Устройство для записи и воспроизведения информации с магнитооптического носителя

Устройство для записи и воспроизведения информации с магнитооптического носителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: накопление информации , оптические запоминающие устройства. Сущность изобретения: излучение оптического блока 1 формирования сигнала записи проходит светоделительную призму 2, объектив 3, магнит 4 и попадает на носитель информации 5с подложкой 8 в виде цилиндрической трубки, материал которой имеет / анизотропию показателя преломления. Отраженное от носителя 5 излучение в обратном коде проходит магнит 4, объектив 3 и отражается светоделительной призмой 2 на блок 8 обработки информационного сигнала , перед которым установлены фазовые пластинки 6,7. Оптическая ось подложки носителя 5 информации ориентирована под определенным углом к образующей цилиндра . Приводятся математические формулы для определения указанного угла. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1797148 А1 (si)s G 11 В 11/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4882805/10 (22) 14,11.90 (46) 23.02,93. Бюл. N 7 (71) Институт проблем регистрации информации AH УССР (72) М.Ю.Колесников и Н,В,Дашко (56) I.Час. Soc,Jap, 1985, ч.28, hh 2, рр.77 — 81, Арр1,opt, 1988, ч.27, М 4, рр.717 — 722. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ С МАГНИТООПТИЧЕСКОГО НОСИТЕЛЯ (57) Использование; накопление информации, оптические запоминающие устройства.

Сущность изобретения: излучение оптического блока 1 формирования сигнала записи проходит светоделительную призму 2, объектив 3, магнит 4 и попадает на носитель информации 5 с подложкой 8. в виде цилиндрической трубки, материал которой имеет анизотропию показателя преломления. Отраженное от носителя 5 излучение в обратном коде проходит магнит 4, обьектив 3 и отражается светоделительной призмой 2 на блок 8 обработки информационного сигнала, перед которым установлены фазовые пластинки 6,7. Оптическая ось подложки носителя 5 информации ориентирована под определенным углом к образующей цилиндра. Приводятся математические формулы для определения указанного угла. 5 ил.

1797148

Изобретение относится к устройствам накопления информации, а более конкретно — к оптическим запоминающим устройствам, и предназначено для использования в вычислительной технике, в частности — a 5 качестве устройства для записи и считывания информации.

Известно магнитооптическое запоминающее устройство, состоящее иэ оптически связанных между собой оптического блока формирования сигнала записи, светоделительной призмы, объектива, носителя информации, подложка которого имеет анизотропию показателя преломления и выполнена в виде диска либо цилиндра, магнита, фазовой пластинки А/2 и блока обработки сигнала считывания. В данном устройстве запись информации осуществляется посредством изменения намагниченности реверсивного регистрирующего покрытия в точке фокусирования луча с помощью внешнего магнитного поля, Информация считывается путем регистрации изменения состояния поляризации излучения, отраженного от слоя. Фазовая пластинка А/2 служит для выравнивания уровней сигналов на фотоприемниках считывания. Недостатком устройства является малая величина отношения сигнал/шум в информационном сигнале, Это обусловлено наличием в подложке носителя информации нескомпенсированного двулучепреломления, в результате чего в луч. отраженный от носителя информации, вносится постоянная фазовая задержка, изменяющая его состояние З5 поляризации.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее оптически связанные между собой оптический блок формирования сигнала записи, свето- 4О

/ делительную призму, объектив, носитель информации, подложка которого. имеет анизотропию показателя преломления и выполнена в виде диска, либо в виде цилиндра, магнит, компенсирующие фазовые пластин- 45 ки il/2 и А/4 и оптический блок обработки информационного сигнала. В данном устройстве в целях уменьшения влияния двулучепреломления подложки носителя информации на информационный сигнал, а 50 следовательно, увеличения отношения сигнал/шум, используются фазовые пластинки .

А/2 и il/4. Полуволновая фазовая пластинка служит для выравнивания уровней сигналов на фотоприемниках воспроизведения, а фа- 55 зовая пластинка Л/4 позволяет компенсировать эллиптичность . поляризации отраженного излучения, вызванную подложкой носителя информации. Недостатком устройства является малая величина отношения сигнал/шум в информационном сигнале при использовании в качестве под. ложки носителя информации цилиндрической трубки. Это связано с различным изменением фазовой задержки для лучей, отраженных от носителя информации в различных плоскостях падения лучей, т.е. она различна для лучей, лежащих в плоскости падения. содержащей образующую цилиндрической подложкой носителя информации и нормаль к ней, и для лучей, лежащих в плоскости падения, содержащей произвольную касательную к цилиндрической поверхности носителя информации и нормаль к ней.

