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Als Aufzeichnungsträger dienende magnetisierbare Schicht
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eine graphische Darstellung ähnlich Fig. 3 mit einer Eisen-Schicht', Fig. 5 eine graphische Darstellung ähnlich der Fig. 3 mit einer Kobalt-Schicht, Fig. 6 eine graphische Darstellung ähnlich Fig. 3 mit einer
Nickel-Schicht.
Fig. 1 zeigt ein als Beispiel gewähltes magnetooptisches System. Eine Lichtquelle 10 erzeugt einen
Lichtstrahl B, der durch einen Polarisator P auf die Oberfläche eines magnetischen Aufzeichnungsträgers
S gerichtet ist. Letztere reflektiert den auffallenden Lichtstrahl B1'so dass ein Lichtstrahl B2 entsteht, der über einen Analysator A auf ein Photodetektorsystem 11 gerichtet wird. Die Lichtquelle 10 kann entweder Licht mit einer bestimmten Frequenz oder weisses Licht liefern, in dessen Spektrum eine bestimmte
Frequenz vorherrscht. Die Orientierung der Lichtquelle 10 und des Photodetektorsystems 11 ist so gewählt, dass der magnetisierbare Aufzeichnungsträger symmetrisch in der Auffallebene liegt.
Die Achse des
Polarisators P ist so angeordnet, dass die Polarisationsebene des Lichtstrahls B1 entweder parallel oder senkrecht zu der Auffallebene verläuft, während die Achse des Analysators A derart angeordnet ist, dass dieser bei dem einen Magnetisierungszustand den reflektierten Lichtstrahl annähernd auslöscht.
In Fig. 2 ist ein vergrösserter Querschnitt des magnetischen Aufzeichnungsträgers S gezeigt, der aus einem Träger 12 besteht, auf dem eine reflektierende Unterlageschicht 13, vorzugsweise aus Silber, abgelagert ist. Die Unterlageschicht 13 ist so dick, dass sie lichtundurchlässig ist. Auf der Silberschicht 13 ist die dünne magnetisierbare Schicht i4 durch Aufdampfen abgelagert. Auf dieser Schicht 14 können die magnetischen Bereiche durch einen herkömmlichenMagnetkopf inQuer-oderLängsrichtung aufgezeichnet werden.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht, werden durch einen auffallenden Lichtstrahl B1 reflektierte Komponenten Bund refraktierte Komponenten hervorgerufen, die in der magnetischen Schicht 14 absorbiert werden, wenn diese ausreichend dick ist. Gemäss der Erfindung ist, wie bereits erwähnt, unterhalb der dünnen magnetisierbaren Schicht 14 die reflektierende Schicht 13 angeordnet. Diese reflektiert die refraktierten Komponenten des Lichtstrahles B1 bevor diese durch die Schicht 14 absorbiert werden. Diese zweiten reflektiertenKomponentenB besitzen gegenüber den Komponenten bozo eine Phasenverschiebung, die von der Dicke der magnetisierbaren Schicht 14 abhängt.
Eine Veränderung der Dicke der Schicht 14 ruft somit eine Veränderung der magnetooptischen Komponente, die dem reflektierten Licht durch das magnetische Material erteilt wird, und ferner eineinterferenz zwischen den Komponenten BundB (und allen später reflektierten, nicht durch die Schicht 14 absorbierten Strahlen) hervor.
Obwohl hier auf ein magnetooptisches System Bezug genommen wurde, das als Wiedergabesystem zum Lesen von auf dem Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten verwendet wird, kann die Erfindung auch in jedem beliebigen magnetooptischen System Verwendung finden, bei dem die magnetisierbare Oberfläche dazu benutzt wird, einen auffallenden Lichtstrahl zu modulieren. So kann beispielsweise bei der Laser-Modulation ein Wellenleiter verwendet werden, der aus Glaswänden besteht, deren Aussenflächen eine dünne magnetische Schicht tragen, und der auf die reflektierende Schicht aufgebracht ist. Die Erfindung ist somit nicht auf den in Fig. 2 gezeigten Aufbau begrenzt, wo die reflektierende Silberschicht zwischen dem Träger 12 und der magnetisierbaren Schicht 14 liegt.
Die Erfindung ist vielmehr in einer magnetisierbaren Schicht zu sehen, auf deren einer Seite Licht auffallen kann, während ihre andere Seite eine reflektierende Schicht trägt, die, wie in Fig. 2 schematisch gezeigt, das auffallende Licht reflektiert.
