專利名稱：有用以控制滑塊降落區(qū)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化測(cè)試帶的磁記錄盤(pán)的制作方法
本申請(qǐng)和同時(shí)提出的待審申請(qǐng)，系列號(hào)08/379419和系列號(hào)08/379242基于共同的說(shuō)明書(shū)。本發(fā)明是針對(duì)“具有用以控制滑塊降落區(qū)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化測(cè)試帶的磁記錄盤(pán)”，系列號(hào)08/379419的申請(qǐng)是針對(duì)“用于激光分析具有重復(fù)結(jié)構(gòu)圖形表面的方法和設(shè)備”，而系列號(hào)08/379242的申請(qǐng)是針對(duì)“用于磁記錄盤(pán)的受控激光形成結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備”。
1993年11月10日提出的美國(guó)系列號(hào)08/150525的待審申請(qǐng)敘述使用二極管泵激光使帶間隔突起陣列的盤(pán)基片形成結(jié)構(gòu)的方法。1993年11月10日提出的美國(guó)系列號(hào)08/149851的待審申請(qǐng)敘述使用激光使玻璃盤(pán)基片形成結(jié)構(gòu)的方法。
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及的是具有結(jié)構(gòu)化表面類型的磁記錄盤(pán)，更為特別的說(shuō)本發(fā)明涉及的是帶有為支承磁紀(jì)錄頭的滑塊用的結(jié)構(gòu)化降落區(qū)的這種盤(pán)。
磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，也叫磁盤(pán)文件，是使用帶包含信息的同心數(shù)據(jù)磁道的旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)的信息存儲(chǔ)裝置，一磁頭，或稱變換器用來(lái)在不同的磁道讀/或?qū)憯?shù)據(jù)，同時(shí)一連接在磁頭支架上的致動(dòng)器用來(lái)移動(dòng)磁頭到希望的磁道上并在讀或?qū)懖僮鲿r(shí)保持磁頭在磁道中心線上。典型的是有許多由間隔圈分開(kāi)的盤(pán)片，疊置在由盤(pán)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)軸上。一外殼支承驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和磁頭致動(dòng)器并圍繞磁頭和磁盤(pán)為磁頭、磁盤(pán)接口提供一基本密封的環(huán)境。
在傳統(tǒng)的磁記錄盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，磁頭支架是一氣墊的滑塊，它在磁盤(pán)以其運(yùn)行速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)騎在磁盤(pán)表面上面的氣墊上。滑塊由一連接滑塊和致動(dòng)器的相對(duì)脆弱的懸架保持在磁盤(pán)表面的附近?；瑝K要么由來(lái)自懸架的小的彈簧力朝磁盤(pán)表面偏置，或者通過(guò)滑塊上的一“負(fù)壓”氣墊表面“自加載”到磁盤(pán)表面。
為改善磁盤(pán)的耐磨性能以及保持磁特性的一致性，希望使磁盤(pán)表面盡可能光滑?？墒欠浅９饣拇疟P(pán)表面容易引起一種稱為“靜態(tài)阻力”的問(wèn)題。這指的是在滑塊與磁盤(pán)靜態(tài)接觸一段時(shí)間后，滑塊傾向于阻礙其平動(dòng)即“粘”在磁盤(pán)表面上。靜態(tài)阻力是由許多因素引起的，包括靜磨擦和磁盤(pán)和滑塊之間由磁盤(pán)上的潤(rùn)滑劑引起的吸附力。在磁盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊突然從磁盤(pán)表面離開(kāi)時(shí)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上的靜態(tài)阻力可能導(dǎo)致?lián)p壞磁頭或磁盤(pán)。另外，由于致動(dòng)器和滑塊之間的懸架相對(duì)脆弱，以便允許滑塊在磁盤(pán)表面上飛行，磁盤(pán)的突然轉(zhuǎn)動(dòng)也可能損壞懸架。在一些磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，例如在膝上型和筆記本型計(jì)算機(jī)用的低功率磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)簡(jiǎn)直可能由于能使滑塊粘著或過(guò)分拖動(dòng)的吸附力而不能起動(dòng)或不能達(dá)到運(yùn)行速度。
接觸起動(dòng)/停止(CSS)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器在起動(dòng)和停止時(shí)由于沒(méi)有足夠的磁盤(pán)轉(zhuǎn)速支持氣墊，而滑塊接觸磁盤(pán)表面。為盡量減少靜態(tài)阻力效應(yīng)，CSS磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器經(jīng)常使用專用的結(jié)構(gòu)化的“降落區(qū)”，在驅(qū)動(dòng)器不工作時(shí)滑塊停放在這里。典型的降落區(qū)是磁盤(pán)上特殊結(jié)構(gòu)化的非數(shù)據(jù)區(qū)域。磁盤(pán)基片在構(gòu)成磁記錄盤(pán)的磁層和其它層沉積在其上之前要形成結(jié)構(gòu)。這些沉積層復(fù)制下面基片的結(jié)構(gòu)，從而在滑塊放在磁盤(pán)上時(shí)減少了靜態(tài)阻力。
一種使磁盤(pán)基片形成結(jié)構(gòu)的技術(shù)是使用脈沖激光輻射。授于磁外圍設(shè)備公(Magnetic Peripherals，Inc.)的美國(guó)專利5108781敘述了一種用激光在基片上形成交疊的麻點(diǎn)和熔坑的結(jié)構(gòu)的方法。IBM的待審申請(qǐng)，系列號(hào)08/150525，敘述了使用二極管泵激光使磁盤(pán)基片產(chǎn)生具有間隔突起的陣列而使磁盤(pán)形成結(jié)構(gòu)的方法。IBM的待審申請(qǐng)，系列號(hào)08/149851敘述了激光玻璃磁盤(pán)基片形成結(jié)構(gòu)的方法。在激光結(jié)構(gòu)化的磁盤(pán)基片上發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是即使基片具有同樣的材料組成，激光產(chǎn)生的突起的平均高度也不能逐片地控制。既然使靜態(tài)阻力成為最小的關(guān)鍵決定于形成結(jié)構(gòu)的突起的平均高度，那么就有必要開(kāi)發(fā)一種方法，它能使形成結(jié)構(gòu)的圖形在所有要制造的磁盤(pán)上具有已知的平均突起高度，從而保證加入磁盤(pán)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可靠地工作。
