автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Реверсивные методы записи для оптических дисковых накопителей информации

На правах рукописи

СЛЕСАРЕВ Юрий Николаевич

РЕВЕРСИВНЫЕ МЕТОДЫ ЗАПИСИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ДИСКОВЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управлении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ПЕНЗА 2004

Работа выполнена на кафедре «Компьютерные технологии управления» Пензенского государственного университета.

Научный консультант — доктор технических наук, профессор

Годунов А. И.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Рандошкин В. В.; доктор технических наук Сальников И. И.;

доктор технических наук, профессор Макарычев П. П.

Ведущее предприятие - ОАО «Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем».

Защита состоится 16 сентября 2004 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.01 в Пензенском государственном университете по адресу: г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан «_» августа 2004 г.

Ученый секретарь А?

диссертационного совета /'

профессор ШашковБ.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Оптические методы записи обладают значительными возможностями, которые не только не исчерпали себя, но даже не проявили многих своих положительных качеств на фоне интенсивного развития многочисленных средств запоминания информации большой емкости. Весь процесс развития накопителей на оптических дисках показывает, что их характеристики будут и дальше совершенствоваться.

В России наиболее интенсивно исследовались накопители с постоянной оптической записью, т. е. основанные на принципе выжигания отверстий на поверхности носителя или создании необратимых изменений лазерным лучом. Вместе с известными преимуществами такой метод обладает недостатком: отсутствие реверсивности записи.

О проблеме перезаписи всегда существовало два мнения:

- первое отвергало необходимость такой возможности (стирание информации) и связывалось с существованием почти неограниченных ресурсов по увеличению емкости накопителя, допускающих перезапись любого фрагмента информационного массива большое число раз на новые участки носителя;

— второе мнение допускало такую возможность и базировалось на успехах исследований и разработок реверсивных носителей.

Существует два основных класса реверсивных оптических дисков (ОД): ОД с термомагнитной записью (ТМЗ) и стиранием, магнитооптическим воспроизведением и ОД на основе изменения фазового состояния области записи, осуществляющие обратимые переходы из аморфного состояния в кристаллическое.

Теоретически предпосылки к решению проблемы оптической перезаписи создавались трудами ученых многих стран мира. Вопросам проектирования накопителей посвящены монографии ведущих ученых России, США, Японии, Великобритании. Особенно поток публикаций усилился с появлением нового класса носителей информации на основе соединений «редкая земля - переходный металл». Однако значительное число публикаций было направлено на технологический аспект проблемы создания накопителей информации и явно недостаточно было уделено явле-

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

ний, протекающих при записи. Именно они и определяют принимаемые модельные представления процессов.

Дальнейшие технические решения, оптимальные значения параметров элементов технической системы в большей степени будут зависеть от принятых модельных представлений, которые требуют непрерывного уточнения, а следовательно, и их усложнения при повышении плотности записи.

Цель работы заключается в исследовании процессов записи, стирания, воспроизведения информации в накопителях с ТМЗ для повышения плотности записи, надежности стирания, устойчивости сигнала воспроизведения к возмущающим факторам, обоснованного выбора параметров реверсивных оптических накопителей информации с поэлементной записью данных. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- анализ современного состояния теории ТМЗ, магнитооптического воспроизведения, стирания информации;

-теоретическое и экспериментальное обоснование математических моделей переключения носителей записи, обеспечивающих высокую точность представления процессов, происходящих при ТМЗ;

-формулирование и решение задачи оптимизации параметров носителя информации при записи, воспроизведении, старании для ТМЗ;

- теоретическое обоснование моделей ТМЗ, границ применимости моделей при исследовании процессов записи, стирания, воспроизведения, специфических искажений информации в каналах записи-воспроизведения, анализ переходных процессов в регистрирующей среде с ТМЗ;

- построение каналов записи накопителей с ТМЗ и магнитооптическим воспроизведением и ряда других узлов накопителя.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы математического анализа, методы математической физики, теории поля, теории цифровой магнитной и оптической записи, поляризационной оптики.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что разработан системный подход к исследованию процессов записи,

воспроизведения и стирания информации при ТМЗ на основе теоретически и экспериментально обоснованной модели переключения носителя, в том числе:

- предложена и обоснована пороговая модель переключения носителя, обеспечивающая более высокую точность представления процессов записи, воспроизведения, стирания, чем известная. В соответствии с этой моделью намагниченность области записи изменяется между двумя состояниями намагниченности насыщения непрерывно, в отличие от известной пороговой модели, определяющей только два состояния намагниченности. Предложенная модель включает в себя известную и лежит в основе разработанного системного подхода к анализу ТМЗ;

-дано теоретическое обоснование выбора величины полей записи, критериев надежного стирания информации с учетом.принятого способа записи, продольной и поперечной плотности, параметров носителя, режимов записи. Обоснован выбор оптимальных параметров носителя для ТМЗЛбазирующийся на предложенной пороговой модели переключения носителя: толщины носителя, размера области записи, коэрцитивной силы носителя в зависимости от поперечной и продольной плотности записи, способов записи. Показано, что импульсный способ записи является более предпочтительным для ТМЗ, чем потенциальный. Он обеспечивает меньшую величину поля записи и меньшую зависимость поля записи и стирания от изменения поверхностной плотности, кодовых комбинаций и, следовательно, более стабильную запись и надежное стирание. Разработан способ повышения устойчивости областей записи к действию магнитных полей, не ухудшающий свойства носителя, что напрямую связано с возможностью увеличения плотности записи;

-разработаны способы исследования искажения сигналограммы при ТМЗ, искажения сигнала воспроизведения вследствие особой формы следа записи, неточностей работы систем автоматической стабилизации режимов при записи-воспроизведении, плотности записи информации. При ТМЗ нарушаются временные и пространственные соотношения между исходными и записанными сигналами как при записи, так и воспроизведении. Показано, что потенциальный метод записи совместно с известными методами воспроизведе-

ния обладает большей неопределенностью формирования сигнала воспроизведения, чем импульсный;

- поставлена и решена задача по исследованию магнитного поля для ТМЗ при конечной (двумерная модель) и «бесконечной» (одномерная модель) ширине дорожки записи;

- теоретически обоснован новый способ обработки сигналов воспроизведения информации, обеспечивающий высокую точность ее воспроизведения, свободный от искажений. Данный способ основан на доказанном свойстве сигнала, заключающемся в том, что точка перехода первой производной сигнала воспроизведения мало чувствительна к колебаниям мощности записи, скорости носителя записи, расфокусировке при записи и воспроизведении, нестабильности длительности импульса записи, величине ухода с дорожки и т. п. Предложенный способ нашел применение в ряде отечественных разработок накопителей;

-разработаны самосогласованные модели записи, обеспечивающие точный анализ переходных процессов при ТМЗ и распределение намагниченности в зоне записи, протяженности переходной области между перепадами намагниченности на движущемся носителе. Модели учитывают комбинированный характер переключения намагниченности: запись за точку Кюри и переключение в соответствии с петлей гистерезиса, принимая в расчет температурные зависимости ее параметров.

Практическая ценность работы заключается в создании методического обеспечения проектирования накопителей с ТМЗ, построении узлов накопителей, а также:

- разработаны инженерные методы определения оптимальных параметров носителей информации для ТМЗ, позволяющие более обоснованно осуществить такой выбор;

- разработаны инженерные методы определения величин магнитных полей записи и стирания в зависимости от плотности записи, способов модуляции, параметров носителя информации;

- разработан технологический метод повышения стабильности носителя к действиям магнитных полей записи и стирания;

- разработаны инженерные методы расчета динамических процессов при ТМЗ, позволяющие получить информацию о промежуточных стадиях процесса перемагничивания и их влиянии на конечный результат записи;

-разработаны методы формирования сигнала воспроизведения, которые позволяют устранить большинство возмущений сигнала в канале воспроизведения и искажений информации при записи.

Применение разработанных методов позволяет реализовать подсистемы каналов записи-воспроизведения, стирания, синхронизации информации, отдельных сервосистем накопителей информации на реверсивных носителях с ТМЗ, функционирующих в условиях больших искажений при записи, малого сигнала, искажений при воспроизведении. Это обеспечивает высокое качество функционирования таких накопителей с поперечной плотностью записи не менее 800 дор./мм, продольной плотностью записи не менее 1000 бит/мм и количеством циклов перезаписи не менее десяти миллионов раз.

Реализация и внедрение результатов исследования. Диссертация представляет собой теоретическое обобщение ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в научно-исследовательском институте вычислительной техники более чем за 25-летний период работы автора в этой области. Результаты внедрены в разработки накопителей на оптических дисках типа ЕС-5086 емкостью 32000 Мбайт,

магнитооптических накопителей емкостью 600 Мбайт,

магнитооптических накопителей емкостью 1300 Мбайт,

накопителей информации специального назначения.

По результатам теоретических исследований, натурных экспериментов предложены технические решения, защищенные 12 авторскими свидетельствами на изобретения.

Научные и практические результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе Пензенского государственного университета при изучении студентами дисциплин «Микропроцессорные системы управления» и «Системы автоматизированного проектирования» на кафедре «Компьютерные технологии управления».

Основные положения, выносимые на защиту:

- модель переключения носителя и ее обоснование;

- методы определения полей записи и стирания информации;

- комплекс методов выбора и оптимизации параметров носителя информации;

- комплекс методов для обоснования способа модуляции информации при ТМЗ;

- методы исследования искажений сигналов при записи и воспроизведении под влиянием доминирующих факторов;

-комплекс методов анализа процессов формирования сигнала воспроизведения;

- динамические модели записи и стирания при ТМЗ и их обоснование;

- методы построения каналов записи, воспроизведения, стирания, синхронизации информации, систем автоматического регулирования накопителей с реверсивной записью.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на Всесоюзном научно-техническом симпозиуме «Разработка и применение опто-электронных голографических запоминающих устройств» (Москва, 1974), XV Всесоюзном совещании «Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники» (Москва, 1976), Всесоюзной научно-технической конференции «ЭВМ-76» (Москва, 1976), школе-семинаре «Новые магнитные материалы для микроэлектроники» (Орджоникидзе, 1976), Ш Всесоюзной школе по доменным и магнитооптическим запоминающим устройствам (Астрахань, 1980), Ш Всесоюзной конференции по вычислительной оптоэлектронике «Проблемы оптической памяти» (Ереван, 1987), Всесоюзной научно-технической конференции «Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях» (Пенза, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции «Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях» (Пенза, 1989), конференции «Моделирование, проектирование и производство систем ВЗУ ЭВМ» (Пенза, 1990), Ш научно-методической конференции «Использова-

ние научно-технических достижений в учебном физическом эксперименте» (Пенза, 1996).

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 57 печатных работ, в том числе 30 статей, 12 авторских свидетельств на изобретение, 14 тезисов докладов на конференциях, монография.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, основной части, состоящей из 6 глав, заключения, списка литературы, включающего 186 наименований, приложения. Введение, основная часть и заключение изложены на 318 страницах, проиллюстрированы 164 рисунками и 5 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель исследования, сформулированы научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе выполнены обзор методов ТМЗ информации, анализ моделей переключения носителей при ТМЗ, моделей записи, стирания информации, методов воспроизведения.

Анализ состояния разработок запоминающих устройств (ЗУ) с ТМЗ позволил установить следующие направления исследований:

1. Разработка и совершенствование каналов ТМЗ информации с целью повышения физической плотности записи и надежности ее сохранения. В это направление входят:

- разработка новых и совершенствование существующих методов ТМЗ информации;

- улучшение параметров носителей для ТМЗ с целью повышения плотности хранения данных при высокой надежности ее записи, увеличение временной стабильности хранения;

- совершенствование и исследование моделей ТМЗ. На основе модельных представлений осуществляется анализ физических процессов при записи, разрабатываются методы повышения плотности записи, анализируется влияние возмущающих факторов на плотность записи информации, разрабатываются методы кодирования и коррекции информации;

- разработка новых способов кодирования информации;

- оптимизация процесса записи.

2. Разработка и совершенствование каналов воспроизведения. В это направление входят:

-изучение и исследование ранее не используемых физических принципов для построения системы воспроизведения информации при ТМЗ;

- совершенствование моделей воспроизведения;

- исследование известных, но ранее не используемых методов обработки сигнала воспроизведения и формирование цифрового сигнала воспроизведения с целью реализации новых принципов записи;

- повышение надежности воспроизведения, исследование влияния возмущающих факторов, в частности, электромеханических систем накопителей на процесс воспроизведения, разработка систем помехоустойчивого кодирования.

3. Разработка и совершенствование каналов стирания. В это направление входят:

-изучение, исследование и применение ранее не используемых принципов при построении системы стирания информации при ТМЗ;

- совершенствование моделей стирания;

- разработка критериев стирания информации.

4. Исследование, разработка и повышение технических характеристик аппаратной части накопителей:

-полупроводниковых лазеров, излучающих с более короткой длиной волны, фокусирующих объективов с большей числовой апертурой и минимальной массой, оптических элементов, вносящих минимальные искажения в степень поляризации излучения, фотоприемников, обеспечивающих преобразование оптического сигнала в электрический с максимальным отношением сигнал/шум;

- повышение стабильности работы и надежности электромеханических систем, прежде всего, магнитооптической головки.

Анализ методов проектирования оптических дисковых ЗУ с ТМЗ позволил установить следующее.

1. Известные методы проектирования дисковых ЗУ с ТМЗ базируются на пороговых моделях с двумя состояниями намагниченно-

сти. В их основе лежит существование фазового перехода второго рода - точка Кюри (запись за точку Кюри) или переключение состояния носителя при превышении полем записи величины коэрцитивной силы, уменьшающейся с нагревом носителя. В последнем случае намагниченность переключается в соответствии с петлей гистерезиса материала. Состояние намагниченности исходного материала и переключенного участка соответствует намагниченности насыщения. Модели магнитного поля записи основаны на приближенных выражениях и не позволяют точно определить величину поля записи, необходимого для надежного насыщения переключенного участка, требуют проведения экспериментальных работ. Отсутствует звено, позволяющее связать намагниченность переключенного участка и результирующего поля записи, а также определить влияние предыстории записи, способа записи на величину поля записи. Методы оптимизации параметров носителя, основанные на пороговой модели, не обеспечивают достаточной точности расчетов. Анализ процессов записи основан на статических моделях записи и не учитывает процессы "самосогласования". Не исследованы искажения, свойственные ТМЗ. Не проведен сравнительный анализ пригодности рассмотренных способов записи для цифровой ТМЗ.

