導波路および光源からの光を方向付ける方法
【課題】光源および導波路が記録ヘッドスライダ上に搭載される。
【解決手段】光源から導波路内へ光線が放射される。導波路は、光線の透過のための2つのコア層を含んでもよい。第1のコア層は、光源から第2のコア層までの光結合効率を向上させる。第2のコア層は光のプロファイルを変換する。導波路は、光源の近傍に狭い開口部を有するとともにテーパ部出口の近傍に広い開口部を有するテーパ部を含んでもよい。導波路を通過する光線は、コリメーティングミラーに向かうよう方向付けされてもよい。コリメーティングミラーは、光線を平行またはほぼ平行にし、集束ミラーに向かうよう光線の向きを変える。集束ミラーは、磁気媒体ディスク上のスポットに平行光線を集束させる。
【解決手段】光源から導波路内へ光線が放射される。導波路は、光線の透過のための2つのコア層を含んでもよい。第1のコア層は、光源から第2のコア層までの光結合効率を向上させる。第2のコア層は光のプロファイルを変換する。導波路は、光源の近傍に狭い開口部を有するとともにテーパ部出口の近傍に広い開口部を有するテーパ部を含んでもよい。導波路を通過する光線は、コリメーティングミラーに向かうよう方向付けされてもよい。コリメーティングミラーは、光線を平行またはほぼ平行にし、集束ミラーに向かうよう光線の向きを変える。集束ミラーは、磁気媒体ディスク上のスポットに平行光線を集束させる。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
背景
「熱アシスト磁気記録(Heat assisted magnetic recording)」、光アシスト記録(optical assisted recording)、またはサーマルアシスト記録(thermal assisted recording)(これらをまとめて以下HAMRと呼ぶ)は、記録媒体を局所的に加熱して、この局所的な加熱によって引起される記録媒体の一時的な磁気軟化の間に、加えられる記録磁界が記録媒体の磁化に影響をより容易に与え得るように記録媒体の保磁力を低減するという考えを概して指す。HAMRでは、微小粒界媒体の使用が可能である。微小粒界媒体は、高い面密度での記録に望ましく、より大きな磁気異方性を有し、室温にて十分な熱安定性を保証する。HAMRは、たとえば、傾斜媒体、長手媒体、垂直媒体、および/またはパターン媒体を含む任意のタイプの記憶媒体に適用可能である。
【0002】
熱または光源を磁気媒体に適用する際、記録が行なわれているトラックに熱または光を閉じ込め、かつ磁気媒体が加熱されているところに近接して記録磁界を生成して高い面密度記録を実現することが望ましい。さらに、十分に小さい光スポットに閉じ込められる多量の光パワーを記録媒体に供給する効率的な技術を提供することが、超えるべき技術的なハードルの1つとなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
閉じ込められた小さな熱スポットを達成する1つの方法は、プラズモン光学アンテナまたはアパーチャといった、導波路に統合される近接場トランスデューサを用いることである。当該導波路において伝搬する光は、平面固体液浸ミラーのような集束要素によって、近接場トランスデューサの中へ集束される。しかしながら、低コスト、良好な位置合わせ許容度、かつ高い光供給効率で、磁気記録ヘッドに関連するスライダにおいて導波路内に光を方向付けることは困難なことの1つである。本願明細書では、レーザを内部に備えるスライダによる光の供給を達成するためのシステムおよび方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【0004】
概要
一実現例では、導波路は、光源からの光を受入れ、光源に関連する第1のモードプロファイルで光を透過するよう構成される第1のコア層を有する。導波路はさらに第1のコア層からの光を受入れ、より閉じ込められた第2のモードプロファイルに光を変換するよう構成される第2のコア層のテーパ部を有する。
【0005】
この概要は、以下の詳細な説明においてさらに記載される概念を簡素化した形で提供するよう与えられる。この概要は、特許請求される主題の主な特徴または必須の特徴を特定するよう意図されておらず、また特許請求される主題の範囲を限定するよう用いられるように意図されていない。これらの特徴および利点ならびに他のさまざまな特徴および利点は、以下の詳細な説明を読むことにより明確になるであろう。
【0006】
添付の図面と関連して、さまざまな実現例を記載する以下の詳細な説明から当該技術が最もよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的なディスクドライブの平面図を示す図である。
【図2】磁気媒体ディスクに近接して飛行するよう構成され、クラッド層、コア層、レーザダイオード、導波路、およびミラーが搭載されるトランスデューサヘッドスライダの後面の例示的な部分等角図を示す図である。
【図3】レーザダイオードと、クラッド層と、コア層とを含み、それぞれのコア層上に重畳される第1のモードプロファイルおよび第2のモードプロファイルを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4A】1つの第1のコア層と2つの第2のコア層とを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4B】第1のコア層と第2のコア層との間に位置する第3のクラッド層を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4C】第1のコア層の下に第2のコア層を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図5A】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5B】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5C】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5D】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5E】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5F】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図6A】図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す図である。
【図6B】図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す図である。
【図7A】導波路を通り、例示的なコリメーティングミラーに反射する光を示す図である。
【図7B】例示的な集束ミラーに反射され、集束点に集束する平行光を示す図である。
【図8A】コリメーティングミラーから反射される光線が、角度付けされる両側集束ミラーに向かって伝搬するようにコリメーティングミラーが方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図8B】コリメーティングミラーから反射される光線が、角度付けされる片側集束ミラーに向かって伝搬するようにコリメーティングミラーが方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図9A】コリメーティングミラーから反射される光線をシフトするよう2つのストレートミラーが用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図9B】ストレートミラーとスプリットストレートミラーとが、コリメーティングミラーから反射される光線をシフトするよう用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図10】光源から導波路を通る光を方向付けるとともに、熱アシスト磁気記録のために磁気媒体上に光を集束させるための例示的な動作を示すフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
詳細な説明
図1は、例示的なディスクドライブ100の平面図を示す。ディスクドライブ100は、ディスクドライブ100のさまざまな構成要素が搭載されるベース102を含む。部分的に切取られたように示す上部カバー104は当該ベース102と協働して、従来の態様でディスクドライブのためのクリーンな内部環境を形成する。ディスクドライブ100の構成要素は、一定の高速度で1つ以上の記憶媒体ディスク108を回転するスピンドルモータ106を含む。アクチュエータアセンブリ110の使用により、ディスク108のトラックに情報が記録され、当該トラックから読出される。アクチュエータアセンブリ110は、シーク動作の間、ディスク108の近傍に位置決めされる軸受シャフトアセンブリ112の周りを回転する。アクチュエータアセンブリ110は、ディスク108に向かって延在する複数のアクチュエータアーム114を含む。アクチュエータアーム114は、アクチュエータアーム114の各々から延在する1つ以上のフレクシャ116を有する。フレクシャ116の各々の遠位端には、ヘッド118が搭載される。ヘッド118は、関連するディスク108の対応する表面の上を近接して飛行することを可能にする空気軸受スライダを含む。飛行の間のヘッド118と記憶媒体との間の距離は、飛行高さと呼ばれる。
【0009】
シーク動作の間、アクチュエータアセンブリ110は軸受シャフトアセンブリ112の周りを旋回し、トランスデューサヘッド118はディスク108の表面を横断するよう動かされる。フレックスアセンブリ130が、動作の間、アクチュエータアセンブリ110の旋回移動を可能にしつつ、アクチュエータアセンブリ110のための必要な電気接続路を提供する。フレックスアセンブリ130はさらに、スライダ上のレーザ光源に電力を供給する。
【0010】
一実現例では、レーザ光源119(たとえばレーザダイオード)または他の光源(たとえば発光ダイオード(LED))が、ヘッド118のスライダの後面に搭載される。レーザ光源119からの光は、ヘッド118のスライダの後面上に同じくある導波路を通って、1つ以上のコア層の中に方向付けられる。この光は次いで、ミラーによって、ヘッド118上の記録磁極に近接して、ディスク108上の点へと向きを変えられる、および/または集束される。ディスク108の当該点上に光をさらに集中させるよう、近接場トランスデューサ(near field transducer;NFT)がさらにヘッド118のスライダ上に搭載されてもよい。別の実現例では、レーザ光源119、コア層、導波路、ミラー、および/またはNFTの1つ以上が、スライダから離れたヘッド118の領域上、または後面以外のヘッド118のスライダ表面上に搭載される。
