JPS6273180A - 光磁気メモリ素子の特性測定方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は光磁気メモリ素子の磁気光学特性等を測定し、
評価する為の方法に関する。

〈従来技術〉 近年、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性膜（
通常希土類−鉄非晶質薄膜）を記録媒体とし、レーザ光
ビームを照射することしてよって情報の記録・再生・消
去を行なう光磁気メモリ素子が注目されている。

この光磁気メモリ素子におりで情報の記録は光ビームを
約Ｉμｍφ程度に集光したものを、磁性膜に照射して該
磁性膜の温度を局所的に上昇させその温度上昇部分の保
磁力を減少させ同時に外部より補助磁場を印加すること
で磁化の向きを反転させて行なう、、（消去も同様の方
法で可能である）又、記録された情報の再生は記録され
た磁性膜面に記録時よりも弱い光量の集光した直線偏光
を照射して反射した光の偏光面の傾きを検出して光の強
弱に変え、それを光検出器で検出して行なう。

以上の記録（消去）及び再生の原理より、光磁気メモリ
素子のメモリとしての特性は記録条件を左右する保磁力
の温度依存性と、再生信号品質に寄与する磁気光学回転
角（カー回転角）及び反射光用とによって決定されるも
のである。尚、上記保持力の温度依存性は磁性膜の種類
さえ決まれば室温での保磁力を測定するだけでも充分で
ある。

従来では光磁気メモリ素子の上記３種のパラメータを測
定する装置として、第３図に示される如きカー効果測定
装置が用いられた。第３図で、■はハロゲンランプ等の
光源であり、この光源ｌから出車光１２を分光器２を用
いて分光し、所望の単色光Ｑて変えたのち、偏光子３を
用いて直線偏光としてハーフミラ−４を通過させて、中
心に穴のあいた電磁石５を通じてホルダー６に支持され
た磁性膜の付着した試料７Ｖｃ照射する。この試料７か
らの反射光はハーフミラ−４１’ｉ：より光路を変えら
れ、ファラディ素子９．検光子１０．光検出器１１より
なる測定系８に導入される。

以上の測定方法は、フＴラデイ素子を用いた対称角振動
法である。尚、同図には示されていないが、この測定装
置にはレンズ系が組み適寸れ、試料面で約１鰭φのスポ
ットになるよう設計されている。

以上のカー効果測定装置は、カー回転角の波長依存性及
びカー回転角の磁場依存性を測定でき、又試料ホルダー
を昇温可能にしているため、上記磁気光学特性の温度依
存性等を測定できる。しかし、この方法では光ビーム径
が１−φであるので上記磁気光学特性は１闘φ内での平
均値であり、実際Ｉ／ｉ：光磁気メモリとして使用した
場合におけるビーム径１μｍφでの正確な情報が得られ
ない。

また、光検出器１１に入射する光量は検光子ｌＯを通し
ているため、光の偏光状聾に強く左右されて、反射率と
正しく測定できなＡｏ 一方、微視的な磁気光学特性を測定するためには、第４
図に示される如き微小カー効果測定装置が用いられた。

次に第４図の微小カー効果測定装置について、その構造
を説明する。１３は半導体レーザ等のレーザ光源である
。レーザ光源を利用することにまり、ビーム径ｉ１μｍ
φ程度に集光することが可能となる。記録媒体に波長依
存性があるため、レーザ光源の波長は実際の光磁気メモ
リシステムに使用するものと一致するものが望ましい。

光源１３を出た光ビーム１４は、偏光子１５を通り直線
偏光にされ、ハーフミラ−■６を通って更にハーフミラ
−Ｉ８により光路を変えられ、フォーカスサーボ及びト
ラックサーボの両サーボが可能な集光光学系１９に導か
れる。この１９の集光光学系によりＩμｍφに絞られた
光ビームは光磁気ディスク２１の所定のトラックの所定
の位置に照射される。光磁気ディスク２１は回転方向と
半径方向の送りが可能なテーブル２２．２３に設置され
ている。又、上記集光光学系１９とは別な場所に光磁気
ディスク２１に対して所定の磁場を印加するための電磁
石２０が設置されている。尚、上記電磁石２０は上記集
光光学系１９内部のアクチュエータに悪影響を及ぼさな
い程度の位置に設置される。上記光磁気ディスク２１か
らの反射光はハーフミラ−１８で２分割され、その直進
光は光ビームの集光スポットの光磁気ディスク２１に対
するトラック及びフォーカスずれを検出する検出系Ｉ７
に導入される。一方、ハーフミラ−Ｉ８で光路変更され
た反射光はハーフミラ−１６により、更に光路変換され
た後にファラディ素子２４．検光子２５を通り、光検出
器２６に導かれる。

