近接場光発生素子、記録ヘッドおよび記録装置
【課題】微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を提供する。
【解決手段】入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子１０は、金属材料からなる金属体１１と、誘電材料からなる誘電体１２とを含み、金属体１１は、誘電体１２を狭んで配されている第１の界面１６と第２の界面１８とを含み、第１の界面１６と、第２の界面１８は、それぞれ屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８により屈曲されており、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称になっている。
【解決手段】入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子１０は、金属材料からなる金属体１１と、誘電材料からなる誘電体１２とを含み、金属体１１は、誘電体１２を狭んで配されている第１の界面１６と第２の界面１８とを含み、第１の界面１６と、第２の界面１８は、それぞれ屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８により屈曲されており、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生素子、記録ヘッドおよび記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝播光を近接場光に変換する近接場光発生素子が精力的に開発されており、光回路、記録ヘッドおよび記録装置への応用が盛んに提案されている。光記録においては、高密度化のために光スポットの微小化が進み、近接場光を用いることが提案されている。このとき、高Ｓ/Ｎのために強い近接場光の強度が求められるが、このために、特に表面プ
ラズモンポラリトン技術を用いて、伝播光を近接場光に変換する近接場光発生素子が用いられる。
【０００３】
また、光アシスト磁気記録においては、磁気ポールや再生素子との相対位置なども考慮する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている光アシスト磁気記録用ヘッドでは、半導体レーザの出力端に開口を有する金属膜を形成することで、金属膜で表面プラズモンポラリトン増強を用いて近接場光を発生させている。図１８は、特許文献１に記載の金属膜の構成を表す図である。図１８に示すように、金属膜９５に、十字状の開口９６が設けられている。このとき、十字状開口を形成することにより現れる、偏光方向に対になっている頂点同士に、近接場光が発生する。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている光アシスト磁気記録用ヘッドでは、磁界発生用コイルの内側に、近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体が配置されている。そして、コイルの内側の幅は前記コイルに入射する光の波長以下であり、コイルの外径は前記コイルに入射する光のスポット径より大きい。このヘッドのコイルと散乱体の一例として、図１９に示す構成が開示されている。
【０００６】
図１９は、特許文献２に記載のヘッドのコイルと散乱体の構成を表す図である。図１９に示すように、三角形の形状をした金属の散乱体９２が２つ、磁気発生用コイル９３に接するように配置されている。
【０００７】
ここで、図１９の矢印の向きの偏光方向を持った入射光が、散乱体９２に照射されることにより、散乱体９２で近接場光が発生する。一方、磁界発生用コイル９３に電流を流すことにより、磁界発生用コイル９３の中心部分に磁界が発生するため、散乱体９２を磁界発生用コイル９３の中心に形成しておくことで、磁界と近接場光を同じ位置に発生させることができる。
【０００８】
一方で、非特許文献１より、Ｖ字型近接場光発生素子にＶ字の幅方向の偏光を入射した場合、発生した表面プラズモンポラリトンがＶ字先端に集中することが知られている。これについて、図２０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【０００９】
図２０（ａ）は、非特許文献１に記載の近接場光発生素子の構成を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の近接場光発生素子のＸＹ平面に平行な方向の断面図を表し、（ｃ）は（ａ）の近接場光発生素子のＹＺ平面の断面図を表し表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）の表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を説明する図である。
【００１０】
図２０（ａ）に示すように、ＸＹＺ軸をとる。近接場光発生素子１００は、金属体１０１と、誘電体１０２とからなっている。金属体１０１には、ＸＹ平面に平行な方向の断面がＶ字形状となる溝が設けられており、その溝に誘電体１０２が設けられている。
【００１１】
図２０（ｂ）に示すように、金属体１０１に設けられた溝のＸ軸方向の幅（すなわち誘電体１０２の幅）は、Ｙ軸＋方向から−方向に向けて狭くなっていく。この近接場光発生素子１００に、Ｘ軸方向の偏光を照射した場合に励起される表面プラズモンポラリトンにとっては、Ｘ軸方向の溝の幅が狭いほど、実効屈折率が大きくなる。このときの、金属体１０１の溝内を伝播する表面プラズモンポラリトンの伝播の軌跡は、図２０（ｃ）に示す矢印Ａのようになる。つまり、金属体１０１の溝内を伝播する表面プラズモンポラリトンは、溝の先端部分へと伝播方向を変化させる。
【００１２】
ここで、入射光が屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に向かって入射されると、スネルの法則により、図２０（ｄ）に示すようにθ４＜θ３となる。近接場光発生素子１００のようなＶ字型近接場光発生素子の溝は、屈折率が徐々に変化する層の集まりと考えることができるので、金属体１０１の溝を伝播する表面プラズモンポラリトンは、溝のＶ字先端に集まることになる。
【００１３】
また、図２０（ｄ）の破線で示すように、通常、屈折率の異なる媒質の界面では、光（表面プラズモンポラリトン）は反射される。しかし、屈折率差が非常に小さければ、反射率も小さくなる。つまり、溝のＶ字の開き角を小さくすることで、実効屈折率の変化率を小さくすることができる。このため、Ｖ字型の近接場光発生素子１００で反射を少なくし、表面プラズモンポラリトンをＺ軸（溝の先端）に集めることができる。
【００１４】
また、非特許文献２および３により、２つの金属三角柱を向かい合わせた際、頂点を伝播する表面プラズモンポラリトンの結合モードが存在することが知られている。
【００１５】
図２１は、非特許文献２に記載の近接場光発生素子の構成を表す斜視図である。図２１に示すように、近接場光発生素子２００は、金属材料からなる金属三角柱２００ａと、金属三角柱２００ｂとを備えている。金属三角柱２００ａと、金属三角柱２００ｂとは、それぞれの頂角同士が離間して、対向して配置されている。このような金属三角柱２００ａの頂角と、金属三角柱２００ｂの頂角との延設方向（図２１のＸ軸方向）に、表面プラズモンポラリトンが伝播していく。
【００１６】
非特許文献１で説明されている現象と、非特許文献２および３で説明されている現象のいずれが起こるかは、Ｖ字型近接場光発生素子（または金属三角柱）の頂角や、屈曲部に対しての表面プラズモンポラリトンの入射方向、屈曲部およびその周辺での界面間距離などに依存している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−３５１０９１号公報（２００６年１２月２８日公開）
【特許文献２】特許第４０８１４８０号（２００８年２月１５日登録）
【特許文献３】特開２００９−１６３８０６号公報（２００９年７月２３日公開）