Цель изобретения —. повышение отношения сигнал/шум в воспроизведенном информационном сигнале.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для записи и воспроизведения информации с магнитооптического носителя, содержащем оптически связанные оптический блок формирования сигнала записи, светоделительную призму, объектив, носитель информации, подложка которого имеет анизотропию показателя преломления и выполнена в виде цилиндрической трубки, на внутреннюю поверхность которой нанесено реверсивное регистрирующее магнитооптическое покрытие, а также блок обработки информационного сигнала, оптически связанный со светоделителем через фазовые. пластинки и магнит, установленный между объективом и носителем информации, оптическая ось подложки носителя ориентирована подугломф к образующей цилиндра, при этом угол Р определяется из соотношения:

sin а sin 64

P = arctg где а — угол между оптической осью и касательной к цилиндрической поверхности;

Оц и 92 — углы, определяемые иэ следующих соотношений; и

-2 П2

А2

tg @2 = — (п — А ) "2 + (и + б - ф

А где r = — ((п1 Я2 - А (Я + d - Ф) )

А п1 р + )(„2 A2)1/2), А — апертура объектива;

f — фокусное расстояние объектива;

d — расстояние от объектива до внешней поверхности цилиндрического носителя информации;

1797148

10

30

50

55 — Ч (1) h — толщина стенки носителя информации; .

R — внешний радиус подложки носителя информации;

n>,ï2 — показатели преломления материала подложек носителя информации соответственно вдоль и перпендикулярно образующей ее цилиндрической внешней поверхности.

На фиг.1 дана функциональная схема устройства для записи и воспроизведения информации с магнитооптического носителя; на фиг,2 — оптический блок формирования сигнала записи; на фиг,3 — оптический блок обработки информационного сигнала; на фиг.4 — взаимная ориентация носителя информации и системы координат, используемой в расчетах; на фиг.5 — взаимное расположение оптической оси цилиндрической подложки носителя информации и преломленных лучей.

Устройство для записи И воспроизведения информации с магнитооптического носителя, содержит оптически связанные оптический блок формирования сигнала записи 1 (пример реализации приведен на фиг.2), светоделительную призму 2, объектив 3, магнит 4, носитель информации 5, подложка которого имеет анизотропию показателя преломления и выполнена в виде цилиндрической трубки, на внутреннюю поверхность которой нанесено реверсивное регистрирующее магнитооптическое покрытие, фаэовые пластинки 6 и 7, а также блок обработки информационного сигнала

8 (пример реализации приведен на фиг,3), оптически связанный со светоделителем 2 через фазоеые пластинки 6 и 7, и магнит 4, установленный между обьектиеом 3 и носителем информации 5. Оптический блок формирования сигнала записи (фиг.2) состоит. иэ оптически связанных между собой полупроводникового лазера 9, коллиматора 10, бинокля Брюстера — призм 11. Оптический блок обработки информационного сигнала (фиг,3) состоит иэ оптически связанных светоделительной призмы 12; второй выход которой оптически связан с датчиком автофокусировки, поля ризационной призмы

13, выходы которой оптически связаны с фотоприемниками 14 и 15. Носитель состоит из подложки 16 и регистрирующего покрытия 17.

Устройство работает следующим образом.

Запись информации осуществляется путем локального перемагничивания регистрирующего покрытия 17 (фиг.4) в точке . фокусирования лазерного излучения с помощью внешнего магнитного поля, создаваемого магнитом 4 (фиг.1). При воспроизведении информации луч лазера пониженной мощности, отражаясь от носителя информации 5, изменяет состояние поляризации в зависимости от направления намагниченности реверсивного регистрирующего магнитооптического покрытия 17 в точке фокусирования излучения (полярный эффект Керра). Преобразование модуляции поляризации излучения в модуляцию его интенсивности осуществляется призмой 13 (фиг,3), которая разделяет взаимно перпендикулярные составляющие поляризации излучения, Луч света, испускаемый полупроводниковым лазером 9 (фиг.2), собирается коллиматором 10 и направляется на призмы 11 (бинокль Брюстера), которые расширяют световое излучение в плоскости наименьшего сечения, Далее луч после прохождения светоделительной призмы 2 фокусируется объективом 3 на поверхность регистрирующего реверсивного покрытия 17 (фиг,4). Состояние поляризации излучения, отраженного от носителя информации 5. зависит как от направления намагниченности реверсивного регистрирующего покрытия