2. Анализ процессов воспроизведения основан исключительно на пороговых моделях переключения состояния носителя, в которых сигнал воспроизведения определяется удвоенным углом магнитооптического вращения, определяемым магнитным насыщением исходного состояния намагниченности и переключенного состояния. Не исследованы влияние искажений при записи на процесс воспроизведения, влияние неидеальных оптических элементов. Не разработаны методы формирования сигнала воспроизведения с учетом шумов в системе воспроизведения. Не исследовано влияние на характеристический импульс составляющих формируемого следа записи.

3. Известные методы выбора величины поля стирания не учитывают применяемый способ записи, выбранную плотность записи. Результаты экспериментов по стиранию достаточно плохо согласуются с расчетными данными. Вопросы стабильности следа записи к действию магнитных полей записи — стирания — рассмотрены применительно к пороговым моделям.

4. Технические решения аппаратной части устройств хранения информации с ТМЗ базируются на выводах пороговых моделей бинарного типа, часто являются неоптимальными и не обеспечивают высокой надежности функционирования накопителей.

5. Имеется большой разброс как теоретических, так и экспериментальных значений величин параметров, влияющих на принятие наиболее важных решений при проектировании устройств с ТМЗ.

На основании проведенного анализа теории и методов проектирования оптических дисковых ЗУ с ТМЗ в данной работе выбрано направление их совершенствования за счет повышения плотности записи, надежности воспроизведения, надежности стирания, разработки вопросов эффективного проектирования накопителей с ТМЗ.

В общей задаче выделены частные, решаемые автором:

1) разработка моделей переключения носителя с ТМЗ и моделей записи;

2) исследование процесса записи, возмущающих и искажающих запись факторов: магнитного поля записи, способов и режимов записи, параметров носителя записи, достижимой плотности записи;

3) исследование, разработка способов воспроизведения информации, записанной методом ТМЗ, и искажающих факторов: неидеальности носителя записи и оптических элементов в канале воспроизведения, паразитных элементов электронного блока воспроизведения, неточностей работы систем накопителя;

4) исследование, кроме записи, другой важной функции накопителя с ТМЗ: стирание информации. Разработка методов увеличения достоверности стирания информации;

5) разработка наиболее важных узлов накопителя с ТМЗ и вспомогательного оборудования для исследования параметров носителя информации;

6) по причине множества параметров, влияющих на плотность записи в накопителе с ТМЗ, и сложности оперирования многочисленными моделями при многофакторном анализе актуальной задачей становится разработка машинных методов исследования.

Вторая глава посвящена исследованию и обоснованию моделей переключения носителя информации при ТМЗ.

ТМЗ осуществляется при наличии тепловых и магнитных полей, поэтому возникает задача отыскания и исследования намагниченности Мзап = .ЛТ/ип) от поля записи Т/зап, не принимая на первом этапе рассмотрения этой функции геометрию записи и временные характеристики самого процесса.

В известной литературе намагниченность цифровой записи описывается пороговой моделью, предполагающей существование в регистрирующей среде двух состояний намагниченности насыщения. Согласно этой модели, названной пороговой моделью бинарного типа (МБТ), намагниченность материала определяется безгистерезис-ной кривой и достигает насыщения при «малых» магнитных полях записи которые при рассмотрении самих процессов записи, стирания, воспроизведения в расчет не принимаются. Состояния носителя при переключении можно описать функцией

^зап =Л/58'ёп(Язап)» (1)

где Л/5 — намагниченность насыщения носителя.

Применимость такой модели подтверждают выражения эффек-тивностей магнитооптического воспроизведения информации с помощью магнитооптических эффектов Керра и Фарадея для накопителей с поэлементной записью.

Недостатки известной модели проявились в плохом совпадении теоретических исследований с экспериментальными данными при стирании, с результатами более точных измерений эффективности воспроизведения информации, измерениями длительностей фронтов сигнала воспроизведения.

Была обоснована модель переключения носителя при записи за точку Кюри, названная пороговой непрерывной моделью (ПНМ), в которой намагниченность носителя изменяется непрерывно между двумя состояниями намагниченности, определяемыми в соответствии с функцией передачи, в зависимости от величины поля записи. Так же, как и в МБТ, поле записи равно сумме внешнего и размагничивающего полей. Линеаризованная функция передачи носителя при записи за точку Кюри приведена на рис. 1.

Рис. 1. Пороговая непрерывная модель

Экспериментально показано, что статическая функция передачи в пределах точности исследования совпадает с динамической характеристикой (измеряемой при импульсном нагреве).

Для обоснования достоверности моделей переключения носителя был проведен расчет намагниченности и сигнала воспроизведения при записи интерференционной картины размером Ь^хЬ^от двух

плоских волн с использованием двух рассмотренных моделей. Запись осуществляется под действием собственного магнитного поля, определяемого в центре интерферограммы выражением

где суммирование происходит по областям магнитного материала, служащего источником магнитного поля, с намагниченностью

А, = 2и£ + Д/2«2л1>;

1) -период записываемой решетки;

¿1 - ширина ненагретого выше точки Кюри участка интерферограммы;

И - толщина носителя.

Магнитные поля (2), функция передачи материала (1) и функция, изображенная на рис.1, позволили вычислить частотно-контрастные характеристики (ЧКХ — дифракционная эффективность от пространственной частоты). Анализ показывает, что у экспериментальной ЧКХ с ростом пространственной частоты эффективность сначала увеличивается, а далее уменьшается. Такую же зависимость дает расчетная ЧКХ, полученная с использованием ПНМ. ЧКХ с МБТ демонстрирует равномерную зависимость и не позволяет объяснить существование максимума эффективности дифракции. Показано, что предложенная модель обеспечивает меньшую погрешность описания величины намагниченности при ТМЗ, чем известная.

Стирание информации является другой важной стороной процесса ТМЗ информации. Эксперименты по определению полей стирания, известные из литературы, дают значения, плохо согласующиеся г с обеими моделями. Теоретические исследования, основанные на ПНМ, показали, что причина этого противоречия связана с неточной фиксацией момента приближения намагниченности стираемой области к намагниченности насыщения исходного материала. Отрицательное воздействие оказывают шумы измерительной системы. Физически неполное стирание связано с наличием на краю стираемой области кольцевой зоны не перемагниченного при стирании - материала, которая требует для полного стирания магнитного поля значительной величины и одновременно дает незначительный вклад в сигнал воспроизведения. Это на фоне шумов искажает картину действительно необходимой величины магнитного поля стирания. После уточненных экспериментов установлено что расчетная величина поля стирания для-ПНМ совпадает значительно точнее с экспериментальной величиной, чем для МБТ.

Третья глава посвящена разработкам методик оптимизации параметров носителя при записи и воспроизведении, выбора плотности размещения дорожек с информацией на поверхности регистрирующей среды, величины магнитного поля записи, стирания с учетом магнитного влияния соседних дорожек, способа записи.

Вопросам оптимального выбора параметров элементов накопителей всегда уделяется большое внимание при разработках всех типов устройств, а особенно при конструировании накопителей с перезапи-

сью из-за низкой эффективности воспроизведения при магнитооптическом способе воспроизведения. Так, при воспроизведении информации с помощью магнитооптического эффекта Фарадея оптимальная толщина носителя определяется выражением

Лтах=2/а.

Показано, что полученное выражение, соответствует МБТ. Для проведения аналогичной оптимизации, но в соответствии с ПНМ рассмотрены магнитные поля записи, магнитные параметры носителя, функция передачи носителя при записи, параметры системы воспроизведения. Анализ показал, что оптимальная толщина носителя определится более общей зависимостью

hmax = /(«э/КЧ')) »

где функция, учитывающая перечисленные параметры, ре-

жимы записи.

Разработан метод определения вида функции /l(v|/) от размера области записи, величины приложенного поля записи, угла установки анализатора при воспроизведении 0. С учетом этих параметров оптимальная толщина определится

Fs -удельное фарадеевское вращение плоскости поляризации; ^зап(Язап)

Мг

— функция передачи при ТМЗ (см. рис. 1).

ПНМ позволяет выявить существование максимума (рис. 2) и в зависимости сигнала воспроизведения от размера области записи а* (мощности записи).

0.005 —————--—

0 а, мкм 1

Рис. 2. Нормированная мощность, поступающая на фотоприемник, при квадратичном воспроизведении (ЛЛ) в зависимости от радиуса области записи а и записывающего пучка г0: 1 - г0 = 0,3 мкм, 2 — г0 = 0,5 мкм, 3 — г0 = 0,7 мкм, 4— г0 = 0,9 мкм

ТМЗ производится за счет поля записи, включающего собственное поле рассеяния материала носителя, которое окружает нагретую выше пороговой температуры область записи и внешнего поля записи. Увеличение плотности записи информации приводит к уменьшению поля записи по сравнению с полем записи одиночного бита. Оно происходит по двум причинам.

Во-первых, уменьшается площадь магнитного материала за счет переключенных участков, расположенных вблизи области записи.

Во-вторых, переключенные участки, имеющие намагниченность, противоположную намагниченности носителя, в состоянии насыщения сами оказывают влияние, противоположное полю записи исходного носителя.

В работе разработан метод оценки влияния магнитного поля записи Н^к от переключенных дорожек на процессы.записи и стирания для потенциальных и импульсных способов записи. Для импульсного способа записи его можно определить в соответствии с выражением (3)

Я2(г) = -Я,(Г) + 4Л/5/Г где //) (г) - размагничивающее поле записываемой области;

О2 £

+ Ъ н(,к> /,*=1

(3)

£ Яа=2МЛ £ /,¿=1 /,*=1 ^

-П-^аГ-

(у-кд)

2.

И + ^а2-(у-кд)2

(у)Ч(У)2Н»+Р-(У-кя)2)2.

2 (кд+у)2)2

<3у\

а, / - радиус области записи, расстояние между дорожками записи и период записи вдоль дорожки; - размеры носителя; индексы суммирования.

Анализ выражения (3) показывает, что импульсная модуляция при записи в большей степени пригодна для ТМЗ, как обеспечивающая меньшее изменение намагниченности области записи от записываемых кодовых комбинаций, чем потенциальный способ.

Разработана методика выбора величины поля. стирания, учитывающая применяемый способ и плотность записи. Выявлено, что величина поля стирания зависит от плотности размещения дорожек, записываемых кодовых комбинаций. Для импульсной модуляции эта зависимость значительно слабее, чем при модуляции потенциальным методом.

Разработан метод повышения стабильности области записи к действиям магнитных полей записи и стирания. Данная проблема особенно актуальна при записи с высокой плотностью.

Четвертая глава посвящена исследованиям процесса воспроизведения информации и воздействию на него искажений при записи и воспроизведении.

Проведен анализ отношения сигнал/шум в системе магнитооптического воспроизведения информации на основе ПНМ. Использовались разработанные модели неидеальных элементов, учитывались паразитные эффекты в оптическом канале воспроизведения (деполяризация излучения и его эллиптичность), возрастание шума за счет компонентов в электронных узлах. При воспроизведении одиночной области на носителе наибольший вклад в дробовый шум фотоприемника дает составляющая, связанная с эллиптичностью света, приобретаемой пучком воспроизведения при прохождении через магнитный материал и коэффициент неполного гашения света системой анализатор - поляризатор. Определено воздействие на отношение сигнал/шум наиболее важных источников шумов. Введены понятия «позитивного» и «негативного» воспроизведения. В рамках развиваемых модельных представлений процессов записи «позитивное» воспроизведение позволяет получить большее отношение сигнал/ шум, чем «негативное».

Разработан способ описания реакции канала воспроизведения на перепад намагниченности при ТМЗ (характеристический импульс). Длительность фронта характеристического импульса определяется несколькими составляющими: одна связана с апертурными искажениями при воспроизведении, другая - с протяженностью переходной области между состояниями намагниченности следа записи из-за действия размагничивающих полей. Ее анализ представляет возможность дать оценки предельной плотности записи информации, накладываемые каналом воспроизведения, определить его амплитудно-частотную характеристику, ширину полосы частот усилителя А/, требуемую для воспроизведения информации:

¿(1 + ы2)

где -скорость движения носителя, диаметр светового пучка

воспроизведения, нормированная расфокусировка.

Разработаны методы анализа искажений информации при ТМЗ на движущемся носителе. Показано, что протяженность следа записи во временной области не соответствует длительности импульса записи, т. е. происходит его искажение. Все рассмотренные искажения влияют на положение передней или задней кромок следа записи и лишь приближенно соответствуют сигналам записи. А так как именно положение области переключения соответствует сигналу 1 или О для потенциальных методов модуляции, то они менее пригодны для высокоплотной записи, чем импульсные методы, хотя они и обладают большей информативностью, чем импульсные.

Исследованы искажения сигнала /у(;с0,Уо)при магнитооптическом воспроизведении ТМЗ (рис. 3), используя выражения характеристического импульса для перепада намагниченности.

где - интеграл вероятности;

Рг - мощность пучка воспроизведения радиусом 2 а; д(К) - спектральная чувствительность фотоприемника;

Ъ - положение перепада намагниченности относительно начала координат;

I — протяженность следа записи;

М(у) - распределение намагниченности в области записи:.

Возмущающими факторами являлись расфокусировка, величина смещения пучка воспроизведения относительно центра дорожки

записи. Определялась величина сдвига максимума первой производной сигнала воспроизведения (рис. 4).

Рис. 3. Нормированная величина сигнала воспроизведения от двух перепадов намагниченности с конечной шириной следа записи при а — 0,5 мкм, сх = 0,25 мкм. Кривые Д 2, 3 соответствуют смещению пучка воспроизведения у0 относительно дорожки записи соответственно на 0, 0,5а, 1а мкм, пунктирная кривая 4 соответствует положению перепадов намагниченности

Рис. 4. Нормированная величина первой производной сигнала воспроизведения,

приведенного на рис. 3

Отмечено, что наибольшее влияние на величину сдвига максимума сигнала воспроизведения оказывает величина ухода с дорожки записи, причем сдвиг максимума как «положительного» так и «отрицательного» перепадов происходит в направлении переключенной при записи области магнитного материала (см. рис. 3,4).