【特許文献４】特開２００５−４９０１号公報（２００５年１月６日公開）
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】“Adiabatic nanofocusingof plasmons by sharp metallic grooves: Geometrical optics approach” D.K.Gramotnev, J.App.Phys. 98, 104302(2005)
【非特許文献２】“Numerical analysis of coupled wedge plasmons in a structure of two metal wedges separated by a gap” D. F. Pile et al., J.App.Phys. 100, 013101 (2006)
【非特許文献３】”New Plasmon Waveguides Composed of Twin Metal Wedges with a Nano Gap” Masanobu Haraguchi et al., Optical Review 13, 228(2006)
【非特許文献４】”Japanese Journal of Applied Physics”vol. 43, No.11A, 2004, pp.7483-7488
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１、２の方法では、頂点で強い近接場光を発生させているため、頂点がなまるという経時変化を起こす。よって、近接場光の強度が経時変化を起こすという問題があった。
【００２０】
さらに、非特許文献２、３に開示された近接場光発生素子でも、金属三角柱の頂点に表面プラズモンポラリトンの強度が集中するため、頂点が溶けて、得られる近接場光の経時変化が起きる。すなわち、金属三角柱の頂点を伝播する表面プラズモンポラリトン、および最終的に得られる近接場光の強度が経時変化を起こすという問題があった。
【００２１】
また、図２０を用いて説明した非特許文献１に開示された構成では、十分な近接場光の強度を得るには、近接場光が発生するＶ字型の先端部分を鋭く尖ったＶ字型に加工する必要があり、近接場光発生素子の加工が困難である。十分な強度の近接場光を得ることができない。
【００２２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子、記録ヘッドおよび記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明の近接場光発生素子は、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、上記近接場光発生素子は、金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によると、上記金属体には、上記誘電体を挟んで、第１及び第２の界面が配されているので、金属体に対する入射光を、上記第１及び第２の界面で、表面プラズモンポラリトンに変換することができる。
【００２５】
また、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっている。
【００２６】
これにより、第１の界面及び第２の界面を伝播する表面プラズモンポラリトンを、実効屈折率が最も大きい屈曲部近辺に集中させることができる。
【００２７】
すなわち、上記構成によると、第１及び第２の界面の入射面側で励起された表面プラズモンポラリトンの伝播方向を変え、第１及び第２の界面の出射面側で屈曲部の近辺に集中させることができる。このように、屈曲部の近辺に集中された表面プラズモンポラリトンは、微小なサイズで、かつ強い強度の表面プラズモンポラリトンとなる。
【００２８】
このため、近接場光発生素子の出射面から、微小なスポットサイズで、かつ強い強度の近接場光を出射することができる。
【００２９】
このように、上記構成によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【００３０】
さらに、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっている。
【００３１】
このため、第１及び第２の界面を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部からずれた位置に集中させることができる。これにより、最も界面間距離が近い上記屈曲部の、熱による形状の経時変化を小さくすることができる。すなわち、発生する近接場光強度の経時変化を小さくすることができる。
【００３２】
さらに、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となるように、上記屈曲部が配されている。このため、例えば、Ｖ字形状の溝の先端に表面プラズモンポラリトンを集中させるような構成と比べて、表面プラズモンポラリトンを集中させるための構成としての上記屈曲部を設けるための加工がし易い。
【００３３】
このように、上記構成によると、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を得ることができる。
【００３４】
また、上記第１及び上記第２の界面のうち、上記屈曲部を境として、それぞれが対向する領域を、それぞれ第１及び第２の領域とし、上記第１の領域の上記第１及び上記第２の界面の延長線がなす角を第１の頂角とし、上記第２の領域の上記第１及び第２の界面の延長線がなす角を第２の頂角としたとき、上記第１の頂角及び上記第２の頂角は、何れも０度より大きく１８０度未満であることが好ましい。
【００３５】
上記構成によると、第１及び第２の界面のうち、界面間距離が入射光の波長以上となるとことで、入射光により表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分を小さく、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【００３６】
また、上記第１の頂角と、上記第２の頂角とのうち、少なくとも一方は、０度より大きく９０度以下であることが好ましい。
【００３７】
上記構成によると、第１及び第２の界面のうち、表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分をさらに小さくすることができ、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【００３８】
上記第２の頂角は、上記第１の頂角より小さいことが好ましい。上記構成により、第２の領域に強度中心が位置するように、上記近接場光発生素子に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、上記構成によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００３９】
また、上記第１及び第２の界面のうち、上記第２の領域に含まれる端部間は接続されていることが好ましい。
【００４０】
上記構成により、上記第１及び第２の界面のうち、上記屈曲部から、接続されている端部までの距離を調整することにより、近接場光を発生する位置を調整することができる。また、金属体に電流を流すことにより、磁界を発生することができる。
【００４１】
また、上記第２の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離は、上記第１の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離より小さいことが好ましい。
【００４２】
上記構成により、第２の領域に強度中心が位置するように、上記近接場光発生素子に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、上記構成によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００４３】
