熱補助磁気記録ヘッド
【課題】熱補助磁気記録ヘッドを提供する。
【解決手段】記録媒体と対面する空気軸受面を有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低下させた状態で磁場を加えることによって記録するものであって、磁気記録を行う記録部と、記録媒体に局所的に近接場光を照射する近接場光発生装置と、を備え、近接場光発生装置は、熱補助磁気記録スライダーの一側面に設けられる光源と、光源が設けられたスライダーの一側面に設けられ、その側部が空気軸受面方向に置かれ、その上部に記録部が配置される導波路と、記録部と導波路との間に配置され、導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させる近接場光発生ポールと、を備える熱補助磁気記録ヘッドである。
【解決手段】記録媒体と対面する空気軸受面を有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低下させた状態で磁場を加えることによって記録するものであって、磁気記録を行う記録部と、記録媒体に局所的に近接場光を照射する近接場光発生装置と、を備え、近接場光発生装置は、熱補助磁気記録スライダーの一側面に設けられる光源と、光源が設けられたスライダーの一側面に設けられ、その側部が空気軸受面方向に置かれ、その上部に記録部が配置される導波路と、記録部と導波路との間に配置され、導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させる近接場光発生ポールと、を備える熱補助磁気記録ヘッドである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱補助磁気記録ヘッド（Ｈｅａｔ Ａｓｓｉｓｔｅｄ ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈｅａｄ，以下，ＨＡＭＲヘッドという）に係り、さらに詳細には、近接場光発生装置の構造及び配置を改善したＨＡＭＲヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報記録分野で記録密度を上昇させるための方案としてＨＡＭＲ方式が開発されている。ＨＡＭＲ方式とは、記録媒体に局所的に熱を加えることによって保磁力を落として磁気記録ヘッドから印加された磁場によって記録媒体を容易に磁化させうることである。このようなＨＡＭＲ方式によって、高い結晶磁気異方性を有する記録媒体への記録が可能である。高い結晶磁気異方性を有する媒体を使用すれば、記録媒体の結晶粒を小さくしても高い熱的安定性を確保できる。磁気記録の記録密度が上昇するにつれて、記録ビットを構成する結晶粒のサイズは、徐々に小さくなって初めて記録媒体のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｒａｔｉｏ：信号対ノイズ比）を一定のレベルで維持できるので、このようなＨＡＭＲ方式によって高い記録密度が得られる。
【０００３】
図１は、従来に提案されたＨＡＭＲヘッドを概略的に示す斜視図である。図１に示されたように、従来のＨＡＭＲヘッド１は、一般的に記録媒体２に局所的に熱を加える方式でレーザ光を照射する方式を採用する。このＨＡＭＲヘッド１は、情報を磁気信号に変換して記録媒体２に印加する記録部と、記録媒体２から記録されたビットを検出する再生素子９を備える再生部と、熱補助のために記録媒体２に光スポットを形成させる光源６とを備える。前記記録部は、記録媒体２に磁場を加える記録ポール３と、記録ポール３と共に磁気回路を形成するリターンポール４と、記録ポール３に磁場を誘導する誘導コイル５とを備える。記録媒体２がＡ方向に動くとき、光源６から照射されるレーザ光によって光スポット７が形成された記録媒体２の一部分は加熱されて、保磁力が低下した状態で記録ポール３から発生した漏れ磁束によって磁化される。このように記録された情報は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子のような再生素子９によって再生される。
【０００４】
一方、前記のＨＡＭＲヘッド１によって高密度の記録を可能にするためには、レーザ光によって記録媒体２に形成される光スポットが非常に小さくなければならない。例えば、１ Ｔｂ／ｉｎ２の記録密度を具現しようとすれば、約５０ｎｍの直径を有する光スポットが要求される。これにより、近接場光を利用して小さな光スポットを得るＨＡＭＲ方式が研究されている。その例として、近接場光を放出するアパーチュアタイプの近接場光の発生要素を採用したＨＡＭＲヘッドが提案されている。しかし、アパーチュアタイプの近接場光の発生要素は、アパーチュアのサイズが小さくなるにつれて透過効率の低下が激しいという問題点がある。また、空気軸受面（Ａｉｒ−Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ、以下、ＡＢＳという）と平行にアパーチュアを製作するのに困難さがあり、その他に数十ｎｍほどに小さなアパーチュアの位置整列や製作精度において、製作工程上の困難さがある。さらに、光源をＨＡＭＲヘッドが搭載されるスライダーの外部に置く場合、光源及び導波路に光を連結するカップラーの相対位置が一定でなく、不安定であるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような問題点を克服するために案出されたものであって、近接場光発生（ＮＦＥ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）装置の構造及び配置を具体的に提示して、その製造が容易であり、かつ近接場光の発生効率を向上させた導波構造のＮＦＥ装置を有するＨＡＭＲヘッド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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明によるＨＡＭＲヘッドは、記録媒体と対面するＡＢＳを有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低下させた状態で磁場を加えることによって記録するものであって、磁気記録を行う記録部と、前記記録媒体に局所的に近接場光を照射するＮＦＥ装置と、を備え、前記ＮＦＥ装置は、前記スライダーの一側面に設けられる光源と、前記光源が設けられた前記スライダーの一側面に設けられ、その側部が前記ＡＢＳ側に置かれ、その上部に前記記録部が配置される導波路と、前記記録部と前記導波路との間に配置され、前記導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させるＮＦＥポールと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるＨＡＭＲヘッドによれば、次のような効果が得られる。
第一に、従来の磁気記録ヘッドの製造工程を大きく変更せずにＮＦＥ装置を備えたＨＡＭＲヘッドの製造が可能である。それと共に、薄膜工程を通じて一括的に製造できるので、小型、軽量、薄型化が可能である。
【０００８】
第二に、光源をスライダーに設置することによって、ＮＦＥポールまで光を伝送する構造を簡単にでき、振動や衝撃が発生しても常に一定の光カップリング効率が維持されうる。
第三に、ＮＦＥポールに照射される光の入射角を調節でき、ＴＭモードの光を照射できて、光源の表面プラズモンカップリング効率を高めうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態によるＨＡＭＲヘッドを詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲヘッドの概略的な断面図である。
図面を参照すれば、本発明の実施形態によるＨＡＭＲヘッド１０は、スライダー８０の一側面に設けられる記録部５０及びＮＦＥ装置２０を備える。
【００１０】
前記スライダー８０は、記録媒体９０との相対的な運動によって発生する空気動圧によって浮き上がるように、記録媒体９０と対向する面がＡＢＳ ８１を形成する。
