Способ определения распределения остаточной намагниченности носителей магнитной записи Советский патент 1992 года по МПК G11B27/22 

Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информационных сигналов и может быть использовано в системах визуализации информации, записанной на магнитном носителе, а также в системах метрологического обеспечения аппаратуры магнитной записи.

Цель изобретения - повышение точности определения в диапазоне малых полей.

На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего способ.

Устройство включает источник 1 оптического излучения, последовательно расположенные на оптической оси светового пучка от источника 1 оптического излучения поляризатор 2, полупрозрачное зеркало 3, объ- ектив4,феррит-гранатовую

эпитаксиальную пленку 5, специально ориентированную и приведенную в контакт с носителем 6 магнитной записи, последовательно расположенные на оптической оси светового луча, отраженного от носителя 6 магнитной записи после полупрозрачного зеркала 3, анализатор 7, окуляр-микрометр 8, телевизионную установку 9.

Способ осуществляется следующим об- разом.

Феррит-гранатовую эпитаксиальную пленку 5 с собственной полосовой доменной структурой, намагниченность которой ориентирована нормально к поверхности пленки, приводят в контакт с носителем 6 магнитной записи. Световой поток от источника 1 оптического излучения после прохождения поляризатора 2 становится линейно поляризованным, проходит через полупрозрачное зеркало 3 и фокусируется с помощью объектива 4 через феррит-гранатовую эпитаксиальную пленку 5 на поверхности носителя 6 магнитной записи. После двойного прохождения через феррит-гранатовую эпитаксиальную пленку 5 отражен- ный световой поток будет пространственно промодулирован по состоянию поляризации в соответствии с ориентацией намагниченности локальных участков пленки 5. Этот световой поток проходит через объектив 4 и направляется полупрозрачным зеркалом 3 через анализатор 7 и окуляр-микрометр 8 на мишень телекамеры телевизионной установки 9. Пространственно промодулирован- ный по состоянию поляризации отраженный световой поток после анализатора 7 становится промодулированным по интенсивности. Последнее позволяет визуализировать собственную полосовую доменную структуру феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки и произвести ориентацию пленки таким образом, чтобы плоскость доменной границы совпадала с направлением дорожки записи на носителе, Интенсивность света, достигающая локального участка мишени телекамеры телевизи- онной установки 9, определяется ориентацией намагниченности соответствующего локального участка феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки 5, т.е. на экране монитора телевизионной установки 9 происходит визуализация доменной структуры пленки 5. При появлении в объеме носителя б магнитной записи неоднородного распре- .деления остаточной намагниченности на- блюдается отклонение равновесного положения локальных участков доменных границ собственной полосовой доменной структуры феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки 5. Величина U(xi) и координаты Xj этих отклонений измеряются с помощью микрометра на экране монитора телевизионной установки 9. Для носителей магнитной записи с перпендикулярным намагничиванием определение остаточной намагниченности производится без численного интегрирования непосредственно по полученным значениям U(xi).

Если распределение остаточной намагниченности в носителе магнитной записи с продольным намагничиванием описывается некоторой функцией /г f(x), где/ - амплитудное значение остаточной намагничен- ности; х - координата вдоль информационной дорожки, то напряжен- ность магнитного поля в некоторой точке пространства, создаваемого носителем магнитной записи с указанным распределением остаточной намагниченности, может быть найдена из из-вестного уравнения электродинамики

,(1)

где В - магнитная индукция.

В результате получено следующее выражение:

Hi (1 -e

-Mi

)(x). (Я

где h - толщина раоочего слоя носителя магнитной записи;

у - координата в направлении, перпендикулярном к поверхности носителя магнитной записи;ч

rj - некоторый коэффициент, зависящий от формы распределения остаточной намагниченности носителя магнитной записи. Например, в случае, когда распределе- ние остаточной намагниченности в носителе имеет гармонический характер, коэффициент г равен волновому вектору этого гармонического распределения. В случае, когда геометрические размеры пространственных неоднородностей остаточ- ной намагниченности носителя магнитной записи сравнимы или превышают толщину рабочего слоя носителя магнитной записи и толщину воздушного зазора между феррит- гранатовой эпитаксиальной пленкой и носи- телеммагнитнойзаписи,

перпендикулярная составляющая напряженности магнитного поля описывается соотношением

Hi M f(x)(3)

Такое приближение существенно упрощает расчет, но не нарушает общности решения рассматриваемой задачи, так как с помощью выражения (2) всегда могут быть введены соответствующие поправки, учиты- вающие геометрические размеры неоднородностей остаточной намагниченности носителей магнитной записи.