本發(fā)明是一磁記錄盤(pán)，它具有從結(jié)構(gòu)化降落區(qū)徑向分開(kāi)的結(jié)構(gòu)化測(cè)試帶，并且該測(cè)試帶通常具有激光產(chǎn)生的突起，其平均高度明顯不同于在結(jié)構(gòu)化降落區(qū)的激光形成的突起的平均高度。在測(cè)試帶和結(jié)構(gòu)化帶兩者之上的突起是在螺旋磁道上形成的，因?yàn)樾纬山Y(jié)構(gòu)的激光脈沖地加工盤(pán)時(shí)，盤(pán)同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)和在徑向平動(dòng)。然而由于結(jié)構(gòu)化帶上的突起僅在測(cè)試帶上突起的平均高度由第二分析激光測(cè)量后才能形成，所以兩個(gè)螺旋磁道是分開(kāi)的且不連續(xù)。為制作這種盤(pán)(a)形成結(jié)構(gòu)的激光在盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以固定的脈沖能量作用在環(huán)形測(cè)試帶上形成結(jié)構(gòu)突起；(b)然后用第二分析激光照射測(cè)試帶并且用由沿衍射角范圍配置的一線性光探測(cè)器陣列檢測(cè)衍射光束；(c)光探測(cè)器陣列的輸出用來(lái)計(jì)算測(cè)試帶上突起的平均高度的代表值；(d)響應(yīng)這個(gè)計(jì)算值輸出一個(gè)或多個(gè)校正信號(hào)來(lái)修改形成結(jié)構(gòu)的激光的一個(gè)或多個(gè)參量；(e)將盤(pán)徑向平動(dòng)，用修改后的激光束形成降落區(qū)的結(jié)構(gòu)帶；以及(f)然后用分析激光照射結(jié)構(gòu)化降落區(qū)以測(cè)量降落區(qū)上突起的平均高度，判定最后是采用還是拒絕該盤(pán)。


圖1是表示帶有一個(gè)用作接觸起動(dòng)/停止(CSS)降落區(qū)的結(jié)構(gòu)化帶的盤(pán)的CSS盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的原理圖。
圖2是說(shuō)明環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)和徑向分開(kāi)的環(huán)形結(jié)構(gòu)化帶的盤(pán)的俯視圖，并帶一顯示單個(gè)激光產(chǎn)生的形成結(jié)構(gòu)的突起的放大了的結(jié)構(gòu)化帶部分。
圖3A-3B分別代表一類激光產(chǎn)生的具有熔坑狀突起的頂視圖和剖視圖。
圖4A-4B分別代表另一類激光產(chǎn)生的具有熔坑狀突起的頂視圖和剖視圖，該類突起帶有高出熔坑邊緣的中心峰點(diǎn)。
圖5是按照本發(fā)明的盤(pán)的俯視圖，闡明環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)、徑向分開(kāi)的環(huán)形結(jié)構(gòu)化帶和徑向分開(kāi)的用以修改導(dǎo)向結(jié)構(gòu)化帶的激光脈沖功率的環(huán)形測(cè)試帶。
圖6是一盤(pán)形成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的原理框圖，它使用在盤(pán)測(cè)試帶上形成的突起的激光分析，以便在之后修改激光參量的一個(gè)或多個(gè)參量形成結(jié)構(gòu)化帶上的突起。
圖7是反射光的照片，表示由相同的大致為對(duì)稱的激光產(chǎn)生的突起的圖形引起的從盤(pán)的衍射圖形。
圖8是掃描線光探測(cè)器陣列的數(shù)字化輸出的圖，表示作為衍射角的函數(shù)從盤(pán)反射的激光強(qiáng)度。
圖9是一組曲線，表示對(duì)一組激光結(jié)構(gòu)化盤(pán)在恒定激光脈沖寬度和光斑大小時(shí)平均突起高度作為激光能量的函數(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)首先參照?qǐng)D1，其說(shuō)明具有一帶結(jié)構(gòu)化降落區(qū)的盤(pán)的傳統(tǒng)的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。為了容易說(shuō)明起見(jiàn)，圖1描述的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是作為具有單記錄磁頭和相應(yīng)盤(pán)面而表示的，雖然傳統(tǒng)的盤(pán)驅(qū)動(dòng)器典型地具有多個(gè)頭和盤(pán)。盤(pán)驅(qū)動(dòng)器包括基座10，其上固定一帶轉(zhuǎn)動(dòng)軸18的盤(pán)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和一磁頭致動(dòng)器14。磁記錄盤(pán)16連接在軸18上并由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。
盤(pán)16典型的是一包含一基片的薄軟片盤(pán)，像由玻璃、陶瓷或帶鎳磷(NiP)表面涂覆的鋁鎂(ALMg)合金和由在基片上濺射沉積形成的鈷基磁合金軟片做成的空白盤(pán)。一保護(hù)涂層，像濺射沉積的非晶碳膜片形成在磁層上面以提供抗腐蝕和耐磨損性。在保護(hù)盤(pán)涂層的表面保持一種液體氟代醚潤(rùn)滑劑。盤(pán)16也可能在基片和磁層之間包括一像鉻(Cr)或鉻釩(CrV)合金層濺射沉積底層，和在磁層和保護(hù)涂層之間包括一諸如鉻、鎢(W)或鈦(Ti)層濺射沉積粘著層。
一讀/寫(xiě)頭或變換器25在一氣墊滑塊20的尾部形成。變換器25可以是一感應(yīng)讀或?qū)懽儞Q器或一帶有由現(xiàn)有技術(shù)中公知的薄片沉積技術(shù)形成的磁阻(MR)讀變換器的感應(yīng)寫(xiě)變換器?；瑝K20由一剛性臂22和懸架24連接到致動(dòng)器14上。懸架24提供一偏置力，促使滑塊20向紀(jì)錄盤(pán)16的表面上運(yùn)動(dòng)。在盤(pán)驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)以恒速轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)16，致動(dòng)器14繞軸19轉(zhuǎn)動(dòng)大致沿盤(pán)16的表面徑向移動(dòng)滑塊20，以便讀/寫(xiě)變換器25可以存取盤(pán)16上的不同數(shù)據(jù)磁道。致動(dòng)器14典型的是一回轉(zhuǎn)音圈馬達(dá)(VCM)，它有一線圈21，在給線圈通以電流時(shí)，它通過(guò)磁鐵組件23中的固定磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。由變換器25從盤(pán)16上探測(cè)到的數(shù)據(jù)由裝在臂22上的集成電路芯片15中的信號(hào)放大與處理電路處理成數(shù)據(jù)讀回信號(hào)。從變換器25來(lái)的信號(hào)通過(guò)柔性電纜17傳到芯片15，它又通過(guò)電纜1.9送出它的輸出信號(hào)。
