１〕第３の磁性膜１３の磁化がキュリー点Ｔ_C3直下で
遷移金属副格子磁化優勢膜である場合、 （１−ａ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優勢である場合
は、その再生時の外部磁場方向は記録時の外部磁場方向
と同一方向に与えることによって情報記録磁区Ｂ_M の増
大化をはかることができる。 （１−ｂ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が零に近い場合は、その再生時の
温度を第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍より更に
上昇させて第１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優
勢になる状態において再生して、この場合記録時と同一
の方向の外部印加磁場Ｈ_ex下でバブル磁区Ｂ_M の増大化
をはかることができる。 （１−ｃ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が希土類副格子優勢の場合、再生
時の外部印加磁場Ｈ_exは記録時のそれとは逆方向に設定
することによって磁区Ｂ_M の拡大をはかることができ
る。 〔２〕第３の磁性膜１３の磁化がそのキュリー点Ｔ_C3直
下で希土類副格子優勢である場合、 （２−ａ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優勢の場合、再
生時の外部印加磁場Ｈ_exは、記録時のそれとは逆方向に
選定することによってバブル磁区Ｂ_M の拡大をはかるこ
とができる。 （２−ｂ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が零に近い場合は、再生時の温度
Ｔ_PBを第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍より更に
上昇させて第１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優
勢になる状態としてその外部印加磁場Ｈ_exを記録時のそ
れとは逆方向にすることによって磁区Ｂ_M の拡大をはか
ることができる。 （２−ｃ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が希土類副格子優勢の場合、再生
時の外部バイアス磁場Ｈ_exは記録時のそれと同一方向と
することによってバブル磁区Ｂ_M の拡大をはかることが
できる。 【００１９】 【実施例】基体１は、光透過性の例えばガラス板、或い
は例えばアクリル板等の樹脂板等よりなり、図示しない
が一方の面にトラッキングサーボ用のトラック溝が例え
ば１．６μｍピッチをもって形成され、これの上に例え
ばＳｉ₃ Ｎ₄ 膜よりなる誘電体膜２と、さらに第１〜第
３の磁性膜１１〜１３と、さらにそれの上に保護膜４と
が例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタ
リングあるいは蒸着等によって連続的に被着形成され
る。 【００２０】第１の磁性膜１１としては、例えばＧｄＣ
ｏ，ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＦｅによって構成し得、第２の
磁性膜１２は、例えばＤｙＦｅ，ＤｙＦｅＣｏ，ＴｂＦ
ｅによって構成し得、第３の磁性膜１３は、ＴｂＦｅ，
ＴｂＦｅＣｏ，ＤｙＦｅＣｏ等によって形成し得、これ
ら第３の磁性膜１３によれば０．１μｍ以下の直径の磁
区Ｂ_M を形成することができる。 【００２１】実施例１ トラックピッチ１．６μｍのトラック溝を有するガラス
基板上にＳｉ₃ Ｎ₄ より成る誘電体膜２と、ＧｄＦｅＣ
ｏ膜より成る第１の磁性膜１１と、ＤｙＦｅＣｏ膜より
成る第２の磁性膜１２と、ＤｙＦｅＣｏ膜より成る第３
の磁性膜１３と、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 膜より成る保護膜４とを順
次マグネトロンスパッタ装置によって連続スパッタリン
グによって被着形成して、光磁気記録媒体即ち光ディス
クＳを作製した。この場合の各磁性膜１１〜１３の各単
層膜としての厚さおよび磁気特性を表１に示す。 【００２２】 【表１】 【００２３】上記表１においてＦｅＣｏリッチとは室温
でＦｅＣｏ副格子磁化優勢膜を示すものであり、Ｄｙリ
ッチとは室温でＤｙ副格子磁化優勢膜を示す。 【００２４】この実施例１による光磁気記録媒体Ｓのキ
ャリアレベル対ノイズレベル（Ｃ／Ｎ）の記録周波数依
存性の測定結果を図４に示す。図４中実線曲線は、対物
レンズの開口数Ｎ．Ａ．＝０．５０，レーザー波長７８
０ｎｍのピックアップを用いてその線速度を７．５ｍ／
ｓｅｃ，記録パワー７．０ｍＷ，記録外部磁場５００
（０ｅ）とし、再生時外部印加磁場を零、再生パワー
３．５ｍＷとしたものであり、図４中点線図示は、その
再生パワーを１．５ｍＷとした場合である。このように
再生パワーを１．５ｍＷとした場合は、その磁性膜全体
をＴｂＦｅＣｏの単層膜によって構成した場合の光ディ
スクにおけるＣ／Ｎの周波数依存性と同等の結果を示し
た。これはこの程度の再生パワーでは、第２の磁性膜１
２のキュリー点Ｔ_C2まで加熱温度が達しておらず記録さ
れた磁区は再生時において変形していないものと考えら
れる。これに比し再生パワーが３．５ｍＷの場合、再生
パワーが１．５ｍＷの場合に比して磁区長即ちビット長
ｌ＜０．７μｍでＣ／Ｎは著しく増加した。またｌ＝
０．３μｍでもＣ／Ｎは低いものの信号成分は得られ
た。またｌ＞０．７μｍでは逆にＣ／Ｎは減少している
が、これはノイズＮの増加によるものである。また再生
パワー３．５ｍＷで再生した場所を再び再生した場合、
再生パワー１．５ｍＷ，３．５ｍＷの何れでもＣ／Ｎは
