光伝送モジュール、並びにその製造装置及び製造方法
【課題】半導体レーザと光導波路の位置合わせを簡易な操作にて高精度に調整可能な光伝送モジュール、その製造装置、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光伝送モジュールは、サブマウントに固定された半導体レーザ、光入射面及び光出射面を有する光導波路部を備え、光導波路部にサブマウントが接着された構造を有する。光導波路部は、光入射面から光出射面に向かって延在する光導波路と、光入射面に露出する複数の反射部を有し、光入射面で見たとき、光導波路と複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は同一直線上に配列されており、光導波路及び複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は直線とは異なる同一直線上に配列されている。４つの反射部の位置から光導波路の位置を検出し、また、４つの反射部によって反射される半導体レーザの光量バランスから、半導体レーザと光導波路部の相対傾きを最小に設定する。
【解決手段】光伝送モジュールは、サブマウントに固定された半導体レーザ、光入射面及び光出射面を有する光導波路部を備え、光導波路部にサブマウントが接着された構造を有する。光導波路部は、光入射面から光出射面に向かって延在する光導波路と、光入射面に露出する複数の反射部を有し、光入射面で見たとき、光導波路と複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は同一直線上に配列されており、光導波路及び複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は直線とは異なる同一直線上に配列されている。４つの反射部の位置から光導波路の位置を検出し、また、４つの反射部によって反射される半導体レーザの光量バランスから、半導体レーザと光導波路部の相対傾きを最小に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録装置のヘッドジンバルアセンブリ等に適用可能な光伝送モジュール、その製造装置、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１）。従来の磁気記録では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。この問題を解決するために、熱アシスト磁気記録方式では、記録の瞬間、磁気記録媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度が実現可能となる。
【０００３】
この熱アシスト磁気記録において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、高効率な近接場光発生素子として三角形の形状をした金属散乱体を用いることが提案されている（非特許文献２）。金属散乱体に光を入射すると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生素子を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。すなわち熱アシスト磁気記録ヘッドでは、近接場発生器まで光を効率的に導く光伝送モジュールが必要となる。
【０００４】
このような光伝送モジュールとして、特許文献１には、電磁コイル素子に対して磁気ヘッドの積層方向に近接した位置に光導波路が設けられた磁気ヘッド部を有するスライダと、このスライダとは別の光源支持基板に光源が設けられた光源ユニットとを備える熱アシスト磁気記録ヘッドが開示されている。この構成においては、光源の出射光を光導波路内に導入し、媒体対向面内にある光導波路の光出射面から出射させて、磁気記録媒体を局所的に加熱することができる。
【０００５】
また、特許文献２では、スライダと光源ユニットの位置合わせ（アライメント）用にスライダ内に複数の光導波路と光吸収層を作り込み、アライメント時にスライダの媒体対向面に光量モニタを配置し逐次受光量をチェックすることで、半導体レーザとスライダの平面方向での高精度な位置合わせを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８５５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−５４２０６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, p.1839 (1999)
【非特許文献２】Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, the Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、特許文献１に記載された光伝送モジュールを作成するには、光源ユニットを、スライダの媒体対向面と反対側の面（背面）に重ねた後に保持する必要がある。この場合、磁気ヘッド部を有するスライダと光源ユニットとをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダと光源ユニットを保持し、光伝送モジュールを歩留まり良く製造できる。また、この場合、光源を媒体対向面から離れた位置でかつスライダの近傍に設けることができるので、光の伝搬効率の低下や装置全体の構成の複雑化等はほとんど問題とならない。しかしながら、上記のようにスライダと光源ユニットとを別々に作製する場合には、スライダと光源ユニットとを固定する際の光源と光導波路とのアライメントを精度良く行うことが必要となるが、その為の光伝送モジュールの構造、組み立て方法に対する具体的な記述がない。
【０００９】
一方で、特許文献２では、アライメントの為に磁気ヘッド作製時の製膜プロセスにおいて同一層となるように複数の光導波路を形成し、その複数の光導波路の前後の製膜で光吸収層を形成する具体的な光伝送モジュールの構造が示されている。上記構造を用いることにより、半導体レーザ（特許文献２における光源）とスライダの高精度な位置合わせが可能となる。しかしながら、特許文献２には半導体レーザとスライダの相対傾きを調整する機構がない。特許文献２のように、半導体レーザからの光をスライダに設けた光導波路に入射させる際に対物レンズ等を用いない構造では、十分な光量をスライダに設けた光導波路に入射させるために半導体レーザとスライダの距離を数μｍ程度に近接させる必要がある。半導体レーザの構造は、出射側の一辺が数百μｍ程度の四角形形状であり、半導体レーザがスライダに対し数度傾くと、スライダに設けた光導波路に入射できる光量が減少するだけでなく、最悪の場合には半導体レーザとスライダが物理的に接触し、いずれかの素子が破損してしまう。また、上記文献では、組立を容易にするために、半導体レーザをスライダに保持する前に、半導体レーザを別工程にて光源支持基板に取り付けている。しかし、この光源支持基板をスライダに接着するとき、接着剤の塗布ムラ、硬化条件の位置依存等により、接着剤の硬化収縮時に部品間で微小な傾きが発生するが、その傾きをモニタする機構がない。つまり特許文献２では、部品間の位置、又は傾きのいずれにより検出光量低下が生じたのか判別することが難しい。
【００１０】
アライメント方法以外の課題として、光源支持基板の追加がある。光源支持基板を加えた分だけ光伝送モジュール全体の重量が増す為に、スライダを安定して飛行させるのが困難となる。また、光源支持基板の厚み分だけ熱アシスト磁気記録ヘッドの高さが大きくなるため、複数のディスク及びヘッドを格納する磁気ディスク装置においては、体積当たりの記録容量が減少する。
【００１１】
そこで本発明は、光源支持基板がない構造にて半導体レーザと光導波路部の調整を位置だけでなく傾きまで調整できる機構を提供し、半導体レーザと光導波路の位置合わせを簡易な操作にて高精度に調整可能な光伝送モジュール、その製造装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光伝送モジュールは、サブマウントに保持された半導体レーザと、光入射面及び光出射面を有する光導波路部とを備え、光導波路部に前記サブマウントが固定された光伝送モジュールであって、光導波路部は、光入射面が前記半導体レーザと対向するように配置され、光入射面から光出射面に向かって延在する光導波路と、光入射面に露出する複数の反射部を有し、光入射面で見たとき、光導波路と複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は第１の直線上に配列されており、光導波路と複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は第１の直線とは異なる第２の直線上に配列されており、半導体レーザはサブマウントを介して光導波路部に接着保持されている。
【００１３】
複数の反射部は、光入射面から光出射面まで前記光導波路に沿って形成されていてもよい。第１の２つの反射部を光導波路の層とは異なる第１の層に形成し、第２の２つの反射部を光導波路及び第１の層とは異なる第２の層に形成することにより、４つの反射部を光導波路部作製時に２回の製膜プロセスで簡易に作製することができる。また、好ましくは、４つの反射部は光導波路を中心とし、光伝送モジュールに用いる半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置することにより、半導体レーザの出射点が光導波路の延長軸と一致し、かつ半導体レーザと光導波路部の相対傾きが０°、すなわち平行となるときに、４つの反射部からの反射光量を等しくすることができるため、組み立て時に４つの反射部からの反射光量をモニタすることにより組み立て精度を向上することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る光伝送モジュール製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部と、第１の保持部に設けられた光源と、光導波路部を保持する第２の保持部と、第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、光源及び半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出器と、第１の光検出器の位置及び角度を調整可能な移動部と、光源の出力をモニタするための第２の光検出器と、半導体レーザによる光導波路部からの反射光をモニタするための第３の光検出器と、第１の光検出器の位置及び角度を移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて光源と半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第２の保持部に保持した光導波路部を微調整移動部によって移動し、第２の光検出器で取得した輝度分布データを用いて、光源に対する光導波路部に設けた複数の反射部の位置情報を取得し、当該位置情報から光導波路部に形成された光導波路の位置を算出する第２の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第３の光検出器にて複数の反射部からの反射光量を検出し、複数の反射部からの反射光量間の関係から半導体レーザと光導波路部の相対角度を最小にするための第２の保持部の角度を算出する第３の計算部とを有し、第１の計算部で得られた情報及び第２の計算部で得られた情報を用いて半導体レーザの発光点が光導波路の延長軸と一致するように光導波路部を微調整移動部にて移動させた後、第３の計算部で得られた情報をもとに微調整移動部を用いて光導波路部と半導体レーザの相対傾きを補正することにより、光導波路部と半導体レーザの相対傾きが所望角度以下、好ましくは２゜以下になった光伝送モジュールを製造する。
【００１５】
第１の保持部に設けられた光源はコリメート光源とすることができる。また、第１の光検出器は撮像素子とすることができる。第２の光検出器は光源に備えられているフォトダイオードとすることができ、第３の光検出器は、４つのフォトダイオードと、４つのフォトダイオードの検出信号を演算する信号演算回路を備えるものとすることができる。
【００１６】
本発明に係る光伝送モジュール製造方法は、半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、第１の保持部に設けられたコリメート光源と半導体レーザを駆動し、第１の光検出器で検出した輝度分布データをもとにコリメート光源と半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、コリメート光源を駆動し、コリメート光源の下方で第２の保持部に保持された光導波路部を２次元移動しながらコリメート光源の出力を第２の光検出器でモニタすることにより光導波路部に設けられた複数の反射部の位置を検出し、複数の反射部に対して既知の位置関係にある光導波路の位置を算出する第２のステップと、第１及び第２のステップで取得した情報に基づき半導体レーザの発光点が光導波路部に設けられた光導波路の延長軸と一致するように第２の保持部の位置と角度を調整し、光導波路部に設けられた複数の反射部による半導体レーザの反射光を第３の光検出器で検出し、複数の反射部からの反射光がバランスするように第２の保持部により光導波路部の傾きを調整する第３のステップと、その状態で光導波路部にサブマウントを接着して固定する第４のステップとを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光伝送モジュール、また、その光伝送モジュールの製造装置及び製造方法を提供することができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ハードディスク装置の構成例を示す概略図。
【図２】光伝送モジュールの構成例を示す斜視模式図。
【図３】光伝送モジュールの構成例を示す断面摸式図。
【図４】半導体レーザ対向面から見た、光伝送モジュール用スライダの摸式図。
【図５】サブマウントに固定された半導体レーザの模式図。
【図６】光伝送モジュール製造装置の構成例を示すブロック図。
【図７】光伝送モジュール製造装置による第１の処理の説明図。
【図８Ａ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図８Ｂ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図８Ｃ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９】光伝送モジュール製造装置による第２の処理の説明図。
【図１０】第２の処理で検出された光量分布を示す図。
【図１１】光伝送モジュール製造装置による第３の処理の説明図。
【図１２】第３の処理における光検出器の構成例を示す図。
【図１３】第３の処理時におけるスライダ表面での光量分布シミュレーション結果を示す図。
【図１４】第３の処理の際、ｘ方向にスライダを傾けたときの検出器の検出信号を示す図。
【図１５】第３の処理の際、ｙ方向にスライダを傾けたときの検出器の検出信号を示す図。
【図１６】作製された光伝送モジュールの傾きばらつきを示す図。
【図１７】光伝送モジュールの他の構成例を示す摸式図。
【図１８】光伝送モジュール製造装置の他の構成例を示す図。
【図１９】作製された光伝送モジュールの傾きばらつきを示す図。
【図２０】光伝送モジュール製造方法の第１の処理を示すフローチャート。