また、上記屈曲部は、上記第１の界面と、上記第２の界面との両方に配されており、上記第１の界面と、上記第２の界面とは、対称な形状となっていることが好ましい。
【００４４】
上記構成により、第１の界面と、第２の界面との間に作用する表面プラズモンポラリトンの電界成分が常に、一定方向となる。このため、上記第１及び第２の界面のそれぞれを伝播する表面プラズモンポラリトンのロスが小さくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００４５】
また、上記近接場光発生素子に対して入射させる光は直線偏光であり、上記直線偏光の偏光方向は、上記第１及び第２の界面のうち、上記屈曲部を境としたいずれかの領域で、上記第１及び第２の界面に対して垂直な断面における、上記第１及び第２の界面からの距離が等しい点を結ぶ直線に対して垂直な方向の偏光方向を少なくとも含むことが好ましい。
【００４６】
上記構成により、第１及び第２の界面を伝播させる表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００４７】
また、上記第１の界面と第２の界面とが対向する領域には、上記誘電体のみが配されており、当該誘電体は、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなることが好ましい。
【００４８】
上記構成により、第１の界面と、第２の界面とが対向する領域には、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料だけが存在することになる。このように、第１の界面及び第２の界面の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面及び第２の界面の間に入射させた光を効率よく、近接場光へと変換することができる。
【００４９】
本発明の記録ヘッドは、上記近接場光発生素子と、上記近接場光発生素子に対して、直線偏光の光を入射させるための光源とを備えていることが好ましい。
【００５０】
上記構成によると、光源から出射される直線偏光を上記近接場光発生素子の入射光として、上記近接場光発生素子の上記第１及び第２の界面で表面プラズモンポラリトンを伝播させ、上記近接場光発生素子から、強い強度の近接場光を得ることができる。
【００５１】
このため、例えば、上記近接場光を媒体に対して照射することで、Ｓ／Ｎ比が高いマークを記録することができる記録ヘッドを構成することができる。
【００５２】
また、上記光源は、上記屈曲部を含んで、上記近接場光発生素子に対して直線偏光の光を入射させることが好ましい。
【００５３】
上記構成によると、第１及び第２の界面を伝播する表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００５４】
また、上記光源と、上記近接場光発生素子とは一体化して形成されていることが好ましい。
【００５５】
上記構成により、記録ヘッドを小型化することができると共に、余計な光学系が必要なく、光軸のズレなどの経時変化が起こり難い。また、記録ヘッドを製造するためのコストを抑えることができる。
【００５６】
また、上記近接場光発生素子に含まれている上記金属体に電流を流すことにより、上記界面間距離が最小となる上記屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に磁界を発生させる磁界発生部を備えていることが好ましい。
【００５７】
上記構成により、上記界面間距離が最小となる屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁界を発生させることができる。このため、上記近接場光発生素子の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【００５８】
また、上記近接場光発生素子により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるので、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
【００５９】
また、上記記録ヘッドは、さらに、磁界を発生させる磁気ポールを備えていることが好ましい。
【００６０】
上記近接場光発生素子により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるため、さらに磁気ポールを備えることで、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると、高密度な磁気記録を行うことが可能な記録ヘッドを実現することができる。
【００６１】
また、上記記録ヘッドは、さらに、上記金属体と隣接する磁気ポールを備え、上記磁気ポールは、電流を流すためのコイルと、上記金属体との隣接面に絶縁層とを備え、上記コイルの電流が、上記金属体に流れており、上記コイルを流れる電流の向きと、上記金属体に流れる電流の向きとが、近接場が照射される被照射物から見て逆向きであることが好ましい。
【００６２】
上記構成により、磁気ポールを、上記金属体で発生する磁界に対するリターンヨークとして機能させることができる。すなわち、上記金属体に電流を流すことにより発生する磁界が、被照射物を通って、磁気ポールへ戻ってくる磁界の経路ができるため、発生する磁界の領域が広がらず、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズを小さくすることができる。さらに、上記金属体で発生する磁界により、磁気ポールから発生する磁界を増強することもできる。
【００６３】
また、本発明の記録装置は、上記記録ヘッドを備えていることが好ましい。
【００６４】
上記構成によると、上記記録装置に装填された媒体に対して、Ｓ/Ｎの高いマークを記
録できる記録装置、または小型で経時変化が小さく低コストの記録装置、または高密度な光アシスト磁気記録が可能である記録装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明の近接場光発生素子は、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称になっている。
【００６６】
これにより、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の近接場光発生素子の斜視図である。
【図２】本発明の近接場光発生素子の断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【図４】本発明の近接場光発生素子の断面図である。
【図５】本発明の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図６】本発明の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図７】比較例の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図８】本発明の近接場光発生素子、比較例の近接場光発生素子の出射面におけるＹ方向の強度分布を示す図である。
【図９】本発明の別の近接場光発生素子の断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第２の変形例の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の変化率の様子を表す図である。
【図１１】（ａ）は比較例の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離の変化率の様子を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【図１２】本発明の別の近接場光発生素子の断面図である。