前記記録部５０は、記録媒体９０を磁化させる記録ポール５１と、記録ポール５１の一面から所定距離に離隔されて形成されたリターンポール５３と、記録ポール５１とリターンポール５３とを磁気的に連結するヨーク５４と、記録ポール５１に磁場を誘導する誘導コイル５５とを備える。漂遊磁界を遮蔽する遮蔽層５９が前記記録部５０と基板１１との間に設けられうる。さらに、記録ポール５１の末端に磁束を集束することを補助するサブヨーク５２が記録ポール５１の他面に設けられうる。サブヨーク５２は、ＡＢＳ８１側の末端が記録ポール５１の末端に対して段差を有するように形成される。
【００１１】
また、ＨＡＭＲヘッド１０は、再生部６０と共に集積されうる。再生部６０は、ＧＭＲ素子のような再生素子６１と、再生素子６１を取り囲む非磁性体の材質からなる絶縁層６２,６３を備え、ＨＡＭＲヘッド１０と共に薄膜製造工程を通じて一括的に製造されうる。
記録媒体９０は、通常的にベース９１と、ベース９１上に積層される軟磁性体層９２と、軟磁性体層９２上に積層され、強磁性体からなる記録層９３とから形成される。矢印Ｂは、磁気記録ヘッド１０に対する記録媒体９０の相対的な移動方向を表す。
【００１２】
ＮＦＥ装置２０は、スライダー８０の一側面８０ａに設けられる光源７０と、前記一側面８０ａに設けられる薄膜型の導波路２１及びＮＦＥポール３０とを備える。
前記光源７０は、導波路２１を通じてＮＦＥポール３０に光を照射する。光源７０では、後述するように、表面プラズモンの励起に効果的なレーザダイオードが採用されうる。符号７１は、光源７０が装着されるサブマウントを表す。このように、本発明の光源７０をスライダー８０に設置することによって、ＮＦＥポール３０まで光を伝送する構造を簡単にでき、振動や衝撃が発生しても常に一定の光カップリング効率が維持されうる。
【００１３】
前記導波路２１は、前記光源７０から放出された光をＮＦＥポール３０にガイドする。導波路２１は、基板１１上に記録部５０と共に薄膜工程を通じて形成されるものであって、平板型の導波構造を有する。導波路２１は、前記スライダー８０の前記光源７０が設けられた一側面８０ａにその側部がＡＢＳ８１側に置かれるように配置され、その上部には、記録部５０が配置される。
【００１４】
前記ＮＦＥポール３０は、記録部５０と導波路２１との間に配置される。本実施形態で、前記ＮＦＥポール３０は、サブヨーク５２のＡＢＳ８１側の末端に形成された所定の空間に配置される。前記ＮＦＥポール３０は、その末端が記録ポール５１の末端と共にＡＢＳ８１と同一平面上に置かれるように配置される。
前記ＮＦＥポール３０は、導波路２１を通じて伝送された光を利用して、記録媒体９０に照射される近接場光ＬNFを発生させる。
【００１５】
ＮＦＥ装置２０は、記録ポール５１とＮＦＥポール３０との間に配置されて、ＮＦＥポール３０で発生する熱を遮断する熱伝導防止層３１をさらに備えうる。
このような配置は、薄膜工程で製造される従来の磁気記録ヘッドの製造工程を大きく変えず、薄膜工程を通じて薄膜型の導波路２１及びＮＦＥポール３０の形成を可能にする。本実施形態の変形例として導波路２１及びＮＦＥポール３０が何れも前記サブヨーク５２のＡＢＳ８１側の末端に形成された空間に配置されてもよい。
【００１６】
以下、図３Ａないし図８を参照して、本発明によるＨＡＭＲヘッドでＮＦＥ装置の多様な実施形態を詳細に説明する。
図３Ａは、本発明の一実施形態によるＮＦＥ装置の概略的な斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのIII−III線の断面図である。
ＮＦＥ装置２０は、前述したように、導波路２１、ＮＦＥポール３０及び光源７０を備える。
【００１７】
前記導波路２１は、基板（図２の符号１１）上に順次に積層されたクラッド層２２と、コア層２３と、カバー層２４とを備える。この導波路２１は、全反射原理を利用して光を伝送するので、クラッド層２２及びカバー層２４は、それぞれその屈折率がコア層２３の屈折率より小さくなければならない。このためにクラッド層２２及びカバー層２４は、例えば、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３のうち何れか一つの材質で構成され、コア層２３は、例えば、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ３、ＧａＰ、Ｓｉのうち何れか一つの材質で構成されうる。コア層２３の材質としてＧａＰやＳｉを使用する場合、光源７０は、この材質で吸収率の高い可視光よりは近赤外線光を放出する光源であることが望ましい。
【００１８】
また、ＮＦＥ装置２０は、光源７０から放出された光を導波路２１にカップリングさせる入力カップラー２６をさらに備えることが望ましい。入力カップラー２６は、導波路２１の前記光源に隣接した方向に配置される。入力カップラー２６として前記導波路の一面に形成された複数の溝２６ａからなる格子カップラーが採用されうる。前記溝２６ａは、光源７０から放出された光をコア層２３に回折させるためにＡＢＳ８１に垂直方向に長く形成されることが望ましい。このような入力カップラー２６は、コア層２３とカバー層２４との界面に形成される。カップリング方法によっては、入力カップラー２６がクラッド層２２とコア層２３との界面に形成されてもよい。
【００１９】
さらに、入力カップラー２６として格子カップラー以外の多様なカップラーが採用されうる。例えば、プリズムカップラーが採用されうる。なお、本実施形態とは異なり、入力カップラー２６なしに光源７０は、導波路２１のコア層２３に直接接触して直接カップリングされてもよい。
【００２０】
符号７５は、光源７０から放出された光を入力カップラー２６側に反射させる光路変換器を表す。本実施形態のように、導波路２１に光源７０が平行に配置される場合、光路変換器７５は、光源７０から放出された光の経路を変換して光を導波路２１に傾いて入射させる。図面には、光路変換器７５としてミラーが示されているが、これに限定されるものではない。例えば、光路変換器７５の変形例として、全反射プリズムが採用されうる。さらに、図４に示したように、光源７０’を傾いて設置して光路変換器なしに入力カップラー２６に前記光源７０’から放出される光がカップリングされてもよい。この場合、光源７０’が設置される設置面が傾いたサブマウント７１’が採用される。
また、ＮＦＥ装置２０は、導波路２１から伝送された光をＮＦＥポール３０にカップリングさせる出力カップラー２７,２８をさらに備えることが望ましい。出力カップラーは、導波路２１のＮＦＥポール３０に隣接した側に設けられる。前記出力カップラーは、前記導波路内で伝送される光を前記導波路の外側に放出する第１出力カップラー２７と、前記１出力カップラー２７から放出された光を集光してＮＦＥポール３０に照射する第２出力カップラー２８とを備える。
【００２１】
図３Ａ、図３Ｂ及び図４は、前記出力カップラー２７,２８の実施形態であって、格子カップラーを例として表した。
前記第１出力カップラー２７は、ＮＦＥポール３０に隣接したコア層２３とカバー層２４との界面に形成される。このとき、前記第１出力カップラー２７を構成する溝２７ａは、コア層２３内で伝送される光をＮＦＥポール３０側に放出させるために、ＡＢＳ８１に垂直方向に長く形成されることが望ましい。
【００２２】
第２出力カップラー２８は、ＮＦＥポール３０に対面するカバー層２４の表面に形成される。このとき、前記第２出力カップラー２８の格子を構成する溝２８ａは、ＮＦＥポール３０に所定角度で入射させるために、ＡＢＳ８１に平行な方向に長く形成されることが望ましい。前記格子の間隔を調節することによって回折される程度を変化させて、ＮＦＥポール３０に入射される光の入射角を調節できる。さらに、出力カップラー２７,２８の格子間隔を順次に増やすかまたは減らすなど、回折パターンを変化させて、出力カップラー２７,２８を通過した光を集束させうる。
【００２３】
第１出力カップラー２７として、格子カップラー以外にも図５及び図６にそれぞれ示されたテーパカップラー、プリズムカップラーなどが採用されうる。