【図２１】光伝送モジュール製造方法の第２の処理を示すフローチャート。
【図２２】光伝送モジュール製造方法の第３の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一要素又は同一機能を有する要素には同じ符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見やすさのため、それぞれ任意となっている。
【００２０】
以下では光伝送モジュールの製造方法について説明する。実施形態１には、熱アシスト磁気記録ヘッドに利用する光伝送モジュールの例を示し、実施形態２には、光源集積型光ファイバとして利用する光伝送モジュールの例を示す。なお、本実施形態１で用いた光導波路部は、光導波路に加え電磁変換素子を備えた磁気ヘッド部となるので、実施形態１では、光導波路部を磁気ヘッドとして説明する。
【００２１】
［実施形態１：熱アシスト磁気記録ヘッド］
［１］ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置の構成
まず、図１を参照して、ハードディスク装置の構成について説明する。半導体レーザ搭載スライダ１はサスペンション３に保持し、ボイスコイルモータ４からなるアクチュエータによって磁気ディスク２上の所望トラック位置に位置決めされる。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク２の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク２は、モータによって回転駆動されるスピンドル５に保持し回転される。半導体レーザの駆動ドライバは、回路基板の上に配置した。この回路基板には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ６で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、半導体レーザ搭載スライダ１中に設けたコイルにより磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。磁気ディスク２上に記録されたデータは、半導体レーザ搭載スライダ１中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路により行った。
【００２２】
ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）としては、サスペンション３の先端部に半導体レーザ搭載スライダ１となる光伝送モジュールが装着されている構成となっている。
【００２３】
［２］光伝送モジュールの構成
続いて、図２〜図５を参照して、光伝送モジュールの構成について説明する。図２に示されるように、光伝送モジュールは、スライダ基板１０及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部９を有するスライダと、半導体レーザ７及び半導体レーザ７を保持するサブマウント８を有する光源ユニットを備える。スライダ基板１０ないし、磁気ヘッド部９とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。
【００２４】
［２．１］スライダ
スライダ基板１０は、図３に示されるように、板状である。スライダ基板１０の媒体対向面Ｓは、熱アシスト磁気記録ヘッドが適切な浮上量を得ることができるよう、所定形状に加工されている。スライダ基板１０は、導電性のアルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成することができる。スライダの媒体対向面Ｓ近傍に磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生素子１３を配置し、図示はされていないが、近接場光発生素子１３の近傍に電磁変換素子が設けられている。電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層されて構成されている。スライダの媒体対向面Ｓとは反対側の背面Ｆには、光発生・導入素子（光源）としてサブマウント８に固定された波長７８０ｎｍの光を発する半導体レーザ７が接着剤硬化物１１’を介してスライダに搭載されており、半導体レーザ７から出た光は光導波路１２を通して近接場光発生素子１３に照射される。光導波路１２は、波長７８０ｎｍの光に対してシングルモードになるように、長辺が５００ｎｍ、短辺が３００ｎｍ、屈折率が２．１８のＴａ2Ｏ5のコアの周りを、屈折率１．５のＳｉＯ2でできたクラッドが覆っている構造である。この光導波路１２では導波光のモード径は、ほぼ導波路コアのサイズと同じである。すなわち、導波される光のエネルギーは実質的にコア内に閉じ込められている。
【００２５】
光導波路１２は、図３に示されるように、読取ヘッド部と記録ヘッド部との間に配置されており、集積面と平行となるように媒体対向面Ｓから背面Ｆまで延在している。従って、光導波路１２の媒体対向面Ｓ側の端面は媒体対向面Ｓに露出しており、背面Ｆ側の端面は半導体レーザ７のレーザ光出射面と正対している。なお、背面Ｆは、媒体対向面Ｓと略平行とされている。本実施形態では、光導波路１２のコアの材料としてＴａ2Ｏ5（屈折率＝２．１８）、クラッドの材料としてＳｉＯ2（屈折率＝１．５）を利用したが、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければコア及びクラッドの材料は他の材料でもよく、例えばＳｉＯ2（屈折率＝１．５）のクラッドに対して、コアをＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６）、ＴｉＯ2（屈折率＝２．４）などにしてもよい。また、クラッドの材質を、屈折率がＳｉＯ2よりも小さなＭｇＦ2（屈折率＝１．４）にしてもよい。また、コアの材質として、Ｇｅなど他の材料をドープしたＳｉＯ2を用いてもよい。
【００２６】
近接場光発生素子１３は二等辺三角柱の形状をした金（Ａｕ）でできており、底辺は１００ｎｍ、斜辺は１３０ｎｍ、高さは２００ｎｍである。二等辺三角柱の頂点の部分は曲率半径約１０ｎｍの円弧状に加工されており、発生する近接場光のスポット直径は２５ｎｍ程度となる。半導体レーザ７からの光が光導波路１２に入射される際の結合効率を向上させるために、スポット径変換機構などをレーザダイオードユニット直下に形成しておくのがよい。光導波路１２に結合された光の照射によって、近接場光発生素子１３はプラズモン共鳴などの原理により、磁気ディスク表面に近接場光を発生させ、媒体表面の温度が上昇するが、本実施形態の近接場光発生素子１３に照射される光のパワーが約１０ｍＷのとき、媒体磁性膜の局所温度は約２００℃に上昇する。その際同時に、近接場光発生素子１３の温度も１５０度程度上昇し、近接場光発生素子１３の抵抗が熱散乱の影響で増大する。
【００２７】
光導波路１２から１００〜２００μｍ離れたところに４つの反射部１４が設けられている。ただし、図３は断面図なので、図３には２つしか表示されていない。４つの反射部１４は、周りの領域に比べ反射率が高いことが必要であるため、周りの領域が光導波路１２のクラッドと同材料になるとき、４つの反射部１４の材料として光導波路１２のコア材料を用いた。これ以外の材料として、近接場光発生素子１３に用いられる高反射率金属、スライダ内の配線等で用いるＣｕ、あるいはコイル等を形成するための金属材料を使用すると、製膜プロセスの面で簡易に反射部を作製することができる。
【００２８】
図４は、半導体レーザ対向面から見たスライダの模式図である。図４を用いて、光導波路と4つの反射部の配置について説明する。半導体レーザ対向面（図３におけるＦ）からスライダの磁気ヘッド部９を見ると、光導波路１２を中心とした、４つの反射部１４ａ〜１４ｄが楕円軌道ＥＯ上に配置されている。各反射部の大きさは、長さ１０μｍ、幅１μｍとした。幅方向は磁気ヘッド部を形成するときの製膜時に厚みに相当する方向であり、製膜プロセス上この値を大きくすることは難しいが、アライメント時にＣＣＤ等の撮像素子を用いて検出するときの光学分解能を考慮し１μｍと設計した。このとき、４つの反射部のうちの２つの反射部１４ａ，１４ｃが、光導波路１２を間に置いて相対するように直線Line２上に配置されている。また、他の２つの反射部１４ｂ，１４ｄは、光導波路１２を間に置いて相対するようにLine２とは異なる直線Line１上に配置されている。さらに、４つの反射部のうちの２つの反射部１４ａ，１４ｂは、磁気ヘッド作製時に反射層Ｌ１として同時に形成されており、残りの２つの反射部１４ｃ，１４ｄは、反射層Ｌ１とは異なる反射層Ｌ２として形成されている。
【００２９】
［２．２］光源ユニット
図５に示すように、光源ユニットは、サブマウント８の上に半導体レーザ７が固定されており、半導体レーザ７は略直方体の形状をしている。サブマウント８は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成された導電体である。半導体レーザ７は、光情報記録媒体に用いられる多重量子井戸構造を持つ半導体レーザと同様のものを使用できる。これらの半導体レーザは、多層構造の劈開面の前後に、全反射による発振を励起するためのＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等からなる反射膜１５が成膜されている。そして、一方の反射膜には活性層に対応する位置に開口が設けられており、反射膜１５が成膜されている面のうち開口に対応する領域が、レーザ光が放射される発光点１６となる。このような半導体レーザ７においては、膜厚方向に電圧が印加されることにより、発光点１６からレーザ光が出射される。半導体レーザ７は、ＧａＡｌＡｓ系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。メタライズ層１８は、半導体レーザ７をサブマウント８に物理的に固定すると共に半導体レーザの底面と電気的なコンタクトを形成する為に設けられており、ＡｕＳｎ等の半田材料を用いることができる。
【００３０】
なお、半導体レーザ７は、劈開等の作業精度によりチップ化されサブマウント８上に実装されるため、断面観察したときに長方形ではなく、平行四辺形ないし、平行四辺形の角が丸まった形状となることが多い。そのため、半導体レーザ７の外形やエッジを基準として発光点１６を探すのは困難である。そこで、アライメント時には、半導体レーザ７の発光点１６を探すために、半導体レーザ７に形成された凹となるメサ構造１７を基準として、設計パラメータであるメサ構造１７と発光点１６の相対位置を参照することで容易に発光点１６を探すことができる。出射されるレーザ光の波長λは、例えば７８０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度である。ただし、近接場光発生素子１３の金属材料に応じた適切な励起波長が存在し、かつ光導波路の設計波長に留意しなければならない。例えば、本実施形態では光導波路の設計波長に合わせλ＝７８０ｎｍとしたが、この波長はＡｕを用いた近接場光発生素子１３でも動作することを確認している。
【００３１】
半導体レーザ７の大きさとしては、例えば、幅２００μｍ〜３５０μｍ、長さ２００μｍ〜４００μｍ、厚み６０μｍ〜２００μｍ程度に設定することができる。ここで、半導体レーザ７の幅は、電流阻止層の対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度までに小さくすることができる。ただし、半導体レーザ７の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、半導体レーザ７に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。ただし、特に半導体レーザの長さはスライダ全体の厚みを決めるパラメータとなり、また、サブマウント以外の光源支持基板を用いない本実施形態において４００μｍ以上に大きくすることは、スライダの浮上特性の観点から難しい。本実施形態では、幅２００μｍ、長さ２５０μｍ、厚み１００μｍの半導体レーザ７を用いた。
【００３２】
［３］光伝送モジュールの製造装置及び製造方法
続いて、図６〜図１６、及び図２０〜図２２を参照して、光伝送モジュールの製造装置及び製造方法について説明する。まず、上述の構成を有する磁気ヘッド部を含むスライダと、上述の構成を有するサブマウントに固定された半導体レーザとを製造する。続いて、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせを下記の光伝送モジュールの製造装置及び、図２０から図２２に示した光伝送モジュール製造方法にて行う。
【００３３】
図６のブロック図に示すように、光伝送モジュールの製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部１９にて、サブマウント８に固定された半導体レーザ７を保持する。また、この第１の保持部１９には、保持部付属光源ユニット２１と第２の光検出器が搭載されている。本実施形態では、保持部付属光源ユニット２１及び第２の光検出器として、コリメータレンズとビーム整形プリズムを組み合わせたバックモニタ付き半導体レーザを使用した。コリメータレンズは、半導体レーザから出た広がりを有する出射光を平行光とするための光学素子であり、ビーム整形プリズムは、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向で異なるビーム広がり角度を同一にする光学素子である。バックモニタは、半導体レーザの近傍に配置されたフォトダイオードである。バックモニタを用いることにより、半導体レーザからの出射光量をモニタすることができる。
【００３４】
磁気ヘッド部を保持する第２の保持部２５は、第２の保持部２５の角度及び位置を調整する微調整移動部２４と微調整移動部制御装置を備えている。本装置では、上記バックモニタ及び微調整移動部を利用することで、磁気ヘッド部に形成された４つの反射部の位置を検出できる。
【００３５】
また、本装置は、保持部付属光源ユニット２１及び半導体レーザ７の光をモニタするための第１の光検出器２３を備えており、第１の光検出器２３の位置を調整する移動部２２と移動部制御装置を備えている。本実施形態では、第１の光検出器２３としてＣＣＤ等の撮像素子を使用した。撮像素子を使用することで、保持部付属光源ユニット２１及び半導体レーザ７の光スポット位置、光スポット形状を観察することが可能となり、観察結果を解析することで保持部付属光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置、傾きを検出することが可能となる。
【００３６】
更に、半導体レーザ７による磁気ヘッド部からの反射光をモニタするための第３の光検出器を備えており、本実施形態では、４つのフォトダイオード及び信号演算回路を用いた。
【００３７】