Полосовая доменная структура приведенной в контакт с носителем магнитной записи и специально ориентированной феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки оказывается помещенной в пространственно неоднородное внешнее магнитное поле, описываемое соотношениями (2) или (3), Положение локальных участков доменной гра- ницы полосовой доменной структуры

соответствует минимуму свободной энергии Е, которая в данном случае предполагается равной сумме поверхностной энергии доменной границы и зеемановской энергии и определяется соотношением

E h. dy ( U(x) -2MoH,j(4)

где д дг - плотность энергии доменной границы, М0 - намагниченность насыщения феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки, U(x) - смещение локального участка доменной границы с координатой х относительно равновесного положения, которое соответствует отсутствию составляющей Hi магнитного поля. Минимум свободной энергии Е имеет место при выполнении условия д Е/ д , Из этого условия может быть получено уравнение для определения отклонения локального участка доменной границы от положения равновесия в пространственно неоднородном внешнем магнитном поле Ж

+ 2HiM0 0(5)

dx

С учетом конкретного вида HI и заданного выражения (3) выражении (5) может быть записано следующим образом:

U((X)(6)

Таким образом, доменная граница полосовой доменной структуры, специально ориентированной и приведенной в плотный контакт с носителем магнитной записи с существующим в нем пространственным распределением остаточной намагниченности феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки, подвергается воздействию пространственно неоднородных полей рассеяния носителя магнитной записи. Результатом такого воздействия является отклонение локальных участков доменной границы от равновесного положения, которое соответствует отсутствию полей рассеяния носителя, причем это отклонение локального участка доменной границы оказывается пропорциональным скорости изменения вдоль дорожки магнитной записи распределения остаточной намагниченности соответствующего участка носителя магнитной записи с продольным намагничиванием. Последнее обстоятельство позволяет реализовать измерение распределения остаточной намагниченности носителя магнитной записи предлагаемым способом. Для этого необходимо посредством анализа пространственного распределения состояния поляризации отраженного

от носителя магнитной записи и дважды прошедшего через феррит-гранатовую эпи- таксиальную пленку светового луча визуализировать доменную структуру приведенной в контакт с носителем магнитной записи феррит-гранатовой эпитакси- альной пленки, ориентировать пленку таким образом, чтобы плоскость доменной границы совпадала с направлением дорожки за- писи на носителе, измерить пространственное распределение отклонений от равновесного положения, соответствующего отсутствию полей рассеяния носителя, локальных участков доменных границ полосовой доменной структуры и выполнить интегрирование на локальных интервалах доменных границ полученного распределения отклонений с помощью численных методов интегрирования.

В процессе измерения отклонений локальных участков доменной границы феррит-гранатовой эпитаксиальной пленки от положения равновесия получают последовательность значений U(xi), где xi - точки вдоль дорожки записи, в которых производилось измерение отклонения от положения равновесия локального участка доменной границы. При этом в соответствии с (6) U(xi) Mdf(x)/dx/xi, т.е. величина U(xi) пропорциональная производной по координате х от функции пространственного распределения остаточной намагниченности носителя магнитной записи. Для того, чтобы получить абсолютное значение остаточной намагниченности носителя магнитной записи на некотором участке хЕ(хохп), необходимо осуществить численное интегрирование функции df(x)/dx на этом участке по полученным отсчетам U(xi). Это может быть сделано, например, с использованием формулы трапеций:

ХМ/ ч

Mf(x)-J--ЈIifi dxхо d

.Р)

где К (хп-хо)/п, где п - количество измеренных значений на данном интервале. Точность определения распределения остаточной намагниченности носителя магнитной записи с использованием методики численного интегрирования тем выше, чем больше

пространственная частота выборок U(xi). С другой стороны, предлагаемый способ определения остаточной намагниченности обеспечивает тем большую локальность, чем меньше интервал

Реализация предлагаемого способа с использованием эпитаксиальной пленки BI содержащего феррит-гранат (В|, Тт)з(Ре,Са)5012 с периодом собственной доменной структуры 30-100 мкм, намагниченностью насыщения 19-40 Гс и удельной энергией доменной границы 0,9-1,4 эрг/см позволяет измерить распределение остаточной намагниченности ленточных носителей магнитной записи с продольным

намагничиванием и дисковых носителей с перпендикулярным намагничиванием с минимальными значениями намагниченности 0,8-5,0 Гс.

Формула изобретения

Способ определения распределения остаточной намагниченности носителей магнитной записи, при котором в контакт с носителем приводят феррит-гранатовую эпитаксиальную пленку с собственной полосовой доменной структурой, намагниченность которой ориентирована нормально к поверхности пленки, облучают носитель линейно-поляризованным световым пучком через феррит-гранатовую пленку и детектируют пространственное распределение состояния поляризации в отраженном световом пучке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения в диапазоне малых полей, предварительно ориентируют плоскость доменной границы собственной доменной структуры феррит-гранатовой пленки в направлении информационной дорожки на носителе, одновременно с облучением измеряют отклонения локальных участков доменной границы собственной доменной структуры феррит-гранатовой пленки от равновесного положения, а определение распределения полей рассеяния осуществляют по измеренному отклонению.