【図１３】本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１４】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【図１５】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【図１６】本発明の近接場光発生素子に流れる電流及び発生する磁界の様子を説明する図である。
【図１７】本発明の記録ヘッドを用いた記録装置の斜視図である。
【図１８】従来技術の近接場光発生素子の構成を表す平面図である。
【図１９】従来技術の近接場光発生素子の断面図である。
【図２０】（ａ）は、従来の導波路の構成を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の導波路のＸＹ平面に平行な方向の断面図を表し、（ｃ）は（ａ）の導波路のＹＺ平面の断面図を表し表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）の表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を説明する図である。
【図２１】従来の近接場光発生素子の構成を表す斜視図である。
【図２２】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る近接場光発生素子１０について、図１〜１２を参照して説明すると以下の通りである。
【００６９】
（近接場光発生素子の構成）
まず、図１、２を用い、本実施の形態に係る近接場光発生素子１０の構成について説明する。
【００７０】
図１は、本実施形態に係る近接場光発生素子１０の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態に係る近接場光発生素子１０の入射面を示す図である。
【００７１】
近接場光発生素子１０は、金属体材料からなる金属体１１と、誘電体材料からなる誘電体１２とからなる。近接場光発生素子１０の、光が照射される側の面が入射面である。近接場光発生素子１０は、入射面側からの入射光を表面プラズモンポラリトンポラリトンへと変換し、当該変換した表面プラズモンポラリトンを、入射面と逆側の面である出射面から近接場光として外部に出射する。
【００７２】
金属体１１を構成する金属体材料は、金属体１１への入射光の波長にも依るが、表面プラズモンポラリトンを強く励起するものであればよい。具体的には、金属体１１を構成する金属体材料は、金、銀、銅、プラチナ、クロム、アルミニウムのいずれかを主成分とすることが好ましい。
【００７３】
誘電体１２は、光源の波長の光を透過する材料であればよく、空気、酸化珪素、ガラス類、酸化アルミ、酸化チタンなどの酸化物、窒化アルミなどの窒化物でもよい。
【００７４】
金属体１１は、誘電体１２との界面である第１の界面１６及び第２の界面１８を有している。第１の界面１６と、第２の界面１８とは、誘電体１２を挟んで、互いに傾いて、対向して配されている。
【００７５】
第１の界面１６と、第２の界面１８とは、対称軸に対して対称となるように配されている。
【００７６】
そして、第１の界面１６は、屈曲部Ｐ１６を有しており、この屈曲部Ｐ１６によって、互いに屈曲して配されている第１の界面１６ａと、第１の界面１６ｂとを有する。
第２の界面１８は、屈曲部Ｐ１８を有しており、この屈曲部Ｐ１８によって、互いに屈曲して配されている第２の界面１８ａと、第２の界面１８ｂとを有する。
【００７７】
また、第１の界面１６及び第２の界面１８は、互いの界面間距離が異なる一方の端部１６ｃ・端部１８ｃと、他方の端部１６ｄ・端部１８ｄとを有する。
【００７８】
なお、以下の説明では、近接場光発生素子１０は、第１の界面１６及び第２の界面１８の両方に、それぞれ屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が存在しているものとして説明する。しかし、本発明の近接場光発生素子１０では、第１の界面１６及び第２の界面１８の少なくとも一方に屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が存在し、この屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっていればよい。
【００７９】
また、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において界面間距離が最小となっている方向に取ればよい。
【００８０】
ここで、近接場光発生素子１０を、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５の順に隣接して配されている３つの領域に分割して説明する。
【００８１】
第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境として、それぞれが対向する領域が第１の領域１３、及び第２の領域１４である。
【００８２】
第１の領域１３と、第２の領域１４とは、誘電体１２を挟む金属体１１の領域及び金属体１１に挟まれている誘電体１２を含む領域である。第１の領域１３と、第２の領域１４とは、屈曲部Ｐ１６・及び屈曲部Ｐ１８によって区別（区画）される領域である。
【００８３】
また、第３の領域１５は、第１の界面１６の端部１６ｄ及び第２の界面１８の端部１８ｄによって区別（区画）される領域である。
【００８４】
第１の界面１６のうち、第１の界面１６ａ及び端部１６ｃは、第１の領域１３に含まれており、第１の界面１６ｂ及び端部１６ｄは、第２の領域１４に含まれている領域である。
【００８５】
第２の界面１８のうち、第２の界面１８ａ及び端部１８ｃは、第１の領域１３に含まれている領域であり、第２の界面１８ｂ及び端部１８ｄは、第２の領域１４に含まれている。
【００８６】
第３の領域１５は、誘電体１２を含まず、金属体１１の一部領域のみからなる領域である。第３の領域１５によって、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、第２の領域１４に含まれる端部１６ｄ・１８ｄ間は接続されている。
【００８７】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、屈曲部Ｐ１６から接続されている端部１６ｄまでの距離、及び屈曲部Ｐ１８から端部１８ｄまでの距離を調整することにより、近接場光発生素子１０の出射面での近接場光を発生する位置を調整することができる。また、金属体１１に電流を流すことにより、磁界を発生することができる。
【００８８】
さらに、第３の領域１５の金属体１１により、第１の領域１３及び第２の領域１４の金属体１１を接続することで、近接場光発生素子１０の強度を向上することができる。
【００８９】
また、対向する端部１６ｄ・１８ｄ間の界面間距離は、対向する端部１６ｃ・１８ｃ間の界面間距離より小さい。
【００９０】
これにより、第２の領域１４に強度中心が位置するように、近接場光発生素子１０に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、近接場光発生素子１０によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００９１】
また、以降の説明では、図１等に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を取る。すなわち、第１の界面１６及び第２の界面１８において、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっている方向（すなわち、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間を結ぶ直線方向）にＸ軸を取る。また、第１の領域１３と第２の領域１４との境界面をＸＺ平面としている。Ｘ、Ｚ軸と直交する方向をＹ軸方向とする。
【００９２】