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hängt von Parametern des Photodetektorsystems 11 sowie von dem Ausmass der magnetooptischenDrehung und derReflexionsfähigkeit derOberfläche des magnetischen Aufzeichnungsträgers S ab. Die Eigenschaften der magnetisierbaren Oberfläche, die das Signal/Stör-Verhältnis beeinflussen, werden durch eine "Güte- zahl" definiert, deren Wert im allgemeinen der magnetooptischen Drehung und der Oberflächenreflexions- fähigkeit proportional ist.
Da sich die Gütezahl für den Film erhöht, wenn sich die Reflexionsfähigkeit des Films vergrössert und auch wenn die magnetooptische Drehung beschleunigt wird, wird die Dicke der magnetisierbaren Schicht 14 so gewählt, dass in jedem Fall geeignete Werte erhalten werden, die einer optimalen Gütezahl entsprechen. Um eine optimale magnetooptische Drehung zu erreichen, ist die Dicke der Schicht 14 so gering gewählt, dass sie für das auffallende Licht weitgehend durchlässig ist, was der Fall ist, wenn die Dicke dieser Schicht ungefähr gleich oder geringer als ein Viertel der Wellenlänge des auffallenden Lichtes, korrigiert für den Brechungsindex des Materials, ist (vergl.
Born und Wolf, Principles of Optics, Permagon Press, Seiten 627-628). Oberhalb dieser Dicke absorbiert die magnetisierbare Schicht so viel Licht, dass sie praktisch lichtundurchlässig ist. Andererseits erhöht sich die magnetooptische Einwirkung auf den die magnetisierbare Schicht 14 durchlaufenden Lichtstrahl mit der Dicke dieser Schicht. Aus
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diesem Grunde sollte die magnetisierbare Schicht so dick wie möglich gewählt werden, wobei allerdings die durch die Lichtabsorption gegebene Grenze nicht überschritten werden darf.
Von noch grösserer Bedeutung ist es, dass die magnetooptische Drehung nicht nur durch ein Vergrössern der magnetooptischen Komponente erhöht wird, sondern auch durch Verminderung der Oberflächenreflexionsfähigkeit, da infolge der geringen Dicke der magnetisierbaren Schicht 14 Interferenzerscheinungen zwischen den. durch die Schichten 14 und 13 reflektierten Strahlen möglich sind.
In Fig. 3 sind graphische Darstellungen der magnetooptischen Drehung, der Reflexionsfähigkeit und der Gütezahl für einen Eisen/Kobalt-Film als Funktion von dessen Dicke gezeigt. Der Film setzt sich aus
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Remanenzzustände. ) Die sich ergebende Gütezahl FM wird durch folgenden Ausdruck wiedergegeben.
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Für die in Fig. 3 gezeigten Kurven hatte das auffallende Licht eine Wellenlänge von etwa 5000 A. Es sei bemerkt, dass mit dem Anwachsen der Dicke die jeweilige Reflexionsfähigkeit sich verringert, bis die Dicke von etwa 350 erreicht wird, wonach die Reflexionsfähigkeit wieder ansteigt. Andererseits sei bemerkt, dass sowohl die parallelen als auch die senkrechten magnetooptischen Drehungen sich bis zu einer Dicke von etwa 350 erhöhen, wonach die jeweiligen Drehungen sich verringern. Die sich ergebende
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fallende Licht undurchlässig sind, erhaltene Wert.
In Fig. 4 sind Kurven für die magnetooptische Drehung und die Reflexionsfähigkeitswerte als Funktion der Dicke einer Schicht aus elementarem Eisen gezeigt. Diese Kurven gleichen denen der Fig. 3, ausser dass hier die erhaltene Gütezahl nicht gezeigt wird. Fig. 4 veranschaulicht ferner die magnetooptischen Drehungen bal und ballfür senkrecht bzw. parallel zu der Auffallebene polarisierte Lichtstrahlen, deren jeweilige Polarisationsebenen für einen Eisenfilm, der nicht mit einer reflektierenden Silberunterlage versehen ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die letztgenannten Kurven nicht die erwünschten Spitzenwerte besitzen, die sich ergeben, wenn die magnetische Schicht mit der Silberunterlage versehen ist, und dass bei einer Schichtdicke von über 600 die entsprechenden Werte für magnetisierbare Schichten mit und ohne Silberunterlage ineinander übergehen.