【0011】
図2は、磁気媒体ディスク204に近接して飛行するよう構成され、クラッド層206,208、コア層210,212、レーザダイオード214、導波路216、およびミラー218,220を搭載するトランスデューサヘッドスライダ202の後面の例示的な部分等角図を示す。クラッド層206,208、コア層210,212、レーザダイオード214、導波路216、およびミラー218,220はともに、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム200の一実現例を形成する。
【0012】
スライダ202は、アクチュエータアームの一端に位置し、場合によってはフレクシャとも呼ばれるサスペンション222により磁気媒体ディスク204の上に浮いた状態にある。サスペンション222は、動作の間にディスク204が回転する際に、ディスク204の上に近接してスライダ202が飛行するのを可能にする。レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム200は、スライダ202の後面に取付けられるよう示されるが、別の実現例では、システム200はスライダ202の他の表面および/またはトランスデューサヘッドに取付けられてもよい。
【0013】
レーザ光源(たとえばレーザダイオード214)または他の光源(たとえば発光ダイオード(LED))が、スライダ202の後面上に搭載されるのが示される。レーザダイオード214のすぐ傍には、スライダ202からコア層210,212を分離する第1のクラッド層206が存在する。コア層210は、第1のクラッド層206の上部(X方向)上に実質的に堆積される。第2のコア層212は同様に、第1のコア層210の上部(X方向)上に堆積される。
【0014】
例示的な製造プロセスでは、第1のクラッド層206がまずスライダ202上に堆積される。第1のコア層210が、第1のクラッド層206の上部に堆積される。次いで、第1のコア層210の上部に第2のコア層212が堆積される。次いで、テーパ部217の近傍の第2のコア層212の領域を第1のコア層210までエッチングすることにより、レーザダイオード214の近傍の導波路216のテーパ部217が導波路216上に形成される。いくつかの実現例では、このエッチングはフォトリソグラフィによって達成される。第2のクラッド層208が次いで、第2のコア層212の上部上に堆積される。
【0015】
(図2において小さな矢印で示される)光線234は、レーザダイオード214(いくつかの実現例では端面発光レーザダイオード214)から放射され、実質的にZ方向において導波路216内に結合される。導波路216は、光線234の透過のために第1のコア層210および第2のコア層212を含み、第1のコア層210および第2のコア層212に光線234を閉じ込めるよう第1のクラッド層206および第2のクラッド層208を含む。したがって、クラッド層206,208は、誘電性であり、かつ屈折率が低い材料を含む(たとえば、Al2O3、SiO2、およびMgF2)。
【0016】
コア層210,212は誘電性であるが、クラッド層206,208よりも屈折率が高い。第1のコア層210は、レーザダイオード214から第2のコア層212までの光結合効率を向上させるよう機能する。第2のコア層212上の導波路216のテーパ部217は、第1のコア層210において伝搬する光を第2のコア層212内に結合させるよう機能し、第2のコア層212において、当該光はより密なモードプロファイルに閉じ込められる。光のモードプロファイルとは、光の強度を関数として、光のXY面断面の寸法サイズおよび形状を指す(図5A−図5Fを参照)。したがって、第1のコア層210は、第2のコア層212よりも低い屈折率を有するが、クラッド層206,208よりも若干高い屈折率を有する材料を含む(たとえば、SiON、ZnS、およびSiO2)。第2のコア層は、高い屈折率を有する誘電性材料を用いる(たとえば、Ta2O5、TiOX、SiNX、SiC、およびZnS)。
【0017】
図2に示される実現例では、第1のコア層210および第2のコア層212は、ミラー218,220によって占有される領域においてはそのままの状態である。第2のコア層212の一部は、導波路216内においてエッチングされ、第2のコア層212にテーパ部217を形成する。他の実現例では、第1のコア層210または第1のコア層210および第2のコア層212の両方が導波路216においてエッチングされてテーパ部217を形成する。図2の導波路216のテーパ部217は、Z方向において線形のテーパを有し、レーザダイオード214の近傍に狭い開口部を有する。当該開口部において、光が導波路216に入る(すなわち、導波路の入口)。テーパ部217はさらに、導波路216のテーパ部217から光が出る幅のより広い開口部を有する。しかしながら他の実現例では、テーパ部217は非線形であってもよく、第1のコア層210から第2のコア層212までに速いモード変換を達成するよう最適化されるさまざまな形状を含んでもよい。
【0018】
テーパ部217の出口における導波路216のテーパ部217の幅は、テーパ部217を出る光線234の発散量が最小であるが、それでも光線234がXY面においてガウシアン(Gausian)のような空間プロファイルを有するシングルモードになるように選択される。いくつかの実現例では、テーパ部217を出る光線234は、基本モードにある。テーパ部217の出口の幅は、ある製造公差を達成する低開口数の面内を有するコリメーティングミラー218で光線234が平行にされ得るように、可能な限り幅が広くなるよう選択され得る。テーパ部217から、近接場トランスデューサが配置され得る空気軸受表面または空気軸受表面の近傍まで光線234をガイドするチャネル導波路を用いる実現例では、テーパ部217の出口の幅および導波路のテーパは、当該チャネル導波路内を伝搬する光線234が密に閉じ込められるように最適化される。
【0019】
テーパ部217を出る光線234は、オフアクシス型で単一側壁の放物面ミラーであるコリメーティングミラー218に向かうよう方向付けされる。コリメーティングミラー218は、導波路216のテーパ部217から出る発散した光線234を平行またはほぼ平行にし、これらの平行光線234を集束ミラー220に向かうように方向を変える。これらの平行光線234は、Z方向またはX方向にはほとんど発散せず、負のY方向において集束ミラー220に向かう。集束ミラー220は、二側壁の放物面ミラーであり、回折限界光学スポット224に平行光線234を集束させる。いくつかの実現例では、回折限界光学スポット224は、磁気媒体ディスク204上の位置に集束される。別の実現例では、回折限界光学スポット224は近接場トランスデューサ上に集束する。この近接場トランスデューサは、磁気媒体ディスク204上の位置にさらに光線234を集中させるよう機能する。
【0020】
図2は、コリメーティングミラー218および集束ミラー220の1方位を示す。しかしながら、他の実現例では、コリメーティングミラー218および集束ミラー220のサイズ、形状、および/または方位が異なってもよい(たとえば図8A−図9B参照)。さらに、いくつかの実現例では、ストレートミラーを用いて、光線234の方向を変えるおよび/または当該光のモードプロファイルにおいて位相シフトを導入してもよい。
【0021】
第2のクラッド層208(図2では取外した状態が示される)は、レーザダイオード214の近傍において、実質的に第2のコア層214の上部(X方向)上に堆積される。第2のクラッド層208は、第2のコア層212をエッチングして作られるテーパ部217の周りの空間を充填するよう、導波路216の領域においてより太くなり得る。記録磁極226は、第2のクラッド層208の中に統合されてもよく、または第2のクラッド層208に近接して搭載されてもよい。完全に組立てられると、システム200は、記録磁極226に近接して、磁気媒体ディスク上に回折限界光学スポットを作り出す。これにより、磁気媒体ディスク204に対する熱アシスト磁気記録が達成される。
【0022】
図3は、レーザダイオード314と、クラッド層306,308と、コア層310,312とを含み、それぞれのコア層310,312上に重畳される第1のモードプロファイル328および第2のモードプロファイル330を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム330の例示的な断面図である。レーザダイオード314および第1のクラッド層306は、トランスデューサヘッドスライダ302の表面上に搭載される。他の実現例では、レーザダイオード314は第2のクラッド層308に搭載される。第1のコア層310、第2のコア層212、および第2のクラッド層308は、第1のクラッド層306の上部(X方向)に堆積される。クラッド層306,308およびコア層310,312の組合せにより導波路316が作り出される。レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム300の1つの例示的な断面は、図2の俯瞰図によって示される。
【0023】
X方向における第1のコア層310の厚みは、導波路316の第1のコア層310内の光の第1のモードプロファイル328がレーザダイオード314の光出力のモードプロファイルに最もよく合致するよう選択される。X方向における第2のコア層312の厚みは、密に閉じ込められたモードプロファイルを作り出すよう選択される。レーザダイオード314から放射される光線(矢印で示される)はまず第1のコア層310に入り、次いでZ方向において、導波路316のテーパ部の長さに沿って断熱モード変換(adiabatic mode transformation)を通じて第2のコア層312に伝達される。第2のコア層312上に作製されたテーパ部は、当該光が第1のコア層310から第2のコア層312までに効率よく変換されるように最適化される。
【0024】
図3の実現例では、レーザダイオード314はトランスデューサヘッドスライダ302において形成されるキャビティ内に搭載されるのが示される。しかしながら、他の実現例(たとえば図4A−図4Cを参照)では、レーザダイオード314は、キャビティを用いることなくトランスデューサヘッドスライダ302の平面上に直接搭載されるのが示される。さらに、図2では、レーザダイオードのX方向の厚みが、X方向に組合されたクラッド層306,308およびコア層310の厚みよりも大きいことが示される。しかしながら、他の実現例では、上記の厚みは同じであるか、またはレーザダイオードの厚みがクラッド層306,308およびコア層310の組合せの厚みよりも小さくてもよい。
【0025】