図５は、第１出力カップラーとしてテーパカップラーが採用された実施形態を示す図面である。図面を参照すれば、第１出力カップラー２７’は、コア層２３のＮＦＥポール３０に対面した面の裏面の一部２３ａが傾いて前記コア層２３の厚さが徐々に減少するテーパカップラーである。この場合、コア層２３で全反射しつつ伝播される光は、第１出力カップラー２７’を通りつつ、前記カバー層２４を透過して第２出力カップラー２８側に向かう。すなわち、前記第１出力カップラー２７’を過ぎる光がコア層２３の傾斜面２３ａで反射されつつ、反射されてカバー層２４側に入射される光の入射角が小さくなる。これにより、前記カバー層２４に全反射の境界となる臨界角以下で入射される光は全反射できず、コア層２３でカバー層２４側に透過する。
【００２４】
図６は、第１出力カップラーとしてプリズムカップラーが採用された実施形態を示す。図面を参照すれば、第１出力カップラー２７’’は、コア層２３のＮＦＥポール３０に対面した面側に形成されたプリズムカップラーである。
前記第１出力カップラー２７’’は、コア層２３との界面で全反射が起こらないようにカバー層２４の屈折率より大きくなければならない。例えば、コア層２３の屈折率は、カバー層２４の屈折率より大きいので、第１出力カップラー２７’’は、コア層２３の材質と同じ材質で形成されうる。
【００２５】
前記第１出力カップラー２７’’の前記ＮＦＥポール３０と対面する面は、コア層２３に対して傾いているので、前記第１出力カップラー２７’’側に進められた光は、コア層２４に全反射が起こる臨界角より小さい角度で入射されうる。これにより、コア層２３で全反射しつつ伝播される光は、第１出力カップラー２７’’側から前記カバー層２４を透過して第２出力カップラー２８側に向かう。
【００２６】
また、前述した実施形態とは異なり、出力カップラー２７,２８のない変形例も可能である。例えば、導波路２１のＡＢＳ８１側の末端に接してＮＦＥポールが設けられた場合、コア層２３にＮＦＥポールが直接接触して直接カップリングされてもよい。
【００２７】
図７は、本発明のＮＦＥポールの一実施形態を概略的に示す。
ＮＦＥポール３０は、導波路２１を通じて照射された光によって表面プラズモン（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ：ＳＰ）が発生する金属薄膜層３３を備える。このような金属薄膜層３３は、導電性の良好なＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌのうちから選択された何れか一つの金属材質で構成されうる。金属薄膜層３３は、表面ＳＰの励起が容易に発生するように表皮厚ないしそれより薄い厚さとなることが望ましい。このような金属薄膜構造のＮＦＥポール３０は、アパーチュアなしに近接場光ＬNFを放出でき、薄膜製造工程を通じて容易に製造されうる。
【００２８】
前記金属薄膜層３３に電磁気波が照射されれば、この電場によって金属薄膜層３３の表面に存在している自由電子ガスが縦方向に振動しつつ、境界面に沿って進む。このような表面電荷の振動を表面プラズマ振動といい、この振動を量子化したものをＳＰという。
ＮＦＥポール３０は、入射される光とのＳＰカップリング効率を高めるために、前記金属薄膜層３３の光が照射される面の裏面を覆う第１誘電体層３２と前記金属薄膜層３３の光が照射される面を覆う第２誘電体層３４とをさらに備えることが望ましい。３１は、熱伝導防止層であり、ＮＦＥポール３０に光が照射されるにつれて発生する熱を遮断して記録ポール５１の磁性に悪影響を及ぼすことを防止する。
【００２９】
ＳＰが効果的に励起されるためには、入射される光Ｌの入射境界面に水平の波数ベクトルの成分を、ＳＰの波数ベクトルのサイズと一致させることが望ましい。下記の数式は、このようなＳＰの励起条件を表す。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ここで、θｓｐは、共鳴角度であって、ＮＦＥポール３０に照射されるＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モード光の入射角を表す。そして、ｎ２は、前記第２誘電体層の屈折率であり、ε１は、前記第１誘電体層の誘電率であり、Ｒｅ（εｍ）は、前記金属薄膜層の誘電率の実数部である。
前述する励起条件を満足させるために、第２出力カップラー２８は、その格子間隔を調節して入射される光Ｌを角度θｓｐでＮＦＥポール３０に入射させることが望ましい。
【００３２】
図８は、ＮＦＥポールに傾いて光を入射させる他の実施形態を示す。図面を参照すれば、第２出力カップラー２８で入射角を調節する代わりに、ＮＦＥポール３０’を記録ポール５１に対して斜めに傾けることによって、ＮＦＥポール３０’に照射される光の入射角を調節して共鳴角度θｓｐで入射させる。本実施形態では、熱伝導防止層３１’を斜めに形成させ、その上にＮＦＥポール３０’を形成させた。前記ＮＦＥポール３０’の端部は、ＡＢＳ８１と同一平面上に置く。
【００３３】
また、図３Ａ及び図３Ｂを参照してＮＦＥポールにＴＭモードの偏光が照射される導波構造について説明する。
表面プラズモンの励起が効率的に発生するためには、ＮＦＥポール３０に照射される光がＴＭモード、すなわち平行偏波であることが望ましい。
このために、光源７０は、光路変換器７５に入射される光の主な偏波成分が垂直偏波となるように設置される。光源７０としてレーザダイオードが採用された場合、光源７０を図示したように導波路２１に平行な方向に設置することによって、垂直偏波された光が導波路２１に垂直偏波されるように入射されうる。
【００３４】
入射された垂直偏波された光Ｌは、導波路２１内でＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モードの光Ｌとして第２出力カップラー２８まで伝播される。すなわち、導波路２１内の光Ｌは、電場の方向ＳがＡＢＳ８１に垂直した状態で伝送される。
前記偏波された光Ｌは、第２出力カップラー２８で再び屈折（図３Ｂから見た時には、紙面（＞ＡＢＳ８１方向）方向に屈折）されるので、ＴＭモードでＮＦＥポール３０に照射されうる。すなわち、前記ＮＦＥポール３０に入射される光の電場を入射平面に置くことができる。ここで、入射平面は、ＮＦＥポール３０の光が照射される面の法線と入射光の進行方向を指すベクトルとが置かれる平面と定義される。図７において、紙面が入射平面に該当する。
【００３５】
このように、本発明のＮＦＥ装置は、ＴＭモードの光がＮＦＥポール３０に照射される導波構造を有して、表面プラズモンが効率的に励起されうる。
励起された表面プラズモンは、ＮＦＥポール３０のＡＢＳ８１側の末端３０ａ側に伝播される。ＮＦＥポール３０に照射されて表面プラズモンの励起に寄与する電場成分は、その方向がＡＢＳ８１に垂直な方向であるので、表面プラズモンは、前記末端３０ａ側にさらに効率的に伝播される。
【００３６】
ＮＦＥポール３０は、ＡＢＳ８１に近いほどその幅が狭いことが望ましい。このような場合、ＮＦＥポール３０の面積が縮小しつつ表面プラズモンＳＰの速度が低下し、その末端３０ａでその強度が強化する局所化された表面プラズモンが励起されることによって、近接場光（図２のＬＮＦ）が放出される。このように放出された近接場光ＬNFは、回折限界以下のビームサイズを有しうるので、記録媒体（図２の符号９０）に磁気情報を記録するとき、記録ビットの間隔を減らして記録情報の密度を上昇させうる。
【００３７】
ＮＦＥポール３０の末端３０ａの幅Ｗは、記録媒体９０のトラックピッチより小さいかまたは同じであることが望ましい。すなわち、前記末端３０ａの幅Ｗは、記録ポール（図２の５１）の幅より小さいかまたは同じであることが望ましい。これは、記録された情報が熱的な影響によって劣化しないように磁気記録されるトラック以外の領域で近接場光ＬNFが照射されることを防止するためである。
【００３８】
再び、図２を参照すれば、ＮＦＥポール３０から照射される近接場光ＬNFは、記録層９３を局所的に加熱して保磁力を落とす。記録媒体９０がＢ方向に移動するにつれて、局所的に加熱された領域は、直ちに記録ポール５１の端部側に移動し、記録ポール５１の端部で発生する漏れ磁束によって磁化される。漏れ磁束は、誘導コイル５５によって誘導された磁束で磁場の方向を変換させることによって記録層の磁化ベクトルを順次に変えて情報を記録する。誘導された磁束は、記録ポール５１から出て軟磁性体層９２を過ぎ、リターンポール５３及びヨーク５４を過ぎる閉ループをなす。ＮＦＥポール３０で発生する近接場光ＬNFは、距離によって急激に消滅するので、ＡＢＳ８１と記録媒体９０との間の距離は、数ｎｍないし数十ｎｍほどに維持されることが望ましい。