また、Ｚ軸のうち、近接場光発生素子１０の光の出射面側から入射面側への方向をＺ軸の＋（正）方向とし、逆方向をＺ軸の−（負）方向とする。また、Ｘ軸のうち、第１の界面１６から第２の界面１８へ向かう方向をＸ軸の＋方向とし、逆方向をＸ軸の−方向とする。そして、Ｙ軸のうち、第１の領域１３から第２の領域１４へ向かう方向を＋方向とし、第２の領域１４から第１の領域１３へ向かう方向を−方向とする。
【００９３】
近接場光発生素子１０は、Ｙ軸を対称軸とし、このＹ軸に対して対称な形状である。すなわち、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、Ｙ軸に対して対称となるように配置されている。
【００９４】
また、第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離とは、対称軸であるＹ軸に対して直交する方向の界面間の距離と表現できる。
（近接場光発生素子の界面間距離）
次に、近接場光発生素子１０の第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係について説明する。
【００９５】
近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率は、第１の界面１６ａ・１６ｂと、第２の界面１８ａ・１８ｂとの接線同士の成す角、又は近接場光発生素子１０のＹの位置における界面間距離の微分値で考えればよい。
【００９６】
まず、図２を用いて、近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係を、近接場光発生素子１０のＹの位置における第１の界面１６ａ・１６ｂと、第２の界面１８ａ・１８ｂとの接線同士の成す角を用いて説明する。
【００９７】
図２に示すように、第１の領域１３の第１の界面１６ａの延長線（すなわち第１の界面１６ａの接線）と第２の界面１８ａの延長線（すなわち第２の界面１８ａの接線）とが交わる位置をＱ１とする。そして、第１の領域１３の第１の界面１６ａの延長線と第２の界面１８ａの延長線とがなす角（端部１６ｃ・位置Ｑ１・端部１８ｃが成す角）を第１の頂角θ１（図２におけるθ１）とする。
【００９８】
また、第２の領域１４の第１の界面１６ｂの延長線（すなわち第１の界面１６ｂの接線）と第２の界面１８ｂの延長線（すなわち第２の界面１８ｂの接線）とが交わる位置をＱ２とする。そして、第２の領域１４の第１の界面１６ｂの延長線と第２の界面１８ｂの延長線とがなす角（屈曲部Ｐ１６・位置Ｑ２・屈曲部Ｐ１８が成す角）を第２の頂角θ２（図２におけるθ２）と称する。
【００９９】
そして、近接場光発生素子１０のＸＹ断面における、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８のＹ座標の位置を位置Ｙ０、端部１６ｃ・１８ｃのＹ座標の位置を位置Ｙ１とする。なお、位置Ｙ１は近接場光発生素子１０の一方の端面のＹ座標を表す。
【０１００】
すなわち、位置Ｙ０は、第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離が最も近くなるＹ座標の位置である。また、端部１６ｄ・１８ｄのＹ座標の位置を位置Ｙ２とする。
【０１０１】
また、近接場光発生素子１０の位置Ｙ１に位置する一方の端面に対応する他方の端面のＹ座標を位置Ｙ３と称する。位置Ｙ１から位置Ｙ３までの距離が、近接場光発生素子１０のＸＹ平面における長さである。
【０１０２】
なお、位置Ｙ０は、ＸＹＺ座標の原点の位置とする。また、近接場光発生素子１０では、Ｙ軸は、第１の頂角θ１と第２の頂角θ２との二等分線である。
【０１０３】
金属体１１の誘電体１２との界面である第１の界面１６と第２の界面１８とは、第１の領域１３において、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ、次第に接近していき、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小の界面間距離となる。そして、第１の界面１６と第２の界面１８とは、第２の領域１４において、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ次第に離間していき、端部１６ｄ・１８ｄに至る。
【０１０４】
また、近接場光発生素子１０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とが異なっている。
【０１０５】
近接場光発生素子１０のＸＹ平面に平行な断面では、第１の領域１３と、第２の領域１４とのうち、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ次第に接近、又は離間していく第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離の変化率は、第１の領域１３の方が、第２の領域１４内より、急になっている。このため、第２の頂角θ２は、第１の頂角θ１より小さい。
【０１０６】
換言すると、近接場光発生素子１０のＸＹ平面に平行な断面では、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８は、端部１６ｃ・端部１８ｃと、端部１６ｄ・端部１８ｄとの間の直線の傾きを変化させる（界面間距離が変化する変化率を変化させる）変化点であるとも表現できる。
【０１０７】
また、近接場光発生素子１０には、金属体１１に、誘電体１２からなり、端部１６ｄ・１８ｄを先端部とする溝が形成されており、その溝の幅を規定するそれぞれの側面（すなわち第１の界面１６及び第２の界面１８）には、溝の幅が減少する割合が変化する屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されており、その屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に界面間距離の変化率が異なっているとも言える。
【０１０８】
上述したように、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６・第２の界面１８は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境として、界面間距離の変化する割合が、Ｙ軸に対して異なっている。つまり、第１の界面１６ａ・１６ｂ及び第２の界面１８ａ・１８ｂは、共に平面であり、互いに傾いて配されている。
【０１０９】
ここで、入射面側または出射面側から近接場光発生素子１０を見た場合、第１の界面１６ａ及び第２の界面１８ａを延長してＹ軸上で交わる位置を位置Ｑ１とし、第１の界面１６ｂ及び第２の界面１８ｂを延長してＹ軸上で交わる位置を位置Ｑ２とすると、近接場光発生素子１０は、端部１６ｃ・位置Ｑ１・端部１８ｃからなり、成す角が第１の頂角θ１であるＶ字型の傾斜と、屈曲部Ｐ１６・位置Ｑ２・屈曲部Ｐ１８とからなり、成す角が第２の頂角θ２であるＶ字型の傾斜とを有している。
【０１１０】
近接場光発生素子１０は、端部１６ｃ・１８ｃから屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８までと、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８から端部１６ｄ・１８ｄにかけての第１の界面１６・第２の界面１８の界面間距離の変化量は、それぞれ一定である。つまり、近接場光発生素子１０のＸ-Ｙ平面に平行な方向の断面形状では、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとが直線となっている。このため、近接場光発生素子１０のＸ‐Ｙ平面に平行な断面の形状は、２つのＶ字型の傾斜が向き合って組み合わされた形状をしているとも表現できる。
【０１１１】
このように、近接場光発生素子１０は、第１の界面１６と、第２の界面１８と界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている（異なっている）。
【０１１２】