図4Aは、2つの第1のコアサブ層410と1つの第2のコア層412とを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム400の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第2のコア層412を挟む第1のコア層の2つのサブ層410を通って導波路416に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路416を含む。導波路416を光線が通る際、当該光線は第1のコアサブ層410の各々から、第2のコア層412上に形成されたテーパ部を通じて徐々に伝達される。光線は、導波路416のテーパ部を出る。
【0026】
図4Bは、第1のコア層410と第2のコア層412との間に位置する第3のクラッド層432を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム405の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第1のコア層410を通って導波路417に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路417を含む。光線が導波路417を通る際、当該光線は共鳴トンネルにより、第1のコア層410から第3のクラッド層432を通って、第2のコア層412上に形成されたテーパ部へと徐々に伝達される。光線は、導波路417のテーパ部を出る。
【0027】
図4Cは、第1のコア層410の下に第2のコア層412を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム415の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第1のコア層410を通って導波路419に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路419を含む。導波路419を当該光線が通る際、光線は第1のコア層410から第2のコア層412上に形成されるテーパ部を通って徐々に伝達される。光線は導波路419のテーパ部を出る。第1のコア層410の下に第2のコア層412を位置決めすることにより、レーザダイオード414を配置するためのスライダ上へのエッチングを低減することが可能になる。これは、第1のコア層410が第2のコア層412の下に位置決めされる実現例においてよりも、X方向において第1のコア層410がスライダからさらに離れて配置されているので生じる。
【0028】
図5A−図5Fは、レーザダイオードからさまざまな距離での、導波路を通る光を示す例示的な一連のモードプロファイルを示す。各モードプロファイルは、X方向およびY方向(図2を参照)において、モードプロファイルのサイズにより変動する光の強度レベルを示す。
【0029】
図5A−図5Fに示されるモードプロファイルを生成する例示的な導波路を以下に示す。2.15に等しい屈折率(n)を有する、厚みが120nmのTa2O5の第2のコア層が用いられる。さらに、1.70に等しい屈折率(n)を有する、厚みが800nmのSiONの第1のコア層が用いられる。クラッド層はAl2O3であり、1.65に等しい屈折率(n)を有する。導波路のテーパ部は線形であり、100μmの長さを有し、100nmに等しい導波路入口幅を有し、600nmに等しいテーパ部出口幅を有する。レーザダイオードは、導波路面(図2のYZ面)に平行であるとともに第1のコア層にて中心に位置する端面結合部により端面発光する。レーザダイオードから放射される光の最大発散角は半値幅にて、端面結合部に対して平行に7.74°であり、端面結合部に対して垂直に26°である。
【0030】
図5Aは、Z方向における導波路入口から1μmでのモードプロファイルを示す。対応する半値幅強度(FWHM)は、X方向に沿って0.868μmであり、Y方向に沿って2.270μmである(図2のシステム200を参照)。導波路(図5Bに示される)を通る光の21μmの伝搬の後、示されるモードプロファイルは急速に収縮し、光の中心が第1のコア層から第2のコア層にシフトする(図示せず)。図5Cは、導波路で光が41μm伝搬した後のモードプロファイルを示す。41μmでは、光はほとんど完全に第2のコア層に伝達され(図示せず)、示されるモードプロファイルは最小のY方向寸法(〜305nm)に到達する。Z方向に光がさらに伝搬すると(図5D−図5F)、モードプロファイルは、導波路のテーパの幅の増加によって若干Y方向に沿って拡大する。この実現例では、光供給効率は87%であると推定される。
【0031】
光供給効率は、部分的に第1のコア層のX方向(図2を参照)における厚みに依存する。最大の光供給効率を達成する理想的な第1のコア層の厚みは、第1のコア層のモードプロファイルが、レーザダイオードからの光のモードプロファイルに非常に合致する場合である。図5A−図5Fに示される実現例では、理想的な第1のコア層の厚みは約700nmである。しかしながら、この厚みは異なる屈折率を有する材料の場合は変動することになる。
【0032】
図6A−図6Bは、図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す。ここで開示される技術は、導波路に対してレーザダイオードを位置決めする際に良好な許容度を可能にする。図6Aを参照して、90%から75%への光供給効率(または結合効率)の低下が受け入れ可能であるとすると、X方向における位置許容度は約550nmである。図6Bを参照して、90%から75%への光供給効率の低下が許容可能であるとすると、Y方向における位置許容度は約1200nmである。
【0033】
ファブリペロー共振器を有する端面発光ダイオードの発光波長は典型的には、摂氏1℃ごとに0.1nm〜0.2nmだけ変動する。予測される温度の変動(すなわち100℃未満)に基づくと、発光波長の変動は20nm以内となる。モデリングによれば、波長の変動が約30nm以内である場合、結合効率の変動は5%より低くなる。
【0034】
図7Aは、導波路を通り、例示的なコリメーティングミラーに反射する光を示す。図2のコリメーティングミラーのYZ断面では、導波路を通る光は平行にされ、90°曲げられる。Z軸からの最大の光線角度は、θmであり、平行化の後のビームサイズはDである。コリメーティングミラーはYZ面において放物面であり、テーパ部の出口からz0だけ離れて配置される。テーパ部出口として座標(z,y)=(0,0)が規定されると、コリメーティングミラーの放物面形状は以下のように規定され得る。
【0035】
【数1】
【0036】
式中、z0は、y=0の場合、z軸上のコリメーティングミラーの位置である。ビームサイズ(D)は、次いで以下の式に従って既知のθmおよびz0に基づき計算され得る。
【0037】
【数2】
【0038】
式中、z1は、z方向における平行ビームの第1の限界値であり、
z2は、z方向における平行ビームの第2の限界値であり、
θmは、1/e2強度点でのz軸からの、導波路を通る光の発散角である。
【0039】
図7Bは、例示的な集束ミラーに反射され、集束点に集束する平行光を示す。集束ミラーは、開口幅(W)および高さ(H)を有する2つの放物面側壁を有する。図2の集束ミラーのYZ断面において、平行光は当該側壁に反射され、空間中の特定の点(たとえば回折限界光学スポット)に集束される。図7Bの実現例では、この集束点は(z,y)=(0,0)として規定される。ミラーの形状は、以下の式に従って、zの関数としてyについて解くことにより計算され得る。
【0040】
【数3】
【0041】
さらに、パラメータ(β)は以下の式を用いて計算され得る。
【0042】
【数4】
【0043】
図7Bでは、集束ミラーは、2つの相補的な側壁を有する。集束ミラー上への入射ビームの位相波面が均一である場合、集束点の電界は、TE0モードの場合はZ方向に沿うことになり、TM0モードの場合は、X方向に沿うことになる。しかしながら、いくつかの近接場トランスデューサは、長手方向に偏光された集束スポットによる励起を必要とする。すなわち、当該集束点における電界はY方向に沿う。長手方向に集束されるスポットを達成するには、異なる形状を有する2つの側壁を用いることが1つの方法である。βLを左側の側壁についての形状パラメータとすると、右側の側壁についての形状パラメータβRは以下の式により計算され得る。
【0044】
【数5】
【0045】
式中、λは、自由空間における光線の波長であり、
neffは、集束ミラーが配置される導波路の実効モードインデックスである。
【0046】
図2を再び参照して、いくつかの実現例では、トランスデューサヘッドスライダ202は特にZ方向において狭く、および/またはレーザダイオード214はZ方向において特に長い。これらの実現例では、図2のコリメーティングミラー218および集束ミラー220の向きが、記録磁極226が位置する、Z方向におけるスライダ202の中心の近くの集束点224(または回折限界光学スポット)を作り出さない。図8A−図9Bは、Z方向において記録磁極226と集束点224とを位置合わせするよう負のZ方向に集束点224を移動させるミラーおよびミラーの向きを示す。
【0047】
図8Aは、コリメーティングミラー818から反射される光線834が、角度付けされる両側集束ミラー820に向かって伝搬するようにコリメーティングミラー818が方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム800を示す。図8Aのシステム800は、レーザダイオード814、導波路816、コリメーティングミラー818、および集束ミラー820を、図2について記載したように含む。しかしながら、コリメーティングミラー818および集束ミラー820の形状および/または向きは、負のZ方向に集束点824が移動するように変更される(図2を参照)。
【0048】
より詳細には、導波路816を通る光線834が平行にされ、コリメーティングミラー818に反射される。コリメーティングミラー818は負のZ方向および負のY方向に光線834を反射する。角度が付けられた平行光線834を捉えるよう、集束ミラー820は同様に角度付けされ、集束した光線834を、図2の集束点224と比較してマイナスZ方向にシフトした集束点824に方向付けする。
【0049】
図8Bは、コリメーティングミラー821から反射される光線834が、角度付けされる片側集束ミラー823に向かって伝搬するようにコリメーティングミラー821が方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム800を示す。図8Bの実現例は図8Aの実現例に類似するが、集束ミラー823は、両側ではなく片側である。片側集束ミラーは、設計および/または製造するのにあまり複雑ではないという潜在的な利点を有し、均等な両側集束ミラーよりも占有するスペースが少ない。しかしながら、片側集束ミラーは両側集束ミラーよりも、より大きく、あまり閉じ込められない集束点824を作り出す可能性がある。
【0050】