為改善盤(pán)16的耐磨性能和保持在數(shù)據(jù)區(qū)一致的磁特性，通常希望使盤(pán)表面盡可能光滑。然而在CSS磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中非常光滑的磁盤(pán)表面會(huì)產(chǎn)生所謂的“靜態(tài)阻力”。這意味著在滑塊20與盤(pán)16靜態(tài)接觸一會(huì)兒以后，滑塊20傾向于阻礙其平動(dòng)即“粘”在磁盤(pán)表面上。靜態(tài)阻力是由許多因素引起的，包括靜磨擦和磁盤(pán)和滑塊之間由潤(rùn)滑劑或由環(huán)境水蒸汽毛細(xì)冷凝引起的吸附力。在磁盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊20突然從磁盤(pán)表面離開(kāi)時(shí)，在CSS磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的“靜態(tài)阻力”可能導(dǎo)致?lián)p壞磁頭25或磁盤(pán)16。由于致動(dòng)器14和滑塊20之間的懸架24相對(duì)脆弱，以便允許滑塊在磁盤(pán)表面上飛行，磁盤(pán)16的突然轉(zhuǎn)動(dòng)也可能損壞懸架24。
對(duì)靜態(tài)阻力問(wèn)題的傳統(tǒng)的解決方法是使磁盤(pán)形成結(jié)構(gòu)。典型的做法是磨蝕磁盤(pán)基片，使沉積在基片上的一致層形成結(jié)構(gòu)。更新的是授權(quán)給磁外設(shè)公的美國(guó)專利5108781中敘述的方法，磁盤(pán)基片可以通過(guò)激光加熱在基片表面形成交疊的麻點(diǎn)的圖形而形成結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)化基片上形成的濺射沉積層復(fù)制基片上的結(jié)構(gòu)從而當(dāng)滑塊20停留在盤(pán)16上時(shí)減少了靜態(tài)阻力。
在CSS磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，磁盤(pán)16在接近磁盤(pán)內(nèi)直徑離開(kāi)磁盤(pán)數(shù)據(jù)區(qū)域處有專用的結(jié)構(gòu)化降落區(qū)34。當(dāng)盤(pán)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止時(shí)致動(dòng)器14的停放位置使滑塊20與降落區(qū)34上形成了結(jié)構(gòu)的表面處接觸。在這個(gè)位置，滑塊20不與磁盤(pán)的光滑數(shù)據(jù)區(qū)接觸，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以起動(dòng)而不會(huì)由靜態(tài)阻力引起損壞。
優(yōu)選的實(shí)施例圖2是一磁記錄盤(pán)100的視圖，它有內(nèi)直徑102、外直徑104和用作滑塊降落區(qū)的激光結(jié)構(gòu)化環(huán)形帶108。盤(pán)100有一環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)112(在兩個(gè)虛線圓圈之間示出)。環(huán)形結(jié)構(gòu)化帶108在徑向上與盤(pán)數(shù)據(jù)區(qū)112分開(kāi)并且放置在接近磁盤(pán)的內(nèi)直徑102處。一部分結(jié)構(gòu)化降落區(qū)108以放大了的視圖顯示，它包含許多相同的通常為對(duì)稱形狀的激光產(chǎn)生的突起110。每一突起110由單一激光脈沖形成，產(chǎn)生大約5-30微米范圍直徑的突起。突起110具有用Ds表示的數(shù)量級(jí)為25-100微米的平均間隔，取決于激光形成結(jié)構(gòu)時(shí)的盤(pán)轉(zhuǎn)速和激光脈沖的重復(fù)率，其在系列號(hào)08/150525的共同待審申請(qǐng)中已有敘述。另一方案是突起可以交疊，這在前面引用的5108781專利中已有敘述。突起是在盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用激光束脈沖盤(pán)的表面而形成的。激光的位置是固定的，而盤(pán)支承在一平動(dòng)臺(tái)上，它在盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)徑向運(yùn)動(dòng)，以使突起在沿徑向區(qū)或帶108上的螺旋磁道上形成。如果磁盤(pán)是傳統(tǒng)的3.5英寸的盤(pán)，降落區(qū)108具有大約為3毫米的典型徑向大小。突起110是由脈沖激光加熱傳統(tǒng)的鋁鎂(AIMg)空白盤(pán)上的鎳磷涂復(fù)層形成的。然而也可以在其它盤(pán)基片材料上形成突起，像玻璃或陶瓷(例如由康寧玻璃(Corning Glass)制成的門(mén)考牌(Memcor brand)盤(pán)基片)。另外也可以不在磁盤(pán)基片表面而在一其后沉積的盤(pán)層像盤(pán)保護(hù)涂層上形成突起。
圖3A是說(shuō)明在盤(pán)的光滑鏡面120上形成的一類激光產(chǎn)生的突起111的圖。圖3B是突起111的橫斷面圖。突起111具有帶高出盤(pán)表面120的環(huán)形邊緣113的一般熔坑形狀，其邊緣高度在圖3B中以hr表示。
圖4A是說(shuō)明另一類激光產(chǎn)生的突起114的圖，而圖4B是突起114的橫斷面圖。突起114也是帶環(huán)形邊緣115的熔坑狀，但是還有一中心峰點(diǎn)116，它大致上位于彈坑的中心。中心峰點(diǎn)116高出盤(pán)表面120的高度用hp表示，它高于邊緣hr的高度。突起111、114的邊緣和中心峰點(diǎn)的高度由盤(pán)材料的類型和脈沖能量、脈沖寬度和盤(pán)表面的斑點(diǎn)大小這些激光參量決定。為保證恰當(dāng)?shù)匦纬山Y(jié)構(gòu)和防止在磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上的靜態(tài)阻力，非常重要的是突起的高度，亦即在突起111的熔坑113的高度hr和在突起114中的中心峰點(diǎn)116的高度hp在制造時(shí)每一盤(pán)上和盤(pán)與盤(pán)間都要一致。
帶激光結(jié)構(gòu)化的測(cè)試帶和結(jié)構(gòu)化降落區(qū)的盤(pán)圖5說(shuō)明按照本發(fā)明的一帶激光產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化帶的磁記錄盤(pán)。盤(pán)150有一內(nèi)直徑151、一外直徑153、一傳統(tǒng)的環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)152和一環(huán)形結(jié)構(gòu)化帶158。然而盤(pán)150還包括激光產(chǎn)生的突起的測(cè)試帶160。測(cè)試帶160位于盤(pán)150的內(nèi)直徑151附近同時(shí)也從環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)152和結(jié)構(gòu)化帶158徑向分開(kāi)。激光產(chǎn)生的突起在結(jié)構(gòu)化帶158和測(cè)試帶160兩者之上都基本相同于圖3A-3B或圖4A-4B上所描述的。不過(guò)測(cè)試帶上的突起具有的平均高度，亦即圖3A-3B中的彈坑狀突起的邊緣高度hr或在圖4A-4B中的突起的中心峰點(diǎn)的高度hp，通常顯著不同于在臨近結(jié)構(gòu)化帶158上的突起的平均高度。這是因?yàn)闇y(cè)試帶160首先形成，然后使用測(cè)試帶突起的測(cè)量平均高度來(lái)修改一個(gè)或多個(gè)激光參量在結(jié)構(gòu)化帶158上來(lái)形成有正確的希望的平均高度的突起。從而測(cè)試帶160上的突起在第一螺旋磁道上形成，而在結(jié)構(gòu)化帶158上的突起是在第二螺旋磁道上形成，其于第一螺旋磁道不連續(xù)。
