JPS5883348A - 光学式磁気メモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学式磁気メモリに関する。

一般にカー効果を有する光学式磁気メモリに所望の情報
を磁気的に書込み、その書込まれた情報を光学的に読出
す光学式磁気メモリは書替え可能な大容量メモリとして
最近注目され始めている。従来の光学式磁気メモリの一
例を第１図に示す。最初に光学式磁気ディスクメモリ１
の記録系へについて説明する。半導体レーザ８１１から
放射されたレーザ光は、拡大レンズＬ１によって平行光
線となり、全反射鏡Ｍ１によって光路を変換される。さ
らに、このレーザ光は偏光ビームスプリッタ２及び四分
の波長板３を通過し、対物レンズＬ２によって磁気ディ
スク４上に集光されスポット５を形成する。磁気ディス
ク４は、このスポット５の部分のみ加熱され、前に記録
されていた磁化が消去される。その後コイル６によって
印加された磁界の方向にスポット５のみが再磁化され新
しい情報が記録される。磁気ディスク４にはガラス基板
４ａ上にアモルファスＧｂ　Ｔｂ　Ｆｅ合金膜層４ｂが
形成されており、回転軸４ｃを中心に等速回転される。

磁気ディスク４面上、から反射したレーザ光は、再び四
分の波長板３を通過することにより、その偏光面が入射
光に対し９０度回転する。

このため、反射光は、偏光ビームスプリッタ２によって
入射光から分離され、さらに円筒レンズＬ３を通過した
後、フォトダイオードＤ１によってフォーカスエラー信
号ＦＥ１に変換される。このフォーカスエラー信号ＦＥ
１により対物レンズＬ２がｔｉｌＪＩｌｌＩされ、常に
、磁気ディスク４上に正しくスポット５が形成される。

なお、半導体レーザＳＬ１は、書き込み時のみ発光する
ようにレーザ駆動装置７によって制御される。次に再生
系Ｂについて説明する。半導体レーザＳＬ２から放射さ
れたレーザ光は、拡大レンズＬ４で平行光線となり、回
折格子８で３本のレーザ光に分割され、さらに偏光子９
で直線偏光にされる。ここで、第１図において偏光子９
以降のレーザ光Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が回折格子８で分割さ
れた３本のレーザ光に対応する。中央のレーザ光Ｂ１は
、情報信号とフォーカスエラー信号用であり、両端のレ
ーザ光Ｂ２、Ｂ３は、トラッキング信号用である。

３本のレーザ光は、レンズＬ５及び対物レンズＬ６によ
って絞られ、磁気ディスク４上に３つのスポットを形成
する。なお、レンズＬ５と対物レンズＬ６の闇には、光
路変換用の全反射鏡Ｍ２と、磁気ディスク４からの反射
光を取り出すためのハーフミラ−Ｈｌが挿入されている
。磁気ディスク４上には、磁化の方向に対応して情報“
ＯＩＩ又は“１″が記録されている。磁気ディスク４上
の情報の読み出しには、磁気ディスク４面からの反射光
の偏光面の回転方向が磁性体の磁化の方向によって異な
るいわゆるカー効果を利用している。この偏光面回転成
分のみを検出するために、ハーフミラ−Ｈｌから取り出
された反射光は、ハーフミラ−Ｈ２によって２方向へ分
割される。一方のレーザ光に対しては、検光子Ａ１は、
記録ピット“１″の反射偏光のみを通過させ、もう一方
のレーザ光に対しては、検光子Ａ２は、“０″の反射偏
光のみを通過させるようにしである。従って、この両方
の反射偏光をそれぞれ、フォトダイオードＤ２及びＢ３
で検出し、情報信号ＩＳ１を差動増幅器ＡＭＰ１で取り
出すことにより“０”又はｈａ　１１＋の情報を再生す
ることができる。同時に、検光子Ａ２の後に円筒レンズ
Ｌ７を置くことによりフォトダイオードＤ３からフォー
カスエラー信号ＦＥ２が得られる。また、レーザ光Ｂ２
の反射光をシリコンプリューセル８１．８２で検出し、
その差動出力を差動増幅器ＡＭＰ２で取り出すことによ
りトラッキングエラー信号ＴＥＳ１が得られる。トラッ
キングはこのトラッキングエラー信号ＴＥＳＩによって
対物レンズＬ６を磁気ディスク４の半径方向に移動させ
て行う。