これら、第１から第３の光検出器の信号を演算し、組み立てのために各移動部制御装置をコントロールするのが制御ＰＣであり、制御ＰＣには、第１から第３の計算部がソフトウェアとして組み込まれている。第１の計算部では、第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７のスポットと光源ユニット２１のスポットを第１の光検出器２３で検出する。また、移動部２２を用いて半導体レーザ７を保持した第１の保持部１９を走査する。こうして、第１の光検出器２３にて取得した各々の輝度分布データを用いて、光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を算出する。第２の計算部では、微調整移動部２４を用いて磁気ヘッド部を走査し、第２の光検出器にて取得した各位置での輝度データを用いて保持部付属光源ユニット２１に対する磁気ヘッド部に設けた４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置情報を算出する。そして、４つの反射部１４ａ〜１４ｄに対する既知の位置関係から、磁気ヘッド部に備えた光導波路１２の位置を推定する。第３の計算部では、半導体レーザ７を駆動し、第３の光検出器にて４つの反射部１４ａ〜１４ｄからの反射光量を取得し、計算した光量バランス信号を用いて半導体レーザ７に対し磁気ヘッド部の相対角度を最小にする。
【００３８】
実施形態１では、上記光伝送モジュールの製造装置を用いて、下記第１から第３の処理にて、半導体レーザに対し磁気ヘッド部の相対角度を小さくした光伝送モジュールを製造した。その製造方法を以下で詳しく述べる。
【００３９】
［３．１］第１の処理
図２０に示す第１の処理は、図７に示すように、第２の保持部２５を退避させた状態で行われる。
【００４０】
第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７及び、第１の保持部１９に固定された保持部付属光源ユニット２１の両者に、移動部２２を用いて第１の光検出器２３である撮像素子を近接させた（Ｓ１１）。これは、制御ＰＣから移動部制御装置に指示し、その指示に従って移動部制御装置が移動部２２を駆動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、光源ユニット２１と半導体レーザ７を同時に点灯する（Ｓ１２）。それにより第１の光検出器２３は、半導体レーザ７及び光源ユニット２１の光スポットを検出し、第１の光検出器は検出した輝度分布データを制御ＰＣに送信する（Ｓ１３）。制御ＰＣは、図８Ａから図８Ｃに示す手順により、第１の計算部で、半導体レーザ７と光源ユニット２１の相対位置、相対傾きを検出する（Ｓ１４）。
【００４１】
まず、図８Ａに示すように、初期状態で光源ユニット２１及び半導体レーザ７を点灯したときの第１の光検出器２３上での光量分布を取得する。第１の光検出器２３上で、光源ユニット２１の光スポットＳ１と、半導体レーザ７の光スポットＳ２が観察される。装置校正により、初期状態での第１の光検出器２３と光源ユニット２１の相対位置・傾きは管理されている。光源ユニット２１としてビーム整形を行ったコリメート光源を用いているため、図８Ａに示すように、光源ユニット２１の光スポットＳ１の形状は真円であり、輝度分布は輝度ピーク点を中心として点対称となる。一方で、半導体レーザ７の光スポットＳ２の形状は、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向でビーム広がり角度が異なるため、第１の光検出器２３で観察されるスポット形状は楕円形状となっている。また、半導体レーザ７は、半導体レーザの外形寸法ばらつきにより第１の保持部１９でのハンドリング状態が異なることを受け、通常、第１の光検出器２３の受光面に対し若干の傾きを持っている。そのため、半導体レーザ７の光スポットＳ２の輝度分布は、輝度ピーク点を中心として点対称ではなく、傾斜をもった分布として観察される。この状態で制御ＰＣの第１の計算部は、光源ユニット２１の光スポットＳ１と半導体レーザ７の光スポットＳ２の相対位置Δｘ，Δｙを検出することができる。
【００４２】
続いて、図８Ｂに示すように、半導体レーザ７の光スポットＳ２が第１の光検出器２３の受光面中心に来るように移動部２２を走査した。その上で、図８Ｃに示すように、第１の光検出器２３の受光面の傾きを移動部２２を用いてΔθｘ，Δθｙだけ動かすことで、半導体レーザ７の光スポットＳ２の輝度分布を、輝度ピーク点を中心として点対称となるよう調整することができる。このとき、光源ユニット２１の光スポットＳ１と半導体レーザ７の光スポットＳ２の相対傾きは、−Δθｘ，−Δθｙと検出することができる。
【００４３】
その後、制御ＰＣは、検出した光源ユニットと半導体レーザの相対位置及び相対傾きの情報をメモリに格納して保存し（Ｓ１５）、移動部制御装置に指示し、移動部２２を駆動して第１の光検出器２３を退避する（Ｓ１６）。
【００４４】
［３．２］第２の処理
図２１に示す第２の処理は、図９に示すように、第１の光検出器２３を退避させた状態で行われる。
【００４５】
微調整移動部２４を用いて第２の保持部２５により保持されたスライダ（光導波路部）１０を、第１の保持部１９に固定された光源ユニット２１に近接させる（Ｓ２１）。これは、制御ＰＣから微調整移動部制御装置に指示し、その指示に従って微調整移動部制御装置が微調整移動部２４を駆動して第２の保持部２５を移動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、光源ユニット２１のみを点灯させる（Ｓ２２）。そして、光源ユニット２１に組み込まれた第２の光検出器にて光源ユニット２１の出射光量を取得する。引き続き、微調整移動部２４を用いて第２の保持部２５に保持したスライダ１０を移動させながら、光源ユニット２１に組み込まれた第２の光検出器で取得した輝度データを制御ＰＣに送信する。こうして、制御ＰＣは、図１０に示すような検出光量分布を取得する（Ｓ２３）。
【００４６】
図１０に示すように、検出光量分布では、４箇所の検出光量が低下する領域が検出される。制御ＰＣの第２の計算部は、それら４箇所の領域の中心座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）を、光源ユニットを原点とした基準でみたときの４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標として取得する。上記検出光量が低下する領域の中心座標が、４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標に対応する理由について、以下に述べる。
【００４７】
バックモニタにて検出される光量は、あくまで光源ユニット２１が備える半導体レーザより出射される光量を反映したものであるが、半導体レーザはそれ自身から出た光が素子に戻るとレーザ発振が不安定となり、同一駆動電流制御にて発光する半導体レーザの場合には発光パワーが低下する。本実施形態では、光源ユニット２１への戻り光が大きくなるとき、すなわち、微調整移動部２４を動かし、光源ユニット２１と各反射部１４ａ〜１４ｄの座標が一致したときに検出パワーの低下が確認できた。なお、半導体レーザを同一駆動パワー制御にて発光させる場合には、戻り光があるときに逆に検出光量が大きくなる。いずれにしても、上述の測定を行うことにより、光源ユニット２１を原点とした基準でみたときの４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）を取得できる。この４つの反射部で囲まれた中心位置に光導波路１２が存在するため、制御ＰＣの第２の計算部は、光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）を下記のように算出する（Ｓ２４）。
（Ｘ，Ｙ）＝（（ｘ1，ｙ1）＋（ｘ2，ｙ2）＋（ｘ3，ｙ3）＋（ｘ4，ｙ4））／４
制御ＰＣは、算出された光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）の情報を、メモリに格納して保存する（Ｓ２５）。
【００４８】
［３．３］第３の処理
図２２に示す第３の処理は、図１１に示すように、第１の光検出器２３を退避した状態で行われる。
【００４９】
最初に、第１の処理、第２の処理で得た情報をもとに、半導体レーザ７とスライダ１０の傾きを合わせた状態にて、半導体レーザ７の発光点が磁気ヘッド部に設けた光導波路１２の延長軸と一致するよう配置する。そのために、制御ＰＣは、第１の処理で取得した光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を用い、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、第２の保持部２５の位置及び傾きを調整することにより、半導体レーザ７とスライダ１０の位置及び傾きを補正する（Ｓ３１）。また、制御ＰＣは、第２の処理で取得した光導波路１２の位置情報を用い、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、半導体レーザ７と光導波路１２の位置合わせを行う（Ｓ３２）。
【００５０】
次に、制御ＰＣは、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、第２の保持部２５に保持されたスライダ１０を、第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ３３）。そして、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動することにより、半導体レーザ７のみを点灯させる（Ｓ３４）。
【００５１】
ここで、第３の光検出器は、図１２に示すように、４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄ、及び信号演算処理部２８にて構成されている。４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄは、半導体レーザ７がスライダの磁気ヘッド部に設けた４つの反射部１４ａ〜１４ｄからの反射光を検出できる位置に配置されており、各々のフォトダイオード２７ａ〜２７ｄで得た信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは信号演算処理部２８に渡され、信号演算処理部２８にて下式による光量バランス信号ＢＳを計算する。式中、Avarage(A:D)は、４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄによる取得信号Ａ〜Ｄの平均値を意味する。
【００５２】
【数１】
【００５３】
光量バランス信号ＢＳのデータは、第３の光検出器から制御ＰＣに送信される。制御ＰＣは、微調整移動部制御装置に指示し、微調整移動部２４を駆動させて、第２保持部２５に保持しているスライダをｘ方向及びｙ方向に微小角度傾けながら、それぞれの角度において光量バランス信号ＢＳを取得する（Ｓ３５）。制御ＰＣの第３の計算部は、光量バランス信号ＢＳの角度依存性を元に、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きを数°以下、好ましくは２°以下とするための第２の保持部２５のｘ方向及びｙ方向の回転角度を求める（Ｓ３６）。次に、制御ＰＣは微調整移動部制御装置に指示し、微調整移動部２４を駆動させて、第２保持部２５を第３の計算部で求めた角度に設定する（Ｓ３７）。
【００５４】
図１３に、磁気ヘッド部とスライダの相対傾きがないときの第３の処理におけるスライダ表面での光量分布シミュレーション結果を示す。図中のスライダ表面のＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４の領域において、半導体レーザからの出射光が、磁気ヘッド部に設けた反射部１４ａ〜１４ｄにより反射され、各々に対応したフォトダイオードにて検出される。本実施形態では、光導波路と４つの反射部を、光導波路を中心とし、熱アシスト磁気記録ヘッドに用いる半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置しているため、磁気ヘッド部とスライダの相対傾きがないときは、ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４での輝度は図１３に示すように同じ値となる。それゆえに、アライメント時に光量バランス信号ＢＳが一番小さくなる傾き条件が、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きがないこととなる。
【００５５】
続いて、レーザドライバを駆動して半導体レーザ７のみを点灯させ、微調整移動部２４を用いて磁気ヘッド部（スライダ）の相対傾きθｘ，θｙを走査したときに、第３の光検出器にて検出される光量バランス信号ＢＳを図１４、図１５に示す。図１４は、ダウントラック方向（ｘ方向）に磁気ヘッド部を傾けたときの光量バランス信号ＢＳを示す図であり、図１５は、クロストラック方向（ｙ方向）に磁気ヘッド部を傾けたときの光量バランス信号ＢＳを示す図である。図の横軸はθｘ又はθｙ、縦軸は規格化した信号強度である。
【００５６】
図１４、図１５ともに、上記のように磁気ヘッド部と半導体レーザ７の相対傾きがゼロとなる点にて、光量バランス信号ＢＳが最小となった。一方で、図１４に比べ、図１５の方が、各フォトディテクタの検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び光量バランス信号ＢＳの傾きが小さかった。これは、半導体レーザ７のビーム広がり角に依存していると考えられる。また、各フォトディテクタの検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが最大となるのは、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きがゼロではなく、ある程度傾けた角度になっていた。これは、半導体レーザが傾くことにより、図１３で示す輝度ピーク点がいずれかのフォトディテクタに近づく為である。図１４、図１５のいずれのケースにせよ、光量バランス信号ＢＳがそれ自身の最大値に比べ１０％となる領域では、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きは数°以下となることが分かった。
【００５７】
このようにして半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾き、位置が特定されると、図３に示したように、スライダ基板１０の背面とサブマウント８の接着面に、硬化することによって接着剤１１となるＵＶ硬化型接着剤を塗布した。ＵＶ硬化型接着剤としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【００５８】
そして、近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子にて光導波路１２から近接場光発生素子１３に入射する光量をモニタし、その検出光量が最大となるように、すなわち半導体レーザ７の発光点が光導波路１２と重なるように、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を行い、その位置で、スライダ基板１０の背面とサブマウントの接着面とを重ね合わせた。その後、外部からＵＶ硬化型接着剤に紫外線を照射することによりＵＶ硬化型接着剤を硬化させ、スライダ基板１０とサブマウント８とを接着した。その後、従来の光伝送モジュールと同様にフレクシャ部やサスペンションを追加することにより、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリが形成されることとなる。
【００５９】