Из рис. 4 следует, что положение максимума первой производной или точки перегиба фронтов сигнала не совпадает с координатой переключения намагниченности носителя даже при нулевом смещении пучка воспроизведения относительно дорожки записи.

На кривой первой производной сигнала воспроизведения можно обнаружить точку координата которой точно соответствует середине расстояния между перепадами намагниченности и положение которой не зависит от величины смещения пучка воспроизведения относительно дорожки записи. Это свойство используется для нового устройства формирования сигнала воспроизведения, мало чувствительного к его возмущениям.

Разработаны и исследованы методики формирования сигнала воспроизведения при ТМЗ с использованием выводов из анализа отношения сигнал/шум в системе магнитооптического воспроизведения, его ухудшения при электронной обработке сигнала. Анализировались методы: амплитудное детектирование, детектирование по «пикам» с использованием первой и второй производной сигнала воспроизведения.

Амплитудное детектирование может быть использовано при относительно низкой плотности сигнала воспроизведения.

Детектирование по «пикам» с использованием второй производной не позволяет устранить искажения следа записи при записи и воспроизведении информации в процессе формирования сигнала, к тому же его трудно реализовать из-за значительного увеличения шумовой составляющей сигнала воспроизведения.

Предложенный способ детектирования по «пикам» с использованием первой производной сигнала воспроизведения позволяет устранить большинство рассмотренных возмущений сигнала воспроизведения и является одним из основных методов формирования сигнала воспроизведения в накопителях информации низкой и средней емкости.

Пятая глава посвящена разработке динамических моделей ТМЗ.

Поставлена: и решена задача исследования моделей магнитного поля записи при конечной (двумерная модель) и «бесконечной» ширине дорожки записи (одномерная модель). Показано, что если ширина а и длина Ъ магнитного элемента для записи информации, намагниченного перпендикулярно плоскости, превосходят толщину элемента более чем в десять раз, достаточную точность расчетов дают упрощенные выражения для магнитного поля

ЯЛ„< 0,) - -ш[,

иначе необходимо использовать точное выражение

г

5\&п(г-И12)аЬг -агсБШ—г - ,—_ ,

где г - координата в направлении нормали к элементу записи.

Проанализированы описания петель гистерезиса, применяемые в самосогласованных моделях записи магнитными головками. Выявлены недостатки их непосредственного использования при моделировании ТМЗ.

Разработана и усовершенствована самосогласованная модель, позволяющая анализировать ТМЗ на носителях с температурным спадом коэрцитивной силы, с записью за точку Кюри. Она позволяет получить распределения намагниченности, размагничивающего поля, индукции, учитывать влияние намагничивающих и стирающих

полей, рассчитывать линейный сигнал воспроизведения и сформированный сигнал воспроизведения для любой записытаемой кодовой комбинации и способа модуляции. Входными параметрами являются скорость движения носителя; радиус сфокусированного пучка, интенсивность светового пучка записи, стирания, воспроизведения; длительность импульса записи и стирания; тегаюфизические параметры носителя; параметры статической петли гистерезиса; температурные зависимости намагниченности, коэрцитивной силы; функция передачи носителя.

ТМЗ рассматривается в приближении бесконечно широкой дорожки записи (одномерная модель) на движущемся носителе. Для определения намагниченности и магнитных полей при записи рассматриваемая область носителя разбивается на и элементов длиной Р, ограниченных узловыми точками X,. В каждый момент времени задается поле температур

Распределение намагниченности и индукция определяются в зависимости от того, нагрет /-и элемент до температуры Кюри Тк или нет. Если элемент не нагрет, то его намагниченность определяется по петле гистерезиса

М,(0 = М(Н(Х1г0, MiX^t-Áty), (4)

где - суммарное магнитное поле, действующее на элемент в

момент времени t

M{X¡,t — At) - намагниченность элемента X¡ в момент времени t-Aí.

В тех узлах, в которых температура превышает температуру точки Кюри, при дальнейшем остывании носителя намагниченность вычисляется в соответствии с функцией передачи носителя при ТМЗ (см. рис. 1).

Суммарное магнитное поле H{X¡,í) , действующее на носитель, определяется из решения системы уравнений

где - внешнее приложенное поле записи или стирания;

А,у - матрица форм-факторов, полученная с учетом интерполяции

намагниченности в элементе разбиения из интегрального решения магнитостатических уравнений Максвелла в форме скалярного потенциала;

/ - положение границы точки наблюдения;

} - расположение границы конечного элемента с магнитным материалом.

Выражение (4) исследовалось моделированием предельных и частных циклов петли гистерезисах использованием температурных зависимостей намагниченности и коэрцитивной силы, получаемых при интерполяции экспериментальных данных.

С помощью разработанной модели исследованы динамические процессы при ТМЗ, стирании и воспроизведении информации.

Запись за точку Кюри обеспечивает получение магнитных переходов практически с нулевой переходной областью и максимальную плотность записи. Для носителей с монотонно спадающей зависимостью намагниченности и коэрцитивной силы от температуры ширина переходной области возрастает. На формирование следа записи оказывают влияние два процесса: уменьшение коэрцитивной силы с температурой и появление парамапшгной области при нагреве выше точки Кюри (рис. 5), где температура гетркы намагниченность тХк» размагничивающее поле Ик» коэрцитивная сила Ьск^ приведены в зависимости от номера / элемента разбиения носителя в моменты времени наблюдения Носители такого класса лучше пригодны для цифровой записи, чем для аналоговой.

Исследованы динамические процессы при записи, стирании информации на носителях с температурным спадом коэрцитивной силы. В этом случае границы области записи приблизительно соответствуют температурному «профилю» коэрцитивной силы. Переходная область имеет значительную протяженность. Из этого сделан вывод о лучшей пригодности таких носителей для аналоговой записи информации. Положение фронтов сформированного сигнала не соответствует положению переходов намагниченности, т. е. имеют место значительные искажения, связанные с конечностью перехода намагниченности и его несимметричностью.

Рис. 5 а

!. Развитие процесса ТМЗ для носителя с коэрцитивной силой, зависящей от температуры: — распределения указанных величин в конце импульса записи длительностью 200 не; б, в, г — периоды остывания носителя (Начало)

t 200

1 ¡етрЪ, ° С

1 _ 120

127

2 Я113(> Гс 40

0

-40

3 Л3,-0,1,Э

4 ИсЗгОЛ, Э -120

'4-,

-2 - 'V /Л - -—

! — !

/ / / 1- л \ •V.

1 200

1 ¡етр41 ° С

120

127

2 »114,, Гс Ю

О

-40

О 20 40 60 80 100 в /

3 А4Г0.1, Э

4 Ас4,-0.1, Э -120

-200

Рис. 5. Окончание

Шестая глава посвящена разработке каналов записи и воспроизведения с ТМЗ, обеспечивающих запись и воспроизведение информации с продольной плотностью записи не менее 1000 бит/мм и поперечной — не менее 800 дор./мм с минимальными искажениями, которые слабо зависят от неточностей работы сервосистем накопителя и искажений при записи.

Структурная схема разработанного канала воспроизведения состоит из двух ветвей, одна из которых с точностью, определяемой шумовой составляющей в сигнале воспроизведения, формирует перепады напряжения, соответствующие центру переключенной области носителя, но содержит «ложные» импульсы. Вторая ветвь служит для формирования сигнала, фронты которого привязаны к началу и концу области переключения состояния носителя и испытывают большие искажения, но не содержат «ложных» импульсов. Логические элементы формируют точный цифровой сигнал из сигналов двух ветвей. Предложенная схема применяется в отечественных и зарубежных накопителях информации.

Разработанные системы синхронизации повышают надежность функционирования и устойчивость системы синхронизации к ошибкам в работе сервосистем накопителя и к дефектам носителя, которые неизбежно будут сказываться все сильнее с повышением плотности записи информации.

Основные идеи предложенных методов заключаются в формировании опорного сигнала из той части сигнала воспроизведения, которая меньше подвержена временным искажениям.

В случае отсутствия информационного импульса для работы системы синхронизации, вследствие дефекта носителя, используется его замена сигналом обратной связи, формируемым самим синхрогене-ратором.

Реализованы обоснованные принципы построения канала записи информации, заключающиеся в использовании канальных кодов записи с импульсной модуляцией. Они позволяют минимизировать ошибку воспроизведения, вызванную искажениями следа при тепловом методе записи, а также ошибки работы сервосистем накопителей информации.

Разработаны системы стабилизации мощности лазерного излучения при записи и воспроизведении информации, отличительной особенностью которых является стабилизация мощности лазерного излучения в режимах только воспроизведения, записи и последующего воспроизведения, стирания.

Разработаны методики расчета датчиков системы автоматической фокусировки (САФ) с цилиндрической оптикой, методы управления формой дискриминационной характеристики. Система слежения за информационной дорожкой с использованием элемента разделения спектра пространственных частот от дорожки воспроизведения дает возможность уменьшить габариты устройства и использовать одно-секционные фотоприемники.

Разработана аппаратура контроля основных параметров носителей информации: 1) температурных зависимостей намагниченности, коэрцитивной силы, передаточных характеристик, значений точек Кюри;

2) зависимостей полей записи и стирания от плотности записи;

3) углов магнитооптического вращения и эллиптичности; 4) отношения сигнал/шум носителя записи и всей системы воспроизведения; 5) устойчивости носителей к количеству циклов записи, воспроизведения, стирания и ряда других исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом диссертационной работы является создание, обоснование и экспериментальное подтверждение комплекса новых методов совершенствования характеристик накопителей на оптических дисках с реверсивной записью, полученного в результате системного подхода к исследованию процессов записи, воспроизведения и стирания информации на основе разработанной модели переключения носителя с ТМЗ. Его использование позволило в 1,5-2 раза повысить плотность записи информации на магнитооптических дисках без увеличения производственных затрат. Работа представляет собой теоретическое обобщение опыта проектирования накопителей с перезаписью и решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное и оборонное значение, что позволило создать устройства перезаписи с высокими техническими характеристиками.

При проведении исследований автором получены следующие результаты:

1. Разработан системный подход к анализу ТМЗ. В его основу положена разработанная модель переключения носителя, в соответствии с которой намагниченность в области записи изменяется между двумя состояниями насыщения непрерывно и связывается с полем записи. Показано, что предложенная модель является развитием известной, учитывающей только два состояния намагниченности. Подтверждено экспериментально, что предложенная модель значительно точнее описывает ТМЗ.

2. С позиций системного подхода предложена совокупность методов анализа процесса переключения носителя информации для стирания области записи. Установлено, что известная модель обладает большей погрешностью описания этого процесса, чем предложенная. Обоснованы критерии полного стирания информации, увеличивающие гарантированность стирания, важные для специальных применений устройств с перезаписью. Разработан технологический способ повышения устойчивости магнитооптических дисков к воздействию импульсных магнитных полей.

3. Разработан комплекс методов выбора толщины магнитооптического носителя информации и оптимального значения радиуса области записи по максимуму сигнала воспроизведения, отличающийся от известных более полным учетом магнитных параметров носителя записи, режимов записи, параметров канала воспроизведения информации. Все это позволило более точно выбрать параметры носителя и не менее чем в 1,5 раза повысить отношение сигнал/шум в системе воспроизведения, увеличить достоверность воспроизведения.

Разработанный новый метод выбора плотности размещения дорожек позволил определить влияние соседних дорожек записи, способа записи на сигнал воспроизведения. Анализ показал, что для импульсного способа записи наблюдается в 2-3 раза меньшая зависимость поля записи и стирания от плотности записи и записываемых кодовых комбинаций, чем для потенциального, и он обеспечивает более стабильную запись.

4. Впервые полученный способ описания характеристического импульса, амплитудно-частотной характеристики канала воспроиз-

ведения информации позволил определить комплекс требований к передаточной функции канала воспроизведения, выполнить оценки продольной плотности записи, определяемой каналом воспроизведения, уменьшить затраты на его разработку.

5. Разработана совокупность методов исследования искажений сигналограммы при ТМЗ информации на движущемся носителе. Выявлены основные искажения, вызывающие нарушения временных и пространственных соотношений между исходными и записанными сигналами. Впервые сделан вывод о сложности использования; при ТМЗ кодов с потенциальными методами записи, для которых значащим параметром является положение перехода переключенной области. Установлено безусловное предпочтение использования импульсных методов записи.

6. Разработаны методы исследования искажений сигнала воспроизведения под влиянием доминирующих факторов. Выявлено нарушение соответствия между информационными параметрами сигнала при воспроизведении элементарных сигналов, образующих записываемую сигналограмму. Впервые показано, что на кривой первой производной сигнала воспроизведения имеется область, привязка к которой позволила значительно снизить неопределенность формирования сигнала воспроизведения, чем по положению фронта сигнала. Доказанное свойство сигнала обеспечило теоретическую основу для разработок новых устройств формирования импульсов воспроизведения, малочувствительных к искажениям при записи и воспроизведении. .

7. Созданы новые методы анализа процесса формирования сигнала воспроизведения с учетом ухудшения отношения сигнал/шум схемами обработки. Разработанный способ формирования сигнала воспроизведения импульсной записи с использованием первой производной позволил устранить большинство искажений сигнала воспроизведения и следа записи, значительно повысить устойчивость каналов к возмущающим факторам в виде ударных нагрузок, особенно для специальных применений, и не менее чем в 2 раза увеличить плотность записи.

8. Впервые поставлена и решена задача исследования магнитного поля для ТМЗ при «конечной» (двумерная модель) и «бесконечной» (одномерная модель) ширине дорожки записи. Показано, что если

ширина или длина магнитного следа при ТМЗ превосходит толщину носителя более чем в десять раз (плотность записи меньше 2000 перепадов/мм), то достаточную точность для расчета магнитного поля дает одномерное представление. Выводы положены в основу построения самосогласованных моделей ТМЗ и использованы для анализа высокоплотной магнитной записи головками.