【００３９】
前述された導波路をはじめとするＮＦＥ装置は、ＨＡＭＲヘッドの他の部品と共に薄膜工程を通じて製造されうるので、その製作が容易であり、ＮＦＥ装置を構成する光学系部品の小型、軽量、薄型化が可能である。
【００４０】
前述された実施形態では、基板上にＮＦＥ装置と記録部とが順次に積層されているが、積層される順序が変わることもある。但し、この場合にも記録ポールによって磁気記録される前に、ＮＦＥ装置によって加熱されるようにスライダーに付着される。また、本発明のＨＡＭＲヘッドは、垂直磁気記録方式や水平磁気記録方式に限定されない。
【００４１】
このような本願発明のＨＡＭＲヘッドは、理解を助けるために図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、磁気情報記録関連の技術分野に好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のＨＡＭＲヘッドの概略的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるＨＡＭＲヘッドの概略的な断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるＮＦＥ装置の概略的な斜視図である。
【図３Ｂ】図３ＡのIII−III線の断面図である。
【図４】本発明の光源配置の他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図５】本発明の第２出力カップラーの他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の第２出力カップラーのさらに他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明のＮＦＥポールの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図８】本発明のＮＦＥポールの他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ ＨＡＭＲヘッド
１１ 基板
２０ ＨＦＥ装置
２１ 導波路
２２ クラッド層
２３ コア層
２４ カバー層
３０ ＮＦＥポール
３１ 熱伝導防止層
５０ 記録部
５１ 記録ポール
５２ サブヨーク
５３ リターンポール
５４ ヨーク
５５ 誘導コイル
５９ 遮蔽層
６０ 再生部
６１ 再生素子
６２,６３ 絶縁層
７０ 光源
７１ サブマウント
８０ スライダー
８０ａ 一側面
８１ 空気軸受面
９０ 記録媒体
９１ ベース
９２ 軟磁性体層
９３ 記録層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱補助磁気記録ヘッド（Ｈｅａｔ Ａｓｓｉｓｔｅｄ ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈｅａｄ，以下，ＨＡＭＲヘッドという）に係り、さらに詳細には、近接場光発生装置の構造及び配置を改善したＨＡＭＲヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報記録分野で記録密度を上昇させるための方案としてＨＡＭＲ方式が開発されている。ＨＡＭＲ方式とは、記録媒体に局所的に熱を加えることによって保磁力を落として磁気記録ヘッドから印加された磁場によって記録媒体を容易に磁化させうることである。このようなＨＡＭＲ方式によって、高い結晶磁気異方性を有する記録媒体への記録が可能である。高い結晶磁気異方性を有する媒体を使用すれば、記録媒体の結晶粒を小さくしても高い熱的安定性を確保できる。磁気記録の記録密度が上昇するにつれて、記録ビットを構成する結晶粒のサイズは、徐々に小さくなって初めて記録媒体のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｒａｔｉｏ：信号対ノイズ比）を一定のレベルで維持できるので、このようなＨＡＭＲ方式によって高い記録密度が得られる。
【０００３】
図１は、従来に提案されたＨＡＭＲヘッドを概略的に示す斜視図である。図１に示されたように、従来のＨＡＭＲヘッド１は、一般的に記録媒体２に局所的に熱を加える方式でレーザ光を照射する方式を採用する。このＨＡＭＲヘッド１は、情報を磁気信号に変換して記録媒体２に印加する記録部と、記録媒体２から記録されたビットを検出する再生素子９を備える再生部と、熱補助のために記録媒体２に光スポットを形成させる光源６とを備える。前記記録部は、記録媒体２に磁場を加える記録ポール３と、記録ポール３と共に磁気回路を形成するリターンポール４と、記録ポール３に磁場を誘導する誘導コイル５とを備える。記録媒体２がＡ方向に動くとき、光源６から照射されるレーザ光によって光スポット７が形成された記録媒体２の一部分は加熱されて、保磁力が低下した状態で記録ポール３から発生した漏れ磁束によって磁化される。このように記録された情報は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子のような再生素子９によって再生される。
【０００４】
一方、前記のＨＡＭＲヘッド１によって高密度の記録を可能にするためには、レーザ光によって記録媒体２に形成される光スポットが非常に小さくなければならない。例えば、１ Ｔｂ／ｉｎ２の記録密度を具現しようとすれば、約５０ｎｍの直径を有する光スポットが要求される。これにより、近接場光を利用して小さな光スポットを得るＨＡＭＲ方式が研究されている。その例として、近接場光を放出するアパーチュアタイプの近接場光の発生要素を採用したＨＡＭＲヘッドが提案されている。しかし、アパーチュアタイプの近接場光の発生要素は、アパーチュアのサイズが小さくなるにつれて透過効率の低下が激しいという問題点がある。また、空気軸受面（Ａｉｒ−Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ、以下、ＡＢＳという）と平行にアパーチュアを製作するのに困難さがあり、その他に数十ｎｍほどに小さなアパーチュアの位置整列や製作精度において、製作工程上の困難さがある。さらに、光源をＨＡＭＲヘッドが搭載されるスライダーの外部に置く場合、光源及び導波路に光を連結するカップラーの相対位置が一定でなく、不安定であるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような問題点を克服するために案出されたものであって、近接場光発生（ＮＦＥ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）装置の構造及び配置を具体的に提示して、その製造が容易であり、かつ近接場光の発生効率を向上させた導波構造のＮＦＥ装置を有するＨＡＭＲヘッド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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明によるＨＡＭＲヘッドは、記録媒体と対面するＡＢＳを有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低下させた状態で磁場を加えることによって記録するものであって、磁気記録を行う記録部と、前記記録媒体に局所的に近接場光を照射するＮＦＥ装置と、を備え、前記ＮＦＥ装置は、前記スライダーの一側面に設けられる光源と、前記光源が設けられた前記スライダーの一側面に設けられ、その側部が前記ＡＢＳ側に置かれ、その上部に前記記録部が配置される導波路と、前記記録部と前記導波路との間に配置され、前記導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させるＮＦＥポールと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるＨＡＭＲヘッドによれば、次のような効果が得られる。