図１６に、製造された熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ２０品に対し、断面ＳＥＭ（ＳＥＭ：走査型電子顕微鏡）観察を行い、半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを調べた結果を示す。本実施形態では、半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを２°以下にすることができた。半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きが、クロストラック方向（ｙ方向）よりもダウントラック方向（ｘ方向）の方が大きくなったのは、光量バランス信号ＢＳの傾きがダウントラック方向（ｘ方向）の方が小さかったため、傾き調整が難しくなったためである。
【００６０】
［４］作用
続いて、本実施形態に係る光伝送モジュールの作用について説明する。
書き込み又は読み出し動作時には、光伝送モジュールは、回転する磁気ディスクの表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、読取ヘッド部及び記録ヘッド部の媒体対向面Ｓ側の端が磁気ディスクと微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しと、データ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。ここで、図３に示すように、データ信号の書き込みの際、半導体レーザ７から光導波路１２を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生素子１３に到達し、近接場光発生素子１３から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。そして、熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、１Ｔｂ／ｉｎ2級の記録密度を達成することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明を熱アシスト磁気記録ヘッドに適用した実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した態様に限定されるものではない。例えば、本実施形態では近接場光発生素子１３が三角形状をしていたが、凹形状や、台形状としてもよく、また、三角形状又は台形状の板を、その頂点同士又は短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、ボウタイ型と呼ばれる構造でもよい。また、近接場光発生素子１３は、レーザ光の波長よりも小さい開口とすることもできる。本実施形態では電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層された構成とした。しかし、記録素子は、様々な構造とすることができる。１層の薄膜コイル、あるいは２層以上の薄膜コイルを設けてもよく、更には、ヘリカルコイルとしてもよい。同様に、再生センサは、磁気抵抗変化率の高い巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子等を利用してもよい。また、光を利用して再生してもよい。記録ビットからの戻り光の偏光の回転を検出することで、記録ビットの磁化の向きが検出可能である。本実施形態で用いた半導体レーザの駆動ドライバ、磁気ヘッドドライバは、信号処理用ＬＳＩと共にＩＣチップ化しサスペンションの途中に装着してもよい。
【００６２】
本実施形態では、光伝送モジュール製造装置における光源ユニットをコリメータレンズとビーム整形プリズムを組み合わせた半導体レーザとしたが、コリメートレンズ付ファイバ光源を用いてもよい。また、第２の光検出器として半導体レーザに備えたバックモニタを用いたが、第１の保持部に検出用のフォトディテクタを配置してもよい。本実施形態では、移動部及び微調整移動部を用いて、第１の光検出器及びスライダを移動させたが、第１の保持部と第２の保持部の相対位置、傾きを調整できれば、移動部や微調整移動部は第１の保持部にあってもよい。ただし、第１の保持部では半導体レーザ等へ電流注入を行う必要があるため、できれば移動部等は本実施形態のように第１の保持部には設けない方が好ましい。本実施形態では、半導体レーザの輝度分布に注目して光導波路１２と４つの反射部１４の位置を楕円軌道ＥＯ上になるよう配置にしたが、予め各地点での反射光量をシミュレーション等の計算で求めておき、その値を制御ＰＣに格納し、第３の計算部にて補正計算を行うことによっても、同様の半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを補正光量バランス信号にて見積もることが可能である。本実施形態では、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子を用いたが、スライダに光検出用の光導波路を造り込み、外部光検出器を用いてもよい。
【００６３】
［実施形態２：光源集積型光ファイバ］
実施形態２では、光導波路部に光ファイバを用いた光源集積型光ファイバの例を示す。一般的な光源集積型光ファイバでは、半導体レーザ及び光ファイバに加え、半導体レーザの光を光ファイバへ集光するための集光レンズが必要であり、これら３つの部品のアライメント作業が必要であった。また、集積化されたときの素子サイズも大きくなってしまっていた。本発明を用いることにより、集光レンズがなくても光伝送モジュールが簡易に製造できるため、光伝送モジュールの低コスト化、小型化が実現できる。
【００６４】
図１７を参照して、光伝送モジュールの構成について説明する。図１７に示されるように、光伝送モジュールは、光ファイバ２９、光ファイバ被覆部３０、及び反射部３１を有する光導波路部３２と、半導体レーザ７と、半導体レーザ７を保持するサブマウント８からなる光源ユニットを備える。光導波路部である光ファイバ被覆部３０ないし反射部３１とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。半導体レーザ７に関しては実施形態１と構成上違いがないので説明を省略する。もちろん、実施形態１の半導体レーザと異なる波長であってもよいし、サイズ等が異なるものであってもよい。光導波路部３２の光入射面において、光ファイバ２９とその周囲に配置された複数の反射部３１は、既知の位置関係を有する。
【００６５】
続いて、図１８を参照して、実施形態２における光伝送モジュールの製造装置及び製造方法ついて説明する。製造装置、製造方法共に実施形態１と共通の部分については説明を省略する。
【００６６】
まず、反射部３１を有し、光ファイバ２９を含む光導波路部３２と、サブマウント８に固定された半導体レーザ７とを製造する。続いて、光導波路部３２と半導体レーザ７との位置合わせを、実施形態１と同様に，光伝送モジュール製造装置を用いて第１から第３の処理によって行った。なお、図１８に示すように、光導波路部３２は実施形態１のスライダとは異なり光導波路の長さが長いため、第２の保持部２５は光ファイバ被覆部の外周をつかむ構造とした。
【００６７】
図１９に、製造された光源集積型光ファイバ２０品に対し、断面ＳＥＭ観察を行い、半導体レーザと光導波路部の相対傾きを調べた結果を示す。本実施形態では、半導体レーザと光導波部の相対傾きを１°以下にすることができた。実施形態１に比べ、相対傾きの大きさが小さくなったのは、小型な磁気ヘッド部と異なり実施形態２では大きな光ファイバ被覆部に大面積の反射部を距離を離して配置したため、わずかな傾きが生じたときでもバランス信号ＢＳの変化を大きく検出できたためである。
【００６８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 半導体レーザ搭載スライダ
２ 磁気ディスク
３ サスペンション
４ ボイスコイルモータ
５ スピンドル
６ 信号処理用ＬＳＩ
７ 半導体レーザ
８ サブマウント
９ 熱アシスト磁気記録ヘッド
１０ スライダ基板
１１ 接着剤
１１’接着剤硬化物
１２ 光導波路
１３ 近接場光発生素子
１４ａ〜１４ｄ 反射部
１５ 反射膜
１６ 発光点
１７ メサ構造
１８ メタライズ層
１９ 第１の保持部
２０ 半導体レーザ
２１ 光源ユニット
２２ 移動部
２３ 第１の光検出器
２４ 微調整移動部
２５ 第２の保持部
２７ａ〜２７ｄ フォトダイオード
２８ 信号演算処理部
２９ 光ファイバ
３０ 光ファイバ被覆部
３１ 反射部
３２ 光導波路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録装置のヘッドジンバルアセンブリ等に適用可能な光伝送モジュール、その製造装置、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１）。従来の磁気記録では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。この問題を解決するために、熱アシスト磁気記録方式では、記録の瞬間、磁気記録媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度が実現可能となる。
【０００３】
この熱アシスト磁気記録において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、高効率な近接場光発生素子として三角形の形状をした金属散乱体を用いることが提案されている（非特許文献２）。金属散乱体に光を入射すると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生素子を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。すなわち熱アシスト磁気記録ヘッドでは、近接場発生器まで光を効率的に導く光伝送モジュールが必要となる。
【０００４】
このような光伝送モジュールとして、特許文献１には、電磁コイル素子に対して磁気ヘッドの積層方向に近接した位置に光導波路が設けられた磁気ヘッド部を有するスライダと、このスライダとは別の光源支持基板に光源が設けられた光源ユニットとを備える熱アシスト磁気記録ヘッドが開示されている。この構成においては、光源の出射光を光導波路内に導入し、媒体対向面内にある光導波路の光出射面から出射させて、磁気記録媒体を局所的に加熱することができる。
【０００５】
また、特許文献２では、スライダと光源ユニットの位置合わせ（アライメント）用にスライダ内に複数の光導波路と光吸収層を作り込み、アライメント時にスライダの媒体対向面に光量モニタを配置し逐次受光量をチェックすることで、半導体レーザとスライダの平面方向での高精度な位置合わせを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８５５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−５４２０６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, p.1839 (1999)
【非特許文献２】Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, the Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、特許文献１に記載された光伝送モジュールを作成するには、光源ユニットを、スライダの媒体対向面と反対側の面（背面）に重ねた後に保持する必要がある。この場合、磁気ヘッド部を有するスライダと光源ユニットとをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダと光源ユニットを保持し、光伝送モジュールを歩留まり良く製造できる。また、この場合、光源を媒体対向面から離れた位置でかつスライダの近傍に設けることができるので、光の伝搬効率の低下や装置全体の構成の複雑化等はほとんど問題とならない。しかしながら、上記のようにスライダと光源ユニットとを別々に作製する場合には、スライダと光源ユニットとを固定する際の光源と光導波路とのアライメントを精度良く行うことが必要となるが、その為の光伝送モジュールの構造、組み立て方法に対する具体的な記述がない。
【０００９】
一方で、特許文献２では、アライメントの為に磁気ヘッド作製時の製膜プロセスにおいて同一層となるように複数の光導波路を形成し、その複数の光導波路の前後の製膜で光吸収層を形成する具体的な光伝送モジュールの構造が示されている。上記構造を用いることにより、半導体レーザ（特許文献２における光源）とスライダの高精度な位置合わせが可能となる。しかしながら、特許文献２には半導体レーザとスライダの相対傾きを調整する機構がない。特許文献２のように、半導体レーザからの光をスライダに設けた光導波路に入射させる際に対物レンズ等を用いない構造では、十分な光量をスライダに設けた光導波路に入射させるために半導体レーザとスライダの距離を数μｍ程度に近接させる必要がある。半導体レーザの構造は、出射側の一辺が数百μｍ程度の四角形形状であり、半導体レーザがスライダに対し数度傾くと、スライダに設けた光導波路に入射できる光量が減少するだけでなく、最悪の場合には半導体レーザとスライダが物理的に接触し、いずれかの素子が破損してしまう。また、上記文献では、組立を容易にするために、半導体レーザをスライダに保持する前に、半導体レーザを別工程にて光源支持基板に取り付けている。しかし、この光源支持基板をスライダに接着するとき、接着剤の塗布ムラ、硬化条件の位置依存等により、接着剤の硬化収縮時に部品間で微小な傾きが発生するが、その傾きをモニタする機構がない。つまり特許文献２では、部品間の位置、又は傾きのいずれにより検出光量低下が生じたのか判別することが難しい。
【００１０】
アライメント方法以外の課題として、光源支持基板の追加がある。光源支持基板を加えた分だけ光伝送モジュール全体の重量が増す為に、スライダを安定して飛行させるのが困難となる。また、光源支持基板の厚み分だけ熱アシスト磁気記録ヘッドの高さが大きくなるため、複数のディスク及びヘッドを格納する磁気ディスク装置においては、体積当たりの記録容量が減少する。
【００１１】
そこで本発明は、光源支持基板がない構造にて半導体レーザと光導波路部の調整を位置だけでなく傾きまで調整できる機構を提供し、半導体レーザと光導波路の位置合わせを簡易な操作にて高精度に調整可能な光伝送モジュール、その製造装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光伝送モジュールは、サブマウントに保持された半導体レーザと、光入射面及び光出射面を有する光導波路部とを備え、光導波路部に前記サブマウントが固定された光伝送モジュールであって、光導波路部は、光入射面が前記半導体レーザと対向するように配置され、光入射面から光出射面に向かって延在する光導波路と、光入射面に露出する複数の反射部を有し、光入射面で見たとき、光導波路と複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は第１の直線上に配列されており、光導波路と複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は第１の直線とは異なる第２の直線上に配列されており、半導体レーザはサブマウントを介して光導波路部に接着保持されている。
【００１３】
