热辅助磁记录的优化记录条件的制作方法
【专利摘要】一种装置，包括控制器，该控制器被配置为将写入配置(WC)应用到热辅助磁记录头以对记录介质写入数据。该记录介质包括多个扇区。该控制器被进一步配置为针对该多个扇区的每一个确定优化的WC并对该多个扇区中的一个开始写入操作。此写入操作被配置为通过利用优化的WC的该头对相应的扇区执行。
【专利说明】热辅助磁记录的优化记录条件
【发明内容】
[0001] 本公开的装置包括控制器，该控制器被配置为将写入配置(WC)应用到热辅助磁记 录头以对记录介质写入数据。记录介质包括多个扇区。控制器被进一步配置为针对多个扇 区的每一个确定优化的WC且对多个扇区中的一个开始写入操作。写入操作被配置为由利用 优化的WC的头对相应的扇区执行。
[0002] 本公开的方法包括为记录介质的多个扇区中的每一个确定优化的写入配置(WC) 以利用热辅助磁记录头执行写入操作。
[0003] 本公开的另一个装置包括控制器，该控制器被配置为将写入配置(WC)应用到热辅 助磁记录头以对记录介质写入数据。记录介质包括多个扇区。控制器被进一步配置为针对 多个扇区的每一个确定优化的WC并对多个扇区中的一个开始写入操作。优化的WC包括用于 最小化记录介质的多个扇区的每一个的三轨误码率（triple track bit error rate)的 WC，且写入操作被配置为对相应的扇区利用优化的WC来执行。
[0004] 以上
【发明内容】
并不旨在描述每个实施例或每种实现方式。通过参照以下结合附图 的【具体实施方式】以及权利要求书，更完整的理解将变得明显且可被认识到。
【附图说明】
[0005] 图1示出HAMR滑块的示例。
[0006] 图2示出读/写头配置的示例。
[0007] 图3A示出具有识别的轨道和扇区的盘的示例。
[0008] 图3B示出理想的轨道轮廓。
[0009] 图3C示出实际的轨道轮廓。
[0010] 图4是轨道的扇区上的误码率(BER)的变化的示图。
[0011]图5是邻近轨道的BER的变化的示图。
[0012]图6、6A和7是示出根据多种示例实施例的基于扇区的激光二极管电流(SB-LDI)写 入方法的流程图。
[0013]图8-9是将基于轨道的激光二极管电流(TB-LDI)写入与SB-LDI写入相比较的示 图。
[0014] 这些附图不一定按比例绘制。附图中使用的相同数字表示相同部件。然而，将理解 在给定附图中使用数字来指代部件不旨在限制用另一附图中同一数字标记的部件。
【具体实施方式】
[0015] 在热辅助磁记录(HAMR)(也称为热学辅助磁记录(TAMR))中，热能与应用到磁记录 介质（例如，硬盘）的磁场结合使用以克服限制了传统磁介质的面数据密度的超顺磁效应。 在HAMR记录中，以升高的温度将信息位记录在存储层上。存储层中的加热面积确定数据位 尺寸并且线性记录密度由数据位之间的磁转变来确定。
[0016] 为了获得期望的数据密度，HAMR记录头(也被称为HAMR滑块)包括光学组件，该光 学组件将光能从能量源引导、集中且转换为记录介质上的热量。HAMR滑块的示例配置在图1 中示出。HAMR滑块100包括能量源102,例如激光二极管，配置为产生用于激励近场换能器 (NFT) 106的光学天线112的激光。能量源102所产生的激光经由光波导110引导至NFT 106。 头介质接触面(HMI)(也被称为空气承载表面(ABS))用项目编号108来指示。
[0017]在图2中，框图示出根据示例实施例的滑块200的截面图。如图所示，波导202从能 量源接收电磁能量204,此能量耦合到近场换能器(NFTUC^NFTSOe由金属(例如，银、金、铜 等）制成，响应于施加的能量204而获得表面等离子体共振。NFT 206定形（shape)并传输此 能量以在介质214的表面210上创建小热点208。响应于施加的电流，磁写极216导致面向滑 块的表面218的介质附近的磁通量变化。当热点208沿下行轨道(downtrack)方向（z方向）移 动经过写极216时，来自写极216的通量改变了热点208的磁取向。施加到NFT 206以创建热 点的能量204可导致局部区域中的显著温度上升。如此，NFT206可包括散热器220以将一些 热量吸走到例如写极216或其他附近的热导组件。
[0018]在HAMR中，磁属性和热属性确定优选的写入配置(下文中的"WC"）（LDI Iop/LDI-OSA/LDI-OSD/Iw/OSA/OSD/加热器设置等）以获得最佳性能。通常，HAMR驱动器期望地以WC 工作，该WC产生可接受的三轨BER。在一个配置中，HAMR激光二极管电流写入方法包括基于 轨道的激光二极管电流(TB-LDI)写入方法，其中整个轨道由固定的LDI以WC来写入。此写入 方法假设轨道上均匀的优选的L DI。然而，HAM R介质可显示轨道上的非均匀性，也被称为一 次一圈（once around，0AR)。对于具有0AR问题的介质，TB-LDI写入方法可导致不均勾的轨 道轮廓以及不均匀的三轨BER。通常，盘的材料分布可导致盘内的变化，可以是热学变化或 磁性变化，如此，期望针对这些变化而调节。