9. Впервые разработанные самосогласованные модели позволили анализировать переходные явления (распределение температуры, намагниченности, индукции, размагничивающих полей) на любой стадии процесса ТМЗ, стирания, в отличие от использовавшихся статических моделей. Анализ механизма формирования следа записи позволил уточнить протяженность переходной зоны между перепадами намагниченности, предельные значения плотности записи, требования к информационным каналам, повысить на несколько десятков процентов плотность записи. Полученные выводы позволили определить критерий оценки качества носителей информации для ТМЗ, связанный с влиянием коэрцитивной силы носителей на формирование переходной области. Он заключается в том, что носители тем лучше пригодны для высокоплотной цифровой записи, чем меньшее влияние на формирование сигналограммы оказывает температурный спад коэрцитивной силы носителя, что создает теоретическую основу для выбора направления совершенствования их характеристик.

10. Теоретически обоснован и реализован ряд новых методов, защищенных авторскими свидетельствами, построения каналов воспроизведения, системы синхронизации, каналов записи, систем автоматического регулирования, обеспечивающих надежное функционирование в составе макетов накопителей с реверсивной записью при плотности записи не менее 8-105 бит/мм2. Теоретические и технические результаты работы внедрены в Научно-исследовательском институте вычислительной техники в разработки макетов накопителей с реверсивной записью емкостью 600 и 1300 Мбайт (г. Пенза), накопителе информации специального назначения ФГУП НПО "АГАТ' ( шифр НОД - Ц ) (г. Москва), в учебный процесс Пензенского государственного университета на кафедре «Компьютерные технологии управления».

В приложение вынесены акты внедрения.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ*

1. Система магнитооптического считывания, основанная на эффекте Фарадея / О. Ф. Бузин, А. А. Михайлов, Ю. Н. Слесарев, Г. Н. Чижухин II Вычислительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. — Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1974. — Вып. 3. — С. 69—77.

2. Слесарев Ю. Н. Исследование влияния параметров сфокусированного лазерного излучения на размер пятна, записанного на MnBi пленку / Ю. Н. Слесарев, А. И. Лебедев II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. - 1974. - Вып. 12. - С.148-151.

3. Исследование размагничивающих полей в MnBi пленках при термомагнитной записи / Б. М. Раков, В. Г. Чубарое, Ю. Н. Слесарев, Ф. М. Назаров, А. А. Михаилов, О. Ф. Бузин IIВопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1974. - Вып. 12. - С. 140-147.

4. О разрешающей способности MnBi пленок при термомагнитной записи / Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое, Б. М. Раков, Ф. М. НазаровII

Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1975.-Вып. 14.-С. 124- 128.

5. Чубарое В. Г. Исследование частотно-контрастной характеристики МпВ1 пленок / В. Г. Чубарое, Ю. Я Слесарев, Ф. М. Назаров II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1975. - Вып. 14. - С. 118-123.

6. Слесарев Ю. Н. Об эффективности магнитооптического считывания с MnBi пленок // РИПОРТ: Сб. - 1976. -№ 21. - С. 10. - Деп. в ВИМИ, 1976.

7. Слесарев Ю. Н. Модели термомагнитной записи для ЗУ с побитовой и голографической организацией / Ю. Н. Слесарев, Н. Н. Ев-тихиев, Ф. М. Назаров II ЭВМ-76: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф.-М., 1976.-Ч. 1.-С. 180-181.

8. Слесарев Ю. Н. Исследование передаточной характеристики МпВ1 пленок / Ю. Н. Слесарев, А. А. Стрелков, В. Г. Чубарое //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1976.-Вып. 12.-С. 103-107.

9. Раков Б. М. Сравнительная оценка некоторых способов записи и кодирования для оптических запоминающих устройств I Б. М. Раков, Ю. Н. Слесарев II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1977.-Вып. 13.-С. 110-118.

(РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛ НОТКА . СПтрЗт»

• оэ гэ ет

10. Жданов В. Г. Характеристические кривые образцов МпВ1 пленок / В. Г. Жданов, Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое //Автометрия, 1976. -№ 4. -С. 106-109.

11. Слесарев Ю. Н. Запись одномерных голограмм / Ю. Н. Слесарев, В. С. Меркурьев //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. - 1976. -Вып.12.-С. 99-102.

12. Слесарев Ю. К Оптимизация геометрических параметров битов при термомагнитной записи и считывании на МпВ1 пленках / Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое, Н. Н. Евтихиев//Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники: Тез. докл. XV Всесоюз. совещания. - М.: Наука, 1976. - С. 136-139.

13. Слесарев Ю. Н. Оценка влияния размагничивающих полей на плотность записи в МпВ1 пленках / Ю. К Слесарев, В. Г. Чубарое,

A. А. Михайлов // Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники: Тез. докл. XV Всесоюз. совещания. - М.: Наука, 1976. -С.140-142.

14. Жданов В. А. Голографические характеристики МпВ1 пленок /

B. А. Жданов, Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое //Новые магнитные материалы для микроэлектроники: Тез. докл. школы-семинара. - Орджоникидзе, 1976. - С. 46.

15. Характеристики записи, считывания, стирания при термомагнитной регистрации информации / Ю. Н. Слесарев, Ф. М. Назаров, А. А. Стрелков, В. Г. Чубарое: Тез. докл. III Всесоюз. школы по доменным и магнитооптическим запоминающим устройствам. — Астрахань, 1980.-С. 74-75.

16. Исследование магнитооптических дисков с МпВ1 покрытием в качестве реверсивной запоминающей среды / Ф. М Назаров, Б. А. Си-вохин, Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1977.-Вып. 13.-С. 119-123.

17. Слесарев Ю. Н. Исследование собственных магнитных полей интерферограмм на МпВ1 пленках / Ю. Н. Слесарев, В. Г. Чубарое, М. А. Рахманкулов //Вычислительная техника: Межвуз. сб. тр. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1977. -Вып. 3. - С. 43 Л 7.

18. СлесаревЮ. Н. Исследование искажений следа записи при тепловой регистрации информации / Ю. Н. Слесарев, С. А. Чупрына// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1981.-Вып. 13.-С. 122-125.

\9.Притченко В. И. Исследование дискриминационной характеристики датчика расфокусировки с цилиндрической оптикой / В. И. Притченко, Ю. Я Слесарев//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1982.-Вып. 11. -С. 108-115.

20. Слесарев Ю. Я. Характеристический импульс канала воспроизведения оптической информации /Ю. Н. Слесарев, С. А. Чупрына // МРС ТТЭ. Сер. ЭР. -1982. -№ 14.- Деп. в ВИМИ, 1982.

21. Притченко В. И. Сравнение характеристических импульсов при продольной и перпендикулярной магнитной записи / В. И. Притченко, Ю. Н. Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -

1983.-Вып. 11.-С. 28-34.

22. Притченко В. И. Анализ зависимости амплитуды сигнала воспроизведения при перпендикулярной магнитной записи / В. И. Прит-ченко, Ю. Я Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -

1984. -Вып. 13.- С. 45Л17.

23. Притченко В. И. Аналитическая самосогласованная, модель процесса перпендикулярной магнитной записи / В. И. Притченко, Ю. Я Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. — 1984. -Вып. 13.-С. 48-54.

24. Чубарое В. Г. Анализ двух моделей расчета размагничивающих полей / В. Г. Чубарое, Ю. Я Слесарев //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1986. -Вып. 14.-С. 44-47.

25. Слесарев Ю. N. Самосогласованная модель термомагнитной* записи (ТМЗ) // Проблемы оптической памяти: Тез. докл. III Всесо-юз. конф. по вычислительной оптоэлектронике. - Ереван, 1-3 ноября, 1987. - Ч. П. - С. 97-98.

26. Слесарев Ю. Я Сравнительный анализ магнитных полей при; термомагнитной записи в пленках TbFe // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1987.-Вып.12.-С.59-63.

27. Слесарев Ю. Я Динамическая одномерная модель термомагнитной записи информации// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ, 1988.-Вып. 14.-С. 47-52.

28. Слесарев Ю. Я Динамическое самосогласованное моделирование термомагнитной записи / Ю. Я Слесарев, П. М. Серебряник//

Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях: Всесоюз. науч.-техн. конф. - Пенза, 1988.-С. 6-7.

29. Слесарев Ю. К Стенд исследования реверсивных носителей для оптических накопителей информации // Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях: Всесоюз. науч.-техн. конф.- Пенза, 1988.-С. 123-125.

30. Слесарев Ю. Н. Динамическое самосогласованное моделирование термомагнитной записи / Ю. Н. Слесарев, П. М. Серебряник II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. - 1989. - Вып. 11. - С. 14-21.

31. Слесарев Ю. Н. Методы построения систем стабилизации и модуляции мощности излучения полупроводникового лазера для оптических ЗУ/ Ю. Н. Слесарев, Д. Б. Юдаев //Моделирование, проектирование и производство систем ВЗУ ЭВМ: Тез. докл. конф. - Пенза, 1990.

32. Юдаев Д. Б. Стабилизация и модуляция мощности излучения полупроводникового лазера для оптических ЗУ / Д. Б. Юдаев, Ю. Н. Слесарев II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. - 1990. -Вып. 13.-С. 113-121.

33. Слесарев Ю. Н. Использование пакета программ Р8Р1СЕ для моделирования на метауровне систем автоматического управления // Использование научно-технических достижений в учебном физическом эксперименте: Тез. докл. Ш науч.-метод. конф.—Пенза, 18-20 сентября, 1996.-С. 49.

34. Слесарев Ю. Н. Использование пакета программ Р8Р1СЕ для моделирования на метауровне физических явлений и технических объектов // Использование научно-технических достижений в учебном физическом эксперименте: Тез. докл. Ш науч.-метод. конф. - Пенза, 18-20 сентября, 1996. - С. 50.

35. Слесарев 10. Н. О выборе оптимальной толщины носителя при термомагнитной записи// Элементы и приборы систем измерения и управления автоматизированных производств: Межвуз. сб. науч. тр.— Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999. - Вып. 4. - С. 74-78.

36. А. с. 668477 СССР, МКИ О 11 В 7/26. Способ изготовления МпК пленок для хранения информации 1Б. А. Сивохин, Ю. Н. Слеса-

рев (СССР). -№ 2475171/23-04; Заяв. 05.04.77; Не подлежит опубли-ков. в открыт, печати.

37. А. с. 832593 СССР, МКИ О 11 В 7/00. Устройство для синхронизации воспроизведения с носителя оптической записи I Ю. 'Н. Сле-сарев, В. А. Чулков (СССР). - № 2800497/18-10; Заяв. 23.07.79; Опубл. 23.05.81; Бюл. № 19.

38. А. с. 841046 СССР, МКИ О 11 С 11/42. Синхрогенератор для оптоэлектронного запоминающего устройства / Ю. Н. Слесарев, B. А. Чулков (СССР). - № 2821003/18-24; Заяв. 24.09.79; Опубл. 23.06.81; Бюл. №23.

39. А. с. 934548 СССР, МКИ О 11 В 7/00. Устройство воспроизведения с оптического носителя информации / Ю. Н. Слесарев, ^ А. Чупрына (СССР). -№ 2991373/18-10; Заяв. 09.10.80; Опубл. 07.06.82; Бюл. №21.

40. А. с. 1299356 А1 СССР, МКИ О 11 В 5/66. Носитель магнитной записи / В. И. Притченко, Ю. Н. Слесарев, И. Б. Сурков (СССР). -№ 3380774/24-10; Заяв. 03.04.85; ДСП.

41. А. с. 1700594 А1 СССР, МКИ О 11 В 11/10. Магнитооптический носитель информации / Ю. Н. Слесарев, Н. П. Калинин (СССР). -№ 4695804-10; Заяв. 25.05.89; Опубл. 23.12.91; Бюл. № 47.

42. А. с. 1679542 А1 СССР, МКИ О 11 В 7/125. Устройство для оптической записи-воспроизведения / Ю. Н. Слесарев, Б. Д. Юдаев (СССР).-№ 4744985-10; Заяв. 02.10.89; Опубл. 23.09.91;Бюл.№ 35.

43. А. с. 1739381 А1 СССР, МКИ О 11 В 7/09.Устройство для слежения за информационной дорожкой оптического носителя / Ю. Н. Слесарев, В. И. Притченко (СССР). - № 4645570-10; Заяв. 03.02.89; Опубл. 07.06.92; Бюл. № 21.

44. А. с. 1700593 А1 СССР, МКИ О 11 В 7/125. Устройство для регулирования и стабилизации мощности лазерного излучения / Ю. Н. Слесарев,Д.Б.Юдаев(СССР). -№ 4774692-10; Заяв. 27.12.89; Опубл. 23.12.91; Бюл. № 47.

45. А.с. 1744714 А1 СССР, МКИ О И В 7/00. Устройство магнитооптической записи / Ю. Н. Слесарев, Д. Б. Юдаев (СССР). -№4776407-10; Заяв. 03.01.90; Опубл.30.06.92; Бюл. № 24.

46. А. с. 1364085 А1 СССР, МКИ G 11 В 7/24. Носитель информации для оптической записи / Ю. Н. Слесарев, В. И. Притченко (СССР). -№ 4057383/24-10; Заяв. 21.04.86; ДСП.

47. Слесарев Ю. Н. Термомагнитная запись для оптических дисковых накопители информации: Монография. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. -142с.

48. Слесарев Ю. Н. Модели переключения носителя при термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003. - № 5. - С. 15-17.

49. Слесарев Ю. Н. Динамическое самосогласованное моделирование термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003. — №6.-С.13-15.

50. Слесарев Ю. Н. Формирование сигнала при магнитооптическом воспроизведении информации // Микросистемная техника, 2003.-№10.-С. 13-17.

51. Слесарев Ю. Я. Модели процесса стирания информации при термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003. - № 11. — С.15-17.

52. Слесарев Ю. Н. Модели переключения носителя при термомагнитной записи // Новые промышленные технологии, 2003. — № 3. -С. 24-26.

53. Слесарев Ю. Н. Искажения при термомагнитной записи информации // Микросистемная техника, 2004. -№ 1. - С.17-19.