複数の反射部は、光入射面から光出射面まで前記光導波路に沿って形成されていてもよい。第１の２つの反射部を光導波路の層とは異なる第１の層に形成し、第２の２つの反射部を光導波路及び第１の層とは異なる第２の層に形成することにより、４つの反射部を光導波路部作製時に２回の製膜プロセスで簡易に作製することができる。また、好ましくは、４つの反射部は光導波路を中心とし、光伝送モジュールに用いる半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置することにより、半導体レーザの出射点が光導波路の延長軸と一致し、かつ半導体レーザと光導波路部の相対傾きが０°、すなわち平行となるときに、４つの反射部からの反射光量を等しくすることができるため、組み立て時に４つの反射部からの反射光量をモニタすることにより組み立て精度を向上することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る光伝送モジュール製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部と、第１の保持部に設けられた光源と、光導波路部を保持する第２の保持部と、第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、光源及び半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出器と、第１の光検出器の位置及び角度を調整可能な移動部と、光源の出力をモニタするための第２の光検出器と、半導体レーザによる光導波路部からの反射光をモニタするための第３の光検出器と、第１の光検出器の位置及び角度を移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて光源と半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第２の保持部に保持した光導波路部を微調整移動部によって移動し、第２の光検出器で取得した輝度分布データを用いて、光源に対する光導波路部に設けた複数の反射部の位置情報を取得し、当該位置情報から光導波路部に形成された光導波路の位置を算出する第２の計算部と、第１の保持部によって保持された半導体レーザを駆動しながら第３の光検出器にて複数の反射部からの反射光量を検出し、複数の反射部からの反射光量間の関係から半導体レーザと光導波路部の相対角度を最小にするための第２の保持部の角度を算出する第３の計算部とを有し、第１の計算部で得られた情報及び第２の計算部で得られた情報を用いて半導体レーザの発光点が光導波路の延長軸と一致するように光導波路部を微調整移動部にて移動させた後、第３の計算部で得られた情報をもとに微調整移動部を用いて光導波路部と半導体レーザの相対傾きを補正することにより、光導波路部と半導体レーザの相対傾きが所望角度以下、好ましくは２゜以下になった光伝送モジュールを製造する。
【００１５】
第１の保持部に設けられた光源はコリメート光源とすることができる。また、第１の光検出器は撮像素子とすることができる。第２の光検出器は光源に備えられているフォトダイオードとすることができ、第３の光検出器は、４つのフォトダイオードと、４つのフォトダイオードの検出信号を演算する信号演算回路を備えるものとすることができる。
【００１６】
本発明に係る光伝送モジュール製造方法は、半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、第１の保持部に設けられたコリメート光源と半導体レーザを駆動し、第１の光検出器で検出した輝度分布データをもとにコリメート光源と半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、コリメート光源を駆動し、コリメート光源の下方で第２の保持部に保持された光導波路部を２次元移動しながらコリメート光源の出力を第２の光検出器でモニタすることにより光導波路部に設けられた複数の反射部の位置を検出し、複数の反射部に対して既知の位置関係にある光導波路の位置を算出する第２のステップと、第１及び第２のステップで取得した情報に基づき半導体レーザの発光点が光導波路部に設けられた光導波路の延長軸と一致するように第２の保持部の位置と角度を調整し、光導波路部に設けられた複数の反射部による半導体レーザの反射光を第３の光検出器で検出し、複数の反射部からの反射光がバランスするように第２の保持部により光導波路部の傾きを調整する第３のステップと、その状態で光導波路部にサブマウントを接着して固定する第４のステップとを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光伝送モジュール、また、その光伝送モジュールの製造装置及び製造方法を提供することができる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ハードディスク装置の構成例を示す概略図。
【図２】光伝送モジュールの構成例を示す斜視模式図。
【図３】光伝送モジュールの構成例を示す断面摸式図。
【図４】半導体レーザ対向面から見た、光伝送モジュール用スライダの摸式図。
【図５】サブマウントに固定された半導体レーザの模式図。
【図６】光伝送モジュール製造装置の構成例を示すブロック図。
【図７】光伝送モジュール製造装置による第１の処理の説明図。
【図８Ａ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図８Ｂ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図８Ｃ】第１の処理の一工程で検出された光量分布を示す図。
【図９】光伝送モジュール製造装置による第２の処理の説明図。
【図１０】第２の処理で検出された光量分布を示す図。
【図１１】光伝送モジュール製造装置による第３の処理の説明図。
【図１２】第３の処理における光検出器の構成例を示す図。
【図１３】第３の処理時におけるスライダ表面での光量分布シミュレーション結果を示す図。
【図１４】第３の処理の際、ｘ方向にスライダを傾けたときの検出器の検出信号を示す図。
【図１５】第３の処理の際、ｙ方向にスライダを傾けたときの検出器の検出信号を示す図。
【図１６】作製された光伝送モジュールの傾きばらつきを示す図。
【図１７】光伝送モジュールの他の構成例を示す摸式図。
【図１８】光伝送モジュール製造装置の他の構成例を示す図。
【図１９】作製された光伝送モジュールの傾きばらつきを示す図。
【図２０】光伝送モジュール製造方法の第１の処理を示すフローチャート。
【図２１】光伝送モジュール製造方法の第２の処理を示すフローチャート。
【図２２】光伝送モジュール製造方法の第３の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一要素又は同一機能を有する要素には同じ符号を用いることとし、重複する説明は省略する。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見やすさのため、それぞれ任意となっている。
【００２０】
以下では光伝送モジュールの製造方法について説明する。実施形態１には、熱アシスト磁気記録ヘッドに利用する光伝送モジュールの例を示し、実施形態２には、光源集積型光ファイバとして利用する光伝送モジュールの例を示す。なお、本実施形態１で用いた光導波路部は、光導波路に加え電磁変換素子を備えた磁気ヘッド部となるので、実施形態１では、光導波路部を磁気ヘッドとして説明する。
【００２１】
［実施形態１：熱アシスト磁気記録ヘッド］
［１］ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置の構成
まず、図１を参照して、ハードディスク装置の構成について説明する。半導体レーザ搭載スライダ１はサスペンション３に保持し、ボイスコイルモータ４からなるアクチュエータによって磁気ディスク２上の所望トラック位置に位置決めされる。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク２の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク２は、モータによって回転駆動されるスピンドル５に保持し回転される。半導体レーザの駆動ドライバは、回路基板の上に配置した。この回路基板には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ６で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、半導体レーザ搭載スライダ１中に設けたコイルにより磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。磁気ディスク２上に記録されたデータは、半導体レーザ搭載スライダ１中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路により行った。
【００２２】
ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）としては、サスペンション３の先端部に半導体レーザ搭載スライダ１となる光伝送モジュールが装着されている構成となっている。
【００２３】
［２］光伝送モジュールの構成
続いて、図２〜図５を参照して、光伝送モジュールの構成について説明する。図２に示されるように、光伝送モジュールは、スライダ基板１０及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部９を有するスライダと、半導体レーザ７及び半導体レーザ７を保持するサブマウント８を有する光源ユニットを備える。スライダ基板１０ないし、磁気ヘッド部９とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。
【００２４】
［２．１］スライダ
スライダ基板１０は、図３に示されるように、板状である。スライダ基板１０の媒体対向面Ｓは、熱アシスト磁気記録ヘッドが適切な浮上量を得ることができるよう、所定形状に加工されている。スライダ基板１０は、導電性のアルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成することができる。スライダの媒体対向面Ｓ近傍に磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生素子１３を配置し、図示はされていないが、近接場光発生素子１３の近傍に電磁変換素子が設けられている。電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層されて構成されている。スライダの媒体対向面Ｓとは反対側の背面Ｆには、光発生・導入素子（光源）としてサブマウント８に固定された波長７８０ｎｍの光を発する半導体レーザ７が接着剤硬化物１１’を介してスライダに搭載されており、半導体レーザ７から出た光は光導波路１２を通して近接場光発生素子１３に照射される。光導波路１２は、波長７８０ｎｍの光に対してシングルモードになるように、長辺が５００ｎｍ、短辺が３００ｎｍ、屈折率が２．１８のＴａ2Ｏ5のコアの周りを、屈折率１．５のＳｉＯ2でできたクラッドが覆っている構造である。この光導波路１２では導波光のモード径は、ほぼ導波路コアのサイズと同じである。すなわち、導波される光のエネルギーは実質的にコア内に閉じ込められている。
【００２５】
光導波路１２は、図３に示されるように、読取ヘッド部と記録ヘッド部との間に配置されており、集積面と平行となるように媒体対向面Ｓから背面Ｆまで延在している。従って、光導波路１２の媒体対向面Ｓ側の端面は媒体対向面Ｓに露出しており、背面Ｆ側の端面は半導体レーザ７のレーザ光出射面と正対している。なお、背面Ｆは、媒体対向面Ｓと略平行とされている。本実施形態では、光導波路１２のコアの材料としてＴａ2Ｏ5（屈折率＝２．１８）、クラッドの材料としてＳｉＯ2（屈折率＝１．５）を利用したが、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければコア及びクラッドの材料は他の材料でもよく、例えばＳｉＯ2（屈折率＝１．５）のクラッドに対して、コアをＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６）、ＴｉＯ2（屈折率＝２．４）などにしてもよい。また、クラッドの材質を、屈折率がＳｉＯ2よりも小さなＭｇＦ2（屈折率＝１．４）にしてもよい。また、コアの材質として、Ｇｅなど他の材料をドープしたＳｉＯ2を用いてもよい。
【００２６】
近接場光発生素子１３は二等辺三角柱の形状をした金（Ａｕ）でできており、底辺は１００ｎｍ、斜辺は１３０ｎｍ、高さは２００ｎｍである。二等辺三角柱の頂点の部分は曲率半径約１０ｎｍの円弧状に加工されており、発生する近接場光のスポット直径は２５ｎｍ程度となる。半導体レーザ７からの光が光導波路１２に入射される際の結合効率を向上させるために、スポット径変換機構などをレーザダイオードユニット直下に形成しておくのがよい。光導波路１２に結合された光の照射によって、近接場光発生素子１３はプラズモン共鳴などの原理により、磁気ディスク表面に近接場光を発生させ、媒体表面の温度が上昇するが、本実施形態の近接場光発生素子１３に照射される光のパワーが約１０ｍＷのとき、媒体磁性膜の局所温度は約２００℃に上昇する。その際同時に、近接場光発生素子１３の温度も１５０度程度上昇し、近接場光発生素子１３の抵抗が熱散乱の影響で増大する。
【００２７】
光導波路１２から１００〜２００μｍ離れたところに４つの反射部１４が設けられている。ただし、図３は断面図なので、図３には２つしか表示されていない。４つの反射部１４は、周りの領域に比べ反射率が高いことが必要であるため、周りの領域が光導波路１２のクラッドと同材料になるとき、４つの反射部１４の材料として光導波路１２のコア材料を用いた。これ以外の材料として、近接場光発生素子１３に用いられる高反射率金属、スライダ内の配線等で用いるＣｕ、あるいはコイル等を形成するための金属材料を使用すると、製膜プロセスの面で簡易に反射部を作製することができる。
【００２８】
図４は、半導体レーザ対向面から見たスライダの模式図である。図４を用いて、光導波路と4つの反射部の配置について説明する。半導体レーザ対向面（図３におけるＦ）からスライダの磁気ヘッド部９を見ると、光導波路１２を中心とした、４つの反射部１４ａ〜１４ｄが楕円軌道ＥＯ上に配置されている。各反射部の大きさは、長さ１０μｍ、幅１μｍとした。幅方向は磁気ヘッド部を形成するときの製膜時に厚みに相当する方向であり、製膜プロセス上この値を大きくすることは難しいが、アライメント時にＣＣＤ等の撮像素子を用いて検出するときの光学分解能を考慮し１μｍと設計した。このとき、４つの反射部のうちの２つの反射部１４ａ，１４ｃが、光導波路１２を間に置いて相対するように直線Line２上に配置されている。また、他の２つの反射部１４ｂ，１４ｄは、光導波路１２を間に置いて相対するようにLine２とは異なる直線Line１上に配置されている。さらに、４つの反射部のうちの２つの反射部１４ａ，１４ｂは、磁気ヘッド作製時に反射層Ｌ１として同時に形成されており、残りの２つの反射部１４ｃ，１４ｄは、反射層Ｌ１とは異なる反射層Ｌ２として形成されている。
【００２９】
［２．２］光源ユニット