第一に、従来の磁気記録ヘッドの製造工程を大きく変更せずにＮＦＥ装置を備えたＨＡＭＲヘッドの製造が可能である。それと共に、薄膜工程を通じて一括的に製造できるので、小型、軽量、薄型化が可能である。
【０００８】
第二に、光源をスライダーに設置することによって、ＮＦＥポールまで光を伝送する構造を簡単にでき、振動や衝撃が発生しても常に一定の光カップリング効率が維持されうる。
第三に、ＮＦＥポールに照射される光の入射角を調節でき、ＴＭモードの光を照射できて、光源の表面プラズモンカップリング効率を高めうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態によるＨＡＭＲヘッドを詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲヘッドの概略的な断面図である。
図面を参照すれば、本発明の実施形態によるＨＡＭＲヘッド１０は、スライダー８０の一側面に設けられる記録部５０及びＮＦＥ装置２０を備える。
【００１０】
前記スライダー８０は、記録媒体９０との相対的な運動によって発生する空気動圧によって浮き上がるように、記録媒体９０と対向する面がＡＢＳ ８１を形成する。
前記記録部５０は、記録媒体９０を磁化させる記録ポール５１と、記録ポール５１の一面から所定距離に離隔されて形成されたリターンポール５３と、記録ポール５１とリターンポール５３とを磁気的に連結するヨーク５４と、記録ポール５１に磁場を誘導する誘導コイル５５とを備える。漂遊磁界を遮蔽する遮蔽層５９が前記記録部５０と基板１１との間に設けられうる。さらに、記録ポール５１の末端に磁束を集束することを補助するサブヨーク５２が記録ポール５１の他面に設けられうる。サブヨーク５２は、ＡＢＳ８１側の末端が記録ポール５１の末端に対して段差を有するように形成される。
【００１１】
また、ＨＡＭＲヘッド１０は、再生部６０と共に集積されうる。再生部６０は、ＧＭＲ素子のような再生素子６１と、再生素子６１を取り囲む非磁性体の材質からなる絶縁層６２,６３を備え、ＨＡＭＲヘッド１０と共に薄膜製造工程を通じて一括的に製造されうる。
記録媒体９０は、通常的にベース９１と、ベース９１上に積層される軟磁性体層９２と、軟磁性体層９２上に積層され、強磁性体からなる記録層９３とから形成される。矢印Ｂは、磁気記録ヘッド１０に対する記録媒体９０の相対的な移動方向を表す。
【００１２】
ＮＦＥ装置２０は、スライダー８０の一側面８０ａに設けられる光源７０と、前記一側面８０ａに設けられる薄膜型の導波路２１及びＮＦＥポール３０とを備える。
前記光源７０は、導波路２１を通じてＮＦＥポール３０に光を照射する。光源７０では、後述するように、表面プラズモンの励起に効果的なレーザダイオードが採用されうる。符号７１は、光源７０が装着されるサブマウントを表す。このように、本発明の光源７０をスライダー８０に設置することによって、ＮＦＥポール３０まで光を伝送する構造を簡単にでき、振動や衝撃が発生しても常に一定の光カップリング効率が維持されうる。
【００１３】
前記導波路２１は、前記光源７０から放出された光をＮＦＥポール３０にガイドする。導波路２１は、基板１１上に記録部５０と共に薄膜工程を通じて形成されるものであって、平板型の導波構造を有する。導波路２１は、前記スライダー８０の前記光源７０が設けられた一側面８０ａにその側部がＡＢＳ８１側に置かれるように配置され、その上部には、記録部５０が配置される。
【００１４】
前記ＮＦＥポール３０は、記録部５０と導波路２１との間に配置される。本実施形態で、前記ＮＦＥポール３０は、サブヨーク５２のＡＢＳ８１側の末端に形成された所定の空間に配置される。前記ＮＦＥポール３０は、その末端が記録ポール５１の末端と共にＡＢＳ８１と同一平面上に置かれるように配置される。
前記ＮＦＥポール３０は、導波路２１を通じて伝送された光を利用して、記録媒体９０に照射される近接場光ＬNFを発生させる。
【００１５】
ＮＦＥ装置２０は、記録ポール５１とＮＦＥポール３０との間に配置されて、ＮＦＥポール３０で発生する熱を遮断する熱伝導防止層３１をさらに備えうる。
このような配置は、薄膜工程で製造される従来の磁気記録ヘッドの製造工程を大きく変えず、薄膜工程を通じて薄膜型の導波路２１及びＮＦＥポール３０の形成を可能にする。本実施形態の変形例として導波路２１及びＮＦＥポール３０が何れも前記サブヨーク５２のＡＢＳ８１側の末端に形成された空間に配置されてもよい。
【００１６】
以下、図３Ａないし図８を参照して、本発明によるＨＡＭＲヘッドでＮＦＥ装置の多様な実施形態を詳細に説明する。
図３Ａは、本発明の一実施形態によるＮＦＥ装置の概略的な斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのIII−III線の断面図である。
ＮＦＥ装置２０は、前述したように、導波路２１、ＮＦＥポール３０及び光源７０を備える。
【００１７】
前記導波路２１は、基板（図２の符号１１）上に順次に積層されたクラッド層２２と、コア層２３と、カバー層２４とを備える。この導波路２１は、全反射原理を利用して光を伝送するので、クラッド層２２及びカバー層２４は、それぞれその屈折率がコア層２３の屈折率より小さくなければならない。このためにクラッド層２２及びカバー層２４は、例えば、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３のうち何れか一つの材質で構成され、コア層２３は、例えば、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ３、ＧａＰ、Ｓｉのうち何れか一つの材質で構成されうる。コア層２３の材質としてＧａＰやＳｉを使用する場合、光源７０は、この材質で吸収率の高い可視光よりは近赤外線光を放出する光源であることが望ましい。
【００１８】
また、ＮＦＥ装置２０は、光源７０から放出された光を導波路２１にカップリングさせる入力カップラー２６をさらに備えることが望ましい。入力カップラー２６は、導波路２１の前記光源に隣接した方向に配置される。入力カップラー２６として前記導波路の一面に形成された複数の溝２６ａからなる格子カップラーが採用されうる。前記溝２６ａは、光源７０から放出された光をコア層２３に回折させるためにＡＢＳ８１に垂直方向に長く形成されることが望ましい。このような入力カップラー２６は、コア層２３とカバー層２４との界面に形成される。カップリング方法によっては、入力カップラー２６がクラッド層２２とコア層２３との界面に形成されてもよい。
【００１９】
さらに、入力カップラー２６として格子カップラー以外の多様なカップラーが採用されうる。例えば、プリズムカップラーが採用されうる。なお、本実施形態とは異なり、入力カップラー２６なしに光源７０は、導波路２１のコア層２３に直接接触して直接カップリングされてもよい。
【００２０】
符号７５は、光源７０から放出された光を入力カップラー２６側に反射させる光路変換器を表す。本実施形態のように、導波路２１に光源７０が平行に配置される場合、光路変換器７５は、光源７０から放出された光の経路を変換して光を導波路２１に傾いて入射させる。図面には、光路変換器７５としてミラーが示されているが、これに限定されるものではない。例えば、光路変換器７５の変形例として、全反射プリズムが採用されうる。さらに、図４に示したように、光源７０’を傾いて設置して光路変換器なしに入力カップラー２６に前記光源７０’から放出される光がカップリングされてもよい。この場合、光源７０’が設置される設置面が傾いたサブマウント７１’が採用される。
また、ＮＦＥ装置２０は、導波路２１から伝送された光をＮＦＥポール３０にカップリングさせる出力カップラー２７,２８をさらに備えることが望ましい。出力カップラーは、導波路２１のＮＦＥポール３０に隣接した側に設けられる。前記出力カップラーは、前記導波路内で伝送される光を前記導波路の外側に放出する第１出力カップラー２７と、前記１出力カップラー２７から放出された光を集光してＮＦＥポール３０に照射する第２出力カップラー２８とを備える。
【００２１】