Слесарев ЮрийНиколаевич

Реверсивные методы записи для оптических дисковых накопителей

Специальность 05.13.05 —Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Редактор В. В. Чувашова

Технический редактор Н. А. Вьялкова Корректор Н. А. Сидельникова

Компьютерная верстка Р. Б. Бердниковой

ИД №06494 от 26.12.01 Сдано в производство 24.06.04. Формат 60x84^/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,25. Заказ № 474.. Тираж 100.

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40. Отпечатано в типографии ПГУ

Р13213

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (TM3).

1.1. Обзор методов ТМЗ информации.

1.2. Анализ моделей переключения носителя записи при ТМЗ.

1.3. Анализ процессов стирания информации при ТМЗ.

1.4. Обзор моделей ТМЗ.

1.5. Обзор методов воспроизведения ТМЗ.

1.6. Постановка задачи исследования.-.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ТМЗ.

2.1. Бинарная модель переключения носителя информации.

2.2. Непрерывная модель переключения носителя информации.

2.3. Обоснование моделей переключения состояния носителя.

2.4. Модели процесса стирания информации при ТМЗ.

2.5. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЗАПИСИ И СТИРАНИИ.

3.1. Разработка метода оптимизации толщины магнитооптического носителя информации.

3.2. Разработка метода оптимизации геометрических размеров области записи.

3.3. Разработка метода выбора плотности размещения дорожек на поверхности носителя информации.

3.4. Разработка метода выбора величины магнитного поля стирания информации.

3.5. Повышение устойчивости областей записи к действию полей записи и стирания.

3.6. Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ.

4.1. Отношение сигнал-шум в системе магнитооптического воспроизведения.

4.2. Характеристический импульс и амплитудно-частотная характеристика канала воспроизведения.

4.3. Искажения при записи информации.

4.4. Искажения сигнала при магнитооптическом воспроизведении.

4.5. Исследование методов формирования сигнала воспроизведения при ТМЗ.

4.6. Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ТМЗ.

5.1. Обоснование модели расчета магнитного поля записи при конечной и "бесконечной " ширине дорожки записи.

5.2. Описание петель гистерезиса при ТМЗ.

5.3. Разработка самосогласованной динамической модели ТМЗ.

5.4. Исследование динамических процессов при ТМЗ на носителе с записью за точку Кюри.

5.5. Исследование динамических процессов при ТМЗ на носителе с температурным спадом коэрцитивной силы.

5.6. Выводы к главе 5.

ГЛАВА 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ЗАПИСИ, ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ, СТИРАНИЯ В РАЗРАБОТКАХ УЗЛОВ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ С ТМЗ.

6.1. Разработка электронной части каналов воспроизведения.

6.2. Разработка систем синхронизации.

6.3. Разработка каналов записи.

6.4. Разработка сервосистем накопителей с ТМЗ.

6.5. Контроль параметров носителей информации с ТМЗ.

6.6. Выводы к главе 6.

Вычислительная техника развивается исключительно высокими темпами. Создание высокопроизводительных машин и вычислительных систем, небывалый прогресс в области электронной обработки данных немыслимы без широкого использования устройств хранения информации. При разработке новых машин и систем по-прежнему приходится предусматривать иерархию запоминающих устройств (ЗУ) по быстродействию и емкости с тем, чтобы наиболее эффективно организовать процесс обработки информации. Данное обстоятельство может быть объяснено следующими причинами:

- значительная часть социально значимой информации переводится в электронную форму, благодаря вычислительной технике появилась возможность решения сложных задач;

- быстродействие микропроцессора возросло на несколько порядков;

- ЗУ по-прежнему сдерживают потенциальный рост производительности вычислительной техники из-за несоизмеримости быстродействия ЗУ и микропроцессора.

В вычислительных системах это привело к еще большему увеличению числа типов ЗУ по сравнению с тем положением, которое существовало 2030 лет назад, подтверждая необходимость использования иерархии памяти по быстродействию и объему хранения данных.

До настоящего времени ЗУ на магнитных дисках занимают доминирующее положение на рынке техники хранения информации большой емкости, являясь стандартным компонентом любого компьютера.

ЗУ на оптических дисках, имеющие конструктивное и структурное сходство с накопителями на магнитных дисках, находят более ограниченное применение по сравнению с магнитными дисками. Они используются в тех областях, где их преимущества проявляются очевиднее, несмотря на огромные потенциальные возможности. Поэтому в настоящее время продолжаются интенсивные исследования и разработки в области создания оптических внешних ЗУ, призванные расширить сферу их применения.

Первоначально оптические методы для хранения информации развивались исключительно для реверсивной записи информации. Однако отсутствие тогда надежных регистрирующих сред с малой энергоемкостью записи, а также слабая развитость элементной базы оптоэлектроники, недостаточное понимание происходящих процессов вызвали уменьшение внимания к данной области и направлению всех усилий на создание накопителей с поэлементной записью, не допускающих реверсивной записи.

О проблеме перезаписи всегда существовало два мнения:

- первое отвергало необходимость такой возможности (стирание информации) и связывалось с существованием почти неограниченных ресурсов по увеличению емкости накопителя, допускающих перезапись любого фрагмента информационного массива большое число раз на новых участках носителя (запись на новом месте носителя без его стирания). Такой принцип памяти может быть реализован только при условии малой стоимости регистрирующей среды;

- второе мнение допускало такую возможность (запись со стиранием или реверсивная запись) и базировалось на успехах исследований и разработок реверсивных носителей.

Время все расставило по своим местам, обеспечив право существования двум направлениям в области оптической записи. Оно не сняло проблему перезаписи вообще, а дало ей дополнительные стимулы к развитию.

Основные проблемы технической реализации накопителей с перезаписью свелись к созданию малоэнергоемких, надежных и дешевых носителей информации, обеспечивающих получение приемлемого по величине сигнала воспроизведения. Процессы, протекающие в накопителях с перезаписью, значительно сложнее, чем в накопителях с оптической записью путем, например, перфорации микроскопических отверстий в регистрирующей среде. Поэтому к ним не могут быть применимы многие подходы, развитые в теории оптической и магнитной записи, которая, в общем, является реверсивной.

Большой вклад в разработку методов проектирования накопителей на оптических дисках и теорию оптической и реверсивной записи внесли российские и зарубежные ученые: В. А. Вуль, В. И. Михайлов, В. В. Петров, П. П. Макарычев, В. В. Китович, В. В. Рандошкин, А. К. Звездин, А. М. Бал-башов, А. Я. Червоненкис, Г. И Фролов, Б. М. МайклДжон, Дж. Браат и др. Однако техническая сложность накопителей, особенно допускающих перезапись, требует необходимости в теоретической, технической и технологической проработке многих вопросов проектирования, которые не были освещены упомянутыми авторами, и разработке системного подхода к анализу перезаписи.

Исследования автора выполнялись в рамках работ, проводимых в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР от 16.06.1987г. № 675 -155, Указанием Генерального директора департамента радиопромышленности Госкомоборонпрома РФ от 24.04 92 г. № 79, Распоряжением начальника департамента Госкомобороны РФ от 22.04.96 № 236.

Цель работы заключается в исследовании процессов записи, стирания, воспроизведения информации в накопителях с термомагнитной записью (ТМЗ) для повышения плотности записи, надежности стирания, устойчивости сигнала воспроизведения к возмущающим факторам, обоснованного выбора параметров реверсивных оптических накопителей информации с поэлементной записью данных. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

-анализ современного состояния теории ТМЗ, магнитооптического воспроизведения, стирания информации;

-теоретическое и экспериментальное обоснование математических моделей переключения носителей записи, обеспечивающих высокую точность представления процессов, происходящих при ТМЗ;

-формулирование и решение задачи оптимизации параметров носителя информации при записи, воспроизведении, стирании для ТМЗ;

-теоретическое обоснование моделей ТМЗ, границ применимости моделей при исследовании записи, стирании, воспроизведении, анализ переходных процессов в регистрирующей среде с ТМЗ, специфических искажений информации в каналах записи-воспроизведения;

-построение каналов записи накопителей с ТМЗ и магнитооптическим воспроизведением и ряда других узлов накопителя.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы математического анализа, методы математической физики, теории поля, теории цифровой магнитной и оптической записи, поляризационной оптики.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что разработан системный подход к исследованию процессов записи, воспроизведения и стирания информации при ТМЗ на основе теоретически и экспериментально обоснованной модели переключения носителя, в том числе:

-предложена и обоснована пороговая модель переключения носителя, обеспечивающая более высокую точность представления процессов записи, воспроизведения, стирания, чем известная. В соответствии с этой моделью намагниченность области записи изменяется между двумя состояниями намагниченности насыщения непрерывно, в отличие от известной пороговой модели, определяющей только два состояния намагниченности. Предложенная модель включает в себя известную и лежит в основе разработанного системного подхода к анализу ТМЗ;

-дано теоретическое обоснование выбора величины полей записи, критериев надежного стирания информации с учетом принятого способа записи, продольной и поперечной плотности, параметров носителя, режимов записи. Обоснован выбор оптимальных параметров носителя для ТМЗ: толщины носителя, размера области записи, проведен анализ способов записи, базирующийся на предложенной пороговой модели переключения носителя. Показано, что импульсный способ записи является более предпочтительным для ТМЗ, чем потенциальный. Он обеспечивает меньшую величину поля записи и меньшую зависимость поля записи и стирания от поверхностной плотности, кодовых комбинаций и, следовательно, обеспечивает более стабильную запись и надежное стирание. Разработан способ повышения устойчивости областей записи к действию магнитных полей, не ухудшающий свойства носителя, что напрямую связано с возможностью увеличения плотности записи;

- разработаны способы исследования искажения сигналограммы при ТМЗ, искажения сигнала воспроизведения вследствие особой формы следа записи, неточностей работы систем автоматической стабилизации режимов при записи - воспроизведении, способа и плотности записи информации. При ТМЗ нарушаются временные и пространственные соотношения между исходными и записанными сигналами как при записи, так и воспроизведении. Показано, что потенциальный метод записи совместно с известными методами воспроизведения обладает большей неопределенностью формирования сигнала воспроизведения, чем импульсный;

- поставлена и решена задача по исследованию магнитного поля для ТМЗ при конечной (двумерная модель) и "бесконечной" (одномерная модель) ширине дорожки записи;

- теоретически обоснован новый способ обработки сигналов воспроизведения информации, обеспечивающий высокую точность ее воспроизведения, свободный от искажений. Способ воспроизведения основан на доказанном свойстве сигнала, заключающемся в том, что точка перехода первой производной сигнала воспроизведения мало чувствительна к колебаниям мощности записи, изменениям скорости носителя записи, расфокусировке при записи, нестабильности длительности импульса записи, неточности работы системы фокусировки, величине ухода с дорожки систем стабилизации сигнала и т.п. Предложенный способ нашел применение в ряде отечественных разработок накопителей;

- разработаны самосогласованные модели записи, обеспечивающие точный анализ переходных процессов при ТМЗ и распределение намагниченности в зоне записи, протяженности переходной области между перепадами намагниченности на движущемся носителе. Модели учитывают комбинированный характер переключения намагниченности: запись за точку Кюри и переключение в соответствии с петлей гистерезиса, принимая в расчет температурные зависимости ее параметров.

Практическая ценность работы заключается в создании методического обеспечения проектирования накопителей с ТМЗ и перезаписью на принципе ТМЗ, построения узлов накопителей в том числе:

- разработаны инженерные методы определения оптимальных параметров носителей информации для ТМЗ, позволяющие более обоснованно осуществить такой выбор;

- разработаны инженерные методы определения величин магнитных полей записи и стирания в зависимости от плотности записи, способов модуляции, параметров носителя информации;

- разработан технологический метод повышения стабильности носителя к действиям магнитных полей записи и стирания;

- разработаны инженерные методы расчета динамических процессов при ТМЗ, позволяющие получить информацию о промежуточных стадиях процесса перемагничивания и их влиянии на конечный результат записи;

- разработаны методы формирования сигнала воспроизведения, которые позволяют устранить большинство возмущений сигнала в канале воспроизведения и искажений информации при записи.

Применение разработанных методов позволяет реализовать подсистемы каналов записи-воспроизведения, стирания, синхронизации информации, отдельных сервосистем накопителей информации на реверсивных носителях с ТМЗ, функционирующих в условиях больших искажений при записи, малого сигнала, искажений при воспроизведении. Это обеспечивает высокое качество функционирования таких накопителей с поперечной плотностью записи не менее 800дор./мм, продольной плотностью записи не менее 1000 бит/мм и количеством циклов перезаписи не менее 10 млн раз.

Реализация и внедрение результатов исследования. Диссертация представляет собой теоретическое обобщение ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, выполненных в научно-исследовательском институте вычислительной техники за более чем 25летний период работы автора в этой области. Результаты внедрены в накопителе на оптических дисках типа ЕС-5086 емкостью 32000 Мбайт, магнитооптическом накопителе емкостью 600 Мбайт, магнитооптическом накопителе емкостью 1300 Мбайт, накопителе информации специального назначения ( шифр НОД - Ц ).

По результатам теоретических исследований, натурных экспериментов предложены технические решения, защищенные 12 авторскими свидетельствами на изобретения.

Научные и практические результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе Пензенского государственного университета при изучении студентами дисциплин "Микропроцессорные системы управления" и "Системы автоматизированного проектирования" на кафедре "Компьютерные технологии управления".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на:

- Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Разработка и применение оптоэлектронных и голографических запоминающих устройств", Москва, 1974 г.;

-XV Всесоюзном совещании "Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники", Москва, ноябрь, 1976 г.;

-Всесоюзной научно-технической конференции ЭВМ- 76, Москва, 1976 г.;

- Школе-семинаре " Новые магнитные материалы для микроэлектроники", Орджоникидзе, 1976 г.;

-111 Всесоюзной школе по доменным и магнитооптическим запоминающим устройствам", Астрахань, 1980 г.;

-111 Всесоюзной конференции по вычислительной оптоэлектронике " Проблемы оптической памяти", Ереван, ноябрь, 1987 г.;

-Всесоюзной научно-технической конференции "Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях", Пенза, сентябрь, 1988 г.;

-Конференции " Моделирование, проектирование и производство систем ВЗУ ЭВМ", Пенза, сентябрь, 1990 г.;

- 111 научно-методической конференции "Использование научно-технических достижений в учебном физическом эксперименте", Пенза, сентябрь, 1996 г.