17 (фиг,4), так и от наличия анизотропии показателя преломления цилиндрической подложки 16 носителя информации 5. Двулучепреломление подложки носителя информации может быть скомпенсировано с помощью фазовых пластинок 6 и 7, При этом с помощью четвертьеолновой пластинки 6 компенсируется двулучепреломление подложки носителя информации 5, а полуволновая фаэовая пластинка 7 используется для выравнивания уровней сигналов на фотоприемниках 14 и 15 (фиг.3). Использование в устройстве для записи и воспроизведения информации цилиндрической подложки носителя информации дополнительно увеличивает фоновый уровень сигнала воспроизведения. Это связано с тем, что лучи света, распространяющиеся в плоскости, содержащей образующую цилиндрической поверхности, и е плоскости, перпендикулярной к ней, имеют различные фоновые задержки, что приводит к модуляции поляризации луча в его поперечном сечении, Для различных плоскостей падения отраженные от носителя информации лучи будут иметь одинаковое состояние поляриэациии при условии равенства их фазовых задержек, Для лучей, преломленных е плоскости Y0Z (фиг.4), содержащей образующую цилиндра и оптическую ось устройства, фазовая задержка h> определяется из уравнения

2_#_6 no — х— по + (пе (О1) — по) siA ф

1797148

np пе где пе(О1) ; (1.1)

1) (2) 9 = arctg

$1П а $)п Й1

P = arctg

cos 0 = $Iri Q $!Й ф + Оц); (1 2);

6ti = агав!п (— . з!п 6l);

П2 (1.3);

О) — угол падения;

n,n8 — показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей в материале подложки;

А — длина волны излучения; а, Р- углы соответственно между оптической осью подложки и осями координат X иУ; ф — угол между оптической осью подложки и плоскостью поляризации преломленного луча;

О ...9 — углы падения луча на носитель информации, Для лучей, преломленных в плоскости

X0Z (фиг.4), содержащей касательную к цилиндрической поверхности, и оптическую ось устройства, фазовая задержка ha описывается соотношением по + (пе (%) — по) 8)п ф где ne(6b) — ; (2.1)

„2,+(п2 — п2) . .sin @

cos 0z = sing sin (а+ Й ); (2.2) Формула изобретения

Устройство для записи и воспроизведения информации с магнитооптического носителя, содержащее оптически связанные оптический блок формирования сигнала записи, светоделительную призму, объектив, носитель информации, подложка которого имеет анизотропию показателя преломления и выполнена в виде цилиндрической трубки, на внутреннюю поверхность которой нанесено реверсивное регистрирующее магнитооптическое покрытие, а также блок обработки информационного сигнала, опти /р :" stn Я вЂ” гсов Я

)+ (R — "} — (R — з!п 0) — r cos 6г

5 +"

+агсщ ) );

R — Р где Оц и 6 2 — соответственно углы преломления в плоскостях YOZ и X0Z.

10 Ориентация оптической оси подложки носителя информации относительно образующей ее цилиндрической поверхности, при которой фазовая задержка для лучей, лежащих в произвольных плоскостях паде15 ния постоянна, определяется из условия равенства фазовых задержек в плоскостях

YOZ u XOZ (выражения (1) и (2)) следующим образом;

$ )па з1п О)1

P=arctg (. )

sin (a + О) ) — соз О)) sin а (3) где а — угол между оптической осью под25 ложки и касательной к ее цилиндрической поверхности.

Например, если оптическая ось подложки носителя информации лежит в плоскости, содержащей образующую цилиндрической

30 поверхности и нормаль к ней {угол а = 90 град), то при следующих параметрах подложки nt = 1,4839; ne - 1,5825; и„= 1,5800; R

7 мм и при числовой апертуре объектива 3

35 (фиг.1), равной 0,5, т.е. при угле падения О) =

30 град, P = 100 град.

Таким образом, ось анизотропии цилиндрического носителя информации должна

40 быть отклонена от нормали к поверхности цилиндра приблизительно на 10 град, чески свяэаннйй со светоделителем через фазовые пластинки и магнит, установленный между объективом и носителем информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум в воспроизведенном информационном сигнале, оптическая ось подложки носителя ориентирована под углом Р к образующей цилиндра, при этом угол Р определяется иэ соотношения

1797148

10 где а- угол между оптической осью подложки и касательной к ее цилиндрической поверхности;

6 1 и д г — углы, определяемые из соотношений

tg a1 = — — 1;

-г Лг

А2

tg Йг-,— (n1 -А) + — (h+d-f); .1 1 2 2 1/2 А Г где r- ((n1 R2-А (Я+4- ) }

Д

" (R + d - f) (n1 - А )1 );

А — апертура объектива;

f — фокусное расстояние объектива;

d — расстояние от объектива до внешней поверхности цилиндрической поверхности носителя;

h — толщина стенки носителя; и — внешний радиус подложки носителя информации; п1, n2 — показатели преломления материала подложки носителя соответственно вдоль и перпендикулярно образующей ее цилиндрической внешней поверхности.

1797148

Составитель С.Ильчук

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Т. Ш à rosa

Корректор О.Кравцова

Заказ 655 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101