図9Aは、コリメーティングミラー918から反射される光線934をシフトするよう2つのストレートミラー936が用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム900を示す。図9Aのシステム900は、図2について述べたように、レーザダイオード914、導波路916、コリメーティングミラー918、および集束ミラー920を含む。しかしながら、2つの付加的なストレートミラー936は、負のZ方向に集束点924をシフトするよう統合される(図2参照)。
【0051】
より詳細には、導波路916を通る光線934が平行にされ、コリメーティングミラー918に反射される。しかしながら、図9Aの実現例では、平行光線934は直接的に集束ミラー920に向かわない。その代わり、平行光線934はまずストレートミラー936に負のZ方向に反射され、次いで別のストレートミラー936によって負のY方向に反射される。次いで、平行光線934は、図2について記載したように、集束ミラー920によって集束点924に方向付けされる。2つのストレートミラー936の正味の効果は、図2の実現例と比較して、集束点924が負のZ方向にシフトされるということである。
【0052】
図9Bは、ストレートミラー936とスプリットストレートミラーとが、コリメーティングミラー918から反射される光線934をシフトするよう用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム905を示す。図9Bは、図9Aの実現例に類似しているが、半分がZ方向において横にシフトされるスプリットストレートミラー938を示す(Δz)。図9Aおよび図9Bの実現例における付加的なストレートミラー936および/またはスプリットストレートミラー938は、フレネル反射損失(Fresnel reflection loss)により、システム905の光供給効率を減少させる。
【0053】
スプリットストレートミラー938は、光線934を集束点924に効果的に反射しない部分である集束ミラー920の底部の部分に向けられる光線934を低減または除去するよう用いられる。これは、本願明細書において、集束ミラー920におけるオブスキュレーション(obscuration)の低減または除去と言う。さらに、スプリットストレートミラー938は、集束ミラーに向けられる光線934において位相シフトを導入するよう用いられてもよい。
【0054】
一実現例では、スプリットストレートミラー938のシフト量(Δz)が以下の式に従って計算され得る。
【0055】
【数6】
【0056】
式中、mは上記の不等式を満たす1、2、3…を示す正の整数である。λは、自由空間における光線934の波長である。neffは、集束ミラー920が配置される導波路916の実効モードインデックスである。βは、集束ミラー920の形状を表わすパラメータである。
【0057】
スプリットストレートミラー938は、図7Bについて論じたように、長手方向に集束されるスポットを達成するよう用いられてもよい。さらに、コリメーティングミラー918および/または集束ミラー920はさらに、長手方向に集束したスポットを達成するよう分けられてもよい。図9Bの実現例では、πだけ位相シフトされた波面を達成する距離(Δz)は以下の式で与えられる。
【0058】
【数7】
【0059】
コリメータ918の後の平行ビームが特に小さく、かつコリメータ918から集束ミラー920の距離がレイリー距離(Rayleigh distance)
【0060】
【数8】
【0061】
よりもはるかに長い実現例では、コリメータ918からの平行ビームは、集束ミラー920に光が向かって伝搬すると発散し得る。これは光のビームの回折による。不完全な平行化を補償するよう、ストレートミラー936を凹面ミラーに置き換えることによって、集束ミラー920上に入射する最終ビームサイズは調節され得るとともに、位相の波面は修正され得る。
【0062】
図10は、光源から導波路を通る光を方向付けるとともに、熱アシスト磁気記録のために磁気媒体上に光を集束させるための例示的な動作1000を示すフローチャートである。光源からの光は、動作1005において、記録ヘッド上の導波路の第1のコア層の中に受入れられる。この光は、光源に関連する第1のモードプロファイルを有する(たとえば光源に固有)。光は、動作1010において、導波路の長さにわたって導波路の第2の層に緩やかに伝達される。光が第2の層に伝達されると、モードプロファイルは第2のモードプロファイルに次第に変化する。
【0063】
第2のモードプロファイルを有する光は次いで、動作1015においてコリメーティングミラーに出力される。次いで、コリメーティングミラーは導波路を通る発散した光線を平行にし、動作1020において集束ミラーに向かうように光の向きを変える。集束ミラーは、動作1025において、データが記録されることになる磁気記録媒体のスポットに近接して、磁気記録媒体上のスポット上に光を集束させる。代替的な実現例では、集束ミラーは、磁気記録媒体上のスポットではなく、近接場トランスデューサ上に光を集束させる。次いで、近接場トランスデューサはさらに磁気記録媒体上のスポットに光を集中させる。
【0064】
本願明細書において開示される導波路、コリメーティングミラー、および/または集束ミラーの実現例は具体的に熱アシスト磁気記録技術適用例について論じたが、ここで開示される技術は低い損失で正確な光供給が望まれる任意の光学システム(たとえば光集積回路)に等しく適用可能である。たとえば、ここで開示される技術は、光ファイバ通信システム、生物医学装置、および光コンピューティング装置に適用されてもよい。
【0065】
本願明細書および上記の例は、熱アシスト磁気記録のための光供給のために用いられてもよい方法および装置の例示的な実現例の構造を完全に記載した。当該方法および装置のさまざまな実現例が、ある程度の特定性をもって、または1つ以上の個々の実現例を参照して記載されたが、当業者ならば、ここで開示される技術の精神および範囲から逸脱することがなければ、開示される実現例に対する多くの代替例を作成することが可能である。上記の記載および図面に示されるすべての事柄は、特定の実現例を例示するのみであり、限定的ではないと解釈されるべきであると意図される。上記の実現例および他の実現例は特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【0066】
216,316,416,419,816,916 導波路、 210,310,410 第1のコア層、212,312,412 第2のコア層、 119 レーザ光源、 328 第1のモードプロファイル、330 第2のモードプロファイル、217 テーパ部
【背景技術】
【0001】
背景
「熱アシスト磁気記録(Heat assisted magnetic recording)」、光アシスト記録(optical assisted recording)、またはサーマルアシスト記録(thermal assisted recording)(これらをまとめて以下HAMRと呼ぶ)は、記録媒体を局所的に加熱して、この局所的な加熱によって引起される記録媒体の一時的な磁気軟化の間に、加えられる記録磁界が記録媒体の磁化に影響をより容易に与え得るように記録媒体の保磁力を低減するという考えを概して指す。HAMRでは、微小粒界媒体の使用が可能である。微小粒界媒体は、高い面密度での記録に望ましく、より大きな磁気異方性を有し、室温にて十分な熱安定性を保証する。HAMRは、たとえば、傾斜媒体、長手媒体、垂直媒体、および/またはパターン媒体を含む任意のタイプの記憶媒体に適用可能である。
【0002】
熱または光源を磁気媒体に適用する際、記録が行なわれているトラックに熱または光を閉じ込め、かつ磁気媒体が加熱されているところに近接して記録磁界を生成して高い面密度記録を実現することが望ましい。さらに、十分に小さい光スポットに閉じ込められる多量の光パワーを記録媒体に供給する効率的な技術を提供することが、超えるべき技術的なハードルの1つとなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
閉じ込められた小さな熱スポットを達成する1つの方法は、プラズモン光学アンテナまたはアパーチャといった、導波路に統合される近接場トランスデューサを用いることである。当該導波路において伝搬する光は、平面固体液浸ミラーのような集束要素によって、近接場トランスデューサの中へ集束される。しかしながら、低コスト、良好な位置合わせ許容度、かつ高い光供給効率で、磁気記録ヘッドに関連するスライダにおいて導波路内に光を方向付けることは困難なことの1つである。本願明細書では、レーザを内部に備えるスライダによる光の供給を達成するためのシステムおよび方法が開示される。
【課題を解決するための手段】
【0004】
概要
一実現例では、導波路は、光源からの光を受入れ、光源に関連する第1のモードプロファイルで光を透過するよう構成される第1のコア層を有する。導波路はさらに第1のコア層からの光を受入れ、より閉じ込められた第2のモードプロファイルに光を変換するよう構成される第2のコア層のテーパ部を有する。
【0005】
この概要は、以下の詳細な説明においてさらに記載される概念を簡素化した形で提供するよう与えられる。この概要は、特許請求される主題の主な特徴または必須の特徴を特定するよう意図されておらず、また特許請求される主題の範囲を限定するよう用いられるように意図されていない。これらの特徴および利点ならびに他のさまざまな特徴および利点は、以下の詳細な説明を読むことにより明確になるであろう。
【0006】
添付の図面と関連して、さまざまな実現例を記載する以下の詳細な説明から当該技術が最もよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的なディスクドライブの平面図を示す図である。
【図2】磁気媒体ディスクに近接して飛行するよう構成され、クラッド層、コア層、レーザダイオード、導波路、およびミラーが搭載されるトランスデューサヘッドスライダの後面の例示的な部分等角図を示す図である。
【図3】レーザダイオードと、クラッド層と、コア層とを含み、それぞれのコア層上に重畳される第1のモードプロファイルおよび第2のモードプロファイルを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4A】1つの第1のコア層と2つの第2のコア層とを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4B】第1のコア層と第2のコア層との間に位置する第3のクラッド層を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図4C】第1のコア層の下に第2のコア層を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システムの例示的な断面図である。