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 57 печатных работ, в том числе: 30 статей, 14 тезисов докладов на конференциях, монография. Получено 12 авторских свидетельств на изобретения.

Автор выражает признательность заведующему кафедрой " Компьютерные технологии управления" ПГУ, д-р. техн. наук., профессору А. И. Годунову за многолетнюю под держку при работе над диссертацией.

6.6. Выводы к главе 6

1. Предложенные методы построений каналов воспроизведения с ТМЗ обеспечили воспроизведение информации с плотностью записи не менее 8-105 бит/мм2. Разработанная структура канала используется в прототипах отечественных накопителей информации с ТМЗ.

2. Использование в разработках предложенных схемотехнических методов построения систем синхронизации позволило повысить надежность их функционирования и устойчивость к ошибкам записи, к дефектам носителя.

3. Разработаны каналы записи информации, устойчивые к искажениям при записи, позволяющие уменьшить ошибки воспроизведения. Предложенные устройства коррекции внедрены в разработки отечественных накопителей.

4. Разработаны и внедрены методы расчета датчиков САФ с цилиндрической оптикой, управления их коэффициентом передачи. Разработанная САФ обеспечивает ее устойчивость к возмущениям в виде ударов. Система слежения за информационной дорожкой с регистрацией спектра пространственных частот от дорожки дает возможность уменьшить габариты устройства и использовать односекционные фотоприемники. Адаптирован пакет программ PSPICE для анализа и разработки сервосистем накопителя на метауровне. Разработаны библиотеки типовых звеньев САР и из графических образов, дающие возможность решить большинство задач проектирования подсистем накопителя с ТМЗ методом моделирования.

5. Разработана и внедрена аппаратура контроля параметров носителя информации, позволяющая провести основной комплекс измерений его параметров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом диссертационной работы является создание, обоснование и экспериментальное подтверждение комплекса новых методов совершенствования характеристик накопителей на оптических дисках с реверсивной записью, полученного в результате системного подхода к исследованию процессов записи, воспроизведения и стирания информации на основе разработанной модели переключения носителя с ТМЗ. Его использование позволило в 1.5-2 раза повысить плотность записи информации на магнитооптических дисках без увеличения производственных затрат. Работа представляет собой теоретическое обобщение опыта проектирования накопителей с перезаписью и решение крупной научной проблемы, имеющей важное хозяйственное и оборонное значение, позволившая создать устройства перезаписи с высокими техническими характеристиками. При проведении исследований автором получены следующие результаты:

1. Разработан системный подход к анализу ТМЗ. В его основу положена разработанная модель переключения носителя, в соответствии с которой намагниченность в области записи изменяется между двумя состояниями насыщения непрерывно и связывается с полем записи. Показано, что предложенная модель является развитием известной, учитывающей только два состояния намагниченности. Подтверждено экспериментально, что предложенная модель значительно точнее описывает ТМЗ.

2. С позиций системного подхода предложена совокупность методов анализа процесса переключения носителя информации для стирания области записи. Установлено, что известная модель обладает большей погрешностью описания этого процесса, чем предложенная. Обоснованы критерии полного стирания информации, увеличивающие гарантированность стирания, важные для специальных применений устройств с перезаписью. Разработан технологический способ повышения устойчивости магнитооптических дисков к воздействию импульсных магнитных полей.

3. Разработан комплекс методов выбора толщины магнитооптического носителя информации и оптимального значения радиуса области записи по максимуму сигнала воспроизведения, отличающийся от известных более полным учетом магнитных параметров носителя записи, режимов записи, параметров канала воспроизведения информации. Все это позволило более точно выбрать параметры носителя и не менее чем в 1.5 раза повысить отношение "сигнал- шум" в системе воспроизведения, увеличить достоверность воспроизведения.

Разработанный новый метод выбора плотности размещения дорожек, позволил определить влияние соседних дорожек записи, способа записи на сигнал воспроизведения. Анализ показал, что для импульсного способа записи наблюдается в 2-3 раза меньшая зависимость поля записи и стирания от плотности записи и записываемых кодовых комбинаций, чем для потенциального и он обеспечивает более стабильную запись.

4. Впервые полученный способ описания характеристического импульса, амплитудно-частотной характеристики канала воспроизведения информации позволил определить комплекс требований к передаточной функции канала воспроизведения, выполнить оценки продольной плотности записи, определяемой каналом воспроизведения, уменьшить затраты на его разработку.

5. Разработана совокупность методов исследования искажений сигна-лограммы при ТМЗ информации на движущемся носителе. Выявлены основные искажения, вызывающие нарушения временных и пространственных соотношений между исходными и записанными сигналами. Впервые сделан вывод о сложности использования при ТМЗ кодов с потенциальными методами записи, для которых значащим параметром является положение перехода переключенной области. Установлено безусловное предпочтение использования импульсных методов записи.

6. Разработаны методы исследования искажений сигнала воспроизведения под влиянием доминирующих факторов. Выявлено нарушение соответствия между информационными параметрами сигнала при воспроизведении элементарных сигналов, образующих записываемую сигналограмму. Впервые показано, что на кривой первой производной сигнала воспроизведения имеется область, привязка к которой позволила значительно снизить неопределенность формирования сигнала воспроизведения, чем по положению фронта сигнала. Доказанное свойство сигнала обеспечило теоретическую основу для разработок новых устройств формирования воспроизводящего импульса воспроизведения, малочувствительных к искажениям при записи и воспроизведении.

7. Созданы новые методы анализа процесса формирования сигнала воспроизведения с учетом ухудшения отношения "сигнал - шум" схемами обработки. Разработанный способ формирования сигнала воспроизведения импульсной записи с использованием первой производной позволил устранить большинство искажений сигнала воспроизведения и следа записи, значительно повысить устойчивость каналов воспроизведения к возмущающим факторам в виде ударных нагрузок, особенно для специальных применений, и не менее чем в 2 раза увеличить плотность записи.

8. Впервые поставлена и решена задача исследования магнитного поля для ТМЗ при "конечной" (двумерная модель) и "бесконечной" (одномерная модель) ширине дорожки записи. Показано, что если ширина или длина магнитного следа при ТМЗ превосходит толщину носителя более чем в десять раз (плотность записи меньше 2000 перепадов/мм), достаточную точность для расчета магнитного поля дает одномерное представление. Выводы положены в основу построения самосогласованных моделей ТМЗ и использованы для анализа высокоплотной магнитной записи головками.

9. Впервые разработанные самосогласованные модели позволили анализировать переходные явления (распределение температуры, намагниченности, индукции, размагничивающих полей) на любой стадии процесса ТМЗ, стирания в отличие от использовавшихся статических моделей. Анализ механизма формирования следа записи позволил уточнить протяженность переходной зоны между перепадами намагниченности, предельные значения плотности записи, требования к информационным каналам, повысить на несколько десятков процентов плотность записи. Полученные выводы позволили определить критерий оценки качества носителей информации для ТМЗ, связанный с влиянием коэрцитивной силы носителей на формирование переходной области. Он заключается в том, что носители тем лучше пригодны для высокоплотной цифровой записи, чем меньшее влияние на формирование сигналограммы оказывает температурный спад коэрцитивной силы носителя, что создает теоретическую основу для выбора направления совершенствования их характеристик.

10. Теоретически обоснован и реализован ряд новых методов, защищенных авторскими свидетельствами, построения каналов воспроизведения, системы синхронизации, каналов записи, систем автоматического регулирования, обеспечивающих надежное функционирование в составе макетов накопителей с реверсивной записью при плотности записи не менее 8-10 бит/мм . Теоретические и технические результаты работы внедрены в Научно-исследовательском институте вычислительной техники в разработках макетов накопителей с реверсивной записью емкостью 600 и 1300 Мбайт (г. Пенза), накопителе информации специального назначения ФГУП НПО "АГАТ" ( шифр НОД - Ц ) (г. Москва), в учебном процессе Пензенского государственного университета на кафедре "Компьютерные технологии управления".

1. Фотографирование на магнитные пленки/ J1.M. Кпюкин, Б.М Степанов, В.А. Фабриков, А.В. Хромов. - М.: Атомиздат, 1971. - 110 с.

2. Китович В.В. Магнитные и магнитооптические оперативные запоминающие устройства. М.: Энергия, 1975. - 432 с.

3. Рандошкин В.В. Прикладная магнитооптикаУДВ. Рандошкин, А. Я. Червоненкис -М.: Энергоатомиздат, 1990. 300 с.

4. Майклджон У.М. Магнитооптическая запись//ТИИЭР.-1986.-Т.74, № П.- с.112-125.

5. Berkowitz А. Е. Thermomagnetic recording: Phisics and materials/ A. E. Berkowitz, W.K. Meikljon //IEEE Trans. Magn. -1975.-11, № 4. -P. 996 -1018.

6. Chen D. MnBi thin films: physical properties and memory applications / D. Chen, J.F. Ready, G.E. Bernalltt. Appl. Phys. -1968.- Vol.39, № 7, P. 39163927.

7. Optical mass memory experiment on thin films of MnBi / R. L. Aagard, D. Chen, R.W. Honebrink, G. N. Otto, F.M. Shmitll IEEE Trans. Magn. 1968. -Vol.4, №3.-P. 412-416.

8. Исследование размагничивающих полей в MnBi пленках при термомагнитной записи/ Б.М. Раков, В.Г. Чубарое, Ю.Н. Слесарев, Ф.М. Назаров, А.А. Михайлов, О.Ф. Бузин// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1974.-Вып. 12. -с. 140-147.

9. Bernal G.E. Mechanism of Curie point writing in thin films of manganese bismuth// J. Appl. Phys.-1971.- Vol.42, № 10.- P. 3877-3887.

10. Слесарев Ю.Н. Сравнительный анализ размагничивающих полей при термомагнитной записи в пленках TbFe// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1987.- Вып.12. -с. 59-63.

11. Михайлов В.И. Разработка и исследование комплекса методов сверхплотной кодовой записи в магнитных и оптических дисковых ЗУ: Дис.д-ра техн. наук. -Пенза, 1994.- 372 с.

12. Макарычев П.П. Методы и средства функционального проектирования оптических накопителей информации: Дис.д-ра техн. наук. -Пенза, 1996.- 346 с.

13. Mezrich R. S. Reconstruction effects in magnetic holography// IEEE Trans. Magn. -1967. -Vol.6, № 3.- P. 537-541.

14. Чубарое В.Г. Расчет магнитных полей, создаваемых однородно намагниченным прямоугольным параллелепипедом// Вопросы проектирования специальных радиоэлектронных устройств: Ученые записки. Вып. 1 .-Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1969.- с. 81-88.

15. Mallinson J. С. A theoretical and experimental comparison of the longitudinal and vertical modes of magnetic recording IJ.C. Mallinson, H.N. Bertram II IEEE Trans. Magn. 1984. - Vol.20, № 3.- P. 461-467.

16. Bromley D. J. A comparison of vertical and longitudinal magnetic recording based on analytical models// IEEE Trans. Magn. 1983. - Vol.19, № 5.-P. 2239-2244.

17. Beards ley /. A. Sharp transitions in perpendicular recording/ I. A. Beardsley, C. Tsang II J. Appl. Phys. 1984.- Vol.55, N 15.- March.-P. 2208-2210.

18. Michael W. The heat problem in magneto optic readout/ W. Michael, D. Treves II J. Appl. Phys.-1969.- Vol.41, № 1.- P. 303-311.

19. Григорьев Б.А. Импульсный нагрев излучениями. Ч. 1. Характеристики импульсного облучения и лучистого нагрева. М.: Наука, 1974. -320 с.

20. Григорьев Б.А. Импульсный нагрев излучениями. Ч. 2. Нестационарные температурные поля при импульсном лучистом нагреве. М.: Наука, 1974. - 728 с.

21. РэдиДж. Действие мощного лазерного излучения.- М.: Мир, 1974.468 с.

22. Бутаев ММ К вопросу расчета радиуса отверстия, получаемого при записи информации в оптическом ЗУ/ М.М. Бутаев, Н.П. Вашкевич, Г.И. Краснов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1980.- Вып. 13.-е. 124 -129.

23. Андреев В.Н. Оптимизация режима записи на оптический диск/ В.Н. Андреев, М.М. Бутаев //Вопросырадиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1987.- Вып. 6. -с. 94-102.

24. Бузин О.Ф. Лазерное испарение тонких пленок при термооптической записи информации на движущийся носитель/ О.Ф. Бузин, В.И. Прит-ченко II Вопросы радиоэлектроники. ЭВТ.- 1985.- Вып. 13.- с.31- 37.

25. Dekker P. Manganese Bismuth and other magnetic manerials for beam addressable memories// IEEE Trans. Magn. 1976.- Vol.12, №4.- P. 311-327.

26. В.Ф. Леонова. Термодинамика. M.: Высш. шк., 1968. -159 с.

27. Simulation of thermomagnetic recording using extended Huth's equation/ NHashida, TKato, Slwata, S. Tsunashima //J. Magn. Soc. Jpn. -2001.-Vol.25, No3-2, P.303-306.

28. Lewicki G. W. Curie Point switching in Mn - Bi films// IEEE Trans. Magn. - 1976. - Vol.5, № 3.- P. 298-290.

29. Langlet R. Termomagnetic writing on thin MnBi films //IEEE Trans. Magn.- 1972. September, Intermag conference.- P. 489-491.

30. Пат. 0227831 А1 США, МКИ G 11B/00. Domain position detection magnetic amplifying magneto-optical system IP Herget (США); № 10/165,438; Заяв. 7.06.2002; Опубл. 11.12.2003; НКИ 369/13.05-12с.

31. Greidanus F. J. A. M. Status and future of magneto optical disk drive technologies// Philips J. Res.- 1990.-Vol.-45, №1.- P. 19-34.

32. Magnetization process of exchange coupled ferrimagnetic double -layered films/ T. Kobayashi, H. Tsuji, S. Tsunashima, S. Uchiyamall J. J. Appl. Phys. -1981.- Vol.-20, № 11.- P.2089-2095.

33. Van Den Berg H. A. M. Direct overwrite system for magnetooptic memory with laser - controlled magnetic - field shielding// IEEE Trans. Magn. -1989. - Vol.25, № 5.- P. 4343-4345.