如同下面將要詳細(xì)敘述的那樣，磁盤(pán)是這樣制造的首先形成測(cè)試帶160，立即使用本發(fā)明的設(shè)備和方法分析測(cè)試帶上的突起，其后立即通過(guò)修改盤(pán)上的入射激光參量形成結(jié)構(gòu)化帶158以保證結(jié)構(gòu)化帶158上的突起的平均高度在可接受的范圍之內(nèi)。以這種方式，對(duì)所有磁盤(pán)的降落區(qū)形成結(jié)構(gòu)的圖形將具有希望的平均突起高度并保證盤(pán)與盤(pán)間的一致。
以從結(jié)構(gòu)化測(cè)試帶的反饋形成降落區(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)備和方法圖6是形成測(cè)試和結(jié)構(gòu)化帶、和在形成結(jié)構(gòu)化帶以前分析測(cè)試帶以修改入射激光參量的設(shè)備的功能原理圖。該設(shè)備包括突起形成激光系統(tǒng)200和結(jié)構(gòu)分析激光系統(tǒng)300。帶測(cè)試帶160和結(jié)構(gòu)化帶158的盤(pán)150(圖5)支承在連接到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212上的轉(zhuǎn)軸210上。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212安裝在平動(dòng)臺(tái)213上，并可在箭頭214、215所指的方向上運(yùn)動(dòng)。
在測(cè)試帶160和結(jié)構(gòu)化帶158兩者之上形成突起的系統(tǒng)200包括一NdYLF或NdYVO4固態(tài)激光器246。激光器246由二極管泵信號(hào)和Q開(kāi)關(guān)控制信號(hào)控制。Q開(kāi)關(guān)是一用于極大地增加脈沖固態(tài)激光器的峰值功率輸出的公知技術(shù)。Q開(kāi)關(guān)損傷激光腔的Q值，從而允許建立大粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。將Q值恢復(fù)到高值可使激光器產(chǎn)生一短的高功率脈沖。例如，激光器246產(chǎn)生一具有20微焦耳能量的脈中的高斯激光束252。通過(guò)改變二極管泵功率或改變脈沖重復(fù)率可以改變激光脈沖寬度和脈沖能量。一般來(lái)說(shuō)，在脈沖能量和脈沖寬度之間存在著一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。較高的脈沖能量具有較短的脈沖寬度。隨著二極管激光泵功率增加或重復(fù)率減小脈沖能量增加(從而脈沖寬度減小)。
快速快門(mén)247位于激光輸出處以便在需要時(shí)阻斷激光脈沖。然后激光束252穿過(guò)一可變準(zhǔn)直儀249、一光閥門(mén)320和一光束分裂器254。光束分裂器254分出激光束252的一小部分(例如1％)并且將其導(dǎo)向功率計(jì)259。然后激光束252穿過(guò)物鏡272和反射棱鏡274，將激光束導(dǎo)向盤(pán)150。在圖6中，激光束252在盤(pán)上大約“3點(diǎn)鐘”的位置擊打盤(pán)150，而12點(diǎn)為圖的法線方向。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)馬達(dá)212以每分540轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)150。激光器246以10千赫茲的速率脈沖發(fā)射，同時(shí)當(dāng)盤(pán)150轉(zhuǎn)動(dòng)且激光束脈沖發(fā)射時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212在箭頭214的方向上在平動(dòng)臺(tái)213上移動(dòng)，以便在測(cè)試和結(jié)構(gòu)化帶的徑向范圍上形成突起。在3.5英寸盤(pán)的實(shí)施例中測(cè)試帶160具有大約0.5毫米的徑向范圍，而結(jié)構(gòu)化帶158具有大約3毫米的徑向范圍。高斯激光束252的焦點(diǎn)直徑大約為23微米和強(qiáng)度點(diǎn)為1/e2其在盤(pán)150上形成直徑大約為15微米的突起。直徑范圍大約為5-30微米的突起可以用激光系統(tǒng)200形成。為易于說(shuō)明起見(jiàn)，圖6中所示的設(shè)備描繪成僅在盤(pán)150的一面上工作。然而在實(shí)際制造時(shí)，激光束252可以用立方激光束分裂器分成兩路激光束，其由適當(dāng)放置的鏡子導(dǎo)向兩路對(duì)稱的路徑，以便盤(pán)150的兩個(gè)面可以同時(shí)被結(jié)構(gòu)化。
在圖6說(shuō)明的結(jié)構(gòu)分析激光系統(tǒng)用在虛線中的部件300表示。為說(shuō)明簡(jiǎn)單起見(jiàn)，系統(tǒng)300描繪成僅在盤(pán)150的一個(gè)面上工作。在實(shí)際制造時(shí)在盤(pán)150的另一面復(fù)制系統(tǒng)300，以便在盤(pán)的兩面可以同時(shí)分析。分析激光系統(tǒng)300的基本部件是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)302，一低功率連續(xù)波(CW)670毫微米激光器312，其把一激光束314導(dǎo)向盤(pán)150(開(kāi)始時(shí)導(dǎo)向測(cè)試帶160，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)沿平動(dòng)臺(tái)213移動(dòng)后導(dǎo)向結(jié)構(gòu)化帶158)，一接受從測(cè)試或結(jié)構(gòu)化帶衍射的光束317的掃描線性光探測(cè)器陣列316，位于光束252路徑上并由馬達(dá)250控制的可變準(zhǔn)直儀249和同樣位于光束252路徑上的光閥門(mén)320。
分析激光系統(tǒng)300與激光突起形成系統(tǒng)200的一般工作在于(a)第一激光器246以固定功率和脈沖寬度作用并在環(huán)形測(cè)試帶160上以前述方式形成結(jié)構(gòu)突起(圖4A-4B中的類型)；(b)然后用從第二激光器312來(lái)的激光束314照射測(cè)試帶160，同時(shí)衍射光束317由陣列316沿衍射角的范圍探測(cè)；(c)陣列316的輸出以下面即將詳細(xì)敘述的方式由PC302接受用以計(jì)算測(cè)試帶160上突起的平均高度的代表值；(d)PC302響應(yīng)該計(jì)算值對(duì)一個(gè)或多個(gè)光閥門(mén)320，激光器246和可變準(zhǔn)直儀輸出一個(gè)或多個(gè)校正信號(hào)以修改從第一激光器246來(lái)的激光束的參量；(e)盤(pán)平動(dòng)并且用修改的激光束252形成結(jié)構(gòu)化帶158；和(f)然后用從第二激光器312來(lái)的激光束314照射結(jié)構(gòu)化帶158，同時(shí)用線性陣列316探測(cè)衍射光束317以測(cè)量結(jié)構(gòu)化帶158上的突起的平均高度，決定最終接受或拒絕該盤(pán)。因此結(jié)構(gòu)分析激光系統(tǒng)300用來(lái)給激光形成系統(tǒng)200提供自動(dòng)反饋。然而分析激光系統(tǒng)300也可能作為獨(dú)立的或外部系統(tǒng)作用。在這種情況下，結(jié)構(gòu)化模型的特征例如結(jié)構(gòu)化標(biāo)記或突起的平均高度或標(biāo)記或者突起的橫斷面圖可以在顯示屏顯示或在連接在PC302上的打印機(jī)打印。
