Brevet FR2797512A1 — publié le 20010216

TETE DE LECTURE MAGNETO-OPTIQUE A BRUIT REDUIT La présente invention se rapporte à une tête de lecture magnéto- optique à bruit réduit. Les têtes de lecture de bandes magnétiques sont généralement des têtes à effet Kerr. Le principe physique exploité par ces têtes est l'effet magnéto-optique connu sous le nom de rotation Kerr ou de rotation Faraday. En fait, lorsqu'une onde électromagnétique se réfléchit sur un milieu magnéto-optique ou le traverse, elle subit une modification de son état de polarisation. Cet état dépend de la direction de l'aimantation de ce milieu. Dans une tête de lecture magnéto-optique, le pâle de lecture de la bande magnétique est constitué par un tel milieu magnéto-optique. Un faisceau laser est dirigé vers ce pâle et s'y réfléchit. La polarisation de ce faisceau laser est modifiée par les variations d'aimantation induites par la bande magnétique en défilement. Cette modulation est ensuite transformée en variations d'intensité lumineuse qui sont mesurées à l'aide d'un photodétecteur, ce qui permet de reconstituer l'information enregistrée sur la bande magnétique. Une telle tête de lecture magnéto-optique comporte un substrat sur une face latérale duquel sont déposés successivement un pôle de lecture, une couche diélectrique formant le gap (entrefer) et une couche réflectrice et un deuxième pâle magnétique. Le faisceau laser de lecture traverse le substrat, subit une réflexion totale sur une face latérale de ce substrat, à proximité de sa face en contact avec la bande magnétique. Le faisceau réfléchi est dirigé sur le pâle de lecture, à proximité de son contact avec la bande magnétique. Le faisceau laser se réfléchit une seconde fois sur ce pôle de lecture pour traverser à nouveau le substrat et arriver sur un photodétecteur. On constate qu'une telle tête de lecture est affectée d'un bruit de fond non négligeable peu après sa mise en service, bruit de fond qui n'est dû ni au photodétecteur ni au pâle de lecture. Après différentes recherches, il a été trouvé que ce phénomène était dû à l'accumulation de poussières diverses (poussières atmosphériques, poussières dues à l'abrasion de la bande ... ) s'accumulant entre la bande magnétique et le substrat de la tête de lecture, poussières sur lesquelles se diffuse l'onde électromagnétique évanescente accompagnant la réflexion du faisceau laser sur ladite autre face latérale et qui est captée par le photodétecteur en dégradant le taux d'extinction du système de lecture. Du fait que la répartition des poussières est pratiquement variable aléatoirement au cours du temps, l'onde évanescente ainsi diffusée produit un bruit de fond qui est sensiblement gaussien, et qui ne peut être éliminé facilement par un traitement de signal classique en aval du photodétecteur. La présente invention a pour objet une tête de lecture magnéto- optique du type précité, ne présentant pratiquement plus de bruit de fond dû au phénomène décrit ci-dessus, et ce, sans augmenter notablement le prix de revient de cette tête, sans avoir recours à un traitement de signal en aval du photodétecteur, et sans nécessiter des moyens de dépoussiérage. La tête de lecture magnéto-optique conforme à l'invention comporte, sur la face du substrat sur laquelle se produit la première réflexion du faisceau laser de lecture, une couche de protection en matériau dont l'épaisseur est au moins égale à la profondeur d'action de l'onde évanescente accompagnant le faisceau laser et dont l'indice optique est tel qu'il n'empêche pas la réflexion totale du faisceau laser à l'interface entre le substrat et la couche de protection. De façon avantageuse, la couche de protection est en alumine d'une épaisseur d'au moins 2 000 A. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique en perspective d'une tête de lecture magnéto-optique conforme à l'invention. La tête de lecture magnéto-optique 1 représentée sur le dessin comporte essentiellement un substrat 2 ayant sensiblement, en vue de côté, une forme prismatique dont deux des faces 3A, 3B forment un toit 3. Sur la face 4 correspondant à un petit côté de la forme prismatique, on dépose une couche magnétique formant un pâle de lecture 4A, puis un entrefer diélectrique 5, une couche réflectrice 6 et une deuxième couche magnétique 4B. Sur la couche 4B, on dépose une couche de protection d'un matériau non magnétique et mécaniquement dur, d'une épaisseur d'environ 2 pm, par exemple en Si3N4. Le substrat 2 est généralement en grenat de formule générique Gd3Ga5Ol2 (généralement dénommé GGG). Le pâle de lecture 4A et la couche 4B sont par exemple en Sendust , d'une épaisseur d'environ 250 A et 9 000 A respectivement. La couche diélectrique 5 est par exemple en Nitrure de Silicium d'environ 2 000 À pour un faisceau laser de longueur d'onde d'environ 780 à 830 nm. La couche réflectrice 6 est, par exemple, en Cuivre ou en Or et a une épaisseur d'environ 500 A. Le faisceau laser 8 de lecture arrive par la face latérale du substrat correspondant à son petit côté 9 (opposé au petit côté sur lequel sont déposées les couches 4A à 4B). Le faisceau arrive pratiquement perpendiculairement à cette face latérale, sur laquelle est déposée une couche anti-réfléchissante 9A, de façon à arriver sur la face latérale 3A du toit 3 avec un angle d'indice 'Il (angle entre le faisceau laser 8 et la normale à la surface de la face latérale) d'environ 67". La géométrie de la tête Kerr (en particulier l'angle 12) et l'indice optique du GGG (d'environ 2) sont tels qu'il y a réflexion totale du