磁光盘的物理原理陈国庆吴亚敏(无锡轻工大学数理部物理教研室,无锡214036)(无锡教育学院,无锡214063)(收稿日期:1999207212;修回日期:1999208209)摘要简要讨论了磁光盘(MO)读、写过程的物理原理,以期对物理原理在现代科技中的应用有所认识.关键词磁光盘;激光;信息THEPHYSICALPRINCIPLEOFMAGNETICOPTICALMEMOChenGuoqing1WuYaming2(1.DepartmentofBasicCourses,WuxiInstituteofLightIndustry,WuxiAbstractThephysicalprincapleofmagneticopticalmemoryisintroduced,itmaybeusefulfortheunderstandofphysicalprincipleapplicationinengineerKeyWordsmagneticopticalmemory;laser;information当社会已进入信息时代,对信息存储设备提出了高密度、大容量、低成本的要求,单纯的磁记录方式要进一步提高记录密度有局限性,光存储技术的产生,使存储密度提高了1～2个数量级,但普通光盘(如CD、CD2ROM)是只读盘,只能一次性写入.在此基础上,近年发展的磁光存储技术日趋成熟.磁光存储既具有光存储的高密度,磁光盘的读写使用激光束,可聚焦到1Λm甚至更小,磁光盘的存储密度比普通磁盘要大大提高.同时,磁光存储又具有磁存储可擦写的特点,可反复读写,快速随机存取.所以,磁光盘存储技术的出现被称为信息存储技术的一次磁光盘存储介质的物理性能1磁光盘存储介质材料首先必须具有垂直磁化的特性,即易磁化方向与介质表面垂直;其次,必须具有合适的居里温度(大约在250～300℃);第三,具有尽可能大的磁光克尔转角(014～0.7度),当然,还要能承受百万次以上的信息写、擦与重写.属合金薄膜介质,如非晶态GbTbFeCo合金膜.TbFeCo、工科物理Vol.10No.3200033212读出原理从磁光盘读取信息利用了磁光克尔效应,这里是极向磁光克尔效应(如图2(a)).一束线偏振光入射在磁化了的介质表面时,反射光一般是椭圆偏振光,以椭圆长轴表示的反射光“偏振面”相对入射偏振光的偏振面将旋转一定的角度,这个转角称为磁光克尔转角Η,它是与介质的磁化有关的.2磁光盘的存储原理磁光存储,用一束强激光聚焦到磁光记录介质薄膜上,热磁写入和擦除信息,利用磁光克尔效应读出信息.211写入原理磁光盘的写入过程利用了铁磁材料存在一特定的临界温度即居里点的原理(如图1(a)),基片上制备一层合适的磁性介质,并预先被磁化为各点磁化强度M朝上,这就构成了一张用来记录信息的空白磁光盘.图2读出原理如图2(b)所示,一束线偏振激光照射到已记录信息的磁光盘上,反射光偏振角旋转角度Η,旋转的方向取决于M向上还是向下,在M向上的点上,反射光偏振面顺时针偏转,在M向下的点上,反射光偏振面逆时针偏转,调整偏振光分析器P的轴向,使偏振面顺时针偏转的反射光不能通过,偏振面逆时针偏转的反射光能通过,这样出射光再现了记录的信息“1”和“0”,随着激光束的扫描,通过光电转换器,将出射光变成电信号,就完成了读出过程.213磁光存储系统磁光存储系统如图3所示,高功率半导体激光器发出调制激光束,半导体激光器的特征椭圆光轮廓经光学系统准直并变圆,以便能明锐地聚焦到磁光盘上.偏压线圈提供反转磁场,偏振分光器P1将反射光转向,同时减少对激光器的反馈.偏振分光器和微分检测器组成数学检测器,读取数据.同时象限检测器用来监控聚焦和跟踪的偏差.一旦存在偏差,即产生误差讯号,反馈到伺服电机,以纠正偏差.图1写入原理当垂直磁化的介质受到一聚焦激光束照射时,被照射点温度升至居里点,这个小区域的铁磁材料变为顺磁性,磁化强度M的取向由外磁场决定,这外磁场使顺磁的小区域(照射点)M方向发生翻转.激光束移开后,该点温度下降,M的取向就被固定下来(如图1(b)).介质中磁化强度M取向的上、下对应信息“0”和“1”,以要记录的信息控制激光束的“通”或“断”,同时在读/写头上装置的一个微型线圈提供与预磁化方向相反的外磁场,随着磁光盘的转动和激光束的径向移动,就在磁光盘上建立了与要被记录的信息相对应的“1”和“0”状态序列,即一个二进制码(如图1(c)).©1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net工科物理Vol.10No.3200034去的014～017度提高至大于2度.大大提高了信噪比.另一方面,通过采用畴边缘记录法;磁超细分辨;等角...