激光器312是670毫微米CW激光器，它提供功率級(jí)約為0.5毫瓦、光腰大小即光束直徑約為1毫米的輸出光束314。激光器312是激光模塊313的一部分，其包括激光功率源、一光二極管、一把光束314的一部分導(dǎo)向光二極管的光束分裂器、一開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡和一空間濾波器。從光二極管來(lái)的信號(hào)反饋給激光功率源以調(diào)節(jié)激光器312的輸出功率。這使激光器312的輸出功率穩(wěn)定在它的正常作用點(diǎn)的+/-0.01％之內(nèi)。激光器312的穩(wěn)定輸出光束導(dǎo)向開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡把光束直徑設(shè)定在1毫米。在開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的焦點(diǎn)處放置一空間濾波器并加以調(diào)節(jié)來(lái)極大地改善穩(wěn)定激光束的橫模質(zhì)量。
從激光器312來(lái)的激光束314投射在盤(pán)150約時(shí)鐘11點(diǎn)的位置。光束314有約1毫米的直徑，從而覆蓋了測(cè)試帶160的整個(gè)徑向范圍。因此同時(shí)投射在測(cè)試帶160的大量或成組的突起上。從測(cè)試帶160來(lái)的反射光束317沿衍射角區(qū)域衍射并由掃描線性陣列316中的單個(gè)光探測(cè)器元件探測(cè)。
圖7是表示光束317沿衍射角區(qū)域分布的衍射圖形的照片。圖7中的中心斑380代表從入射光束314來(lái)的鏡面反射光束，它在衍射光束中沒(méi)有意義。但是在圖7中示出許多由黑暗帶383、385、387分開(kāi)的強(qiáng)峰即環(huán)382、384。環(huán)382、384是光強(qiáng)度峰或最大值，而黑暗帶383、385、387代表光強(qiáng)度谷或最小值。圖7中的精細(xì)結(jié)構(gòu)(沿線的水平線和重復(fù)點(diǎn))是由激光突起在盤(pán)150上的半周期性質(zhì)引起。在激光模塊313中設(shè)置一開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡以便使斑點(diǎn)混合在一起形成水平線。陣列316的長(zhǎng)軸平行于水平線(陣列316的調(diào)準(zhǔn)軸在圖7中以線390示出)以便只測(cè)量衍射圖形的包絡(luò)而不測(cè)量其細(xì)結(jié)構(gòu)。光束314在接近盤(pán)的法線處最好在法線的15度之內(nèi)照射盤(pán)。入射光束314和反射光束317在調(diào)準(zhǔn)在盤(pán)的法線方向且在環(huán)形測(cè)試帶160的切線處的一平面內(nèi)。因?yàn)殛嚵?16中的線性光探測(cè)器元件也調(diào)準(zhǔn)在同一平面內(nèi)，它們?cè)谠撈矫鎯?nèi)的衍射角范圍內(nèi)探測(cè)出衍射光的強(qiáng)度。在優(yōu)選的實(shí)施例中陣列316是帶1024個(gè)分立探測(cè)器元件RL1024SBQ型的EG&G陣列。緊接圖7照片的線390表示線性陣列中探測(cè)器元件的位置。陣列316的輸出是1024個(gè)模擬電壓級(jí)的一種分布，其相應(yīng)于從測(cè)試帶160的結(jié)構(gòu)化表面上衍射的光強(qiáng)度的角分布。
圖8表示陣列316為探測(cè)元件100到900的數(shù)字化輸出。單個(gè)尖峰382、384代表圖7中相應(yīng)強(qiáng)度峰的包絡(luò)，谷383、385、387代表強(qiáng)度峰之間的強(qiáng)度谷，尖峰380代表鏡面反射。圖8中的Y軸是輸出強(qiáng)度的對(duì)數(shù)，而X軸代表離開(kāi)鏡面反射光束的角(按照編號(hào)的陣列探測(cè)器元件)。圖8中所示的強(qiáng)度的角分布與由光束314照射的突起的平均物理形狀有關(guān)。特別是圖8中的數(shù)字化陣列輸出曲線是平均突起的橫斷面圖的富立葉變換的絕對(duì)值的平方。因?yàn)樵谥貜?fù)的結(jié)構(gòu)圖形上的單個(gè)突起是成對(duì)稱形狀的，所以可以對(duì)數(shù)字化陣列輸出施行包括富立葉逆變換運(yùn)算的一組數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)計(jì)算平均突起的橫斷面圖。
陣列316由經(jīng)過(guò)修改的型號(hào)為RC1030LNN的EG&G掃描器驅(qū)動(dòng)(圖6中未示出)。從陣列316來(lái)的模擬輸出信號(hào)被預(yù)先放大并送到信號(hào)調(diào)節(jié)器322上。信號(hào)調(diào)節(jié)器322包括執(zhí)行信號(hào)增益、偏置、濾波和硬件平均的電路，以及一12位的模數(shù)數(shù)字轉(zhuǎn)換器。掃描器和數(shù)字轉(zhuǎn)換器由位于調(diào)節(jié)器322之內(nèi)的時(shí)鐘和分度定時(shí)電路控制。信號(hào)調(diào)節(jié)器322的輸出是一代表1024個(gè)離散數(shù)字值的數(shù)字信號(hào)，它們對(duì)應(yīng)于由陣列316中的1024個(gè)光探測(cè)器元件探測(cè)到的光強(qiáng)度。信號(hào)調(diào)節(jié)器322的數(shù)字輸出導(dǎo)向可購(gòu)買(mǎi)的國(guó)家儀器(National Instruments)AT-DIO-32F卡327，其接在PC302的傳統(tǒng)ISA總線329上，在這里它可以由微處理器330存取，并可被立即處理或存儲(chǔ)在RAM332或像硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器334這樣的外部固定存儲(chǔ)器中。