Die Fig. 5 und 6 gleichen der Fig. 4, ausser dass sie für dünne Schichten aus elementarem Kobalt bzw. Nickel gelten. Diese Figuren enthalten ebenfalls Darstellungen der magnetooptischen Drehungen bal und ballfür die magnetischen Schichten ohne die Silberunterlage, und es zeigt sich auch hier, dass diese letztgenannten Kurven nicht die erwünschten Spitzenwerte zeigen, die erreicht werden, wenn die magnetische Schicht mit der Silberunterlage versehen ist.
Bei allen in Frage kommenden magnetischen Materialien wurde die Silberunterlage auf dem Träger durch ein Verdampfungsverfahren in einer Vakuumkammer abgelagert. Die magnetische Schicht wurde anschliessend auf die Silberunterlage aufgebracht, ohne dass die letztere mit Luft in Berührung kam. Es wurde beobachtet, dass die Extremwerte der in-den Fig. 3 - 6 gezeigten Kurven verringert werden, wenn die Silberunterlage vor dem Ablagern der magnetischen Schicht in Luftberührung kommt. Es liegt somit auf der Hand, dass optimale Werte magnetooptischer Drehung und die optimale Gütezahl dann erreicht werden, wenn der dünne magnetische Film und die Silberunterlage in einwandfreiem Kontakt miteinander stehen, so dass die Möglichkeit einer unerwünschten Zwischenschicht ausgeschlossen ist.
Es ist zwar allgemein bekannt, dass der Kerreffekt durch Überziehen der magnetischen Schicht mit Stoffen wie Siliziumoxyd oder Zinksulfid erhöht werden kann, doch vermindert die Verwendung solcher Überzüge die Reflexionsfähigkeit, was eine Verringerung des Optimalwertes der Gütezahl zur Folge hat.
Die magnetooptischen Eigenschaften solcher Überzüge können jedoch durch Verwendung einer reflektierenden Unterlage, wie im vorangegangenen beschrieben, weiter verbessert werden.
Wird ein polarisierter Lichtstrahl von der magnetischen Fläche reflektiert, so wird ein Lichtvektor erzeugt, der senkrecht auf der ursprünglichen Polarisationsebene steht und als Kerr-Komponente be-
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zeichnet wird. DerresultierendeWinkel der Polarisationsebenendrehung ergibt sich dann alsArcus-Tangens des Verhältnisses der Kerr-Komponente zu der normal reflektierten Komponente der Polarisationsebene.
Wird ein im vorangegangenen beschriebener Überzug verwendet, dann ist die Erhöhung der Polarisations- ebenendrehung auf ein Anwachsen der Grösse der Kerr-Komponente durch Mehrfachreflexion innerhalb der Überzugsschicht zurückzuführen, in der jede solche Reflexion die Kerr-Komponente vergrössert. Anderseits wird die Grösse des normal reflektierten Vektors in der ursprünglichen Polarisationsebene durch phasenmässig verschiedene reflektierte Strahlen vermindert. Wie bereits vorher beschrieben, ist der Beitrag zu dem Signal/Stör-Vethältnis des magnetooptischen Systems nicht nur proportional der magnetooptischen Drehung, sondern auch einer bestimmten Reflexionsfähigkeit, die durch die Überzugsschicht verringert wird.
Somit erreicht im Gegensatz zu einem mit einem Überzug versehenen Aufzeichnungsträger die erfindungsgemässe Anordnung eine optimale Gütezahl, wenn eine optimale Beziehung zwischen magnetooptischer Drehung und Reflexionsfähigkeit gewählt wird. Diese optimale Gütezahl, die eine Funktion der Dicke der magnetischen Schicht darstellt, wird dann erreicht, wenn die Dicke der magnetischen Schicht so gering ist, dass sie lichtdurchlässig ist, und wenn die andere Seite der magnetischen Schicht mit einer reflektierenden Fläche versehen ist, durch die sowohl die normal reflektierte Komponente als auch die Kerr-Komponente des polarisierten Lichtstrahls verstärkt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Als Aufzeichnungsträger dienende magnetisierbare Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass sie so dünn ist, dass sie elektromagnetische Wellen praktisch ungeschwächt durchlässt und sich eine ihrer Seiten in gleichmässigem Kontakt mit einer Schicht aus diese Wellen reflektierendem Material befindet.