しかし、このような、光学式磁気ディスクメモリの記録
再生装冒には次のような欠点がある。部品点数が多く、
光軸調整などに多くの時間を要すると共に光学系のミス
アライメントによるエラーも発生しやすい。さらに、各
光部品における光の反射などによる光損失も大きい。ま
た、再生系において、磁気ディスク４面からの反射光が
ハーフミラ−Ｈｌを通して、半導体レーザＳＬ２に戻る
ため、光出力の変化５− など半導体レーザ８ｍ２の動作が不安定となり、エラー
やＳ／Ｎ比の悪化を生じる。

本発明の目的は、前記従来の欠点を解決し、光サーキュ
レータを用いることにより、光学系全体の構成を簡素化
し、安定した信号の再生を行うことが可能な光学式磁気
メモリを提供することである。

以下、本発明の実施例について第２図乃至第３図を参照
しながら詳細に説明する。

第２図は本発明に係わる光学式磁気ディスクメモリの光
学系の概略構成を示す。半導体レーザＳＬ３から放射さ
れたレーザ光は拡大レンズ１１０によって平行光線とな
り、さらに音響光学光偏光子１１により３方向へ偏光さ
れ、レンズＬ１１を通して光サーキュレータ１２の第１
のボートＰＡへ入射される。

この光サーキュレータ１２は、第１のボートＰＡがら入
射した光を直線偏光にして第２のボートＰＢがら出射し
、第２のボートＰａから入射した光は、偏光面を保存し
たまま第３のボートＰＣから出射するものであり、その
構成については、後に詳しく述べ６− る。第２のボートＰＢから出射されたレーザ光は、対物
レンズＬ１２によって磁気ディスク面４上に焦点を結び
３つのスポットを形成する。

磁気ディスク面４からの反射光は、対物レンズＬ１２を
通った後、光サーキュレータ１２の第２のボートＰＢへ
入射し、第３のボートＰＣから出射される。

このとき、偏光面は、保存されているので、磁気カー効
果によって生じた偏光面の回転成分も忠実に伝達される
。また、第２のボートＰＢへ入射した磁気ディスク面４
からの反射光が直接筒１のボートＰＡから出射して半導
体レーザＳＬ３に戻ることがないため半導体レーザ１Ｃ
の動作の不安定化やＳ／Ｎ比の悪化などを防ぐことがで
きる。光サーキュレータ１２の第３のボートＰＣから出
射された３本の反射光はハーフミラ−Ｈ３によって２方
向へ分割される。

以下信号の再生は、第１図に示す従来例と同じように行
なわれ、３本の反射光は、検光子Ａ３．Ａ４及び円筒レ
ンズＬ１３を通してそれぞれフォトダイオードアレイＤ
４．Ｄ５で受光され、差動増幅器ＡＭＰ３の出力として
情報信号１８２、フォーカスエラー信号ＦＥ３、差動増
幅器ＡＭＰ４の出力としてトラッキングエラー信号ＴＥ
Ｓ２が得られる。

再生時には、レーザ駆動装置１３によって、磁気ディス
ク面４上のレーザスポット部１５の温度が記録温度以下
であり、かつＳ／Ｎ比が大きくなるようにレーザ出力が
制御される。また、音響光学光偏光子１１には、音響光
学光偏光子駆動装置１１４によって超音波が印加されて
、レーザ光は３方向へ偏光されており、中央のレーザ光
Ｂ１は情報信号ＩＳ２及びフォーカスエラー信号ＦＥ３
の検出に、両端のレーザ光８２．８３はトラッキングエ
ラー信号ＴＥＳ２の検出に用いられる。この情報信号Ｉ
Ｓ２を読み出すことにより磁気ディスク４上の任意の番
地をアクセスすることができる。