【図5A】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5B】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5C】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5D】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5E】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図5F】レーザダイオードからある距離での、導波路を通る光を示す例示的なモードプロファイルを示す図である。
【図6A】図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す図である。
【図6B】図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す図である。
【図7A】導波路を通り、例示的なコリメーティングミラーに反射する光を示す図である。
【図7B】例示的な集束ミラーに反射され、集束点に集束する平行光を示す図である。
【図8A】コリメーティングミラーから反射される光線が、角度付けされる両側集束ミラーに向かって伝搬するようにコリメーティングミラーが方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図8B】コリメーティングミラーから反射される光線が、角度付けされる片側集束ミラーに向かって伝搬するようにコリメーティングミラーが方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図9A】コリメーティングミラーから反射される光線をシフトするよう2つのストレートミラーが用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図9B】ストレートミラーとスプリットストレートミラーとが、コリメーティングミラーから反射される光線をシフトするよう用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システムを示す図である。
【図10】光源から導波路を通る光を方向付けるとともに、熱アシスト磁気記録のために磁気媒体上に光を集束させるための例示的な動作を示すフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
詳細な説明
図1は、例示的なディスクドライブ100の平面図を示す。ディスクドライブ100は、ディスクドライブ100のさまざまな構成要素が搭載されるベース102を含む。部分的に切取られたように示す上部カバー104は当該ベース102と協働して、従来の態様でディスクドライブのためのクリーンな内部環境を形成する。ディスクドライブ100の構成要素は、一定の高速度で1つ以上の記憶媒体ディスク108を回転するスピンドルモータ106を含む。アクチュエータアセンブリ110の使用により、ディスク108のトラックに情報が記録され、当該トラックから読出される。アクチュエータアセンブリ110は、シーク動作の間、ディスク108の近傍に位置決めされる軸受シャフトアセンブリ112の周りを回転する。アクチュエータアセンブリ110は、ディスク108に向かって延在する複数のアクチュエータアーム114を含む。アクチュエータアーム114は、アクチュエータアーム114の各々から延在する1つ以上のフレクシャ116を有する。フレクシャ116の各々の遠位端には、ヘッド118が搭載される。ヘッド118は、関連するディスク108の対応する表面の上を近接して飛行することを可能にする空気軸受スライダを含む。飛行の間のヘッド118と記憶媒体との間の距離は、飛行高さと呼ばれる。
【0009】
シーク動作の間、アクチュエータアセンブリ110は軸受シャフトアセンブリ112の周りを旋回し、トランスデューサヘッド118はディスク108の表面を横断するよう動かされる。フレックスアセンブリ130が、動作の間、アクチュエータアセンブリ110の旋回移動を可能にしつつ、アクチュエータアセンブリ110のための必要な電気接続路を提供する。フレックスアセンブリ130はさらに、スライダ上のレーザ光源に電力を供給する。
【0010】
一実現例では、レーザ光源119(たとえばレーザダイオード)または他の光源(たとえば発光ダイオード(LED))が、ヘッド118のスライダの後面に搭載される。レーザ光源119からの光は、ヘッド118のスライダの後面上に同じくある導波路を通って、1つ以上のコア層の中に方向付けられる。この光は次いで、ミラーによって、ヘッド118上の記録磁極に近接して、ディスク108上の点へと向きを変えられる、および/または集束される。ディスク108の当該点上に光をさらに集中させるよう、近接場トランスデューサ(near field transducer;NFT)がさらにヘッド118のスライダ上に搭載されてもよい。別の実現例では、レーザ光源119、コア層、導波路、ミラー、および/またはNFTの1つ以上が、スライダから離れたヘッド118の領域上、または後面以外のヘッド118のスライダ表面上に搭載される。
【0011】
図2は、磁気媒体ディスク204に近接して飛行するよう構成され、クラッド層206,208、コア層210,212、レーザダイオード214、導波路216、およびミラー218,220を搭載するトランスデューサヘッドスライダ202の後面の例示的な部分等角図を示す。クラッド層206,208、コア層210,212、レーザダイオード214、導波路216、およびミラー218,220はともに、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム200の一実現例を形成する。
【0012】
スライダ202は、アクチュエータアームの一端に位置し、場合によってはフレクシャとも呼ばれるサスペンション222により磁気媒体ディスク204の上に浮いた状態にある。サスペンション222は、動作の間にディスク204が回転する際に、ディスク204の上に近接してスライダ202が飛行するのを可能にする。レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム200は、スライダ202の後面に取付けられるよう示されるが、別の実現例では、システム200はスライダ202の他の表面および/またはトランスデューサヘッドに取付けられてもよい。
【0013】
レーザ光源(たとえばレーザダイオード214)または他の光源(たとえば発光ダイオード(LED))が、スライダ202の後面上に搭載されるのが示される。レーザダイオード214のすぐ傍には、スライダ202からコア層210,212を分離する第1のクラッド層206が存在する。コア層210は、第1のクラッド層206の上部(X方向)上に実質的に堆積される。第2のコア層212は同様に、第1のコア層210の上部(X方向)上に堆積される。
【0014】
例示的な製造プロセスでは、第1のクラッド層206がまずスライダ202上に堆積される。第1のコア層210が、第1のクラッド層206の上部に堆積される。次いで、第1のコア層210の上部に第2のコア層212が堆積される。次いで、テーパ部217の近傍の第2のコア層212の領域を第1のコア層210までエッチングすることにより、レーザダイオード214の近傍の導波路216のテーパ部217が導波路216上に形成される。いくつかの実現例では、このエッチングはフォトリソグラフィによって達成される。第2のクラッド層208が次いで、第2のコア層212の上部上に堆積される。
【0015】
(図2において小さな矢印で示される)光線234は、レーザダイオード214(いくつかの実現例では端面発光レーザダイオード214)から放射され、実質的にZ方向において導波路216内に結合される。導波路216は、光線234の透過のために第1のコア層210および第2のコア層212を含み、第1のコア層210および第2のコア層212に光線234を閉じ込めるよう第1のクラッド層206および第2のクラッド層208を含む。したがって、クラッド層206,208は、誘電性であり、かつ屈折率が低い材料を含む(たとえば、Al2O3、SiO2、およびMgF2)。
【0016】
コア層210,212は誘電性であるが、クラッド層206,208よりも屈折率が高い。第1のコア層210は、レーザダイオード214から第2のコア層212までの光結合効率を向上させるよう機能する。第2のコア層212上の導波路216のテーパ部217は、第1のコア層210において伝搬する光を第2のコア層212内に結合させるよう機能し、第2のコア層212において、当該光はより密なモードプロファイルに閉じ込められる。光のモードプロファイルとは、光の強度を関数として、光のXY面断面の寸法サイズおよび形状を指す(図5A−図5Fを参照)。したがって、第1のコア層210は、第2のコア層212よりも低い屈折率を有するが、クラッド層206,208よりも若干高い屈折率を有する材料を含む(たとえば、SiON、ZnS、およびSiO2)。第2のコア層は、高い屈折率を有する誘電性材料を用いる(たとえば、Ta2O5、TiOX、SiNX、SiC、およびZnS)。
【0017】
図2に示される実現例では、第1のコア層210および第2のコア層212は、ミラー218,220によって占有される領域においてはそのままの状態である。第2のコア層212の一部は、導波路216内においてエッチングされ、第2のコア層212にテーパ部217を形成する。他の実現例では、第1のコア層210または第1のコア層210および第2のコア層212の両方が導波路216においてエッチングされてテーパ部217を形成する。図2の導波路216のテーパ部217は、Z方向において線形のテーパを有し、レーザダイオード214の近傍に狭い開口部を有する。当該開口部において、光が導波路216に入る(すなわち、導波路の入口)。テーパ部217はさらに、導波路216のテーパ部217から光が出る幅のより広い開口部を有する。しかしながら他の実現例では、テーパ部217は非線形であってもよく、第1のコア層210から第2のコア層212までに速いモード変換を達成するよう最適化されるさまざまな形状を含んでもよい。
【0018】
テーパ部217の出口における導波路216のテーパ部217の幅は、テーパ部217を出る光線234の発散量が最小であるが、それでも光線234がXY面においてガウシアン(Gausian)のような空間プロファイルを有するシングルモードになるように選択される。いくつかの実現例では、テーパ部217を出る光線234は、基本モードにある。テーパ部217の出口の幅は、ある製造公差を達成する低開口数の面内を有するコリメーティングミラー218で光線234が平行にされ得るように、可能な限り幅が広くなるよう選択され得る。テーパ部217から、近接場トランスデューサが配置され得る空気軸受表面または空気軸受表面の近傍まで光線234をガイドするチャネル導波路を用いる実現例では、テーパ部217の出口の幅および導波路のテーパは、当該チャネル導波路内を伝搬する光線234が密に閉じ込められるように最適化される。