図５に示すように、光源ユニットは、サブマウント８の上に半導体レーザ７が固定されており、半導体レーザ７は略直方体の形状をしている。サブマウント８は、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等によって形成された導電体である。半導体レーザ７は、光情報記録媒体に用いられる多重量子井戸構造を持つ半導体レーザと同様のものを使用できる。これらの半導体レーザは、多層構造の劈開面の前後に、全反射による発振を励起するためのＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等からなる反射膜１５が成膜されている。そして、一方の反射膜には活性層に対応する位置に開口が設けられており、反射膜１５が成膜されている面のうち開口に対応する領域が、レーザ光が放射される発光点１６となる。このような半導体レーザ７においては、膜厚方向に電圧が印加されることにより、発光点１６からレーザ光が出射される。半導体レーザ７は、ＧａＡｌＡｓ系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。メタライズ層１８は、半導体レーザ７をサブマウント８に物理的に固定すると共に半導体レーザの底面と電気的なコンタクトを形成する為に設けられており、ＡｕＳｎ等の半田材料を用いることができる。
【００３０】
なお、半導体レーザ７は、劈開等の作業精度によりチップ化されサブマウント８上に実装されるため、断面観察したときに長方形ではなく、平行四辺形ないし、平行四辺形の角が丸まった形状となることが多い。そのため、半導体レーザ７の外形やエッジを基準として発光点１６を探すのは困難である。そこで、アライメント時には、半導体レーザ７の発光点１６を探すために、半導体レーザ７に形成された凹となるメサ構造１７を基準として、設計パラメータであるメサ構造１７と発光点１６の相対位置を参照することで容易に発光点１６を探すことができる。出射されるレーザ光の波長λは、例えば７８０ｎｍ〜８５０ｎｍ程度である。ただし、近接場光発生素子１３の金属材料に応じた適切な励起波長が存在し、かつ光導波路の設計波長に留意しなければならない。例えば、本実施形態では光導波路の設計波長に合わせλ＝７８０ｎｍとしたが、この波長はＡｕを用いた近接場光発生素子１３でも動作することを確認している。
【００３１】
半導体レーザ７の大きさとしては、例えば、幅２００μｍ〜３５０μｍ、長さ２００μｍ〜４００μｍ、厚み６０μｍ〜２００μｍ程度に設定することができる。ここで、半導体レーザ７の幅は、電流阻止層の対向端の間隔を下限として、例えば、１００μｍ程度までに小さくすることができる。ただし、半導体レーザ７の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、半導体レーザ７に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。ただし、特に半導体レーザの長さはスライダ全体の厚みを決めるパラメータとなり、また、サブマウント以外の光源支持基板を用いない本実施形態において４００μｍ以上に大きくすることは、スライダの浮上特性の観点から難しい。本実施形態では、幅２００μｍ、長さ２５０μｍ、厚み１００μｍの半導体レーザ７を用いた。
【００３２】
［３］光伝送モジュールの製造装置及び製造方法
続いて、図６〜図１６、及び図２０〜図２２を参照して、光伝送モジュールの製造装置及び製造方法について説明する。まず、上述の構成を有する磁気ヘッド部を含むスライダと、上述の構成を有するサブマウントに固定された半導体レーザとを製造する。続いて、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせを下記の光伝送モジュールの製造装置及び、図２０から図２２に示した光伝送モジュール製造方法にて行う。
【００３３】
図６のブロック図に示すように、光伝送モジュールの製造装置は、サブマウントを保持する第１の保持部１９にて、サブマウント８に固定された半導体レーザ７を保持する。また、この第１の保持部１９には、保持部付属光源ユニット２１と第２の光検出器が搭載されている。本実施形態では、保持部付属光源ユニット２１及び第２の光検出器として、コリメータレンズとビーム整形プリズムを組み合わせたバックモニタ付き半導体レーザを使用した。コリメータレンズは、半導体レーザから出た広がりを有する出射光を平行光とするための光学素子であり、ビーム整形プリズムは、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向で異なるビーム広がり角度を同一にする光学素子である。バックモニタは、半導体レーザの近傍に配置されたフォトダイオードである。バックモニタを用いることにより、半導体レーザからの出射光量をモニタすることができる。
【００３４】
磁気ヘッド部を保持する第２の保持部２５は、第２の保持部２５の角度及び位置を調整する微調整移動部２４と微調整移動部制御装置を備えている。本装置では、上記バックモニタ及び微調整移動部を利用することで、磁気ヘッド部に形成された４つの反射部の位置を検出できる。
【００３５】
また、本装置は、保持部付属光源ユニット２１及び半導体レーザ７の光をモニタするための第１の光検出器２３を備えており、第１の光検出器２３の位置を調整する移動部２２と移動部制御装置を備えている。本実施形態では、第１の光検出器２３としてＣＣＤ等の撮像素子を使用した。撮像素子を使用することで、保持部付属光源ユニット２１及び半導体レーザ７の光スポット位置、光スポット形状を観察することが可能となり、観察結果を解析することで保持部付属光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置、傾きを検出することが可能となる。
【００３６】
更に、半導体レーザ７による磁気ヘッド部からの反射光をモニタするための第３の光検出器を備えており、本実施形態では、４つのフォトダイオード及び信号演算回路を用いた。
【００３７】
これら、第１から第３の光検出器の信号を演算し、組み立てのために各移動部制御装置をコントロールするのが制御ＰＣであり、制御ＰＣには、第１から第３の計算部がソフトウェアとして組み込まれている。第１の計算部では、第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７のスポットと光源ユニット２１のスポットを第１の光検出器２３で検出する。また、移動部２２を用いて半導体レーザ７を保持した第１の保持部１９を走査する。こうして、第１の光検出器２３にて取得した各々の輝度分布データを用いて、光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を算出する。第２の計算部では、微調整移動部２４を用いて磁気ヘッド部を走査し、第２の光検出器にて取得した各位置での輝度データを用いて保持部付属光源ユニット２１に対する磁気ヘッド部に設けた４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置情報を算出する。そして、４つの反射部１４ａ〜１４ｄに対する既知の位置関係から、磁気ヘッド部に備えた光導波路１２の位置を推定する。第３の計算部では、半導体レーザ７を駆動し、第３の光検出器にて４つの反射部１４ａ〜１４ｄからの反射光量を取得し、計算した光量バランス信号を用いて半導体レーザ７に対し磁気ヘッド部の相対角度を最小にする。
【００３８】
実施形態１では、上記光伝送モジュールの製造装置を用いて、下記第１から第３の処理にて、半導体レーザに対し磁気ヘッド部の相対角度を小さくした光伝送モジュールを製造した。その製造方法を以下で詳しく述べる。
【００３９】
［３．１］第１の処理
図２０に示す第１の処理は、図７に示すように、第２の保持部２５を退避させた状態で行われる。
【００４０】
第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７及び、第１の保持部１９に固定された保持部付属光源ユニット２１の両者に、移動部２２を用いて第１の光検出器２３である撮像素子を近接させた（Ｓ１１）。これは、制御ＰＣから移動部制御装置に指示し、その指示に従って移動部制御装置が移動部２２を駆動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、光源ユニット２１と半導体レーザ７を同時に点灯する（Ｓ１２）。それにより第１の光検出器２３は、半導体レーザ７及び光源ユニット２１の光スポットを検出し、第１の光検出器は検出した輝度分布データを制御ＰＣに送信する（Ｓ１３）。制御ＰＣは、図８Ａから図８Ｃに示す手順により、第１の計算部で、半導体レーザ７と光源ユニット２１の相対位置、相対傾きを検出する（Ｓ１４）。
【００４１】
まず、図８Ａに示すように、初期状態で光源ユニット２１及び半導体レーザ７を点灯したときの第１の光検出器２３上での光量分布を取得する。第１の光検出器２３上で、光源ユニット２１の光スポットＳ１と、半導体レーザ７の光スポットＳ２が観察される。装置校正により、初期状態での第１の光検出器２３と光源ユニット２１の相対位置・傾きは管理されている。光源ユニット２１としてビーム整形を行ったコリメート光源を用いているため、図８Ａに示すように、光源ユニット２１の光スポットＳ１の形状は真円であり、輝度分布は輝度ピーク点を中心として点対称となる。一方で、半導体レーザ７の光スポットＳ２の形状は、原理上半導体レーザの反射層に平行な方向と垂直な方向でビーム広がり角度が異なるため、第１の光検出器２３で観察されるスポット形状は楕円形状となっている。また、半導体レーザ７は、半導体レーザの外形寸法ばらつきにより第１の保持部１９でのハンドリング状態が異なることを受け、通常、第１の光検出器２３の受光面に対し若干の傾きを持っている。そのため、半導体レーザ７の光スポットＳ２の輝度分布は、輝度ピーク点を中心として点対称ではなく、傾斜をもった分布として観察される。この状態で制御ＰＣの第１の計算部は、光源ユニット２１の光スポットＳ１と半導体レーザ７の光スポットＳ２の相対位置Δｘ，Δｙを検出することができる。
【００４２】
続いて、図８Ｂに示すように、半導体レーザ７の光スポットＳ２が第１の光検出器２３の受光面中心に来るように移動部２２を走査した。その上で、図８Ｃに示すように、第１の光検出器２３の受光面の傾きを移動部２２を用いてΔθｘ，Δθｙだけ動かすことで、半導体レーザ７の光スポットＳ２の輝度分布を、輝度ピーク点を中心として点対称となるよう調整することができる。このとき、光源ユニット２１の光スポットＳ１と半導体レーザ７の光スポットＳ２の相対傾きは、−Δθｘ，−Δθｙと検出することができる。
【００４３】
その後、制御ＰＣは、検出した光源ユニットと半導体レーザの相対位置及び相対傾きの情報をメモリに格納して保存し（Ｓ１５）、移動部制御装置に指示し、移動部２２を駆動して第１の光検出器２３を退避する（Ｓ１６）。
【００４４】
［３．２］第２の処理
図２１に示す第２の処理は、図９に示すように、第１の光検出器２３を退避させた状態で行われる。
【００４５】
微調整移動部２４を用いて第２の保持部２５により保持されたスライダ（光導波路部）１０を、第１の保持部１９に固定された光源ユニット２１に近接させる（Ｓ２１）。これは、制御ＰＣから微調整移動部制御装置に指示し、その指示に従って微調整移動部制御装置が微調整移動部２４を駆動して第２の保持部２５を移動することによって実行される。続いて、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動し、光源ユニット２１のみを点灯させる（Ｓ２２）。そして、光源ユニット２１に組み込まれた第２の光検出器にて光源ユニット２１の出射光量を取得する。引き続き、微調整移動部２４を用いて第２の保持部２５に保持したスライダ１０を移動させながら、光源ユニット２１に組み込まれた第２の光検出器で取得した輝度データを制御ＰＣに送信する。こうして、制御ＰＣは、図１０に示すような検出光量分布を取得する（Ｓ２３）。
【００４６】
図１０に示すように、検出光量分布では、４箇所の検出光量が低下する領域が検出される。制御ＰＣの第２の計算部は、それら４箇所の領域の中心座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）を、光源ユニットを原点とした基準でみたときの４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標として取得する。上記検出光量が低下する領域の中心座標が、４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標に対応する理由について、以下に述べる。
【００４７】
バックモニタにて検出される光量は、あくまで光源ユニット２１が備える半導体レーザより出射される光量を反映したものであるが、半導体レーザはそれ自身から出た光が素子に戻るとレーザ発振が不安定となり、同一駆動電流制御にて発光する半導体レーザの場合には発光パワーが低下する。本実施形態では、光源ユニット２１への戻り光が大きくなるとき、すなわち、微調整移動部２４を動かし、光源ユニット２１と各反射部１４ａ〜１４ｄの座標が一致したときに検出パワーの低下が確認できた。なお、半導体レーザを同一駆動パワー制御にて発光させる場合には、戻り光があるときに逆に検出光量が大きくなる。いずれにしても、上述の測定を行うことにより、光源ユニット２１を原点とした基準でみたときの４つの反射部１４ａ〜１４ｄの位置座標（ｘ1，ｙ1），（ｘ2，ｙ2），（ｘ3，ｙ3），（ｘ4，ｙ4）を取得できる。この４つの反射部で囲まれた中心位置に光導波路１２が存在するため、制御ＰＣの第２の計算部は、光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）を下記のように算出する（Ｓ２４）。
（Ｘ，Ｙ）＝（（ｘ1，ｙ1）＋（ｘ2，ｙ2）＋（ｘ3，ｙ3）＋（ｘ4，ｙ4））／４
制御ＰＣは、算出された光導波路１２の座標（ｘ，ｙ）の情報を、メモリに格納して保存する（Ｓ２５）。
【００４８】
［３．３］第３の処理
図２２に示す第３の処理は、図１１に示すように、第１の光検出器２３を退避した状態で行われる。
【００４９】
最初に、第１の処理、第２の処理で得た情報をもとに、半導体レーザ７とスライダ１０の傾きを合わせた状態にて、半導体レーザ７の発光点が磁気ヘッド部に設けた光導波路１２の延長軸と一致するよう配置する。そのために、制御ＰＣは、第１の処理で取得した光源ユニット２１と半導体レーザ７の相対位置及び相対傾き情報を用い、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、第２の保持部２５の位置及び傾きを調整することにより、半導体レーザ７とスライダ１０の位置及び傾きを補正する（Ｓ３１）。また、制御ＰＣは、第２の処理で取得した光導波路１２の位置情報を用い、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、半導体レーザ７と光導波路１２の位置合わせを行う（Ｓ３２）。
【００５０】
次に、制御ＰＣは、微調整移動部制御装置に指示して微調整移動部２４を駆動させ、第２の保持部２５に保持されたスライダ１０を、第１の保持部１９に保持された半導体レーザ７に近接させる（Ｓ３３）。そして、制御ＰＣは、レーザドライバを駆動することにより、半導体レーザ７のみを点灯させる（Ｓ３４）。
【００５１】
ここで、第３の光検出器は、図１２に示すように、４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄ、及び信号演算処理部２８にて構成されている。４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄは、半導体レーザ７がスライダの磁気ヘッド部に設けた４つの反射部１４ａ〜１４ｄからの反射光を検出できる位置に配置されており、各々のフォトダイオード２７ａ〜２７ｄで得た信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは信号演算処理部２８に渡され、信号演算処理部２８にて下式による光量バランス信号ＢＳを計算する。式中、Avarage(A:D)は、４つのフォトダイオード２７ａ〜２７ｄによる取得信号Ａ〜Ｄの平均値を意味する。