図３Ａ、図３Ｂ及び図４は、前記出力カップラー２７,２８の実施形態であって、格子カップラーを例として表した。
前記第１出力カップラー２７は、ＮＦＥポール３０に隣接したコア層２３とカバー層２４との界面に形成される。このとき、前記第１出力カップラー２７を構成する溝２７ａは、コア層２３内で伝送される光をＮＦＥポール３０側に放出させるために、ＡＢＳ８１に垂直方向に長く形成されることが望ましい。
【００２２】
第２出力カップラー２８は、ＮＦＥポール３０に対面するカバー層２４の表面に形成される。このとき、前記第２出力カップラー２８の格子を構成する溝２８ａは、ＮＦＥポール３０に所定角度で入射させるために、ＡＢＳ８１に平行な方向に長く形成されることが望ましい。前記格子の間隔を調節することによって回折される程度を変化させて、ＮＦＥポール３０に入射される光の入射角を調節できる。さらに、出力カップラー２７,２８の格子間隔を順次に増やすかまたは減らすなど、回折パターンを変化させて、出力カップラー２７,２８を通過した光を集束させうる。
【００２３】
第１出力カップラー２７として、格子カップラー以外にも図５及び図６にそれぞれ示されたテーパカップラー、プリズムカップラーなどが採用されうる。
図５は、第１出力カップラーとしてテーパカップラーが採用された実施形態を示す図面である。図面を参照すれば、第１出力カップラー２７’は、コア層２３のＮＦＥポール３０に対面した面の裏面の一部２３ａが傾いて前記コア層２３の厚さが徐々に減少するテーパカップラーである。この場合、コア層２３で全反射しつつ伝播される光は、第１出力カップラー２７’を通りつつ、前記カバー層２４を透過して第２出力カップラー２８側に向かう。すなわち、前記第１出力カップラー２７’を過ぎる光がコア層２３の傾斜面２３ａで反射されつつ、反射されてカバー層２４側に入射される光の入射角が小さくなる。これにより、前記カバー層２４に全反射の境界となる臨界角以下で入射される光は全反射できず、コア層２３でカバー層２４側に透過する。
【００２４】
図６は、第１出力カップラーとしてプリズムカップラーが採用された実施形態を示す。図面を参照すれば、第１出力カップラー２７’’は、コア層２３のＮＦＥポール３０に対面した面側に形成されたプリズムカップラーである。
前記第１出力カップラー２７’’は、コア層２３との界面で全反射が起こらないようにカバー層２４の屈折率より大きくなければならない。例えば、コア層２３の屈折率は、カバー層２４の屈折率より大きいので、第１出力カップラー２７’’は、コア層２３の材質と同じ材質で形成されうる。
【００２５】
前記第１出力カップラー２７’’の前記ＮＦＥポール３０と対面する面は、コア層２３に対して傾いているので、前記第１出力カップラー２７’’側に進められた光は、コア層２４に全反射が起こる臨界角より小さい角度で入射されうる。これにより、コア層２３で全反射しつつ伝播される光は、第１出力カップラー２７’’側から前記カバー層２４を透過して第２出力カップラー２８側に向かう。
【００２６】
また、前述した実施形態とは異なり、出力カップラー２７,２８のない変形例も可能である。例えば、導波路２１のＡＢＳ８１側の末端に接してＮＦＥポールが設けられた場合、コア層２３にＮＦＥポールが直接接触して直接カップリングされてもよい。
【００２７】
図７は、本発明のＮＦＥポールの一実施形態を概略的に示す。
ＮＦＥポール３０は、導波路２１を通じて照射された光によって表面プラズモン（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ：ＳＰ）が発生する金属薄膜層３３を備える。このような金属薄膜層３３は、導電性の良好なＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌのうちから選択された何れか一つの金属材質で構成されうる。金属薄膜層３３は、表面ＳＰの励起が容易に発生するように表皮厚ないしそれより薄い厚さとなることが望ましい。このような金属薄膜構造のＮＦＥポール３０は、アパーチュアなしに近接場光ＬNFを放出でき、薄膜製造工程を通じて容易に製造されうる。
【００２８】
前記金属薄膜層３３に電磁気波が照射されれば、この電場によって金属薄膜層３３の表面に存在している自由電子ガスが縦方向に振動しつつ、境界面に沿って進む。このような表面電荷の振動を表面プラズマ振動といい、この振動を量子化したものをＳＰという。
ＮＦＥポール３０は、入射される光とのＳＰカップリング効率を高めるために、前記金属薄膜層３３の光が照射される面の裏面を覆う第１誘電体層３２と前記金属薄膜層３３の光が照射される面を覆う第２誘電体層３４とをさらに備えることが望ましい。３１は、熱伝導防止層であり、ＮＦＥポール３０に光が照射されるにつれて発生する熱を遮断して記録ポール５１の磁性に悪影響を及ぼすことを防止する。
【００２９】
ＳＰが効果的に励起されるためには、入射される光Ｌの入射境界面に水平の波数ベクトルの成分を、ＳＰの波数ベクトルのサイズと一致させることが望ましい。下記の数式は、このようなＳＰの励起条件を表す。
【００３０】
【数１】
【００３１】
ここで、θｓｐは、共鳴角度であって、ＮＦＥポール３０に照射されるＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モード光の入射角を表す。そして、ｎ２は、前記第２誘電体層の屈折率であり、ε１は、前記第１誘電体層の誘電率であり、Ｒｅ（εｍ）は、前記金属薄膜層の誘電率の実数部である。
前述する励起条件を満足させるために、第２出力カップラー２８は、その格子間隔を調節して入射される光Ｌを角度θｓｐでＮＦＥポール３０に入射させることが望ましい。
【００３２】
図８は、ＮＦＥポールに傾いて光を入射させる他の実施形態を示す。図面を参照すれば、第２出力カップラー２８で入射角を調節する代わりに、ＮＦＥポール３０’を記録ポール５１に対して斜めに傾けることによって、ＮＦＥポール３０’に照射される光の入射角を調節して共鳴角度θｓｐで入射させる。本実施形態では、熱伝導防止層３１’を斜めに形成させ、その上にＮＦＥポール３０’を形成させた。前記ＮＦＥポール３０’の端部は、ＡＢＳ８１と同一平面上に置く。
【００３３】
また、図３Ａ及び図３Ｂを参照してＮＦＥポールにＴＭモードの偏光が照射される導波構造について説明する。
表面プラズモンの励起が効率的に発生するためには、ＮＦＥポール３０に照射される光がＴＭモード、すなわち平行偏波であることが望ましい。
このために、光源７０は、光路変換器７５に入射される光の主な偏波成分が垂直偏波となるように設置される。光源７０としてレーザダイオードが採用された場合、光源７０を図示したように導波路２１に平行な方向に設置することによって、垂直偏波された光が導波路２１に垂直偏波されるように入射されうる。
【００３４】
入射された垂直偏波された光Ｌは、導波路２１内でＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）モードの光Ｌとして第２出力カップラー２８まで伝播される。すなわち、導波路２１内の光Ｌは、電場の方向ＳがＡＢＳ８１に垂直した状態で伝送される。
前記偏波された光Ｌは、第２出力カップラー２８で再び屈折（図３Ｂから見た時には、紙面（＞ＡＢＳ８１方向）方向に屈折）されるので、ＴＭモードでＮＦＥポール３０に照射されうる。すなわち、前記ＮＦＥポール３０に入射される光の電場を入射平面に置くことができる。ここで、入射平面は、ＮＦＥポール３０の光が照射される面の法線と入射光の進行方向を指すベクトルとが置かれる平面と定義される。図７において、紙面が入射平面に該当する。
【００３５】
このように、本発明のＮＦＥ装置は、ＴＭモードの光がＮＦＥポール３０に照射される導波構造を有して、表面プラズモンが効率的に励起されうる。
励起された表面プラズモンは、ＮＦＥポール３０のＡＢＳ８１側の末端３０ａ側に伝播される。ＮＦＥポール３０に照射されて表面プラズモンの励起に寄与する電場成分は、その方向がＡＢＳ８１に垂直な方向であるので、表面プラズモンは、前記末端３０ａ側にさらに効率的に伝播される。
【００３６】