【0019】
テーパ部217を出る光線234は、オフアクシス型で単一側壁の放物面ミラーであるコリメーティングミラー218に向かうよう方向付けされる。コリメーティングミラー218は、導波路216のテーパ部217から出る発散した光線234を平行またはほぼ平行にし、これらの平行光線234を集束ミラー220に向かうように方向を変える。これらの平行光線234は、Z方向またはX方向にはほとんど発散せず、負のY方向において集束ミラー220に向かう。集束ミラー220は、二側壁の放物面ミラーであり、回折限界光学スポット224に平行光線234を集束させる。いくつかの実現例では、回折限界光学スポット224は、磁気媒体ディスク204上の位置に集束される。別の実現例では、回折限界光学スポット224は近接場トランスデューサ上に集束する。この近接場トランスデューサは、磁気媒体ディスク204上の位置にさらに光線234を集中させるよう機能する。
【0020】
図2は、コリメーティングミラー218および集束ミラー220の1方位を示す。しかしながら、他の実現例では、コリメーティングミラー218および集束ミラー220のサイズ、形状、および/または方位が異なってもよい(たとえば図8A−図9B参照)。さらに、いくつかの実現例では、ストレートミラーを用いて、光線234の方向を変えるおよび/または当該光のモードプロファイルにおいて位相シフトを導入してもよい。
【0021】
第2のクラッド層208(図2では取外した状態が示される)は、レーザダイオード214の近傍において、実質的に第2のコア層214の上部(X方向)上に堆積される。第2のクラッド層208は、第2のコア層212をエッチングして作られるテーパ部217の周りの空間を充填するよう、導波路216の領域においてより太くなり得る。記録磁極226は、第2のクラッド層208の中に統合されてもよく、または第2のクラッド層208に近接して搭載されてもよい。完全に組立てられると、システム200は、記録磁極226に近接して、磁気媒体ディスク上に回折限界光学スポットを作り出す。これにより、磁気媒体ディスク204に対する熱アシスト磁気記録が達成される。
【0022】
図3は、レーザダイオード314と、クラッド層306,308と、コア層310,312とを含み、それぞれのコア層310,312上に重畳される第1のモードプロファイル328および第2のモードプロファイル330を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム330の例示的な断面図である。レーザダイオード314および第1のクラッド層306は、トランスデューサヘッドスライダ302の表面上に搭載される。他の実現例では、レーザダイオード314は第2のクラッド層308に搭載される。第1のコア層310、第2のコア層212、および第2のクラッド層308は、第1のクラッド層306の上部(X方向)に堆積される。クラッド層306,308およびコア層310,312の組合せにより導波路316が作り出される。レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム300の1つの例示的な断面は、図2の俯瞰図によって示される。
【0023】
X方向における第1のコア層310の厚みは、導波路316の第1のコア層310内の光の第1のモードプロファイル328がレーザダイオード314の光出力のモードプロファイルに最もよく合致するよう選択される。X方向における第2のコア層312の厚みは、密に閉じ込められたモードプロファイルを作り出すよう選択される。レーザダイオード314から放射される光線(矢印で示される)はまず第1のコア層310に入り、次いでZ方向において、導波路316のテーパ部の長さに沿って断熱モード変換(adiabatic mode transformation)を通じて第2のコア層312に伝達される。第2のコア層312上に作製されたテーパ部は、当該光が第1のコア層310から第2のコア層312までに効率よく変換されるように最適化される。
【0024】
図3の実現例では、レーザダイオード314はトランスデューサヘッドスライダ302において形成されるキャビティ内に搭載されるのが示される。しかしながら、他の実現例(たとえば図4A−図4Cを参照)では、レーザダイオード314は、キャビティを用いることなくトランスデューサヘッドスライダ302の平面上に直接搭載されるのが示される。さらに、図2では、レーザダイオードのX方向の厚みが、X方向に組合されたクラッド層306,308およびコア層310の厚みよりも大きいことが示される。しかしながら、他の実現例では、上記の厚みは同じであるか、またはレーザダイオードの厚みがクラッド層306,308およびコア層310の組合せの厚みよりも小さくてもよい。
【0025】
図4Aは、2つの第1のコアサブ層410と1つの第2のコア層412とを有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム400の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第2のコア層412を挟む第1のコア層の2つのサブ層410を通って導波路416に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路416を含む。導波路416を光線が通る際、当該光線は第1のコアサブ層410の各々から、第2のコア層412上に形成されたテーパ部を通じて徐々に伝達される。光線は、導波路416のテーパ部を出る。
【0026】
図4Bは、第1のコア層410と第2のコア層412との間に位置する第3のクラッド層432を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム405の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第1のコア層410を通って導波路417に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路417を含む。光線が導波路417を通る際、当該光線は共鳴トンネルにより、第1のコア層410から第3のクラッド層432を通って、第2のコア層412上に形成されたテーパ部へと徐々に伝達される。光線は、導波路417のテーパ部を出る。
【0027】
図4Cは、第1のコア層410の下に第2のコア層412を有する、レーザを内部に備えるスライダによる光供給システム415の例示的な断面図である。ここで、レーザダイオード414から放射される光線(矢印で示される)は、第1のコア層410を通って導波路419に入る。第2のコア層412は、テーパ部を有する導波路419を含む。導波路419を当該光線が通る際、光線は第1のコア層410から第2のコア層412上に形成されるテーパ部を通って徐々に伝達される。光線は導波路419のテーパ部を出る。第1のコア層410の下に第2のコア層412を位置決めすることにより、レーザダイオード414を配置するためのスライダ上へのエッチングを低減することが可能になる。これは、第1のコア層410が第2のコア層412の下に位置決めされる実現例においてよりも、X方向において第1のコア層410がスライダからさらに離れて配置されているので生じる。
【0028】
図5A−図5Fは、レーザダイオードからさまざまな距離での、導波路を通る光を示す例示的な一連のモードプロファイルを示す。各モードプロファイルは、X方向およびY方向(図2を参照)において、モードプロファイルのサイズにより変動する光の強度レベルを示す。
【0029】
図5A−図5Fに示されるモードプロファイルを生成する例示的な導波路を以下に示す。2.15に等しい屈折率(n)を有する、厚みが120nmのTa2O5の第2のコア層が用いられる。さらに、1.70に等しい屈折率(n)を有する、厚みが800nmのSiONの第1のコア層が用いられる。クラッド層はAl2O3であり、1.65に等しい屈折率(n)を有する。導波路のテーパ部は線形であり、100μmの長さを有し、100nmに等しい導波路入口幅を有し、600nmに等しいテーパ部出口幅を有する。レーザダイオードは、導波路面(図2のYZ面)に平行であるとともに第1のコア層にて中心に位置する端面結合部により端面発光する。レーザダイオードから放射される光の最大発散角は半値幅にて、端面結合部に対して平行に7.74°であり、端面結合部に対して垂直に26°である。
【0030】
図5Aは、Z方向における導波路入口から1μmでのモードプロファイルを示す。対応する半値幅強度(FWHM)は、X方向に沿って0.868μmであり、Y方向に沿って2.270μmである(図2のシステム200を参照)。導波路(図5Bに示される)を通る光の21μmの伝搬の後、示されるモードプロファイルは急速に収縮し、光の中心が第1のコア層から第2のコア層にシフトする(図示せず)。図5Cは、導波路で光が41μm伝搬した後のモードプロファイルを示す。41μmでは、光はほとんど完全に第2のコア層に伝達され(図示せず)、示されるモードプロファイルは最小のY方向寸法(〜305nm)に到達する。Z方向に光がさらに伝搬すると(図5D−図5F)、モードプロファイルは、導波路のテーパの幅の増加によって若干Y方向に沿って拡大する。この実現例では、光供給効率は87%であると推定される。
【0031】
光供給効率は、部分的に第1のコア層のX方向(図2を参照)における厚みに依存する。最大の光供給効率を達成する理想的な第1のコア層の厚みは、第1のコア層のモードプロファイルが、レーザダイオードからの光のモードプロファイルに非常に合致する場合である。図5A−図5Fに示される実現例では、理想的な第1のコア層の厚みは約700nmである。しかしながら、この厚みは異なる屈折率を有する材料の場合は変動することになる。
【0032】
図6A−図6Bは、図5A−図5Fの導波路に対する、レーザダイオードの例示的な位置許容度を示す。ここで開示される技術は、導波路に対してレーザダイオードを位置決めする際に良好な許容度を可能にする。図6Aを参照して、90%から75%への光供給効率(または結合効率)の低下が受け入れ可能であるとすると、X方向における位置許容度は約550nmである。図6Bを参照して、90%から75%への光供給効率の低下が許容可能であるとすると、Y方向における位置許容度は約1200nmである。
【0033】
ファブリペロー共振器を有する端面発光ダイオードの発光波長は典型的には、摂氏1℃ごとに0.1nm〜0.2nmだけ変動する。予測される温度の変動(すなわち100℃未満)に基づくと、発光波長の変動は20nm以内となる。モデリングによれば、波長の変動が約30nm以内である場合、結合効率の変動は5%より低くなる。
【0034】