次に、図３（ａ）（ｂ）を用いて、近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係を、近接場光発生素子１０のＹの位置における界面間距離の微分値によって説明する。
【０１１３】
図３（ａ）は近接場光発生素子１０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０１１４】
図３（ａ）（ｂ）では、横軸は図２のＹ軸を表す。図３（ａ）の縦軸は、Ｙの位置における第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離を表している。また、図３（ｂ）の縦軸は、Ｙの位置における図３（ａ）の界面間距離の変化率を表している。つまり、図３（ｂ）では図３（ａ）の界面間距離の微分値を表している。
【０１１５】
近接場光発生素子１０は、図１、２に示すように、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとは、平面である。
【０１１６】
このため、図３（ａ）（ｂ）に示すように位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面１６ａと、第２の界面１８ａとの界面間距離の変化率は一定のまま、界面間距離が次第に小さくなっていく。そして、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面１６ｂと、第２の界面１８ｂとの界面間距離の変化率は一定のまま、界面間距離が次第に大きくなっていく。
【０１１７】
このように、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。
（近接場光発生素子の構成と利点）
このように、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子１０は、金属材料からなる金属体１１と、誘電材料からなる誘電体１２とを備え、金属体１１には、誘電体１２を挟んで、第１の界面１６及び第２の界面１８が配されている。これにより、金属体１１に対する入射光を、第１の界面１６及び第２の界面１８で、表面プラズモンポラリトンに変換することができる。
【０１１８】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、それぞれ屈曲部Ｐ１６、屈曲部Ｐ１８により屈曲されており、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間で最小となっている。
【０１１９】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンを、実効屈折率が最も大きい屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近辺に集中させることができる。
【０１２０】
すなわち、第１の界面１６及び第２の界面１８の入射面側で励起された表面プラズモンポラリトンの伝播方向を変え、第１の界面１６及び第２の界面１８の出射面側で屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近辺に集中させることができる。このように、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近辺に集中された表面プラズモンポラリトンは、微小なサイズで、かつ強い強度の表面プラズモンポラリトンとなる。
【０１２１】
このため、近接場光発生素子１０の出射面から、微小なスポットサイズで、かつ強い強度の近接場光を出射することができる。このように、近接場光発生素子１０によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【０１２２】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている（異なっている）。換言すると、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とが異なっている。
【０１２３】
このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。
【０１２４】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、最も界面間距離が近い屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の、熱による形状の経時変化を小さくすることができる。すなわち、近接場光発生素子１０で発生する近接場光強度の経時変化を小さくすることができる。
【０１２５】
ここで、記録媒体に記録する記録マークサイズを小さくするには、磁界発生位置と近接場光発生位置をヘッドにおいて一致させるのではなく、記録媒体上で一致するための最適な距離としなければならない。すなわち、記録媒体に照射された近接場光で発生する熱分布と、媒体に照射された磁界を一致させることが重要である。
【０１２６】
例えば、図１８を用いて説明した特許文献１に記載の金属膜９５の構成によると、近接場光の発生位置と、磁界発生位置とを調整するには、磁気ポールの位置を調整するしかなく、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１２７】
また、図１９を用いて説明した特許文献２の金属の散乱体９２、磁気発生用コイル９３の構成では、散乱体の頂点をコイルの中心から最適な距離だけ離して形成することになる。このとき、コイルの内側の幅は前記コイルに入射する光の波長以下であり、コイルの外径は前記コイルに入射する光のスポット径より大きいという制限の中、このような構成とするには、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１２８】
このように、特許文献１、２の方法では、媒体に照射された近接場光で発生する熱分布と、媒体に照射された磁界を一致させることは現実的ではない。
【０１２９】
また、特許文献３に開示された光アシスト磁気記録用ヘッドでは、主磁極の少なくとも一部が、三角柱の形状をした金属体である第１及び第２の近接場光発生部の間の領域を含むスポット領域内に位置しているので、双方の近接場光発生部の先端と主磁極を近接させ、高密度の記録を行っている。
【０１３０】
しかし、特許文献３の光アシスト磁気記録用ヘッドでも、特許文献１、２と同様に、第１及び第２の近接場光発生部と主磁極の位置を調整するしかなく、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１３１】
一方、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。
【０１３２】
このように、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっているので、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。これにより、近接場光発生位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整することができるので、近接場光発生位置と、金属体１１で発生させる磁界発生位置との相対関係を調整することができる。すなわち、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率を調整することで、近接場光発生位置と、磁界発生位置との距離を短縮・調整することができる。
【０１３３】
このため、近接場光発生素子１０によると、記録媒体に記録されるマークサイズを小さくすることができる。
【０１３４】
また、図２０を用いて説明した非特許文献１に開示された構成では、十分な近接場光の強度を得るには、近接場光が発生するＶ字型の先端部分を鋭く尖ったＶ字型に加工する必要があり、近接場光発生素子の加工が困難である。Ｖ字型の先端部分に曲率が発生すると、発生した曲率の分だけ、誘電体を挟む界面間の距離が離れてしまうことと、曲率により表面プラズモンポラリトンが反射されてしまうため、十分な強度の近接場光を得ることができない。