34. A new direct overwrite method by light intensity modulation with multi layered magneto- optical discs/ T. Fukami, Y. Nakaki, 71 Tokunaga, M. Taguchi, K. Tsutsumi, H. Suganarall J. J. Appl. Phys. -1989.- Vol.-28, Supplement 28 -3.-P.371-374.

35. Звездин A.K Магнитооптика тонких пленок/ А.К. Звездин, В.А. Котов. М.: Наука, 1988.- 190 с.

36. Михайлов В.И. Запоминающие устройства на оптических дисках/В. Я. Михайлов, Г.И. Князев, П.П. Макарычев. -М.: Радио и связь, 1991.224 с.

37. Буркова Л. В. Аморфные пленки новый материал для магнитооптической памяти/Л. В. Буркова, Г.И. Фролов!7 Зарубежная электронная техника.- 1987.- № 9.- с. 3-68.

38. Стандарт ISO на магнитооптические диски. Document ISO/IEC JTC N 292 Oct. 25, 1989. Optical digital data disk. Final text of DP10089.

39. Nobutake 1. Recent development of the optical disk memory// J. Magn. Soc. Jap.- 1984.- Vol. 8, № 5.- P. 345 349.

40. Chen D. MnBi films for magnetooptic recording/ D. Chen, G. N. Otto, F.M. Schmit //ШЕЕ Trans. Magn.- 1973.- Mag.9, №2, p.66 -83.

41. Tanaka T. Design considerations of MnBi magneto- optical disk memory/ T. Tanaka, A. Kokubu, I. Kurosawa //Дэнси гидзюцу сато кэнюосе.- 1977.-Vol. 41, №7, Р.502-515.

42. Sunago К. Termomagnetic writing in Tb-Fe films /К. Sunago, S. Matsushita, Y. Sakurai //IEEE Trans. Magn.- 1976.- Mag. 12, №6.- P.776-778.

43. Tanaka S. The termo magnetic writing and erasing properties and Kerr rotation angle of amorphous TbFe thin film/ S. Tanaka, N. lmamura/l IEEE Trans. Magn.- 1983 .-Mag. 19, №5 .-P. 1751 -1753.

44. Bit shift characteristics in high density magneto optical recording/ M. Yamamoto, H. Nakanishi, A. Watabe, S. Hard I Top. Meet. Opt. Data Storage, Stateline, Nev., March 11-13.- 1987.- Washington, 1987.- P. 68-71.

45. Aoki Y. Read write characteristics for magneto optical disk// J. Magn. Sos. Jap.- 1984.-Vol.-8, №5.- P. 355-360.

46. Shien H. D. Magneto- optic recording materials with direct overwrite capability/H D. Shien, M. H Kryder И Appl. Phys. Lett. 1986.- Vol.49, №8.-P. 473- 474.

47. Berg H. A. M. A direct overwrite system for magneto - optical storage systems with circulary magnetised control layer// IEEE Trans. Magn.- 1990.-Mag. 26, №1.- P. 190-192.

48. Watson D.M. Direct overwrite without initialization in bilayer magneto optical disk/ D.M. Watson, P. Meystre// Appl. Phys. Lett. 1990.- Vol.-56, № 22, P. 2249-2251.

49. Ohtuki T. Through thickness temperature gradients in double - layered magneto - optical media for direct overwrite IT. Ohtuki, S. Owa, F. Ymada II Appl. Phys. Lett. - 1990.- Vol.57, № 2. -P.105-107.

50. Вичес A.M. Моделирование канала магнитной записи на ЭВМ J А.И. Вичес, А.И. Горон, В.А. Смирное //Под ред. А.И. Вичеса. М.: Радио и связь, 1984-184 с.

51. Бобек Э. Цилиндрические магнитные домены: Пер. с англ./ 3. Бобек, Э. Делла Торре //- М.: Энергия, 1977.-192 с.

52. Lachowicz Н.К. Magnetic properties and application of amorphous Cd-Co films// Electron technology. Institute of Electron technology, Warszawa.-1983.- 16.-P.55- 72.

53. Mansuripur M. Energetics of domain formation in termomagnetic recording./ M. Mansuripur, G.A.N. Cornel I/ J. Appl. Phys., 1984.- Vol. 55, №8.- P. 3049- 3055.

54. Оптическая запись в аморфных ферримагнитных пленках/ КС Александров, В.А.Середкин, Г.И.Фролов, В.Ю. ЯкоечукИ Автометрия, 1988.-№4.- с.59-67.

55. Притченко В.И. Аналитическая самосогласованная модель процесса перпендикулярной магнитной записи1В.И. Притченко, Ю.Н. СлесаревН Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1984.-Вып.13 -с.48-54.

56. Притченко В.И. Сравнение характеристических импульсов для продольной и перпендикулярной записи/ В.И. Притченко, Ю.Н. Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1983.-Вып.11 -с.28-34.

57. СлесаревЮ.Н. Самосогласованная модель термомагнитной записи

58. Тез. докл. 111 Всесоюз. конф. по вычислительной оптоэлектронике " Проблемы оптической памяти".- Ереван, 1- 3 ноября, 1987.-Ч. 11.-е. 97-98.

59. Слесарев Ю.Н. Динамическая одномерная модель термомагнитной записи информации//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1988.- Вып. 14.-с.47- 53.

60. Freiser V. I. A survay of magnetic effect// IEEE Transactions On Magnetics. 1968. - Vol.4, № 2.- P. 152-161.

61. Suits I. C. Faraday and Kerr effects in magnetic compounds// IEEE Transactions On Magnetics. 1972. - Vol. 8, № 1.- P. 95-105.

62. ЛандсбергГ. С. Оптика. M.: Наука, 1976. - 928 с.

63. Chipman R.A. Polarization analysis of optical system// Optical engineering.- 1989.- Vol. 28, №2.- P.9 99.

64. Шерклифф У. Поляризованный свет. М.: Мир, 1965. -264 с.

65. Джеррард А. Введение в матричную оптику/Л. Джеррард, Д. М. Берч. -М.: Мир, 1978. 341 с.

66. Горшков М.М. Поляризационные измерения. М.: Изд -во стандартов, 1974. - 200 с.

67. Васильев Б.И. Оптика поляризационных приборов. М.: Машиностроение, 1969. - 208 с.

68. Аззам 3. Эллипсометрия и поляризованный свет/ 3. Аззам, Н. Ба-шара. М.: Мир, 1981.-583 с.

69. ГудменДж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. -364с.

70. Макарычев ПЛ. Анализ процесса воспроизведения сигнала с магнитооптического носителя// Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ.-1990.-Вып.13 с.77-83.

71. Соколов А.В. Оптические свойства металлов.- М.: Физматгиз, 1961. 464 с.

72. Жданов В.Г. Измерение магнитооптических свойств и считывание информации, записанной на тонкие магнитные пленки/ В.Г. Жданов, В.К. Малиновский //Автометрия .- 1976.- №4,- с. 106 -109.

73. Enhanced magneto optic Kerr effects in thin magnetic/metallic layered structures/ W.A. McGahan, L.Y. Chen, Z.C. Shan, D.J. Sellmyer, J.A; Woollamfl Appl. Phys. Lett. - 1989. - Vol. 55, № 24.-11 December.- P.2479-2481.

74. Троицкий Ю.В. Оптимизация параметров многослойной структуры магнитооптического диска/ Ю.В. Троицкий, С.В. Якушкин II Автометрия.-1990.-№5.- с. 63-72.

75. Onta К. Magneto -optical disc using GdTbFe thin film// Recent Magn. Electron.- 1985 1986.- Tokyo, Amsterdam, 1986. - P. 101 -111.

76. Система магнитооптического считывания, основанная на эффекте Фарадея/ О.Ф. Бузин, А.А. Михайлов, Ю.Н. Слесарев, Г.Н. ЧижухинП Вычислительная техника: Межвуз. сб. науч. тр.- Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1974.-Вып. 3.- с. 69-77.

77. Brown B.R. Readout performance analysis of criogenic magneto optical data storage system// IBM J. Res. Devel. - 1972.- Vol. -16, №19 -26.

78. Compact magnetooptical disk for code data storage/M Ojima, A. Saito, T. Kaku, M. Ito, Y. Tsunoda, S. Takayama, Y. Sugitall Applied Optics. 1986.-№4.- P.483-489.

79. Zaki S. G. Dynamic detection of Faraday rotation// IEEE Trans. Magn. -1972. Vol. 8, №9.- P. 528-530.

80. Magnetooptic recording readout perfomance improvement/ T. Iwanaga, S. Sugaya, H. Inada, T. Nomura!/ Applied Optics. 1988.- №4.- P.717-722.

81. Тетерич Н. М. Генераторы шума.- М.- JL: Госэнергоиздат, 1961. -182 с.

82. Ван дер Зил А. Шум (источники, описание, измерение) / Пер. с англ.

83. A.К. Нарышкина- М.: Сов. радио, 1973. -228 с.

84. Амплитудные флуктуации излучателей на основе гетероструктуры GaAlAs/ И.А. Гармаш, В.Н. Морозов, В.Р. Семенов, В.Р. ШидловскийП Электронная техника. Сер. Лазерная техника и оптоэлектроника.- 1989,- Вып. 3(51) с.51-72.

85. Finkeistein B.I. Noise sources in magnetooptic recording/

86. B.I. Finkeistein, W.C. Williams И Applied Optics. 1988,- №4.- P.703-709.

87. Аксенов М.П. Вопросы проектирования каналов воспроизведения накопителей на магнитных носителях/ М.П. Аксенов, А.Д. Глыбовский, А.А. ШавровН Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ.-1977.-Вып.13.- с.20-26.

88. Burt R. Circuit lower photodiode amplifier noise/ R.Burt, M. Stiff// EDN. -1988. -September 1.- P.203-204.

89. The medium noise reduction by intensity dividing readout in the magneto optical memories/^. Inoue, A. Maeda, A. Iton, K. KawanishiH IEEE Trans. Magn. - 1985. - Vol.21, № 5.- P. 1629-1631.

90. Хант P. Магнитооптика, лазеры и устройства памяти//3арубежная электроника. 1971. - № 2. - с. 40-70.

91. Dickson L.D. Characteristics of propagating Gaussian beamII Applied Optics.- 1970, № 8, August.- P. 1854-1861.

92. HascalH. M. Power and focusing consideration for recording with laser beam in the TEMoo mode/ H. M. Hascal, A.N. Rosen II Applied Optics.- 1971.-№6.- P.1354-1358.

93. Hascal H. M. Power, size and depth of focus in thermomagnetic writing// IEEE Trans. Magn. 1971. - Vol.7, № 3.- P. 383-384.

94. Притченко В.И. Аберрационные искажения гауссовых пучков в оптических системах ОДЗУ// Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ.-1987.-Вып.12. с.28-37.

95. Kuntz D. Specifying laser diode optics //Laser focus/Electro optics. -1984. -march.- P. 44-55.

96. Раков Б.М. Сравнительная оценка некоторых способов записи и кодирования для оптических запоминающих устройств/Б.М. Раков, Ю.Н. Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ.- 1977.- Вып. 13.-с.110-118.

97. Абрамов В.И. Коррекция сигнала воспроизведения оптического ЗУ/ В.И. Абрамов, А.И. Дралин II Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ,-1988.-Вып.14.-с.14-19.

98. Токарь А.П. Вопросы построения оптического запоминающего устройства с дискретной записью информации: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Киев, 1974.-21 с.

99. Jipson V.B. Two- dimensional modelling of an optical disk readout/ V.B. Jipson, C.C. Williams И Applied Optics.- 1983.- №14.- P.2202-2209.

100. Mansuripur M. Detecting transition in magneto optical disk system// Applied physics letters. - 1989. - August, №8.- P. 716-771.

101. Sawakil. Detection of magneto optic signals using a ring cavity laser diode/1. Sawaki, K. Miura I I J. J. Appl. Phys.- 1989.- Vol. -28, Supplement 28 -3, P.363- 365.

102. Слесарев Ю.Н. Характеристический импульс канала воспроизведения оптической информации /Ю.Н. Слесарев, СЛ. Чупрына //МРС ТТЭ. Сер. ЭР.-1982.-№14.-Деп. в ВИМИ, 1982.

103. Рыжков В.А. Внешние запоминающие устройства на магнитном носителе/ДА Рыжков, Н.П. Сергеев, Б.М. Раков. М.: Энергия, 1978. - 224 с.

104. Deeley Т.М. Integrating and differentiating channels in digital tape recording// Journal of institute of electronic and radio engineers. -1986. Vol.56, №4.-P.169-173.

105. Mackintosh N.D. A superposition based of pulse - slimming techniques for digital recording //The radio and electronic engineer. - 1980. - Vol.50, №6.- P. 307-314.

106. A. c. 841046 СССР, МКИ G 11 С 11/42. Синхрогенератор для оп-тоэлектронного запоминающего устройства/ Ю.Н. Слесарев, В.А Чулков. (СССР). № 2821003/18- 24; Заявл.24.09.79; Опубл. 28.06.81. Бюл. №23.

107. А. с. 934548 СССР, МКИ G 11 В 7/00. Устройство воспроизведения с оптического носителя информации/ Ю.Н. Слесарев, С.А. Чупрына (СССР). № 2991373/18 -10; Заявл.09.10.81; Опубл. 07.06.82. Бюл. №21.

108. Derrick С. W. An analog magnetic storage read channel based on a decision feedback equalizer// Final repot. -1996. P. 1-90.

109. Слесарев Ю.Н Модели термомагнитной записи для ЗУ с побитовой и топографической организацией/ Ю.Н Слесарев, Н.Н. Евтихиев, Ф. М. Назаров//ЭВМ-7 6: Тез. докл. Всесоюз. науч. -техн. конф. М., 1976. -Ч. 1. -с.180-181.

110. Слесарев Ю.Н. Исследование передаточной характеристики MnBi пленок/Л?.//. Слесарев, А.А. Стрелков, В.Г. ЧубаровИ Вопросы радиоэлектроники. Сер ЭВТ.-1976.-Вып. 12. -с. 103-107.

111. Либенсон М.Н. Нагрев и разрушение тонких пленок излучением ОКГ// Физика и химия обработки материалов.-1968.-№2.-с.З-11.