図7Aは、導波路を通り、例示的なコリメーティングミラーに反射する光を示す。図2のコリメーティングミラーのYZ断面では、導波路を通る光は平行にされ、90°曲げられる。Z軸からの最大の光線角度は、θmであり、平行化の後のビームサイズはDである。コリメーティングミラーはYZ面において放物面であり、テーパ部の出口からz0だけ離れて配置される。テーパ部出口として座標(z,y)=(0,0)が規定されると、コリメーティングミラーの放物面形状は以下のように規定され得る。
【0035】
【数1】
【0036】
式中、z0は、y=0の場合、z軸上のコリメーティングミラーの位置である。ビームサイズ(D)は、次いで以下の式に従って既知のθmおよびz0に基づき計算され得る。
【0037】
【数2】
【0038】
式中、z1は、z方向における平行ビームの第1の限界値であり、
z2は、z方向における平行ビームの第2の限界値であり、
θmは、1/e2強度点でのz軸からの、導波路を通る光の発散角である。
【0039】
図7Bは、例示的な集束ミラーに反射され、集束点に集束する平行光を示す。集束ミラーは、開口幅(W)および高さ(H)を有する2つの放物面側壁を有する。図2の集束ミラーのYZ断面において、平行光は当該側壁に反射され、空間中の特定の点(たとえば回折限界光学スポット)に集束される。図7Bの実現例では、この集束点は(z,y)=(0,0)として規定される。ミラーの形状は、以下の式に従って、zの関数としてyについて解くことにより計算され得る。
【0040】
【数3】
【0041】
さらに、パラメータ(β)は以下の式を用いて計算され得る。
【0042】
【数4】
【0043】
図7Bでは、集束ミラーは、2つの相補的な側壁を有する。集束ミラー上への入射ビームの位相波面が均一である場合、集束点の電界は、TE0モードの場合はZ方向に沿うことになり、TM0モードの場合は、X方向に沿うことになる。しかしながら、いくつかの近接場トランスデューサは、長手方向に偏光された集束スポットによる励起を必要とする。すなわち、当該集束点における電界はY方向に沿う。長手方向に集束されるスポットを達成するには、異なる形状を有する2つの側壁を用いることが1つの方法である。βLを左側の側壁についての形状パラメータとすると、右側の側壁についての形状パラメータβRは以下の式により計算され得る。
【0044】
【数5】
【0045】
式中、λは、自由空間における光線の波長であり、
neffは、集束ミラーが配置される導波路の実効モードインデックスである。
【0046】
図2を再び参照して、いくつかの実現例では、トランスデューサヘッドスライダ202は特にZ方向において狭く、および/またはレーザダイオード214はZ方向において特に長い。これらの実現例では、図2のコリメーティングミラー218および集束ミラー220の向きが、記録磁極226が位置する、Z方向におけるスライダ202の中心の近くの集束点224(または回折限界光学スポット)を作り出さない。図8A−図9Bは、Z方向において記録磁極226と集束点224とを位置合わせするよう負のZ方向に集束点224を移動させるミラーおよびミラーの向きを示す。
【0047】
図8Aは、コリメーティングミラー818から反射される光線834が、角度付けされる両側集束ミラー820に向かって伝搬するようにコリメーティングミラー818が方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム800を示す。図8Aのシステム800は、レーザダイオード814、導波路816、コリメーティングミラー818、および集束ミラー820を、図2について記載したように含む。しかしながら、コリメーティングミラー818および集束ミラー820の形状および/または向きは、負のZ方向に集束点824が移動するように変更される(図2を参照)。
【0048】
より詳細には、導波路816を通る光線834が平行にされ、コリメーティングミラー818に反射される。コリメーティングミラー818は負のZ方向および負のY方向に光線834を反射する。角度が付けられた平行光線834を捉えるよう、集束ミラー820は同様に角度付けされ、集束した光線834を、図2の集束点224と比較してマイナスZ方向にシフトした集束点824に方向付けする。
【0049】
図8Bは、コリメーティングミラー821から反射される光線834が、角度付けされる片側集束ミラー823に向かって伝搬するようにコリメーティングミラー821が方向付けされる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム800を示す。図8Bの実現例は図8Aの実現例に類似するが、集束ミラー823は、両側ではなく片側である。片側集束ミラーは、設計および/または製造するのにあまり複雑ではないという潜在的な利点を有し、均等な両側集束ミラーよりも占有するスペースが少ない。しかしながら、片側集束ミラーは両側集束ミラーよりも、より大きく、あまり閉じ込められない集束点824を作り出す可能性がある。
【0050】
図9Aは、コリメーティングミラー918から反射される光線934をシフトするよう2つのストレートミラー936が用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム900を示す。図9Aのシステム900は、図2について述べたように、レーザダイオード914、導波路916、コリメーティングミラー918、および集束ミラー920を含む。しかしながら、2つの付加的なストレートミラー936は、負のZ方向に集束点924をシフトするよう統合される(図2参照)。
【0051】
より詳細には、導波路916を通る光線934が平行にされ、コリメーティングミラー918に反射される。しかしながら、図9Aの実現例では、平行光線934は直接的に集束ミラー920に向かわない。その代わり、平行光線934はまずストレートミラー936に負のZ方向に反射され、次いで別のストレートミラー936によって負のY方向に反射される。次いで、平行光線934は、図2について記載したように、集束ミラー920によって集束点924に方向付けされる。2つのストレートミラー936の正味の効果は、図2の実現例と比較して、集束点924が負のZ方向にシフトされるということである。
【0052】
図9Bは、ストレートミラー936とスプリットストレートミラーとが、コリメーティングミラー918から反射される光線934をシフトするよう用いられる、レーザを内部に備えるスライダによる例示的な光供給システム905を示す。図9Bは、図9Aの実現例に類似しているが、半分がZ方向において横にシフトされるスプリットストレートミラー938を示す(Δz)。図9Aおよび図9Bの実現例における付加的なストレートミラー936および/またはスプリットストレートミラー938は、フレネル反射損失(Fresnel reflection loss)により、システム905の光供給効率を減少させる。
【0053】
スプリットストレートミラー938は、光線934を集束点924に効果的に反射しない部分である集束ミラー920の底部の部分に向けられる光線934を低減または除去するよう用いられる。これは、本願明細書において、集束ミラー920におけるオブスキュレーション(obscuration)の低減または除去と言う。さらに、スプリットストレートミラー938は、集束ミラーに向けられる光線934において位相シフトを導入するよう用いられてもよい。
【0054】
一実現例では、スプリットストレートミラー938のシフト量(Δz)が以下の式に従って計算され得る。
【0055】
【数6】
【0056】
式中、mは上記の不等式を満たす1、2、3…を示す正の整数である。λは、自由空間における光線934の波長である。neffは、集束ミラー920が配置される導波路916の実効モードインデックスである。βは、集束ミラー920の形状を表わすパラメータである。
【0057】
スプリットストレートミラー938は、図7Bについて論じたように、長手方向に集束されるスポットを達成するよう用いられてもよい。さらに、コリメーティングミラー918および/または集束ミラー920はさらに、長手方向に集束したスポットを達成するよう分けられてもよい。図9Bの実現例では、πだけ位相シフトされた波面を達成する距離(Δz)は以下の式で与えられる。
【0058】
【数7】
【0059】
コリメータ918の後の平行ビームが特に小さく、かつコリメータ918から集束ミラー920の距離がレイリー距離(Rayleigh distance)
【0060】
【数8】
【0061】
よりもはるかに長い実現例では、コリメータ918からの平行ビームは、集束ミラー920に光が向かって伝搬すると発散し得る。これは光のビームの回折による。不完全な平行化を補償するよう、ストレートミラー936を凹面ミラーに置き換えることによって、集束ミラー920上に入射する最終ビームサイズは調節され得るとともに、位相の波面は修正され得る。
【0062】
図10は、光源から導波路を通る光を方向付けるとともに、熱アシスト磁気記録のために磁気媒体上に光を集束させるための例示的な動作1000を示すフローチャートである。光源からの光は、動作1005において、記録ヘッド上の導波路の第1のコア層の中に受入れられる。この光は、光源に関連する第1のモードプロファイルを有する(たとえば光源に固有)。光は、動作1010において、導波路の長さにわたって導波路の第2の層に緩やかに伝達される。光が第2の層に伝達されると、モードプロファイルは第2のモードプロファイルに次第に変化する。
【0063】
第2のモードプロファイルを有する光は次いで、動作1015においてコリメーティングミラーに出力される。次いで、コリメーティングミラーは導波路を通る発散した光線を平行にし、動作1020において集束ミラーに向かうように光の向きを変える。集束ミラーは、動作1025において、データが記録されることになる磁気記録媒体のスポットに近接して、磁気記録媒体上のスポット上に光を集束させる。代替的な実現例では、集束ミラーは、磁気記録媒体上のスポットではなく、近接場トランスデューサ上に光を集束させる。次いで、近接場トランスデューサはさらに磁気記録媒体上のスポットに光を集中させる。
【0064】
本願明細書において開示される導波路、コリメーティングミラー、および/または集束ミラーの実現例は具体的に熱アシスト磁気記録技術適用例について論じたが、ここで開示される技術は低い損失で正確な光供給が望まれる任意の光学システム(たとえば光集積回路)に等しく適用可能である。たとえば、ここで開示される技術は、光ファイバ通信システム、生物医学装置、および光コンピューティング装置に適用されてもよい。
【0065】
本願明細書および上記の例は、熱アシスト磁気記録のための光供給のために用いられてもよい方法および装置の例示的な実現例の構造を完全に記載した。当該方法および装置のさまざまな実現例が、ある程度の特定性をもって、または1つ以上の個々の実現例を参照して記載されたが、当業者ならば、ここで開示される技術の精神および範囲から逸脱することがなければ、開示される実現例に対する多くの代替例を作成することが可能である。上記の記載および図面に示されるすべての事柄は、特定の実現例を例示するのみであり、限定的ではないと解釈されるべきであると意図される。上記の実現例および他の実現例は特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【0066】