faisceau laser 8 sur la face M. Le faisceau laser 8A ainsi réfléchi arrive sur la face latérale portant la couche 4A sous une incidence de 45*. Le faisceau 8B réfléchi par la couche 4A traverse le substrat 2 et en sort par la face latérale 10 (opposée au toit 3) pour arriver sur le photodétecteur (non représenté). La face 10 porte un revêtement anti-réfléchissant 11. L'angle obtus Î2 formé par les deux faces 3A, 3B du toit 3, l'angle d'incidence il du faisceau 8 sur la face 3A, et sa zone d'incidence 12, ainsi que les longueurs respectives des faces 3A, 3B sont tels que la zone d'incidence 13 du faisceau 8A sur la couche 4 soit au bord de la face 3B, dest-à-dire le plus proche possible de la bande magnétique 14 qui glisse sur cette face 3B, afin d'assurer une efficacité maximale de lecture de cette bande. Comme mentionné ci-dessus en préambule, des poussières 15 s'accumulent entre la bande 14 et la face 3A, près de l'arête 3C (formée par l'intersection des faces 3A, 3B), et ce, quel que soit le sens de défilement de la bande magnétique 14. L'onde évanescente accompagnant le faisceau laser 8 est diffusée par ces poussières 15, et une partie de l'onde diffusée arrive sur le photodétecteur et crée un bruit de fond se superposant au signal utile contenu dans le faisceau réfléchi 8B. Selon l'invention, afin de réduire considérablement ou d'éliminer l'interaction de l'onde évanescente avec les poussières 15, on dépose sur la face 3A une couche 16, qui est par exemple en alumine A1203 ou en tout autre matériau dont l'indice optique permet de réaliser une réflexion totale du faisceau laser incident 8. Cette couche 16, lorsqu'elle a une épaisseur suffisante, empêche l'onde évanescente d'arriver jusqu'aux poussières 15, du fait que la distance sur laquelle se propage l'onde évanescente en sortant du substrat 2 est très faible (moins de 5 000 A en général). Bien entendu, la couche 16 ne doit pas empêcher la réflexion totale du faisceau laser 8. La condition à respecter est : np n.. sin il expression dans laquelle np est l'indice optique de la couche de protection 16, n. est l'indice optique du substrat 2, il étant l'angle d'incidence du faisceau laser 8 sur la face 3A comme mentionné ci-dessus. Ainsi, la couche 16 peut avoir une épaisseur de quelques milliers d'Angstrôms, avantageusement de 6 000 A ou plus. Pour un substrat 2 en SGGG, dont l'indice optique est de 1,96 et pour un angle d'incidence il = 60*, on trouve np ce qui est le cas de l'alumine, dont l'indice optique np - 1,64 à 1,65. En d'autres termes, lorsque la couche 16 est en alumine, on trouve que lorsque l'angle d'incidence il est supérieur à 57", il y a réflexion totale. Avec de la silice, d'indice optique égal à 1,46, cet angle limite d'incidence serait égal à environ 48*. Selon une variante de l'invention, la couche de protection unique 16 est remplacée par un empilement de dépôts diélectriques et métalliques dont la structure permet de réfléchir la quasi-totalité de la lumière incidente (dans le cas où il n'y a pas réflexion totale à l'interface entre le substrat et la couche de protection). Selon un autre aspect de l'invention, la couche de protection déposée sur la face 3A, peut jouer un rôle de polariseur du faisceau laser incident, à condition d'être adaptée à l'angle d'incidence du faisceau. En effet, le faisceau laser peut être polarisé de différentes manières. De façon classique, on place un polariseur sur le trajet du faisceau laser, en amont de la tête de lecture. Selon cet autre aspect de l'invention, ce polariseur est constitué par la couche de protection, qui comprend alors un empilement de dépôts appropriés, adaptés à l'angle d'incidence du faisceau laser. REVENDICATIONS 1. Tête de lecture magnéto-optique du type à substrat (2) portant sur une face latérale une couche (4A) magnétique formant un pâle de lecture, sur laquelle sont déposés une couche diélectrique (5) formant gap , une couche réflectrice (6) et une deuxième couche magnétique (4B), un faisceau laser de lecture (8) étant envoyé sur le pôle de lecture près de sa zone de contact avec une bande magnétique (14) après réflexion (8A) sur une autre face (3A) du substrat, caractérisée par le fait que ladite autre face comporte une couche de protection (16) dont l'épaisseur est au moins égale à la profondeur d'action de l'onde évanescente accompagnant le faisceau laser et dont l'indice optique est tel qu'il n'empêche pas la réflexion totale du faisceau laser à l'interface entre le substrat et la couche de protection. 2. Tête de lecture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'épaisseur de la couche de protection est d'au moins 2 000 A. 3. Tête de lecture selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que l'indice optique np de la couche de protection doit être np n., . sin îl nr, étant l'indice optique du substrat et il étant l'angle d'incidence du faisceau laser sur ladite autre face (3A). 4. Tête de lecture selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la couche de protection est en matériau diélectrique. 5. Tète de lecture selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la couche de protection est en alumine. 6. Tête de lecture selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la couche de protection est un empilement de couches diélectriques et métalliques dont la structure permet de réfléchir la quasi-totalité du faisceau incident. 7. Tête de lecture selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la couche de protection joue également un rôle de polarisation du faisceau laser incident.