記録時には、配録番地をアクセスした後、レーザ駆動装
置１３によってレーザ出力がパルス状に増大され磁気デ
ィスク４上のレーザスポット部１５が記録温度以上に加
熱される。同時にコイル１６によって書き込まれる情報
に対応する方向に磁界が印加され、新しい情報が書き込
まれる、このとき音響光学光偏光子１１には、超音波は
印加されないため、レーザ光は偏光されず中央のレーザ
光Ｂ１のみで書き込みが行なわれる。書き込みが終了す
ると同時に再生状態となり、トラッキングが引き続き行
なわれる。すなわち、この記録・再生系では、書き込み
がパルス的に行なわれるので、書き込みと書き込みとの
間に、トラッキングエラー信号ＴＥＳ２を読み出すこと
ができ、安定なトラッキングを行なうことができる。

なお、フォーカシングは、中央のレーザ光Ｂ１を利用し
ているので記録再生を通して絶えず行なわれている。

尚、第２図において第２のボートＰＢから出射するレー
ザ光は、実際は紙面の手前から向う側に出射しているが
、わかり易くするためレーザ光Ｂ１．Ｂ２゜Ｂ３．レン
ズＬ１２．コイル１６及び磁気ディスク４は一点鎖線Ａ
−Ａ線から展開した状態で図示する。

次に光サーキュレータ１２の構成例について詳細に一〇
− 説明する。第３図（ａ）は光サーキュレータ１２の概略
断面図であり、第３図（ｂ　）は第３図（ａ　）を下方
より見た概略図である。この光サーキュレータ１２は偏
光分離合成用のルチルプリズム３１．３２．３３．３４
．３５、ファラデー回転ガラス３６．３７及び水晶旋光
子３８とから構成され、ファラデー回転ガラス３６．３
７には、外部から直流磁界が印加されている。ファラデ
ー回転ガラス３６．３７及び水晶旋光子３８における光
の偏光面の回転角はそれぞれ４５度である。また、偏光
面の回転方向は、水晶旋光子３８では光の進行方向によ
らず一定であるが、ファラデー回転ガラス３６．３７で
は光の進行方向によって逆になる。従って第３図におい
て、左から右へ通過する光に対しては、ファラデー回転
ガラス３６．３７と水晶旋光子３８による偏光面の回転
が打消し合い偏光面の回転は生じない。しかし右から左
へ通過する光に対しては、逆に偏光面の回転が加え合わ
さり９０度の偏光面回転が生じる。なお、ファラデー回
転ガラス３６．３７は、小型化す１０− るために光路反射型とし、反射面には反射膜３９がコー
ティングされている。ルチルは、−軸異方性の光学結晶
であり、ルチルプリズム３１〜３５の光学軸の方向はす
べて同じで第３図において紙面に垂直な方向である。ま
た、ルチルプリズム３１〜３５は問に１０〜３０μｍ程
度の空気層をはさんで互い叫固定されている。偏光分離
はこのルチルと空気層との境界におけるブリュースタ角
の条件と全反射を利用する。第３図で、角度θが常光に
対するブリュースタ角となっている。

まず第１のボートＰＡから入射した光ａは、ルチルプリ
ズム３１と３２との境界で、常光成分ａ１と異常光成分
ａ２に分かれる。すなわち異常光成分ａ２は、無反射で
境界で全反射され光吸収剤４０で吸収されるが常光成分
ａ１は、ブリュースタ角で入射するので、ルチルプリズ
ム３２中を通過する。この常光成分ａ１は、ファラデー
回転ガラス３６及び水晶旋光子３８を通るが前述したよ
うに偏光面は回転しない。さらに常光成分ａ１はルチル
プリズム３４及び３５の境界を無反射で通り抜け、ルチ
ルプリズム３５によって光路を９０度曲げられ第２のボ
ートＰＢから出射する。従って、第１のボートＰＡから
入射した光は、その常光成分ａ１のみ、すなわち直線偏
光となりで第２のボートＰＢから出射される。