216,316,416,419,816,916 導波路、 210,310,410 第1のコア層、212,312,412 第2のコア層、 119 レーザ光源、 328 第1のモードプロファイル、330 第2のモードプロファイル、217 テーパ部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源からの光を受入れ、前記光源に関連する第1のモードプロファイルで前記光を透過するよう構成される第1のコア層と、
前記光を前記第1のコア層から受入れ、より閉じ込められた第2のモードプロファイルに前記光を変換するよう構成される第2のコア層のテーパ部とを含む、導波路。
【請求項2】
前記第2のモードプロファイルに合致するモードプロファイルを有するコリメーティングミラーをさらに含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項3】
前記第1のコア層は、第1の屈折率を有する材料を含み、前記第2のコア層は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する材料を含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項4】
前記光は、前記導波路の前記第2のコア層の前記テーパ部の長さに沿って前記第1のコア層から前記第2のコア層に伝達する、請求項1に記載の導波路。
【請求項5】
前記第1のコア層および前記第2のコア層内に前記光を閉じ込めるようにされる1つ以上のクラッド層をさらに含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項6】
前記第1のコア層は2つ以上のサブ層を含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項7】
熱アシスト磁気記録ヘッドに組み込まれる、請求項1に記載の導波路。
【請求項8】
記録ヘッドスライダ上に搭載される、請求項1に記載の導波路。
【請求項9】
記録ヘッドスライダの後端面に搭載される、請求項1に記載の導波路。
【請求項10】
光源からの光を方向付ける方法であって、
第1のモードプロファイルで光を導波路の第1のコア層の中に受入れるステップと、
前記光を前記第1のコア層から前記導波路の第2のコア層のテーパ部に伝達するステップと、
より閉じ込められた第2のモードプロファイルで、前記光を前記導波路の前記第2のコア層の前記テーパ部から出力するステップとを含む、方法。
【請求項11】
前記光を磁気媒体上に集束させて前記磁気媒体上のスポットを加熱するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
集束動作は、集束ミラーおよび近接場トランスデューサの一方または両方を用いて達成される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記導波路の前記テーパ部から出力される前記光を用いて、コリメーティングミラーからの、所望の幅を有する光の平行ビームを反射するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項14】
前記光は、前記第1のコア層から前記第2のコア層まで前記導波路の前記テーパ部の長さに沿って伝達する、請求項10に記載の方法。
【請求項15】
光源からの光を方向付ける方法であって、
前記光源に関連する第1のモードプロファイルで、光を導波路内に受入れるステップと、
前記第1のモードプロファイルよりも閉じ込められる第2のモードプロファイルで前記光を出力するステップと、
出力された前記光を用いて、コリメーティングミラーからの所望の幅を有する光の平行ビームを反射するステップと含む、方法。
【請求項16】
前記光の平行ビームを磁気媒体に集束させて前記磁気媒体上のスポットを加熱するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
集束動作は、集束ミラーおよび近接場トランスデューサの一方または両方を用いて達成される、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記コリメーティングミラーの形状は、以下の式を用いて、zの関数としてyについて書くことが可能であり、
【数1】
式中、z0はyが0に等しい場合のz軸上の前記コリメーティングミラーの位置である、請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記平行ビームの所望の幅Dは以下の式を用いて計算することが可能であり、
【数2】
式中、z0は、y=0の場合のz軸上の前記コリメーティングミラーの位置であり、
z1は、z方向における前記平行ビームの第1の限界値であり、
z2は、z方向における前記平行ビームの第2の限界値であり、
θmは、前記導波路を通る前記光の発散角の1/2である、請求項15に記載の方法。
【請求項20】
2つ以上のストレートミラーからの前記光の平行ビームを反射して、前記光の平行ビームを横方向にシフトするステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項1】
光源からの光を受入れ、前記光源に関連する第1のモードプロファイルで前記光を透過するよう構成される第1のコア層と、
前記光を前記第1のコア層から受入れ、より閉じ込められた第2のモードプロファイルに前記光を変換するよう構成される第2のコア層のテーパ部とを含む、導波路。
【請求項2】
前記第2のモードプロファイルに合致するモードプロファイルを有するコリメーティングミラーをさらに含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項3】
前記第1のコア層は、第1の屈折率を有する材料を含み、前記第2のコア層は、前記第1の屈折率よりも大きい第2の屈折率を有する材料を含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項4】
前記光は、前記導波路の前記第2のコア層の前記テーパ部の長さに沿って前記第1のコア層から前記第2のコア層に伝達する、請求項1に記載の導波路。
【請求項5】
前記第1のコア層および前記第2のコア層内に前記光を閉じ込めるようにされる1つ以上のクラッド層をさらに含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項6】
前記第1のコア層は2つ以上のサブ層を含む、請求項1に記載の導波路。
【請求項7】
熱アシスト磁気記録ヘッドに組み込まれる、請求項1に記載の導波路。
【請求項8】
記録ヘッドスライダ上に搭載される、請求項1に記載の導波路。
【請求項9】
記録ヘッドスライダの後端面に搭載される、請求項1に記載の導波路。
【請求項10】
光源からの光を方向付ける方法であって、
第1のモードプロファイルで光を導波路の第1のコア層の中に受入れるステップと、
前記光を前記第1のコア層から前記導波路の第2のコア層のテーパ部に伝達するステップと、
より閉じ込められた第2のモードプロファイルで、前記光を前記導波路の前記第2のコア層の前記テーパ部から出力するステップとを含む、方法。
【請求項11】
前記光を磁気媒体上に集束させて前記磁気媒体上のスポットを加熱するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
集束動作は、集束ミラーおよび近接場トランスデューサの一方または両方を用いて達成される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記導波路の前記テーパ部から出力される前記光を用いて、コリメーティングミラーからの、所望の幅を有する光の平行ビームを反射するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項14】
前記光は、前記第1のコア層から前記第2のコア層まで前記導波路の前記テーパ部の長さに沿って伝達する、請求項10に記載の方法。
【請求項15】
光源からの光を方向付ける方法であって、
前記光源に関連する第1のモードプロファイルで、光を導波路内に受入れるステップと、
前記第1のモードプロファイルよりも閉じ込められる第2のモードプロファイルで前記光を出力するステップと、
出力された前記光を用いて、コリメーティングミラーからの所望の幅を有する光の平行ビームを反射するステップと含む、方法。
【請求項16】
前記光の平行ビームを磁気媒体に集束させて前記磁気媒体上のスポットを加熱するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
集束動作は、集束ミラーおよび近接場トランスデューサの一方または両方を用いて達成される、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記コリメーティングミラーの形状は、以下の式を用いて、zの関数としてyについて書くことが可能であり、
【数1】
式中、z0はyが0に等しい場合のz軸上の前記コリメーティングミラーの位置である、請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記平行ビームの所望の幅Dは以下の式を用いて計算することが可能であり、
【数2】
式中、z0は、y=0の場合のz軸上の前記コリメーティングミラーの位置であり、
z1は、z方向における前記平行ビームの第1の限界値であり、
z2は、z方向における前記平行ビームの第2の限界値であり、
θmは、前記導波路を通る前記光の発散角の1/2である、請求項15に記載の方法。
【請求項20】
2つ以上のストレートミラーからの前記光の平行ビームを反射して、前記光の平行ビームを横方向にシフトするステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【公開番号】特開2011−100535(P2011−100535A)
【公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−246420(P2010−246420)
【出願日】平成22年11月2日(2010.11.2)
【出願人】(500373758)シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月2日(2010.11.2)
【出願人】(500373758)シーゲイト テクノロジー エルエルシー (278)
【Fターム(参考)】
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