ＮＦＥポール３０は、ＡＢＳ８１に近いほどその幅が狭いことが望ましい。このような場合、ＮＦＥポール３０の面積が縮小しつつ表面プラズモンＳＰの速度が低下し、その末端３０ａでその強度が強化する局所化された表面プラズモンが励起されることによって、近接場光（図２のＬＮＦ）が放出される。このように放出された近接場光ＬNFは、回折限界以下のビームサイズを有しうるので、記録媒体（図２の符号９０）に磁気情報を記録するとき、記録ビットの間隔を減らして記録情報の密度を上昇させうる。
【００３７】
ＮＦＥポール３０の末端３０ａの幅Ｗは、記録媒体９０のトラックピッチより小さいかまたは同じであることが望ましい。すなわち、前記末端３０ａの幅Ｗは、記録ポール（図２の５１）の幅より小さいかまたは同じであることが望ましい。これは、記録された情報が熱的な影響によって劣化しないように磁気記録されるトラック以外の領域で近接場光ＬNFが照射されることを防止するためである。
【００３８】
再び、図２を参照すれば、ＮＦＥポール３０から照射される近接場光ＬNFは、記録層９３を局所的に加熱して保磁力を落とす。記録媒体９０がＢ方向に移動するにつれて、局所的に加熱された領域は、直ちに記録ポール５１の端部側に移動し、記録ポール５１の端部で発生する漏れ磁束によって磁化される。漏れ磁束は、誘導コイル５５によって誘導された磁束で磁場の方向を変換させることによって記録層の磁化ベクトルを順次に変えて情報を記録する。誘導された磁束は、記録ポール５１から出て軟磁性体層９２を過ぎ、リターンポール５３及びヨーク５４を過ぎる閉ループをなす。ＮＦＥポール３０で発生する近接場光ＬNFは、距離によって急激に消滅するので、ＡＢＳ８１と記録媒体９０との間の距離は、数ｎｍないし数十ｎｍほどに維持されることが望ましい。
【００３９】
前述された導波路をはじめとするＮＦＥ装置は、ＨＡＭＲヘッドの他の部品と共に薄膜工程を通じて製造されうるので、その製作が容易であり、ＮＦＥ装置を構成する光学系部品の小型、軽量、薄型化が可能である。
【００４０】
前述された実施形態では、基板上にＮＦＥ装置と記録部とが順次に積層されているが、積層される順序が変わることもある。但し、この場合にも記録ポールによって磁気記録される前に、ＮＦＥ装置によって加熱されるようにスライダーに付着される。また、本発明のＨＡＭＲヘッドは、垂直磁気記録方式や水平磁気記録方式に限定されない。
【００４１】
このような本願発明のＨＡＭＲヘッドは、理解を助けるために図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、磁気情報記録関連の技術分野に好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のＨＡＭＲヘッドの概略的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態によるＨＡＭＲヘッドの概略的な断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるＮＦＥ装置の概略的な斜視図である。
【図３Ｂ】図３ＡのIII−III線の断面図である。
【図４】本発明の光源配置の他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図５】本発明の第２出力カップラーの他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図６】本発明の第２出力カップラーのさらに他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明のＮＦＥポールの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図８】本発明のＮＦＥポールの他の実施形態を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ ＨＡＭＲヘッド
１１ 基板
２０ ＨＦＥ装置
２１ 導波路
２２ クラッド層
２３ コア層
２４ カバー層
３０ ＮＦＥポール
３１ 熱伝導防止層
５０ 記録部
５１ 記録ポール
５２ サブヨーク
５３ リターンポール
５４ ヨーク
５５ 誘導コイル
５９ 遮蔽層
６０ 再生部
６１ 再生素子
６２,６３ 絶縁層
７０ 光源
７１ サブマウント
８０ スライダー
８０ａ 一側面
８１ 空気軸受面
９０ 記録媒体
９１ ベース
９２ 軟磁性体層
９３ 記録層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体と対面する空気軸受面を有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低め、磁場を印加することによって記録する熱補助磁気記録ヘッドにおいて、
磁気記録をする記録部と、
前記記録媒体に局所的に近接場光を照射する近接場光発生装置と、を備え、
前記近接場光発生装置は、
前記スライダーの一側面に設けられる光源と、
前記光源が設けられた前記スライダーの一側面に設けられ、その側部が前記空気軸受の面側に置かれ、その上部に前記記録部が配置される導波路と、
前記記録部と前記導波路との間に配置され、前記導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させる近接場光発生ポールと、を備えることを特徴とする熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記近接場光発生装置は、前記導波路の前記光源に隣接した側に設けられ、前記光源から放出された光を前記導波路にカップリングさせる入力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記入力カップラーは、前記導波路の一面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記近接場光発生装置は、前記光源と前記入力カップラーとの間に配置される光路変換器をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記光源は、前記導波路に対して傾いて設置されて、前記光源から放出された光が前記入力カップラーに直接入射されることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記近接場光発生装置は、前記導波路の前記近接場光発生ポールに隣接した側に設けられ、前記導波路に伝送された光を前記近接場光発生ポールにカップリングさせる出力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記出力カップラーは、前記導波路内で伝送される光を前記導波路の外側に放出する第１出力カップラーを備えることを特徴とする請求項６に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記第１出力カップラーは、前記導波路の前記近接場光発生ポールに対面する面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記導波路は、前記基板上に形成されるクラッド層と、前記クラッド層上に形成され、光を伝送するコア層と、前記コア層上に形成されるカバー層と、を備え、
前記第１出力カップラーは、前記コア層の前記近接場光発生ポールに対面する面の裏面の一部が傾いて前記コア層の厚さが徐々に減少するテーパカップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記導波路は、前記基板上に形成されるクラッド層と、前記クラッド層上に形成され、光を伝送するコア層と、前記コア層上に形成されるカバー層と、を備え、
前記第１出力カップラーは、前記コア層の前記近接場光発生ポールに対面する面側の一部が突出して形成されたプリズムカップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
前記出力カップラーは、前記第１出力カップラーから放出された光を集光して前記近接場光発生ポールに照射する第２出力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