再現されていることが確かめられた。 【００２５】また、上述の実施例１において再生時のレ
ーザー光のパワーを一定とした場合、媒体Ｓ中の熱拡散
のために、温度プロファイルが広がり、微小情報ビット
（磁区）の再生分解能が低下するが、この温度プロファ
イルを急峻にするために例えば最小ビット長に対応する
周波数の間隔で幅の狭いパルスレーザー光で再生を行え
ば良いことになる。更に、磁性膜に吸収された熱エネル
ギーが速やかに放熱されるように熱伝導性の良い例えば
Ａｌ放熱膜を第３の磁性膜１３上（第２の磁性膜１２と
接する側とは反対側）に被着することができる。 【００２６】 【発明の効果】上述したように、本発明によれば、単に
光磁気記録媒体におけるレーザー光の光磁気効果、すな
わちカー効果やファラデー効果を用いた情報の読み出し
を行うものではなく、この読み出しに当たって、このレ
ーザー光の照射によって同時に温度上昇を生じさせて磁
化状態の変化を生じさせて、記録情報の読み出しを行う
ので、再生信号レベル、したがって、Ｓ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）
が、記録磁区の形状、大きさ、更に読み出し光学系の開
口数、読み出しレーザー光の波長によって制限されるレ
ーザー光のスポット径によって直接的に制約されずに、
記録磁区の磁化状態に、所要の変化を与えることによっ
て、その信号レベルやＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の向上がはから
れるものであり、ひいては記録磁区の微細化、したがっ
て、高記録密度化をはかることができる。 【００２７】そして上述した再生方法によるときは、磁
性膜が第１〜第３の磁性膜１１〜１３が積層された構造
として常温においては、即ち常態においては３者が磁気
的に結合常態を保持できるようにするも、再生時におい
ての加熱において第２の磁性膜１２が第１および第３の
磁性膜１１及び１３の磁気的結合を分断させる効果を得
るようにして第１の磁性膜１１の情報磁区の拡大をはか
るようにしたことによって再生出力のＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）
の向上をはかることができるにもかかわらず、その第３
の磁性膜１３に関しては記録状態が保持できるようにす
るので、再生終了後においては再び記録状態に復元で
き、くり返しの再生を害うことなく良好な再生特性を得
ることができる。 【００２８】そして、上述したように本発明によれば、
充分な再生出力を得ることができることからその記録情
報磁区Ｂ_M は充分縮小することができ、このこと自体で
記録密度の向上をはかることができると共に、更にその
光磁気記録媒体としては、その基板にトラック溝が形成
された構成をとる場合においても、情報磁区Ｂ_M の縮小
化が充分はかられることによって、通常のようにランド
部にのみその記録磁区の形成を行うに限られるものでは
なく、ランド部とトラック溝内との双方に記録磁区の形
成を行うことができることによって、更に情報の記録密
度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明方法に用いる光磁気記録媒体の略線的構
成図である。 【図２】Ａ〜Ｄは本発明方法の説明に供する磁化状態を
示す図である。 【図３】再生出力波形を磁化状態と共に説明する図であ
る。 【図４】記録周波数に対する再生特性曲線図である。 【符号の説明】 １‥‥基体、１１〜１３‥‥第１〜第３の磁性膜、Ｓ‥
‥光磁気記録媒体

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．光磁気記録媒体にレーザー光を照射し、該レーザー
   光と上記磁性膜の磁区との光磁気相互作用によって記録
   情報の読み出しを行う光磁気記録媒体の信号再生方法で
   あって、 上記光磁気記録媒体は、少なくとも上記光磁気相互作用
   によって記録情報の読み出しがなされる第１の磁性膜
   と、 記録磁区を保持する第３の磁性膜と、 これら磁性膜間に配置された第２の磁性膜とを有して成
   り、 該第２の磁性膜のキュリー温度Ｔｃ₂ は、上記第１の磁
   性膜および上記第３の磁性膜の各キュリー温度Ｔｃ₁ お
   よびＴｃ₃ より低く、 上記第１の磁性膜の保磁力Ｈｃ₁ は、上記第２の磁性膜
   のキュリー温度Ｔｃ₂の近傍で充分で小さく、 上記第３の磁性膜の保磁力Ｈｃ₃ は、室温Ｔ_RTから上記
   第２の磁性膜のキュリー温度Ｔｃ₂ より高い再生温度Ｔ
   _PBまでの範囲で磁化状態を保持できる大きさに選定され
   て成り、 上記第１の磁性膜の磁区の大きさを拡大させ、上記第３
   の磁性膜の記録磁区を保持でき、上記第２の磁性膜のキ
   ュリー温度以上の温度を与え得るパワーのレーザ光を照
   射して、上記第１の磁性膜から上記光磁気相互作用によ
   って記録情報を読み出す過程と、 上記パワーのレーザー光照射が終了した状態で、上記第
   １の磁性膜を上記磁区の拡大前の状態に戻す過程とを有
   することを特徴とする光磁気記録媒体の信号再生方法。 ２．光磁気記録媒体にレーザー光を照射し、記録情報の
   読み出しを行う光磁気記録媒体の信号再生装置であっ
   て、 上記レーザー光を得るレーザーと、対物レンズとを有す
   るピックアップと、 上記光磁気記録媒体に照射する上記ピックアップからの
   上記レーザー光と、上記光磁気記録媒体とを相対的に移
   行させる機構と、 上記レーザー光の上記光磁気記録媒体からの戻り光を検
   出して上記記録情報を読み出す手段とを少なくとも有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項の光磁気記録
   媒体の信号再生方法の実施に使用する光磁気記録媒体の
   信号再生装置。