相應(yīng)于從陣列316的一個(gè)樣本輸出的離散數(shù)字值用來(lái)計(jì)算光強(qiáng)度角分布的特征值。這個(gè)計(jì)算的特征值直接與衍射入射激光光束314的形成結(jié)構(gòu)的突起的物理形狀的特征值有關(guān)。對(duì)于形成磁記錄盤(pán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，所感興趣的物理形狀特征是突起的高度，亦即對(duì)在圖4A-4B中所示類型的突起來(lái)說(shuō)為hp。在優(yōu)選的操作實(shí)例中，陣列316的輸出在盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采樣，每一樣本為光強(qiáng)度角分布的一組1024個(gè)離散數(shù)字值。這些數(shù)字值組存儲(chǔ)在RAM332中并進(jìn)行平均。陣列316在盤(pán)轉(zhuǎn)速為540RPM時(shí)以4毫秒中通過(guò)1024點(diǎn)掃描。這使得沿盤(pán)面有28個(gè)扇區(qū)被取樣。然后可以分析每一扇區(qū)來(lái)給出突起高度在圓周上變化的信息。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所用光強(qiáng)度的角分布的特征是在接近峰值強(qiáng)度處的那些角的一部分上積分的積分強(qiáng)度值，例如在圖8中圍繞峰值382的探測(cè)器元件310和410之間相應(yīng)于從圖形中心的第一衍射環(huán)。然后利用這個(gè)計(jì)算的積分強(qiáng)度值和位置(亦即探測(cè)器元件的數(shù)目，近似探測(cè)器元件370)決定平均突起高度。在微處理器330計(jì)算出積分強(qiáng)度和峰位置值后，微處理器將其與存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器334中的查閱表中相應(yīng)于已知突起高度的事先校準(zhǔn)的數(shù)值進(jìn)行比較。存儲(chǔ)在查閱表中的校準(zhǔn)值由使用掃描隧道顯微鏡(STM)或原子力顯微鏡(AFM)首先測(cè)量校準(zhǔn)盤(pán)上的平均突起高度來(lái)決定。這些儀器可以測(cè)量激光突起的突起緣高度hr和突起峰點(diǎn)高度hp，精確度可接近1毫微米。然后把在這些校準(zhǔn)盤(pán)上接近第一和第二衍射環(huán)的積分強(qiáng)度和峰位置值與用AFM測(cè)量的突起緣或峰點(diǎn)高度進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，并存儲(chǔ)到硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器334的查閱表中。
如果在測(cè)試帶測(cè)量的突起高度過(guò)高或過(guò)低，PC302中的程序估計(jì)新的激光參量(例如脈沖能量、脈沖寬度和/或光斑大小)使突起高度保持在指定的范圍之內(nèi)。所有這三個(gè)參量都極大影響突起高度?；緟⒘渴敲}沖能量的變化，而第二參量是激光脈沖寬度的變化。激光斑點(diǎn)大小也可以由包括兩個(gè)分開(kāi)棱鏡的可變準(zhǔn)直儀249改變。兩個(gè)棱鏡的間隔可以由馬達(dá)250調(diào)整，它可以為一直線馬達(dá)或一壓電換能堆。不過(guò)在優(yōu)選的實(shí)施例中可變準(zhǔn)直儀249并不變化，從而在盤(pán)上的激光斑點(diǎn)大小保持不變。從額定的到極端的鎳磷盤(pán)基片范圍的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)半定量地確立了盤(pán)與激光參量變化怎樣響應(yīng)的關(guān)系。例如，如果脈沖能量在給定盤(pán)上以恒定的脈沖寬度和斑點(diǎn)大小變化，則中心峰點(diǎn)突起高度hp將在脈沖能量的特定值處經(jīng)過(guò)一最大值。圖9是一組對(duì)不同鎳磷盤(pán)基片具有恒定脈沖寬度和斑點(diǎn)大小的這樣的脈沖能量曲線，范圍從極高到極低。像圖9中所表示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器334中，并可由微處理器330存取來(lái)決定脈沖能量，必要時(shí)也決定脈沖寬度，以產(chǎn)生具有希望平均突起高度的突起。
實(shí)際到達(dá)盤(pán)的脈沖能量由緊靠光閥門(mén)320放置的光束分裂器249和功率計(jì)259監(jiān)視。型號(hào)為45-450的計(jì)量?jī)x器公司(Metrologic)的傳統(tǒng)功率計(jì)259的輸出輸入到接在PC302的ISA總線329上的國(guó)家儀器AT-MIO-16D卡337(圖6)上。如果由于突起高度過(guò)高或過(guò)低而必須調(diào)整脈沖能量的話，如從測(cè)試帶160衍射的第一和第二反射環(huán)的積分強(qiáng)度和峰位置值并將這些值與查閱表比較而決定的，微處理器330給卡337發(fā)一信號(hào)以輸出一16位字到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器340上。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器340給光閥門(mén)320提供一模擬方波電壓信號(hào)。光閥門(mén)320是一可購(gòu)買(mǎi)的百靈光學(xué)公司(Meadowlark Optics)液晶可變延時(shí)器(LCVR)323和一固定的偏振光束分裂器325。從數(shù)/模轉(zhuǎn)換器340出來(lái)的模擬電壓加在LCVR323上。LCVR323響應(yīng)施加的電壓改變光束252的偏振。于是，依賴于對(duì)LCVR323所施加的電壓，從光束252來(lái)的一可變部分的光被允許穿過(guò)固定的偏振光束分裂器325。結(jié)果是到達(dá)盤(pán)150的激光脈沖的能量由施加于LCVR的電壓控制。
對(duì)大多數(shù)盤(pán)來(lái)說(shuō)通過(guò)控制LCVR323來(lái)調(diào)節(jié)脈沖能量已足以使突起高度保持在指定的范圍內(nèi)。然而對(duì)一些盤(pán)來(lái)說(shuō)在能量曲線(圖9)中的峰值點(diǎn)的最大突起高度hp可能仍然過(guò)低。在這種情況下通過(guò)減小脈沖寬度來(lái)增加突起高度。使用接在PC302的ISA總線329上的國(guó)家儀器通用接口板(GPIB)336增加對(duì)激光器246的二極管激光泵出功率減小脈沖寬度。也可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光器246的脈沖重復(fù)率來(lái)改變脈沖寬度?？偟恼f(shuō)來(lái)，改變脈沖寬度時(shí)，必須重新調(diào)節(jié)光閥門(mén)320以保證到達(dá)盤(pán)片的發(fā)射脈沖能量回到希望的數(shù)值。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，激光脈沖能量是通過(guò)卡337控制LCVR323來(lái)改變的。然而激光脈沖能量也可以通過(guò)用由GPIB336控制的馬達(dá)250改變可變準(zhǔn)直儀249中的激光斑大小來(lái)改變。激光斑大小可以獨(dú)立地或與激光脈沖能量結(jié)合控制。