以上の測定装置においてカー回転角の測定は第３図のカ
ー効果測定装置と同様、対称角振動法により検出する。

ここで対称角振動法について説明する。第４図の検光子
２５ｉ、該検光子２５に通過した偏光が消光する様に回
転させた時、ファラディ素子２４を周波数ｆで変調すれ
ば、光検出器２６には周波数２ｆの変調光が入ることに
なるが、上記検光子２５が上記偏光の消去位置力１らは
ずれている時は光検出器２６には周波数ｆの変調光が入
ることになる。従って光検出器２６の出力信号の周波数
が２ｆになるまで上記検光子２５を回転させてやりその
回転角？ポテンショメータにて取り出せば、上記偏光の
振動面の傾きを精度よく測定できることになる。以上の
測定法が対称角振動法と呼ばれるものである。

上記検光子２５の横には光検出器２７が設置され、検光
子２５により検光反射された光量を測定できるようにし
ている。又、検光子２５は自動回転可能な構造を有し、
該自動回転は光検出器２６に入る光が出来るだけ少なく
なるように行なわれる（上述の対称角振動法の説明参照
）。従って、光検出器２７に入射する光は測定系２８に
入射する光の大部分であり、従って、光検出器２７の測
定値は光磁気ディスク２Ｉからの反射光に対応（比例）
しており、該反射光を充分近似して測定できるものであ
る。上記光検出器２７は回転可能な検光子２５に設置で
きるようにシリコンＰＩＮフォトダイオード等小型のも
のが用いられる。

以上の微小カー効果測定装置の測定手順を次に述べる。

即ち、 ■　先ず光磁気ディスク２１の磁性膜の磁化の方向を電
磁石２０により一方向にそろえておき（この方向を仮に
正方向と呼ぶ）、光ビームのスポットを光磁気ディスク
２１に照射してカー回転角Ｏｋ及び反射光量（反射率）
Ｒを求める。

その際、光磁気ディスク２Ｉを回転したり、半径方向に
平行移動したりしてカー回転角θｋ及び反射光量（反射
率）Ｒのディスク全体の分布を求める。

■　次ンこ光磁気ディスク２１ｉ／ｉ：対し電磁石２０
により上記と逆の方向の磁場を印加して磁性膜の磁化の
方向を上記とは逆方向にそろえておき（この方向に仮に
負方向と呼ぶ）、光ビームのスポットを光磁気ディスク
２１に照射してカー回転角Ｏｋ′及び反射光量（反射率
）Ｒ′を求める。その際、上記と同様に光磁気ディスク
２１を回転したり半径方向に平行移動したりしてカー回
転角θに′　及び反射光量（反射率）Ｒ′求まる。又、
上記反射光ｆｔＲとＲ′　とは等Ｌ〈これが磁性膜の反
射率に対応してｂる。

■　次に■の状態で光磁気ディスク２１に対し電磁石２
０＆でより正方向の磁場例えば＋０００６印加し、その
時光磁気ディスク２１の中の磁化反転した場所を求める
。これは、カー回転角θｋを測定した状態で光磁気ディ
スク２１を回転移動及び平行移動すれば、磁化反転した
場所ではカー回転角θｋが得られるので容易に判断がで
きる。更に、電磁石２０により正方向の磁場を２０００
ｅ印加し、上記と同様光磁気ディスク２Ｉの中の磁化反
転した場所を求め、以下同様に電磁石２０により正方向
の磁場を３０００ｅ、４０００ｅと増加させた状態で、
上記と同様の測定を行う。こうして光磁気ディスク２１
の磁化方向が円板全体に亘って正方向に磁化されてしま
うまで続けることによって保磁力Ｈｃの分布が求まる。

以上の測定手順によって光磁気ディスクにおける反射光
量、カー回転角保磁力の微視的分布全求めることができ
る。しかしその反面次の欠点がある。

この測定装置では集光光学系１９内部にフォーカスサー
ボ及びトラックサーボ用のアクチュエータが設置される
為、そのアクチュエータ内の磁気コイルと電磁石２０と
の門で相互作用が発生するので電磁石２０は集光光学系
１９内部のアクチュエータに悪影響を及ぼさない程度ま
で離れた位置に設置される。従って光磁気ディスク２１
に対し電磁石２０で磁場全印加する際、集光光学系１９
と電磁石２０の門でディスクの移動が必要である。

さらに、光磁気ディスク２Ｉ全体に磁場を印加するのに
ディスクを回転移動及び平行移動させる必要があり、１
回の磁場の印加に非常に時間がかかる。従っ′Ｃ１上記
■の保磁力Ｈｃの測定方法はディスク−の磁場の印加の
回数が多くなり、測定に要する時間が非常に長くなる。

捷た上記■の方法では磁場を不連続に増加させて印加す
るので（上記例では１０００ｅ間隔）、保磁力Ｈｃの正
確な測定ができない。

く目　的〉 大発明は以上の従来技術における問題点を解消する為に
なされたものであり、従来の測定方法に改良を加えるこ
とにより、高密度メモリを狙いとする光磁気メモリ素子
の磁気光学特性等を高速に且つ正確に測定評価すること
を目的とするものである。