[0019]参考图3A-3C可更好地理解轨道轮廓中的变化。图3A示出具有轨道302和多个扇区 304的简化磁记录介质300。图3B表示当使用TB-LDI写入方法时对于轨道302和扇区304的理 想轨道轮廓，具有均匀的写入宽度(WW)。图3C示出当使用TB-LDI写入方法时对于轨道302和 扇区304的实际轨道轮廓。如图所示，WW可在单次回转上显著地变化，导致不均匀的三轨 BER。图4通过单个轨道的多个扇区上的三轨BER的变化的示图进一步例证了上述变化。
[0020]在TB-LDI写入方法中，对于具有0AR的磁介质，同一轨道上的扇区必须平衡 (compromise)BER以在固定的LDI lop下共同工作。因此，轨道上的三轨BER不在最佳值处。 此外，在多次写入之后，相邻轨道对BER的影响显示轨道上不均匀性，或0AR(在10次写入之 后观察到相邻的0AR，如图5所示）。由于更宽的写入宽度，相邻轨道对BER的影响对于需要比 固定Iqp更少的Iqp的扇区可以是每十个单位差〇.5(见图5)。图5是当磁介质具有0AR问题时， 在中心轨道的0到1000次写入之后，相邻轨道的轨道上三轨BER的示图。
[0021]为了获得来自给定介质的最佳三轨BER，且为了减小相邻轨道影响0AR效应，本发 明公开了一种基于扇区的WC(SB-WC)写入方法。方法通常包括寻找优化的WC，针对记录介质 的多个扇区的每一个确定优选的优化WC，以及当HAMR头对扇区写入时调节HAMR头的WC。在 SB-WC中，可扫描任意WC参数（下文中的"WCP"），例如，将影响HAMR写入的任何参数，包括但 不限于激光二极管工作电流(LDI lop)、磁写入电流（Iw)、激光二极管电流的过冲（over shoot)幅度(LDI-0SA)、激光二极管电流的过冲持续时间（LSI-0SD)、磁写入电流的过冲幅 度(0SA)、磁写入电流的过冲持续时间（0SD)等。可选择优化单个WCP或多个WCP，每次优化一 个WCP。LDI是HAMR中最独特的WCP之一。在以下方法600中，SB-LDI写入被给出作为SB-WC写 入的明显示例。可用相应SB-WC写入的其他WCP在方法600中替换lop。
[0022] 参考图6的流程图示出了方法600。在SB-LDI写入方法600中，对于给定的介质轨 道，轨道的每个扇区通过相应的Iqp来写入，相应的Iqp允许每个扇区产生最佳的三轨BER。图 6和6A中示出的方法使用多种字母标识符以供参考，包括下列字母标识符：（l)j是轨道编 号；（2)m是介质上的轨道的总数；（3)k是扇区编号；（4)n是轨道j上的扇区的总数；以及(5)i 是计数器。
[0023]按照方法600,轨道编号j被建立为等于一 (602)。然后对于包含元素集[l，n]的所 有扇区k(604)，i被设定为等于一 (606)。随后，利用工作电流IQP(i-1;j)对每个轨道j、j-l和j+ 1写入，其中1_』是初始工作电流Iqp，并且测量BER，其中BER_I〇 P(i-是I〇P(i-1;j)下的轨 道j上的扇区k的BER。将认识到，在框604处选择的扇区可以是轨道的所有扇区的子集，且在 框602处选择的轨道可以是介质的所有轨道的子集。然后，利用工作电流I QP(1』对每个轨道 j、j-l和j+1写入，其中IciPU.j)等于IQP(i- 1;j)+DAC，且DAC是被用户以与IciPU,」)相同的单位限定 的（例如，〇.20511^)，并且8￡1?再一次被测量为8￡1?_1〇 [^,1^)(610)。然后根据方程（1)计算工 作电流与工作电流+DAC的BER值之间的差别(612):
[0024] % (1)
[0025] 如果差异产生不大于零的A BER(1,k』值(614)，那么计数器i增加一(615)，且循环 的控制返回到步骤610,其中利用反映新i值的工作电流IQP(1d对每个轨道j、j_l和j + 1写 入，且再一次测量反映新i值的BER BER_IQP(i,k,j)。根据方程（1)再一次确定BER值之间的差 异(612)〇
[0026]如果此差异产生大于零的ABER(i,k,j)值(614)，那么k值（即扇区编号）被储存在扇 区子集A(u)中，且记录相应的工作电流Iop且知晓作为扇区子集的所有扇区编号k，其 中ABERhkjXMopu-1;j)是最佳的I〇p(616)。随后，每一次判定框618,对于包含元素集[1， n]的扇区编号k，询问是否A BER(i,k,j)小于零。如果任一 A BER(i,k,j)小于零，那么计数器i增 加一 (615)，且控制再一次返回步骤610,如上所述从那进行。
[0027] 如果没有A BER(i,k,j)小于零，方法600进行到判定框620。在判定框620处，询问轨 道编号j小于轨道的总数m。如果轨道编号j小于轨道的总数m，那么轨道编号j增加一（或一 些其他值，例如2、3、4一）（621)，并且控制返回到步骤604进行而反映新的」值，如上所述。如 此，方法600在介质的每一个扇区和轨道上重复以针对每一个轨道j，的每一个扇区k找到最 佳的工作电流I〇p(k,j)，这将还产生最佳的三轨BER。因为方法600在各扇区k和各轨道j上重 复，可基于所有扇区子集和相应的Icip记录Icip(k,j)的工作电流查找表(622)。