盡管在優(yōu)選的實(shí)施例中在強(qiáng)度的角分布中的第一峰點(diǎn)(圖8中382)的積分強(qiáng)度和位置值用以決定平均突起高度，但是也可能利用富氏變換的絕對(duì)值的平方來(lái)決定對(duì)稱形狀突起的平均橫斷面圖。光強(qiáng)度的角分布(像圖8中所示，但通過(guò)加上以下面敘述的方式在鏡面光束380中的信息而修改過(guò)的)事實(shí)上是突起橫斷面圖的富氏變換的絕對(duì)值的平方。這是因?yàn)橥黄鹁哂型瑯拥男螤?。因?yàn)閱蝹€(gè)突起也是對(duì)稱形的，可以對(duì)存儲(chǔ)的1024個(gè)離散數(shù)字值(或若干組值)施行一組數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生由分析激光314照射的突起的平均橫斷面形狀。然而在用像圖8中所示的分布決定突起完整的橫斷面圖之前，必須對(duì)鏡面反射光束380進(jìn)行調(diào)整。鏡面反射光束380包括有關(guān)突起的低空間頻率信息。如同圖8中所示，鏡面反射光束380使陣列316的探測(cè)器元件飽和。為恢復(fù)在鏡面反射光束380附近的低空間頻率信息，必需在激光器312和盤(pán)150之間使用第二光閥門(mén)(圖6中未示出)。第二光閥門(mén)用來(lái)減小從激光器312到達(dá)盤(pán)150的光的強(qiáng)度。在這種不會(huì)使接近鏡面反射光束的探測(cè)器元件飽和的減少了的激光能量級(jí)下，在激光突起在盤(pán)上形成之前和之后測(cè)量鏡面反射光束的形狀。接近鏡面反射光束的前后強(qiáng)度值之間的差別近似為接近鏡面反射光束的衍射信號(hào)，亦即激光突起的低空間頻率信息。然后用第二光閥門(mén)增加激光器312的強(qiáng)度以測(cè)量分別包含在例如接近第一和第二衍射環(huán)382、384中的高空間頻率信息。然后把高低空間頻率信息結(jié)合到單一的光強(qiáng)度角分布中。這種結(jié)合的角分布是突起的橫斷面圖的富氏變換的絕對(duì)值的平方。然后對(duì)這些數(shù)值(或若干組數(shù)值)施行數(shù)學(xué)運(yùn)算。首先得到強(qiáng)度的平方根。然后把在偶數(shù)號(hào)衍射環(huán)中得到的平方根值的符號(hào)置為負(fù)。例如在圖8中這是對(duì)在最小值385和387(第二衍射環(huán))之間的強(qiáng)度的平方根值而言。然后對(duì)這個(gè)經(jīng)過(guò)1024個(gè)數(shù)學(xué)調(diào)整了的值的結(jié)果分布施行逆富氏變換。所得結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生由分析激光314照射的突起的平均橫斷面形狀。
使用測(cè)試帶和從分析激光器的反饋形成盤(pán)結(jié)構(gòu)的過(guò)程下面是使用在圖6中敘述和表示的系統(tǒng)形成激光產(chǎn)生的帶希望高度突起的盤(pán)降落區(qū)結(jié)構(gòu)的過(guò)程步驟
1.移動(dòng)平動(dòng)臺(tái)213上的盤(pán)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212，使得分析激光314照射盤(pán)150的非結(jié)構(gòu)化部分并獲得和存儲(chǔ)從陣列314來(lái)的一組背景數(shù)字值。
2.在把驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212在平動(dòng)臺(tái)213上沿方向214上移動(dòng)和以每分540轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)150時(shí)，以預(yù)先選取的脈沖寬度、預(yù)先選取的在LCVR323上設(shè)定的電壓和預(yù)先選取的從可變準(zhǔn)直儀249設(shè)定的光斑大小以10千赫茲的頻率脈沖發(fā)射激光器246。這將產(chǎn)生間隔約為50微米的激光產(chǎn)生的突起的螺旋磁道。這個(gè)螺旋磁道是徑向尺寸為0.5毫米的測(cè)試帶160。
3.關(guān)閉快門(mén)247。
4.用分析激光314照射測(cè)試帶160的整個(gè)徑向區(qū)域以獲得從陣列316來(lái)的第一組數(shù)字值。
5.從步驟1存儲(chǔ)的背景數(shù)字值組中減去第一組數(shù)字值以得到相應(yīng)于由在測(cè)試帶160上的激光突起的圖形衍射的光強(qiáng)度角分布的實(shí)際數(shù)字值組。在盤(pán)150轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)重復(fù)幾次這種操作，存儲(chǔ)這些數(shù)字值組，并從存儲(chǔ)在盤(pán)150的數(shù)字值組計(jì)算出一組平均值。
6.把平均角分布與帶已知突起高度和形狀的校準(zhǔn)盤(pán)的強(qiáng)度的已知校準(zhǔn)分布比較。通過(guò)確定第一和第二衍射峰或環(huán)382、384的位置與積分強(qiáng)度做這種比較。把這些數(shù)值與校準(zhǔn)盤(pán)的數(shù)值比較以確定平均突起高度的數(shù)值。這是通過(guò)使用查閱表或描述突起高度和第一和第二衍射環(huán)位置和積分強(qiáng)度之間關(guān)系的一組等式來(lái)做的。下面是詳細(xì)敘述這種操作的偽碼P1＝第一峰(光探測(cè)器元件號(hào)碼)的位置P2＝第二峰(光探測(cè)器元件號(hào)碼)的位置
Int1＝第一峰的積分強(qiáng)度Int2＝第二峰的積分強(qiáng)度BH＝計(jì)算的突起高度如果150＜P1＜165與102.1＜P2－P1＜130與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0007*Int1＋9.0毫微米如果165＜P1＜167與102.1＜P2－P1＜130與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0007*Int1＋6.0毫微米如果167＜P1＜177與102.1＜P2－P1＜130與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0007*Int1＋3毫微米如果155＜P1＜169與100.0＜P2－P1＜101.9與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0005*Int1＋12.6毫微米如果169＜P1＜170與100.0＜P2－P1＜101.9與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0007*Int1＋9.5毫微米如果170＜P1＜177與100.0＜P2－P1＜101.9與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0005*Int1＋7.0毫微米如果157＜P1＜177與90.0＜P2－P1＜99.5與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0007*Int1－1.5毫微米如果150＜P1＜165與101.9＜P2－P1＜102.1與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0006*Int1＋10.8毫微米如果167＜P1＜177與101.9＜P2－P1＜102.1與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0006*Int1＋5毫微米如果150＜P1＜169與99.5＜P2－P1＜100.0與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0006*Int1＋5.5毫微米如果169＜P1＜177與99.5＜P2－P1＜100.0與1＜Int1/Int2＜30