【０１３５】
一方、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となるように、第１の界面１６と、第２の界面１８とに、それぞれ屈曲部Ｐ１６、屈曲部Ｐ１８が配されている。このため、上述した非特許文献１に記載のような、Ｖ字形状の溝の先端に表面プラズモンを集中させるために、先端を鋭く尖らせたＶ字形状の溝を形成する場合と比べて、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を設けるための加工がし易い。
【０１３６】
また、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８とに屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されている。
【０１３７】
このため、例えば、上述した非特許文献１のＶ字型の内部が平面である近接場光発生素子と比べて、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８屈曲部に電場が集中しやすい構造となっている。
【０１３８】
さらに、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の両側に光の透過部が存在するため、さらに強い強度を得ることができる。これは、金属体１１中の自由電子が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の両側で入射光により表面プラズモンポラリトンとして励起され、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８に集中するとも言える。
【０１３９】
このため、上記近接場光発生素子によると、界面間距離が同じであっても、例えば、上述した非特許文献１のＶ字型の溝を備えた近接場光発生素子と比べて、強い強度の近接場光を得ることができる。なお、第１の界面１６と、第２の界面１８とのうち、少なくとも一方に屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されていれば、その屈曲部Ｐ１６又は屈曲部Ｐ１８に電場を集中させることができる。
【０１４０】
このように、近接場光発生素子１０によると、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を提供することができる。
【０１４１】
また、第２の頂角θ２は、第１の頂角θ１より小さい。このため、第２の領域１４に強度中心が位置するように、近接場光発生素子１０に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、近接場光発生素子１０によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【０１４２】
さらに、第１の頂角θ１及び第２の頂角θ２は、何れも０度より大きく１８０度未満であり、さらに好ましくは、０度より大きく９０度以下である。
【０１４３】
このため、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、界面間距離が入射光の波長以上となるとことで、入射光により表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分を小さく、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、近接場光発生素子１０では、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【０１４４】
また、近接場光発生素子１０では、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８は、それぞれ、第１の界面１６と、第２の界面１８とに配されており、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、Ｙ軸に対して対称な形状となっている。
【０１４５】
これにより、第１の界面１６と、第２の界面１８との間に作用する表面プラズモンポラリトンの電界成分が常に、一定方向となる。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８のそれぞれを伝播する表面プラズモンポラリトンのロスが小さくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１４６】
また、近接場光発生素子１０に対して入射させる光は、直線偏光であり、当該直線偏光の偏光方向は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっている方向（Ｘ軸方向）の偏光方向を少なくとも含んでいればよい。
【０１４７】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播させる表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１４８】
また、上述した図１８の金属膜９５の開口９６の形状を十字状にしていることにより、所望の一対の頂点の近辺で、光を遮る部分が存在することになる。このため、金属膜への入射光のうち、ほとんどが金属膜に反射されることになり、半導体レーザの利用効率が悪い。
【０１４９】
同様に、特許文献３の方法では、入射光が照射される第１及び第２の近接場光発生部の間の領域を含むスポット領域内に主磁極が存在するため、入射光のほとんどが主磁極で反射・散乱され、光の利用効率が悪い。
【０１５０】
一方、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と第２の界面１８とが対向する領域には、誘電体１２のみが配されており、誘電体１２は、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなる。
【０１５１】
上記構成により、第１の界面１６と、第２の界面１８とが対向する領域には、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料だけが存在することになる。このように、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を効率よく、近接場光へと変換することができる。
【０１５２】
このような、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料としては上述したように、空気、酸化珪素、ガラス類、酸化アルミ、酸化チタンなどの酸化物、窒化アルミなどの窒化物などを挙げることができる。
【０１５３】
このようにすることで、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光から効率よく表面プラズモンポラリトンを励起することができ、近接場光への変換効率を向上させることができる。
【０１５４】
（近接場光発生素子の変形例１）
次に、図４を用いて、近接場光発生素子１０の変形例である近接場光発生素子２０の構成について説明する。
【０１５５】
図１、２で示した近接場光発生素子１０では、端部１６ｄと、端部１８ｄとが、別の界面である第３の領域１５の誘電体１２との界面によって接続された構成になっていた。しかし、図４で示す近接場光発生素子２０のように、端部２６ｄと、端部２８ｄとが、接続されていなくてもよい。
【０１５６】
図４は、本実施の形態に係る近接場光発生素子の第１の変形例を表す断面図である。
【０１５７】
図４に示す近接場光発生素子２０は、近接場光発生素子１０の金属体１１のうち、第３の領域１５を貫通することで、Ｙ軸を対称軸として対称な形状の一対の金属体２１ａ・２１ｂに分離した構成である。