次に、第２のボートＰＢから入射した光すは、ルチルプ
リズム３４及び３５の境界において常光成分ｂ１と異常
光成分ｂ２に分けられる。常光成分ｂ１は、そのままル
チルプリズム３４を通り抜け、異常光成分ｂ２は、ルチ
ルプリズム３５内で再び全反射した後、水晶旋光子３８
及びファラデー回転ガラス３７を通過することによって
偏光面が９０度回転する。

また常光成分ｂ１も同様に水晶旋光子３８及びファラデ
ー回転ガラス３６を通過することによって偏光面が９０
度回転する。従って光線ｂ１は、異常光に、光線ｂ２は
、常光に変換される。このため、光線ｂ１はルチルプリ
ズム３１及び３２の境界で全反射し、さらにルチルプリ
ズム３２及び３３の境界で全反射する。一方、光線ｂ２
は、ルチルプリズム３２及び３３の境界を無反射で通り
抜けるので、光線ｂ１とｂ２はルチルプリズム３２．３
３の境界で再び合成され、第２のボートＰＢへ入射した
ときの偏光状態を９０度回転した状態で保ったまま第３
のボートＰＣから出射される。この光サーキュレータ１
２は、常光成分６１と異常光成分ｂ２との光路が等距離
になるように構成されている。

すなわち、この実施例においては、記録系及び再生系の
レーザ装置及び光学系を共通に用いることにより構成が
簡素になり、更に記録系においてもトラッキング信号が
利用できるためランダムアクセスが可能となり、任意の
配録位置への記録が正確に実行可能となる。

なお、この光デイスクメモリ記録再生装置の光学系の構
成は、上記の実施例に示したものに限らず音響光学光偏
光子の代わりに、回折格子やビームスプリッタを用いる
ことも可能である。光サーキュレータにおいても、偏光
分離及び合成にルチル以外の光学異方性結晶を用いプリ
ズムの形状を変えてボート配１３− 胃も任意の位１にすることができる。また、ファラデー
回転ガラスは光路反射型以外の形状でもよく、ファラデ
ー回転ガラスの代わりにＹＩＧなどの磁気光学結晶を用
いること、さらに水晶旋光子の代わりに半波長板を用い
ることも可能である。

以上のように、本発明による光学式磁気メモリは、３つ
のボートをもち第１のボートから入射したレーザ光を直
線偏光にした後、第２のボートから磁気ディスク面上へ
送り出し第２のボートへ入射した磁気ディスク面からの
反射光は、その偏光面を保存したまま第３のボートから
検出系へ出射するような光サーキュレータを用いること
により、光学部品点数を減すことにより、光軸調整を容
易にし、光学系のミスアライメントによるエラー発生を
減少させるとともに、磁気ディスク面からの反射光が半
導体レーザへ戻ることを防ぐことにより、動作不安定化
やＳ／Ｎ比の悪化を防ぎ、極めて安定で優れた再生が得
られる。

【図面の簡単な説明】

１４− 第１図は従来の光学式磁気メモリの概略構成図、第２図
は本発明に係わる光学式磁気メモリの概略構成図、第３
図は本発明に係わる光サーキュレータの概略構成図であ
る。 図中、ＳＬ３は半導体レーザ、４は磁気ディスク、１２
は光サーキュレータ、ＰＡは第１のボート、ＰＢは第２
のボート、ＰＣは第３のボート、Ａ３．Ａ４は検光子、
Ｄ４．Ｄ５はフォトダイオード、ＡＭＰ３は差動増幅器
である。 特許出願人 １５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気カー効果を有する情報記録担体と、前記情報記録担
   体上に光ビームを照射する光ビーム照射装置と、 前記情報記録担体からの反射光の偏光面の回転角を検出
   し電気信号に変換する光検出装置と、前記情報記録担体
   への入射光と前記情報記録担体からの反射光とを分離す
   るため、少くとも３つのボートを有し、第１のボートへ
   入射した光ビームを直線偏光に変換し第２のボートから
   出射し、第２のボートへ入射した光は、偏光面を保存し
   たまま、第３のボートから出射する光サーキュレータと
   を備えたことを特徴とする光学式磁気メモリ。