BH＝0.0006*Int1＋3.0毫微米如果165＜P1＜167與101.9＜P2－P1＜102.1與1＜Int1/Int2＜30BH＝0.0006*Int1＋7.8毫微米7.如果突起高度在指定范圍內(nèi)，不改變激光器246的參量進(jìn)行到步驟11。
8.如果突起高度過(guò)高或過(guò)低，確定測(cè)試帶位于突起高度對(duì)脈沖能量曲線(圖9)的哪一面。通過(guò)看第一衍射環(huán)(圖7和圖8中的尖峰382)的峰強(qiáng)度的角位置(在圖8中的探測(cè)器元件的數(shù)目)來(lái)做這點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，峰382的衍射角對(duì)所有盤(pán)來(lái)說(shuō)位于它們各自的突起高度對(duì)脈沖能量曲線(圖9)峰頂?shù)耐稽c(diǎn)。如果第一衍射環(huán)的峰382出現(xiàn)在比這個(gè)已知點(diǎn)小的數(shù)字處，則在測(cè)試帶上的突起位于突起高度對(duì)能量曲線的“過(guò)熱”面上。如果第一衍射環(huán)的尖峰382出現(xiàn)在比這個(gè)已知點(diǎn)大的數(shù)字處，則在測(cè)試帶上的突起位于突起高度對(duì)能量曲線的“欠熱”面上。
9.使用基于相似于圖9上的數(shù)據(jù)的查閱表確定是否可能通過(guò)單獨(dú)修改脈沖能量而使突起高度處于指定范圍。如果是，使用PC控制的光閥門(mén)320建立一新的脈沖能量。
10.如果突起高度即使在突起高度對(duì)能量曲線的峰點(diǎn)處仍然過(guò)低，使用激光器246的GPIB接口稍微減小激光器246的脈沖寬度。(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在脈沖能量恒定時(shí)減小脈沖寬度會(huì)增加帶低突起高度的盤(pán)的突起高度。)11.沿平動(dòng)臺(tái)213移動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212到用于降落區(qū)的結(jié)構(gòu)化帶158要開(kāi)始的徑向位置。打開(kāi)快門(mén)247。在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)150和在箭頭214的方向上沿平動(dòng)臺(tái)213移動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212時(shí)，以在LCVR323設(shè)定的修改過(guò)的電壓(或如果步驟10已經(jīng)進(jìn)行，修改過(guò)的脈沖寬度)以10千赫茲的頻率脈沖發(fā)射激光器246。這產(chǎn)生一間隔約為50微米的激光產(chǎn)生的突起的螺旋磁道。這個(gè)螺旋磁道是徑向尺寸為3毫米的結(jié)構(gòu)化帶158。
12.關(guān)閉快門(mén)247，用激光器312照射結(jié)構(gòu)化帶158以測(cè)量結(jié)構(gòu)化帶158上的平均突起高度，如同前述用于測(cè)試帶160的情形，然后根據(jù)測(cè)量的高度接受或拒絕完成的盤(pán)。
盡管詳細(xì)敘述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是很明顯對(duì)本發(fā)明的修改和完善可以在不偏離下面的權(quán)利要求中敘述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.磁記錄盤(pán)，包括盤(pán)基片；在基片上形成的并具有用作磁記錄數(shù)據(jù)區(qū)的環(huán)形區(qū)的磁記錄層；許多在盤(pán)基片表面的環(huán)形測(cè)試帶上形成的一般來(lái)說(shuō)相同和對(duì)稱形狀的突起，該測(cè)試帶與位于磁記錄層環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)下面的盤(pán)基片的區(qū)域在徑向上分開(kāi)，突起由和盤(pán)基片同樣的材料形成并具有高出盤(pán)基片表面的平均高度；和許多在盤(pán)基片表面的環(huán)形結(jié)構(gòu)化帶上形成的一般來(lái)說(shuō)相同和對(duì)稱形狀的突起，該結(jié)構(gòu)化帶與環(huán)形測(cè)試帶在徑向上分開(kāi)，結(jié)構(gòu)化帶上的突起由和盤(pán)基片同樣的材料形成。
2.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，測(cè)試帶上的突起在第一螺旋磁道上形成而在結(jié)構(gòu)化帶上的突起在第二螺旋磁道上形成，其與第一螺旋磁道不連續(xù)。
3.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，結(jié)構(gòu)化帶上的突起具有高出盤(pán)基片表面的平均高度，其與測(cè)試帶上的突起的平均高度基本不同。
4.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，盤(pán)基片由玻璃、陶瓷或具有鎳磷涂覆的鋁合金制成。
5.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，測(cè)試帶和結(jié)構(gòu)化帶上的突起具有帶高出盤(pán)基片表面的外緣的熔坑的物理形狀，
6.按照權(quán)利要求4的盤(pán)，其特征在于，熔坑狀突起還具有通常位于熔坑中心處的峰點(diǎn)，中心峰點(diǎn)高于熔坑外緣。
7.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，結(jié)構(gòu)化帶也與位于磁記錄層環(huán)形數(shù)據(jù)區(qū)下面的盤(pán)基片的區(qū)域在徑向上分開(kāi)。
8.按照權(quán)利要求1的盤(pán)，其特征在于，測(cè)試帶和結(jié)構(gòu)化帶上的突起是由對(duì)盤(pán)基片脈沖激光加熱形成的。
全文摘要
一磁記錄盤(pán)具有一結(jié)構(gòu)化的測(cè)試帶，其與結(jié)構(gòu)化的降落區(qū)徑向上分開(kāi)，同時(shí)典型地具有激光產(chǎn)生的突起，突起的平均高度與在結(jié)構(gòu)化降落區(qū)上激光產(chǎn)生的突起的平均高度基本不同。在測(cè)試帶和結(jié)構(gòu)化帶兩者之上的突起在螺旋形磁道上形成，這是因?yàn)樾纬山Y(jié)構(gòu)的激光脈沖加工盤(pán)時(shí)盤(pán)同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)和徑向平動(dòng)。然而因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化帶上的突起僅在測(cè)試帶上的突起的平均高度由第二分析激光測(cè)量之后才能形成，這兩個(gè)螺旋磁道彼此分開(kāi)且不連續(xù)。
文檔編號(hào)G11B5/82GK1135631SQ96100649
公開(kāi)日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1996年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月27日
發(fā)明者T·A·阮 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司