前記第２出力カップラーは、前記導波路の前記近接場光発生ポールに対面する面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項１１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１３】
前記第２出力カップラーの格子は、前記第１出力カップラーから放出された光が前記近接場光発生ポールに傾いて照射されるように、前記空気軸受面と平行した方向に長く形成されることを特徴とする請求項１２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１４】
前記近接場光発生ポールは、導波路を通じて照射された光によって表面プラズモンが励起されて、その末端で近接場光が発生する金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
前記近接場光発生ポールは、前記金属薄膜層を覆う誘電体層をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
前記近接場光発生ポールは、前記空気軸受面に近くなるほどその幅が狭くなることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
前記近接場光発生ポールの末端は、前記空気軸受面と同一平面上に置かれ、その末端の幅は、前記記録媒体のトラックピッチより小さいか、または同じであることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１８】
前記記録ポールと前記近接場光発生ポールとの間には、熱伝導防止層がさらに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１９】
前記近接場光発生ポールは、前記記録ポールに対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１】
記録媒体と対面する空気軸受面を有するスライダーに装着されて、記録媒体に局所的に光を照射して保磁力を低め、磁場を印加することによって記録する熱補助磁気記録ヘッドにおいて、
磁気記録をする記録部と、
前記記録媒体に局所的に近接場光を照射する近接場光発生装置と、を備え、
前記近接場光発生装置は、
前記スライダーの一側面に設けられる光源と、
前記光源が設けられた前記スライダーの一側面に設けられ、その側部が前記空気軸受の面側に置かれ、その上部に前記記録部が配置される導波路と、
前記記録部と前記導波路との間に配置され、前記導波路を通じて伝送された光を利用して記録媒体に照射される近接場光を発生させる近接場光発生ポールと、を備えることを特徴とする熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記近接場光発生装置は、前記導波路の前記光源に隣接した側に設けられ、前記光源から放出された光を前記導波路にカップリングさせる入力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記入力カップラーは、前記導波路の一面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記近接場光発生装置は、前記光源と前記入力カップラーとの間に配置される光路変換器をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記光源は、前記導波路に対して傾いて設置されて、前記光源から放出された光が前記入力カップラーに直接入射されることを特徴とする請求項２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記近接場光発生装置は、前記導波路の前記近接場光発生ポールに隣接した側に設けられ、前記導波路に伝送された光を前記近接場光発生ポールにカップリングさせる出力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記出力カップラーは、前記導波路内で伝送される光を前記導波路の外側に放出する第１出力カップラーを備えることを特徴とする請求項６に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記第１出力カップラーは、前記導波路の前記近接場光発生ポールに対面する面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記導波路は、前記基板上に形成されるクラッド層と、前記クラッド層上に形成され、光を伝送するコア層と、前記コア層上に形成されるカバー層と、を備え、
前記第１出力カップラーは、前記コア層の前記近接場光発生ポールに対面する面の裏面の一部が傾いて前記コア層の厚さが徐々に減少するテーパカップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記導波路は、前記基板上に形成されるクラッド層と、前記クラッド層上に形成され、光を伝送するコア層と、前記コア層上に形成されるカバー層と、を備え、
前記第１出力カップラーは、前記コア層の前記近接場光発生ポールに対面する面側の一部が突出して形成されたプリズムカップラーであることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
前記出力カップラーは、前記第１出力カップラーから放出された光を集光して前記近接場光発生ポールに照射する第２出力カップラーをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
前記第２出力カップラーは、前記導波路の前記近接場光発生ポールに対面する面に形成された複数の溝からなる格子カップラーであることを特徴とする請求項１１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１３】
前記第２出力カップラーの格子は、前記第１出力カップラーから放出された光が前記近接場光発生ポールに傾いて照射されるように、前記空気軸受面と平行した方向に長く形成されることを特徴とする請求項１２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１４】
前記近接場光発生ポールは、導波路を通じて照射された光によって表面プラズモンが励起されて、その末端で近接場光が発生する金属薄膜層を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
前記近接場光発生ポールは、前記金属薄膜層を覆う誘電体層をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
前記近接場光発生ポールは、前記空気軸受面に近くなるほどその幅が狭くなることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
前記近接場光発生ポールの末端は、前記空気軸受面と同一平面上に置かれ、その末端の幅は、前記記録媒体のトラックピッチより小さいか、または同じであることを特徴とする請求項１４に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１８】
前記記録ポールと前記近接場光発生ポールとの間には、熱伝導防止層がさらに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１９】
前記近接場光発生ポールは、前記記録ポールに対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図７】
【図８】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図７】
【図８】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１８８６２２（Ｐ２００７−１８８６２２Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２４７９０（Ｐ２００６−３２４７９０）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]