112. Слесарев Ю.Н. Об эффективности магнитооптического считывания с MnBi пленок //РИПОРТ: Сб. 1976.-№21.-с.10.- Деп. в ВИМИ, 1976.

113. Mezrich R.S. Curie -point writing of magnetic hologram of MnBi// Applied Physics Letters -1969.- Vol. 14, №4.- P. 132-134.

114. Чубарое В.Г. Исследование частотно-контрастной характеристики MnBi пленок/ В.Г. Чубарое, Ю.Н.Слесарев, Ф.М. Назаров //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1975.-Вып. 14 с. 124-128.

115. О разрешающей способности MnBi пленок при термомагнитной записи/ Ю.Н. Слесарев, В.Г. Чубарое, Ф.М. Назаров, Б.М. РаковИ Вопросы радиоэлектроники. Сер.-ЭВТ.-1975.-Вып.14.- с. 124-128.

116. Тамм И.Е. Основы теории электричества.- М.: Наука.-1976. -616 с.

117. Вонсовский С.В. Ферромагнетизм/ С.В. Вонсовский, Я.С. Шур. М -Л.:ГИТТЛ.-1948.-816 с.

118. Слесарев Ю.Н. Исследование собственных магнитных полей ин-терферограмм на MnBi пленках/ Ю.Н. Слесарев, В.Г. Чубарое, М.А. Рахман-куловП Вычислительная техника: Межвуз. сб. науч. тр.- Пенза: Пенз. политехи. ин-т, 1977.- с. 43-47.

119. Жданов В.Г. Характеристические кривые образцов MnBi пленок/ В.Г. Жданов, Ю.Н. Слесарев, В.Г. ЧубаровН Автометрия.- 1976.- № 4. -с.106 -109.

120. Optimum thickness of MnBi films for magnetic optical memory/ S. Esho, S. Nogychi, Y. Ono, M. Nagao/I Applied Optics. -1974, № 4.-P. 779 783.

121. Brown W.F. Magnetostatic principles in ferromagnetism.- N.Y.: North Holland Publishing Company, 1962. 202 p.

122. Huth B.G. Calculations of stable domain radii produced by termomag-netic writing// IBM J. Res. Develop. 1974.-Vol.18, №2.-P. 100-109.

123. Слесарев Ю.Н. О выборе оптимальной толщины носителя при термомагнитной записи// Элементы и приборы систем измерения и управления автоматизированных производств: Межвуз. сб. науч. тр.- Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999.- Вып.4.- с.74-78.

124. Слесарев Ю.Н. Исследование параметров сфокусированного излучения на размер пятна, записанного на MnBi пленку/ Ю.Н. Слесарев, А.И. Лебедев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1974.-Вып. 12.-е. 148 -151.

125. Михайлов В.И. Информационные каналы запоминающих устройств на магнитных дисках/ В.И. Михайлов, Г.И. Князев, Б.М. Раков.-М.: -Энергоатомиздат, 1984. -176 с.

126. Градштейн И. С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений/ КС. Градштейн, И.М. Рыжик- М.: Гос. изд.-во физ. мат. лит., 1962.1100 с.

127. О'Делл Т. Магнитные домены высокой подвижности.- М.: Мир, 1978.- 197 с.

128. Dependence of magnetooptic properties MnBi films on compound ratio/ R.V. Telesnin, A.K. Baranov, M.T. Grishenkin, Yu.D. Zavartsavll Physica status solidi (a).- 1974.- №24.- P.691- 697.

129. Optimum thickness of MnBi films for magnetic optical memory/ S. Esho, S. Nogychi, Y. Ono, M. Nagao/I Top. Meet. Opt. storage of digital data. Digest of technical papers, march 19 -21,1973.- Aspen, Colorado, 1973.- P. MB2-1 MB2-4.

130. A. c. 668477 СССР, МКИ G 11 В 7/26. Способ изготовления MnBi пленок для хранения информации/ Ю.Н. Слесарев, Б.А. Сивохин. (СССР).2475171/23-04; Заявл.05.04.77; Не подлежит опубликованию в открытой печати.

131. Колъер Р. Оптическая голографияАР. Кольер, К. Беркхарт, JI. Лин. -М.:, Мир, 1973.- 686 с.

132. Павлов А. В. Приемники излучения автоматических оптико электронных приборов/Л. В. Павлов, А.И. Черников .- М.:, Энергия, 1972.- 240 с.

133. Слесарев Ю.Н. Исследование искажений следа записи при тепловой регистрации информации/ Ю.Н. Слесарев, С.А. Чупрына //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1981.- Вып. 13.- с. 122-125.

134. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел/Г. Карслоу, Д. Егер. -М.: Наука, 1964.- 487 с.

135. Хогленд А. Цифровая магнитная запись. М.: Советское радио, 1967.- 280 с.

136. Iwasaki S. Magnetization transitions on perpendicular magnetic recording. / S. Iwasaki, T. Suzuki //IEEE Trans. Magn.- 1982.- MAG- 18, №2.- P. 769-771.

137. Johnson R.A. Fundamental properties of perpendicular magnetic recording/ R.A. Johnson, C. S. Chi II IEEE Trans. Magn.- 1981, MAG- 17, №6.-P.2544-2546.

138. Iwasaki S. An analysis for the magnetization mode for high density magnetic recording/ S. Iwasaki, J. Nakamura II IEEE Trans. Magn.- 1977.- MAG-13, №5.- P. 1272-1277.

139. Чубарое В.Г. Анализ двух моделей расчета размагничивающих полей/ В.Г. Чубарое, Ю.Н. Слесарев II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1986.- Вып. 14- с.28-34.

140. Jeanniot D. A transition metal rare alloy for perpendicular magnetic recording/ D. Jeanniot, J. Desserre II J. Appl. Phys. -1983.- Vol.54, № 5.-P. 28202823.

141. Nimura Y. Magnetic properties and Curie point writing in amorphous metallic films/ Y. Nimura, N. Imamura, T. Kobayashill IEEE Trans. Magn.- 1976, MAG-12, № 6.-P. 779-781.

142. Intrinsic anisotropy of TbFe films prepared by magnetron Co sputtering/ R.B. Dover, M. Hong, E.M. Georgy, J.FDilon, S.D. Albiston/f J. Appl. Phys. -1985.- Vol.57, № 1. P. 3897-3899.

143. Червинский М.М. Методы и средства измерений магнитных характеристик пленок/ М.М. Червинский, С.Ф. Глаголев, В.Б. Архангельский //.-JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд- ние, 1990. 208 с.

144. Слесарев Ю.Н. Стенд для исследования реверсивных носителей для оптических носителей информации// Всесоюз. науч.- техн. конф. "Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях".-Пенза, 1988.- с. 123-125.

145. Поттер Р. И. Самосогласованный расчет распределения намагниченности носителя магнитной записи с тонким рабочим слоем/ Р. И. Поттер, Р. Д. Шмулиан // Проблемы магнитной записи: Пер. с англ./ Под ред. ВТ. Королькова.- М.: Энергия, 1975.- с.52-60.

146. Not Just Another Self- Consistent Magnetic Recording Model/ G.G. Hughes, D.S. Bloomberg, V. Castelli, R. Hoffman!I IEEE Trans. Magn.-1981,- MAG-17, № 2.- P. 1192-1199.

147. Computer simulation of high- density multiple transition in magnetic disk recording/ K. Nichimoto, Y. Nagao, Y. Suganuma, H. Tonakall IEEE Trans. Magn.- 1974.- MAG. 10.- №3.- P. 769-775.

148. Ивасаки С. Динамическая модель процесса магнитной записи/ С. Ивасаки, Т. Судзуки // Проблемы магнитной записи: Пер. с англ. /Под ред. В.Г. Королькова.- М.: Энергия, 1975.- с. 25-34.

149. Джордж Д. Самосогласованный расчет перехода намагниченности в диске с тонким рабочим слоем/Д. Джордж, С. Кинг, А. Карр // Проблемы магнитной записи: Пер. с англ. /Под ред. В.Г. Королькова.- М.: Энергия, 1975.-е. 42-51.

150. Labrune М. Temperature dependence of the critical radius of domains in rare earth transition metal alloy for magnetic media/ M. Labrune, F. Rio, P. Bernstein!/ Thin Solid Films.- 1989.- 175.- P.305-309.

151. Слесарев Ю.Н. Динамическое самосогласованное моделирование термомагнитной записи/ Ю.Н. Слесарев, П.М. Серебряник // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1989.-Вып. 11.- с.14-21.

152. Слесарев Ю.Н. Динамическое самосогласованное моделирование термомагнитной записи/ Ю.Н Слесарев, П.М. Серебряник II Всесоюз. науч.-техн. конф. "Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях".- Пенза, 1988.- с. 6-7.

153. Чулков В.А. Принципы фазовой синхронизации при воспроизведении данных в магнитном дисковом ЗУ / В.А. Чулков, А.Д. Глыбовский //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ. -1989. -Вып.11.- с. 22-35.

154. Макарычев П.П. Моделирование непрерывных и дискретных динамических систем: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1988. -76 с.

155. А. с. 832593 СССР, МКИ G 11 В 7/00. Устройство для синхронизации воспроизведения с носителя оптической записи/ Ю.Н. Слесарев, В.А. Чулков (СССР). № 2800497/18- 10; Заявл.23.07.79; Опубл. 28.05.81. Бюл. №19.

156. А. с. 1744714 А1 СССР, МКИ G 11 В 7/00. Устройство магнитооптической записи информации/ Ю.Н. Слесарев, Д.Б. Юдаев (СССР). -№4776407/10; Заявл.03.01.90; Опубл. 30.06.92. Бюл. №24.

157. Юдаев Д.Б. Стабилизация и модуляция мощности излучения полупроводникового лазера для оптических ЗУ/. Д2>. Юдаев, Ю.Н. Слесарев II Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1990.- Вып. 13.-с. 113-121.

158. А. с. 1679542 А1 СССР, МКИ G 11 В 7/125. Устройство для оптической записи- воспроизведения/ Ю.Н Слесарев, Д.Б. Юдаев (СССР).-№4744985/10; Заявл.02.10.89; Опубл. 23.09.91. Бюл. №35.

159. А. с. 1700593 А1 СССР, МКИ G 11 В 7/125. Устройство для регулирования и стабилизации мощности лазерного излучения/ Ю.Н Слесарев, ДБ. Юдаев (СССР). № 4774692/10; Заявл.27.12.89; Опубл. 23.12.91. Бюл. №47.

160. Вологдин Э.И. Оптические схемы воспроизведения записи с видеопластинки сфокусированным лучом лазера/ Э.И. Вологдин, В.И. Коченов,

161. В.Е. Шишкин// Техника средств связи. Сер. "Техника радиовещательного приема и акустики"- 1978.-Вып. 2 -с.86-102.

162. Фридлянд И.В. Системы автоматического регулирования в устройствах видеозаписи/ И.В. Фридлянд, В.Г. Сошников. М.: Радио и связь, 1988.- 168 с.

163. Притченко В.И. Матричный расчет теневых датчиков сервосистем оптических ЗУ/ В.И. Притченко, Е.В. Терешко //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1990.- Вып. 13.- с.105-112.

164. Боухьюз Г. Оптические дисковые системы /Г. Боухьюз, Дж. Бра-ат, А. ХейсерИ Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1991. 280 с.

165. Памяти с оптични дискове/ П.А. Попов, Е.И. Даскалов, Е.И. Нел-чева, Н.П. Цачков.- София: Техника, 1988.- 204 с.

166. Макарычев П.П. Анализ устройства позиционирования с учетом нерегулярности шага дискретизации//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.-1987,-Вып. 12.-C.110-115.

167. Макарычев П.П. Проектирование логико динамических подсистем дискового ЗУ// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1989.- Вып. 11 .-с. 96-104.

168. Притченко В.И. Исследование дискриминационной характеристики датчика расфокусировки с цилиндрической оптикой/В.И. Притченко, Ю.Н. Слесарев // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1982.- Вып. 11.-с.108-115.

169. А. с. 1739381 А1 СССР, МКИ G 11 В 7/09. Устройство для слежения за информационной дорожкой оптического носителя/ Ю.Н. Слесарев, В.И. Притченко (СССР.- № 4645570/10; Заявл.03.02.89; Опубл. 07.06.92. Бюл. №21.

170. Макарычев П.П. Эквивалентные преобразования моделей динамических подсистем ВЗУ на ЭВМ САПР/ П.П. Макарычев, С.С. Полевая // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ЭВТ.- 1988.- Вып. 14 с. 93-98.

171. Макарычев П.П. Асинхронное моделирование устройств синхронизации воспроизведения информации// Вопросы радиоэлектроники. Сер.

172. ЭВТ.- 1988,-Вып. 14.-С.99-105.

173. Слесарев Ю.Н. Термомагнитная запись для оптических дисковых накопителй информации: Монография.-Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000.142 с.

174. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления М.: Наука, 1978. - 256 с.

175. Червинский М.М. Магнитооптические методы и средства определения магнитных характеристик материалов/ М.М. Червинский, С.Ф. Глаголев, И.П. //- Л.: Энергия, 1980. 125 с.

176. Волкова Е.А. Об измерении угла вращения плоскости поляризации объективным методом/ Е.А. Волкова, И.С. Сорокина И Исследования в области оптических измерений: Тр. метрол. ин -тов СССР.- М.- JI.:- 1970. -Вып. 114(174). -с. 54- 62.

177. Слесарев Ю.Н. Модели переключения носителя при термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003.-N5.-C.15-17.

178. Слесарев Ю.Н. Динамическое самосогласованного моделирование термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003.-N6.-C.13-15.

179. Слесарев Ю.Н. Формирование сигнала при магнитооптическом воспроизведении информации // Микросистемная техника, 2003.-N10.-c.13-17.

180. Слесарев Ю.Н. Модели процесса стирания информации при термомагнитной записи // Микросистемная техника, 2003 .-N11.-е. 15-17.

181. Слесарев Ю.Н. Модели переключения носителя при термомагнитной записи // Новые промышленные технологии, 2003.-N3.-C.24-26.

182. Слесарев Ю.Н. Искажения при термомагнитной записи информации // Микросистемная техника, 2004.-N1 .-с. 17-19.