〈実施例〉 以下本発明に係る光磁気メモリ素子の特性測定方法の実
施例について詳細Ｑで説明する。

特性測定は上記の第４図に示した微小カー効果測定装置
を用いる。カー回転角及び反射光？（反射率）は従来の
測定手順■、■と同様の方法で行なうので、ここでは保
磁力の測定についてのみ述べる。第４図において先ず光
磁気ディスク２Ｉの磁性膜の磁化の方向を電ｊ鼓石２０
より一方向（この方向を仮に負方向とする）にそろえて
おく。次に、ディスク２１に回転させながら、電磁石２
０て第１図ｔａｌに示す如くノコギリ状の磁場を正方向
に印加する。第１図（ａｌでθはディスク−周当りの測
定点数ｆｎとしたとき、（Ｊ　＝　３６０／ｎ　（ｄｅ
ｇ）で表わされる値である。すなわち、この測定方法は
ディスク−周を等間隔に分け、それぞれの範囲で（即ち
０〜θ、θ〜２θ、・・、（ｎ−１）θ〜ｎ。

７）各範囲）保磁力がほぼ一定と見なし、各・俺囲での
保磁力全求めるものである。従って、測定点数は上記θ
の値により決められる。また、上記ノコギリ状の磁場の
最大値ＨｍａＸ（Ｏｅ）はディスクの保磁力より十分大
きな値とする。

上記ノコギリ波状の磁場を印加したディスクのカー回転
角を周方向に測定すると、第１図ｆｂ）のようになる。

これから磁化反転した時の印加磁場がわかり各範囲での
保磁力Ｈｃが求まる。すなわち保磁力が求められる。さ
らにディスクを半径方向に平行移動させ、同様の測定を
行なうことによりディスク全体の分布が求まる。

上記例では印加磁場を０〜Ｈｍａ　ｘ　（Ｏｅ）まで変
化させたが、測定する光磁気ディスクの保磁力がある程
度予想できる場合は電磁石２０による磁場を０（Ｏｅ）
から始める必要はなく、もっと狭い範囲で変化させるこ
とにより（たとえば、ディスクの保磁力がＩＫＯｅ＃Ｊ
後であれば０．５０ｅ〜１．５０ｅまで印加する。）、
さらに正確に測定でき、また測定点数を増やすことも可
能になる。

以上の測定方法によれば、保磁力の測定においてディス
クに対する電磁石での磁場の印加が一回で済み、測定時
間が大幅に短縮される。従って光磁気ディスクの標準化
の為の測定あるいは抜き取りテスト等に非常に有用であ
る。

ここで、以上の測定方法は本発明の一実施例に過ぎない
事は勿論であり、例えば、第２図に示す如く磁場印加す
ることによっても、上記と同様の測定が可能である。（
同図の例では 一生二旦ｍｉｎ二一り二±兵二λ匹ｍ」上−か（呆磁カ
ドナル、、）ｃ　＋　ｄ　−＋−ｃ さらＣて、カー回転角も各範囲で一定と見なすことによ
り、保磁力の測定時に同時にカー回転角の四分カー回転
角とする。）、さらに測定時間全短縮することができる
。

〈効　果〉 以上詳細に説明した本発明によれば、従来の方法では保
磁力の測定においてディスクへの電磁石による磁場の印
加の回数が多いために測定時間が非常に長かったものが
、電磁石による印加磁場全ノコギリ波状にすることによ
り、磁場の印加が１回のみて済み測定時間を大幅に短縮
することができるものである。さらに従来の方法では、
印加磁場が不連続なものであったのに対し本発明ではノ
コギリ波状に連続的に増加させながら磁場を印加してい
るため保磁力をより正確に測定することが可能となるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による光磁気メモリ素子の特
性測定方法の実施例を説明するためのもので、夫々の図
のｆａｌは保磁力測定時のディスクへの磁場印加のタイ
ミング波形、図ｉｂｌはその時のディスクのカー回転角
のタイミング波形、第３図及び第４図は光磁気メモリ素
子の特性測定装置を示す。 図中 １−光源、　　　　　　　２：分光器、３：偏光子、　
　　　　　４：ハーフミラ−，５：電磁石、　　　　　
　６：ホルダー、７：試料、　　　　　　　８：測定系 ９：ファラディ素子、　　ＩＯ＝検光子、ｌｌ：光検出
器、　　　　　１２：光 １３：レーザ光源、　　　　１４：光ビーム、１５：偏
光子、　　　　　１６：ハーフミラ−，１７：検出系、
　　　　　１８：ハーフミラ−，１９：集光光学系、　
　　２０：電磁石、２Ｉ：光磁気ディスク、　　２２．
２３：テーブノペ２４：ファラディ素子、　２５：検光
子、２６．２７：光検出器、　　２８：測定系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、偏光したレーザ光を集光して光磁気メモリ素子に照
   射する集光光学装置と、該集光光学装置に対して磁気的
   な悪影響を及ぼさない位置に設置され、前記光磁気メモ
   リ素子に磁場を印加する磁場発生装置と、前記光磁気メ
   モリ素子からの反射レーザ光の偏光状態を検出する検出
   装置とを用い、前記磁場発生装置により、最大値が光磁
   気メモリ素子の保持力より十分大きなノコギリ波状の磁
   場を印加した状態でのカー回転角の検出によって保磁力
   の測定を行なうことを特徴とする光磁気メモリ素子の特
   性測定方法。