[0028] 在找到IQP(k,j)之后，可针对轨道j的扇区k计算最终工作激光电流IQP。首先，扇区k 和轨道的j计数器被设定回到一 (621，623)。然后，对于所有轨道」（轨道_]_6[1，111](11 1是轨道 的总数））的所有扇区k，IQPG)被设定为等于最小值[Iopo^)]并且根据方程(2)计算AIqpo^) (624) 〇
[0029] ,KC|. ( j. ) ^ ?
[0030] 因为方法600在各扇区k和各轨道j上重复(分别使用判定框632，634和增加量633， 635)，所有可在查找表中记录相应的工作电流I QP(j)和AIQP(k,j)(628)。可在存储设备的制造 阶段(例如合格性试验)期间执行直到框628的程序。因此，当对介质写入时，可使用从查找 表中获得的相应的1(^0^) = 1(^)+八1(^(1^)逐一扇区地对介质的每个轨道写入(630)。注意 到写入电流Iw与工作电流IQP结合用作（Iop/Iw)以表示对HAMR记录头的优选写入配置电流 以从该头获得最佳的性能。
[0031]在SB-LDI写入方法的另一个示例实施例中，此方法利用角度和半径来确定对介质 写入的最佳工作电流。返回参考图3A，可看出每个轨道对应于半径r，且每个扇区对应于角 度0。可通过半径r替换轨道编号j且角度0替换扇区编号k与此实施例一起使用图6和6A的流 程图，以及根据需要的其他修改。利用所述的替换，可在方程3中发现由r所限定的轨道的角 度9所限定的扇区的最终工作激光电流：
[0032] Lq、g f-4 -
[0033] 项A ^叫…是通过以下方程4定义的：
[0034] Eq, (4) ?
[0035] 其中：A(k,e,r)是阶数k的系数
[0036] 应该注意到，上述工作电流查找表可通过适合的存储器中的存储来实施，或者可 在特别保留的域中对介质附加地/可选地写入上述工作电流查找表。还应该注意到，最佳工 作电流的计算可包括一些因子以适应盘驱动器的工作条件中的变化，例如温度补偿因子。 此外，对于lop和Iw，可提供附加的优化以减少存储器分配，诸如基于使用区域的、契形的或 基于扇区的值。
[0037] 图7示出本公开的SB-WC的简化流程图。方法700包括：（1)确定优化的WC以利用 HAMR头为记录介质的多个扇区的每一个执行写入操作(702)。方法700可附加地包括保留多 个扇区的每一个的单个WCP或多个WCP的查找表706;使用查找表来调节WC706;和/或对记录 介质写入查找表708。可按需对专门的应用纳入其他步骤。708查找表可以在介质上或存储 器上。第一步，寻找多个扇区中的每个扇区（区域)的经优化的WC。
[0038]图8和9示出使用本文所公开的SB-LDI写入方法的益处中的一些。具体地，图8提供 与基于轨道的LDI写入方法和基于扇区的LDI写入方法相关的轨道上的三轨BER的比较。如 图所示，基于扇区的LDI写入方法获得了最佳的扇区BER、最佳的轨道上BER，从而获得最佳 的面密度能力(ADC)。图9提供使用基于轨道的LDI (TB-LDI)写入方法和基于扇区的LDI (SB-LDI)写入方法两者的中心轨道的1000写入之后的相邻轨道的轨道上的三轨BER的比较。如 图所示，SB-LDI写入方法显著地减小邻近轨道影响一次一圈(ATI 0AR)效果，导致减少总体 的邻近轨道影响效果。
[0039] 本文中所公开的系统、设备或方法可包括本文中所描述的特征结构、方法或其组 合中的一个或多个。例如，设备或方法可被实现成包括以上的特征和/或过程中的一个或多 个。意味着这样的设备或方法不需要包括本文中所描述的所有特征和/或过程，但可被实现 成包括提供有用的结构和/或功能的选择的特征和/或过程。
[0040] 可利用相互作用以提供特定结果的电路和/或软件模块来实现以上所描述的各种 实施例。计算领域的技术人员可利用本领域通常已知的知识在模块化级别上或作为整体地 实现这种描述的功能。例如，本文中所示的流程图可被用于创建用于由处理器执行的计算 机可读指令/代码。这样的指令可被存储在非瞬态的计算机可读介质上并且被转移至处理 器以供执行，如本领域已知的那样。
[0041] 除非另外指示，否则在说明书和权利要求书中使用的表示特征大小、数量和物理 性质的所有数字应当被理解为在任何情况下均由术语大约摂来修饰。因此，除非相反地指 明，否则在上述说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，这些近似值可根据利 用本文中公开的示教的本领域技术人员所寻求的期望性质而变化。通过端点对数值范围的 使用包括该范围内的所有数值(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4以及5)以及该范围 内的任何范围。