【００５２】
【数１】
【００５３】
光量バランス信号ＢＳのデータは、第３の光検出器から制御ＰＣに送信される。制御ＰＣは、微調整移動部制御装置に指示し、微調整移動部２４を駆動させて、第２保持部２５に保持しているスライダをｘ方向及びｙ方向に微小角度傾けながら、それぞれの角度において光量バランス信号ＢＳを取得する（Ｓ３５）。制御ＰＣの第３の計算部は、光量バランス信号ＢＳの角度依存性を元に、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きを数°以下、好ましくは２°以下とするための第２の保持部２５のｘ方向及びｙ方向の回転角度を求める（Ｓ３６）。次に、制御ＰＣは微調整移動部制御装置に指示し、微調整移動部２４を駆動させて、第２保持部２５を第３の計算部で求めた角度に設定する（Ｓ３７）。
【００５４】
図１３に、磁気ヘッド部とスライダの相対傾きがないときの第３の処理におけるスライダ表面での光量分布シミュレーション結果を示す。図中のスライダ表面のＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４の領域において、半導体レーザからの出射光が、磁気ヘッド部に設けた反射部１４ａ〜１４ｄにより反射され、各々に対応したフォトダイオードにて検出される。本実施形態では、光導波路と４つの反射部を、光導波路を中心とし、熱アシスト磁気記録ヘッドに用いる半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置しているため、磁気ヘッド部とスライダの相対傾きがないときは、ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４での輝度は図１３に示すように同じ値となる。それゆえに、アライメント時に光量バランス信号ＢＳが一番小さくなる傾き条件が、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きがないこととなる。
【００５５】
続いて、レーザドライバを駆動して半導体レーザ７のみを点灯させ、微調整移動部２４を用いて磁気ヘッド部（スライダ）の相対傾きθｘ，θｙを走査したときに、第３の光検出器にて検出される光量バランス信号ＢＳを図１４、図１５に示す。図１４は、ダウントラック方向（ｘ方向）に磁気ヘッド部を傾けたときの光量バランス信号ＢＳを示す図であり、図１５は、クロストラック方向（ｙ方向）に磁気ヘッド部を傾けたときの光量バランス信号ＢＳを示す図である。図の横軸はθｘ又はθｙ、縦軸は規格化した信号強度である。
【００５６】
図１４、図１５ともに、上記のように磁気ヘッド部と半導体レーザ７の相対傾きがゼロとなる点にて、光量バランス信号ＢＳが最小となった。一方で、図１４に比べ、図１５の方が、各フォトディテクタの検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び光量バランス信号ＢＳの傾きが小さかった。これは、半導体レーザ７のビーム広がり角に依存していると考えられる。また、各フォトディテクタの検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが最大となるのは、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きがゼロではなく、ある程度傾けた角度になっていた。これは、半導体レーザが傾くことにより、図１３で示す輝度ピーク点がいずれかのフォトディテクタに近づく為である。図１４、図１５のいずれのケースにせよ、光量バランス信号ＢＳがそれ自身の最大値に比べ１０％となる領域では、磁気ヘッド部と半導体レーザの相対傾きは数°以下となることが分かった。
【００５７】
このようにして半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾き、位置が特定されると、図３に示したように、スライダ基板１０の背面とサブマウント８の接着面に、硬化することによって接着剤１１となるＵＶ硬化型接着剤を塗布した。ＵＶ硬化型接着剤としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。
【００５８】
そして、近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子にて光導波路１２から近接場光発生素子１３に入射する光量をモニタし、その検出光量が最大となるように、すなわち半導体レーザ７の発光点が光導波路１２と重なるように、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を行い、その位置で、スライダ基板１０の背面とサブマウントの接着面とを重ね合わせた。その後、外部からＵＶ硬化型接着剤に紫外線を照射することによりＵＶ硬化型接着剤を硬化させ、スライダ基板１０とサブマウント８とを接着した。その後、従来の光伝送モジュールと同様にフレクシャ部やサスペンションを追加することにより、熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリが形成されることとなる。
【００５９】
図１６に、製造された熱アシスト磁気記録ヘッドジンバルアセンブリ２０品に対し、断面ＳＥＭ（ＳＥＭ：走査型電子顕微鏡）観察を行い、半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを調べた結果を示す。本実施形態では、半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを２°以下にすることができた。半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きが、クロストラック方向（ｙ方向）よりもダウントラック方向（ｘ方向）の方が大きくなったのは、光量バランス信号ＢＳの傾きがダウントラック方向（ｘ方向）の方が小さかったため、傾き調整が難しくなったためである。
【００６０】
［４］作用
続いて、本実施形態に係る光伝送モジュールの作用について説明する。
書き込み又は読み出し動作時には、光伝送モジュールは、回転する磁気ディスクの表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、読取ヘッド部及び記録ヘッド部の媒体対向面Ｓ側の端が磁気ディスクと微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しと、データ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。ここで、図３に示すように、データ信号の書き込みの際、半導体レーザ７から光導波路１２を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生素子１３に到達し、近接場光発生素子１３から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。そして、熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、１Ｔｂ／ｉｎ2級の記録密度を達成することが可能となる。
【００６１】
以上、本発明を熱アシスト磁気記録ヘッドに適用した実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した態様に限定されるものではない。例えば、本実施形態では近接場光発生素子１３が三角形状をしていたが、凹形状や、台形状としてもよく、また、三角形状又は台形状の板を、その頂点同士又は短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、ボウタイ型と呼ばれる構造でもよい。また、近接場光発生素子１３は、レーザ光の波長よりも小さい開口とすることもできる。本実施形態では電磁変換素子は、単磁極ヘッドからなる記録素子と、ＣＰＰ／ＧＭＲ型センサ素子からなる再生素子が積層された構成とした。しかし、記録素子は、様々な構造とすることができる。１層の薄膜コイル、あるいは２層以上の薄膜コイルを設けてもよく、更には、ヘリカルコイルとしてもよい。同様に、再生センサは、磁気抵抗変化率の高い巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、異方性磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子等を利用してもよい。また、光を利用して再生してもよい。記録ビットからの戻り光の偏光の回転を検出することで、記録ビットの磁化の向きが検出可能である。本実施形態で用いた半導体レーザの駆動ドライバ、磁気ヘッドドライバは、信号処理用ＬＳＩと共にＩＣチップ化しサスペンションの途中に装着してもよい。
【００６２】
本実施形態では、光伝送モジュール製造装置における光源ユニットをコリメータレンズとビーム整形プリズムを組み合わせた半導体レーザとしたが、コリメートレンズ付ファイバ光源を用いてもよい。また、第２の光検出器として半導体レーザに備えたバックモニタを用いたが、第１の保持部に検出用のフォトディテクタを配置してもよい。本実施形態では、移動部及び微調整移動部を用いて、第１の光検出器及びスライダを移動させたが、第１の保持部と第２の保持部の相対位置、傾きを調整できれば、移動部や微調整移動部は第１の保持部にあってもよい。ただし、第１の保持部では半導体レーザ等へ電流注入を行う必要があるため、できれば移動部等は本実施形態のように第１の保持部には設けない方が好ましい。本実施形態では、半導体レーザの輝度分布に注目して光導波路１２と４つの反射部１４の位置を楕円軌道ＥＯ上になるよう配置にしたが、予め各地点での反射光量をシミュレーション等の計算で求めておき、その値を制御ＰＣに格納し、第３の計算部にて補正計算を行うことによっても、同様の半導体レーザと磁気ヘッド部の相対傾きを補正光量バランス信号にて見積もることが可能である。本実施形態では、磁気ヘッド部と半導体レーザとの位置合わせの微調整を近接場光発生素子１３に設けた温度検出素子を用いたが、スライダに光検出用の光導波路を造り込み、外部光検出器を用いてもよい。
【００６３】
［実施形態２：光源集積型光ファイバ］
実施形態２では、光導波路部に光ファイバを用いた光源集積型光ファイバの例を示す。一般的な光源集積型光ファイバでは、半導体レーザ及び光ファイバに加え、半導体レーザの光を光ファイバへ集光するための集光レンズが必要であり、これら３つの部品のアライメント作業が必要であった。また、集積化されたときの素子サイズも大きくなってしまっていた。本発明を用いることにより、集光レンズがなくても光伝送モジュールが簡易に製造できるため、光伝送モジュールの低コスト化、小型化が実現できる。
【００６４】
図１７を参照して、光伝送モジュールの構成について説明する。図１７に示されるように、光伝送モジュールは、光ファイバ２９、光ファイバ被覆部３０、及び反射部３１を有する光導波路部３２と、半導体レーザ７と、半導体レーザ７を保持するサブマウント８からなる光源ユニットを備える。光導波路部である光ファイバ被覆部３０ないし反射部３１とサブマウント８は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂やＵＶ硬化型アクリル樹脂等の接着剤１１によって固着される。半導体レーザ７に関しては実施形態１と構成上違いがないので説明を省略する。もちろん、実施形態１の半導体レーザと異なる波長であってもよいし、サイズ等が異なるものであってもよい。光導波路部３２の光入射面において、光ファイバ２９とその周囲に配置された複数の反射部３１は、既知の位置関係を有する。
【００６５】
続いて、図１８を参照して、実施形態２における光伝送モジュールの製造装置及び製造方法ついて説明する。製造装置、製造方法共に実施形態１と共通の部分については説明を省略する。
【００６６】
まず、反射部３１を有し、光ファイバ２９を含む光導波路部３２と、サブマウント８に固定された半導体レーザ７とを製造する。続いて、光導波路部３２と半導体レーザ７との位置合わせを、実施形態１と同様に，光伝送モジュール製造装置を用いて第１から第３の処理によって行った。なお、図１８に示すように、光導波路部３２は実施形態１のスライダとは異なり光導波路の長さが長いため、第２の保持部２５は光ファイバ被覆部の外周をつかむ構造とした。
【００６７】
図１９に、製造された光源集積型光ファイバ２０品に対し、断面ＳＥＭ観察を行い、半導体レーザと光導波路部の相対傾きを調べた結果を示す。本実施形態では、半導体レーザと光導波部の相対傾きを１°以下にすることができた。実施形態１に比べ、相対傾きの大きさが小さくなったのは、小型な磁気ヘッド部と異なり実施形態２では大きな光ファイバ被覆部に大面積の反射部を距離を離して配置したため、わずかな傾きが生じたときでもバランス信号ＢＳの変化を大きく検出できたためである。
【００６８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 半導体レーザ搭載スライダ
２ 磁気ディスク
３ サスペンション
４ ボイスコイルモータ
５ スピンドル
６ 信号処理用ＬＳＩ
７ 半導体レーザ
８ サブマウント
９ 熱アシスト磁気記録ヘッド
１０ スライダ基板
１１ 接着剤
１１’接着剤硬化物
１２ 光導波路
１３ 近接場光発生素子
１４ａ〜１４ｄ 反射部
１５ 反射膜
１６ 発光点
１７ メサ構造
１８ メタライズ層
１９ 第１の保持部
２０ 半導体レーザ
２１ 光源ユニット
２２ 移動部
２３ 第１の光検出器
２４ 微調整移動部
２５ 第２の保持部
２７ａ〜２７ｄ フォトダイオード
２８ 信号演算処理部
２９ 光ファイバ
３０ 光ファイバ被覆部
３１ 反射部
３２ 光導波路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブマウントに保持された半導体レーザと、光入射面及び光出射面を有する光導波路部とを備え、前記光導波路部に前記サブマウントが固定された光伝送モジュールであって、
前記光導波路部は、前記光入射面が前記半導体レーザと対向するように配置され、前記光入射面から前記光出射面に向かって延在する光導波路と、前記光入射面に露出する複数の反射部を有し、
前記光入射面で見たとき、前記光導波路と前記複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は第１の直線上に配列されており、前記光導波路と前記複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は前記第１の直線とは異なる第２の直線上に配列されており、
前記半導体レーザは前記サブマウントを介して前記光導波路部に接着保持されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記複数の反射部は、前記光入射面から前記光出射面まで前記光導波路に沿って形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記第１の２つの反射部は前記光導波路の層とは異なる第１の層に形成されており、前記第２の２つの反射部は前記光導波路及び前記第１の層とは異なる第２の層に形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記光入射面で見たとき、前記複数の反射部は、前記光導波路を中心とし、前記半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項５】