[0042] 可对以上讨论的所公开的实施例作出各种变形和添加。因此，本公开的范围不应 受到以上所描述的具体实施例的限制，而只应由下面阐述的权利要求和其等效物进行限 定。
【主权项】
1. 一种装置，包括： 控制器，配置为将写入配置(WC)应用到热辅助磁记录头以对记录介质写入数据，所述 记录介质包含多个扇区，其中所述控制器被配置为： 针对所述多个扇区的每一个确定优化的WC;以及 对所述多个扇区中的一个开始写入操作，其中所述写入操作被配置为由利用优化的WC 的头对相应的扇区执行。2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，优化的WC包括多个写入配置参数(WCP)，所述 多个写入配置参数最小化了所述记录介质的多个扇区的每一个的三轨误码率。3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，优化的WC包括单个WCP，所述单个WCP最小化 了所述记录介质的多个扇区的每一个的三轨误码率。4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器被配置为储存对所述多个扇区的 每一个的优化的WC的查找表。5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，经由对应于所述多个扇区的每一个的角度参 数和半径参数对所述查找表做索引。6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扇区的每一个包括基于伺服契的扇区或 基于数据的扇区。7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个扇区的每一个的材料属性变化，且 其中优化的WC响应于所述材料属性的变化。8. 一种方法，包括： 为记录介质的多个扇区中的每一个确定优化的写入配置(WC)以利用热辅助磁记录头 执行写入操作。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，优化的WC包括优化的激光二极管电流(LDI)。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，优化的LDI包括最小化所述记录介质的多个 扇区的每一个的三轨误码率的LDI。11. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括在查找表中储存所述多个扇区 的每一个的优化的WC。12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，经由对应于所述多个扇区的每一个的角度 参数和半径参数对所述查找表做索引。13. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述扇区的每一个包括基于伺服契的扇区 或基于数据的扇区。14. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个扇区的每一个的材料属性变化，且 其中优化的WC响应于所述材料属性的变化。15. -种装置，包括： 控制器，配置为将写入配置(WC)应用到热辅助磁记录头以对记录介质写入数据，所述 记录介质包含多个扇区，其中所述控制器被配置为： 为所述多个扇区的每一个确定优化的WC，其中优化的WC包括最小化所述记录介质的多 个扇区的每一个的三轨误码率的WC;以及 对所述多个扇区中的一个开始写入操作，其中所述写入操作被配置为利用优化的WC对 相应的扇区执行。16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，优化的WC包括优化的激光二极管电流 (LDI)017. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制器被配置为储存对所述多个扇区 的每一个优化的WC的查找表。18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，经由对应于所述多个扇区的每一个的角度 参数和半径参数对所述查找表做索引。19. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述扇区的每一个包括基于伺服契的扇区 或基于数据的扇区。20. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述多个扇区的每一个的材料属性变化， 且其中优化的WC响应于所述材料属性的变化。
【文档编号】G11B5/55GK105895118SQ201610086585
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】马敏洁, E·C·盖琦, 高凯中
【申请人】希捷科技有限公司