光導波路が形成された光導波路部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記光導波路部の前記光導波路に入射される光伝送モジュールの製造装置において、
前記サブマウントを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に設けられた光源と、
前記光導波路部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、
前記光源及び前記半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出器と、
前記第１の光検出器の位置及び角度を調整可能な移動部と、
前記光源の出力をモニタするための第２の光検出器と、
前記半導体レーザによる前記光導波路部からの反射光をモニタするための第３の光検出器と、
前記第１の光検出器の位置及び角度を前記移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて前記光源と前記半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、
前記第１の保持部によって保持された前記半導体レーザを駆動しながら前記第２の保持部に保持した前記光導波路部を前記微調整移動部によって移動し、前記第２の光検出器で取得した輝度分布データを用いて、前記光源に対する前記光導波路部に設けた複数の反射部の位置情報を取得し、当該位置情報から前記光導波路部に形成された光導波路の位置を算出する第２の計算部と、
前記第１の保持部によって保持された前記半導体レーザを駆動しながら前記第３の光検出器にて前記複数の反射部からの反射光量を検出し、前記複数の反射部からの反射光量間の関係から前記半導体レーザと前記光導波路部の相対角度を最小にするための前記第２の保持部の角度を算出する第３の計算部とを有し、
前記第１の計算部で得られた情報及び前記第２の計算部で得られた情報を用いて前記半導体レーザの発光点が前記光導波路の延長軸と一致するように前記光導波路部を前記微調整移動部にて移動させた後、前記第３の計算部で得られた情報をもとに前記微調整移動部を用いて前記光導波路部と前記半導体レーザの相対傾きを補正することにより、前記光導波路部と前記半導体レーザの相対傾きが所望角度以下になった光伝送モジュールを製造することを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第１の保持部に設けられた光源はコリメート光源であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第１の光検出器は、撮像素子であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第２の光検出器は、前記光源に備えられているフォトダイオードであることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第３の光検出器は、４つのフォトダイオードと、前記４つのフォトダイオードの検出信号を演算する信号演算回路を備えることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、前記所望角度は２°であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項１１】
半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、前記第１の保持部に設けられたコリメート光源と前記半導体レーザを駆動し、第１の光検出器で検出した輝度分布データをもとに前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、
前記コリメート光源を駆動し、前記コリメート光源の下方で第２の保持部に保持された光導波路部を２次元移動しながら前記コリメート光源の出力を第２の光検出器でモニタすることにより前記光導波路部に設けられた複数の反射部の位置を検出し、前記複数の反射部に対して既知の位置関係にある光導波路の位置を算出する第２のステップと、
前記第１及び第２のステップで取得した情報に基づき前記半導体レーザの発光点が前記光導波路部に設けられた前記光導波路の延長軸と一致するように前記第２の保持部の位置と角度を調整し、前記光導波路部に設けられた複数の反射部による前記半導体レーザの反射光を第３の光検出器で検出し、前記複数の反射部からの反射光がバランスするように前記第２の保持部により前記光導波路部の傾きを調整する第３のステップと、
その状態で前記光導波路部に前記サブマウントを接着して固定する第４のステップと、
を有することを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第１の光検出器は撮像素子であり、
初期状態で前記コリメート光源と前記第１の光検出器の相対位置及び相対傾きが構成されており、
前記第１のステップでは、前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対位置を取得するために前記半導体レーザの輝度中心が前記第１の光検出器の中心に位置するように前記第１の光検出器を平行移動し、続いて前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対傾きを取得するために前記半導体レーザの輝度分布が輝度ピーク点を中心として点対称となるように前記第１の光検出器の傾きを調整することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第２のステップでは、前記反射部からの戻り光が前記コリメート光源に入射することより前記第２の光検出器によってモニタされる前記コリメート光源の出力が変化することを利用して前記反射部の位置を検出することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第３のステップでは、前記第３の光検出器にて検出された４つの前記反射部からの反射光量をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、反射光量Ａ〜Ｄの平均値をAvarage(A:D)とするとき、下式の光量バランス信号ＢＳが最小になるように前記光導波路部の傾きを調整することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【数１】
【請求項１】
サブマウントに保持された半導体レーザと、光入射面及び光出射面を有する光導波路部とを備え、前記光導波路部に前記サブマウントが固定された光伝送モジュールであって、
前記光導波路部は、前記光入射面が前記半導体レーザと対向するように配置され、前記光入射面から前記光出射面に向かって延在する光導波路と、前記光入射面に露出する複数の反射部を有し、
前記光入射面で見たとき、前記光導波路と前記複数の反射部のうちの第１の２つの反射部は第１の直線上に配列されており、前記光導波路と前記複数の反射部のうちの前記２つの反射部とは異なる第２の２つの反射部は前記第１の直線とは異なる第２の直線上に配列されており、
前記半導体レーザは前記サブマウントを介して前記光導波路部に接着保持されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記複数の反射部は、前記光入射面から前記光出射面まで前記光導波路に沿って形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記第１の２つの反射部は前記光導波路の層とは異なる第１の層に形成されており、前記第２の２つの反射部は前記光導波路及び前記第１の層とは異なる第２の層に形成されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送モジュールにおいて、
前記光入射面で見たとき、前記複数の反射部は、前記光導波路を中心とし、前記半導体レーザの光スポットにおける輝度の等高線となる楕円軌道上に配置されていることを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項５】
光導波路が形成された光導波路部に、半導体レーザを保持するサブマウントが固定され、前記半導体レーザから発生されたレーザ光が前記光導波路部の前記光導波路に入射される光伝送モジュールの製造装置において、
前記サブマウントを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に設けられた光源と、
前記光導波路部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部の位置及び角度を調整可能な微調整移動部と、
前記光源及び前記半導体レーザからの光をモニタするための第１の光検出器と、
前記第１の光検出器の位置及び角度を調整可能な移動部と、
前記光源の出力をモニタするための第２の光検出器と、
前記半導体レーザによる前記光導波路部からの反射光をモニタするための第３の光検出器と、
前記第１の光検出器の位置及び角度を前記移動部によって調整して取得した輝度分布データを用いて前記光源と前記半導体レーザの相対位置及び相対傾き情報を算出する第１の計算部と、
前記第１の保持部によって保持された前記半導体レーザを駆動しながら前記第２の保持部に保持した前記光導波路部を前記微調整移動部によって移動し、前記第２の光検出器で取得した輝度分布データを用いて、前記光源に対する前記光導波路部に設けた複数の反射部の位置情報を取得し、当該位置情報から前記光導波路部に形成された光導波路の位置を算出する第２の計算部と、
前記第１の保持部によって保持された前記半導体レーザを駆動しながら前記第３の光検出器にて前記複数の反射部からの反射光量を検出し、前記複数の反射部からの反射光量間の関係から前記半導体レーザと前記光導波路部の相対角度を最小にするための前記第２の保持部の角度を算出する第３の計算部とを有し、
前記第１の計算部で得られた情報及び前記第２の計算部で得られた情報を用いて前記半導体レーザの発光点が前記光導波路の延長軸と一致するように前記光導波路部を前記微調整移動部にて移動させた後、前記第３の計算部で得られた情報をもとに前記微調整移動部を用いて前記光導波路部と前記半導体レーザの相対傾きを補正することにより、前記光導波路部と前記半導体レーザの相対傾きが所望角度以下になった光伝送モジュールを製造することを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第１の保持部に設けられた光源はコリメート光源であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第１の光検出器は、撮像素子であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第２の光検出器は、前記光源に備えられているフォトダイオードであることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、
前記第３の光検出器は、４つのフォトダイオードと、前記４つのフォトダイオードの検出信号を演算する信号演算回路を備えることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか１項に記載の光伝送モジュール製造装置において、前記所望角度は２°であることを特徴とする光伝送モジュール製造装置。
【請求項１１】
半導体レーザが固定されたサブマウントを第１の保持部で保持し、前記第１の保持部に設けられたコリメート光源と前記半導体レーザを駆動し、第１の光検出器で検出した輝度分布データをもとに前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対位置及び相対傾きを算出する第１のステップと、
前記コリメート光源を駆動し、前記コリメート光源の下方で第２の保持部に保持された光導波路部を２次元移動しながら前記コリメート光源の出力を第２の光検出器でモニタすることにより前記光導波路部に設けられた複数の反射部の位置を検出し、前記複数の反射部に対して既知の位置関係にある光導波路の位置を算出する第２のステップと、
前記第１及び第２のステップで取得した情報に基づき前記半導体レーザの発光点が前記光導波路部に設けられた前記光導波路の延長軸と一致するように前記第２の保持部の位置と角度を調整し、前記光導波路部に設けられた複数の反射部による前記半導体レーザの反射光を第３の光検出器で検出し、前記複数の反射部からの反射光がバランスするように前記第２の保持部により前記光導波路部の傾きを調整する第３のステップと、
その状態で前記光導波路部に前記サブマウントを接着して固定する第４のステップと、
を有することを特徴とする光伝送モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第１の光検出器は撮像素子であり、
初期状態で前記コリメート光源と前記第１の光検出器の相対位置及び相対傾きが構成されており、
前記第１のステップでは、前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対位置を取得するために前記半導体レーザの輝度中心が前記第１の光検出器の中心に位置するように前記第１の光検出器を平行移動し、続いて前記コリメート光源と前記半導体レーザの相対傾きを取得するために前記半導体レーザの輝度分布が輝度ピーク点を中心として点対称となるように前記第１の光検出器の傾きを調整することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第２のステップでは、前記反射部からの戻り光が前記コリメート光源に入射することより前記第２の光検出器によってモニタされる前記コリメート光源の出力が変化することを利用して前記反射部の位置を検出することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の光伝送モジュールの製造方法において、
前記第３のステップでは、前記第３の光検出器にて検出された４つの前記反射部からの反射光量をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、反射光量Ａ〜Ｄの平均値をAvarage(A:D)とするとき、下式の光量バランス信号ＢＳが最小になるように前記光導波路部の傾きを調整することを特徴とする光伝送モジュール製造方法。
【数１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−４１４８（Ｐ２０１３−４１４８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５１８０（Ｐ２０１１−１３５１８０）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、超高密度ナノビット磁気記録技術の開発（グリーンＩＴプロジェクト）委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、超高密度ナノビット磁気記録技術の開発（グリーンＩＴプロジェクト）委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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