【０１５８】
近接場光発生素子２０は、金属材料からなる金属体２１と、誘電材料からなる誘電体２２とを備えている。また、金属体２１は、誘電体２２を挟んで互いに対称となるように配置されている金属体２１ａと、金属体２１ｂとからなる。
【０１５９】
第１の界面２６は、第１の界面１６の第１の界面１６ａ・１６ｂ、端部１６ｃ・１６ｄと同様の第１の界面２６ａ・２６ｂ、端部２６ｃ・２６ｄを備えている。第２の界面２８は、第２の界面１８の第２の界面１８ａ・１８ｂ、端部１８ｃ・１８ｄと同様の第２の界面２８ａ・２８ｂ、端部２８ｃ・２８ｄを備えている。
【０１６０】
また、第１の領域２３及び第２の領域２４は、第１の領域１３及び第２の領域１４と同様に、誘電体２２を挟む金属体２１ａ・２１ｂの領域及び金属体２１ａ・２１ｂに挟まれている誘電体２２を含む領域である。第１の領域２３と、第２の領域２４とは、屈曲部Ｐ２６及び屈曲部Ｐ２８によって区別（区画）される領域である。
【０１６１】
第１の界面２６と第２の界面２８との界面間距離は、短い方から順に、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８間、端部２６ｄ・２８ｄ間、及び端部２６ｃ・２８ｃ間となっている。
【０１６２】
このように、近接場光発生素子２０は、第１の界面２６と、第２の界面２８と界面間距離は、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８で最小となっており、第１の界面２６と、第２の界面２８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８を境に非対称となっている。
【０１６３】
さらに、近接場光発生素子２０では、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８から端部２６ｄ・２８ｄまでの距離が、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８から端部２６ｃ・２８ｃまでの距離と比べて長い。このように、第１の界面２６ａ・第２の界面２８ａより、近接場光発生素子２０に対する入射光の強度中心である位置Ｙ２を挟む第１の界面２６ｂ・第２の界面１８ｂの面積を広くすることで、より、より強い表面プラズモンポラリトンの励起強度を得ることができる。このため、近接場光発生素子２０では、近接場光発生素子１０と比べ、さらに、強度が強い近接場光を得ることができる。
【０１６４】
（近接場光について）
次に、本実施形態の近接場光発生素子１０および２０で生成される近接場光について、ＦＤＴＤ法（finite-difference time-domain method）を用いたシミュレーション結果である図５〜８、及び図２、４を参照して説明する。
【０１６５】
図５は、図２の近接場光発生素子１０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくした場合に出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６６】
図６は、図４の近接場光発生素子２０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくした場合に出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６７】
図７は、図４の近接場光発生素子２０の第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを同じにした近接場光発生素子２２０の出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６８】
図５に示すシミュレーションでは、図２に示す近接場光発生素子１０において膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１を３６．９°、第２の頂角θ２を２０．８°とした。
【０１６９】
図６に示すシミュレーションでは、図４に示す近接場光発生素子２０において、膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１を３６．９°、第２の頂角θ２を７．６°とした。
【０１７０】
図７に示すシミュレーションでは、図４に示す近接場光発生素子２０において、膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１および第２の頂角θ２の両方を３６．９°とした。
【０１７１】
また、何れも、Ｙ０とＹ２との距離を３００ｎｍとした。
【０１７２】
図８は、図５〜７の結果において、図２、４のＹ軸上の強度分布をグラフ化したものである。
【０１７３】
いずれのシミュレーションでも、入射光は、波長７８０ｎｍで、放射角は１/ｅ２とな
る角度がＸ方向に１０°、Ｙ方向に２０°であるガウス分布とし、入射面の位置Ｙ２（図２等参照）を入射光の強度中心に設定してシミュレーションした。入射光の偏光方向はＸ軸方向としている。また、Ｙ０の位置における界面間距離は、すべて５０ｎｍとした。
【０１７４】
図８の結果より、図６に示した第２の領域２４が広い近接場光発生素子２０の方が、図５に示した第２の領域１４が狭い近接場光発生素子１０と比べて、位置Ｙ０近辺での表面プラズモンポラリトンの最高強度が大きい。これは、近接場光発生素子１０より、近接場光発生素子２０の方が、照射された光の利用できる量が多いためと考えられる。
【０１７５】
近接場光発生素子２２０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを同じ値とした。このため、図８に示すように、近接場光発生素子２２０では、表面プラズモンポラリトンの最高強度は、位置Ｙ０に位置している。このため、近接場光発生素子２２０では、位置Ｙ０に位置し、界面間距離が最も近い屈曲部の経時劣化を早めることになる。
【０１７６】
一方、近接場光発生素子１０・２０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを異なる値とすることにより、表面プラズモンポラリトンの最高強度を、Ｙ０の位置からずらすことが可能となっていることがわかる。このため、近接場光発生素子１０・２０では、界面間距離が最も近い屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８、Ｐ２６・Ｐ２８の経時劣化を抑制することができる。
【０１７７】
なお、図８に示すように、近接場光発生素子１０、近接場光発生素子２０、及び近接場光発生素子２２０のうち、表面プラズモンポラリトンの最高強度のみを比較すると、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度は、近接場光発生素子２２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度と比べて、若干、値が低い。
【０１７８】
しかし、これら近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度は、充分に実用的な値が得られている。加えて、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０では、上述したように、表面プラズモンポラリトンの最高強度を位置Ｙ０からずらすことが可能であり、屈曲部の劣化の抑止効果も得ることができる。
【０１７９】
このため、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０によると、充分に強度が高く、かつ信頼性が高い近接場光を得ることができる。このため、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０は、近接場光発生素子２２０と比べて、より実用的である。
【０１８０】
また、近接場光発生素子１０・２０で発生した表面プラズモンポラリトンの最高強度位置がずれる方向は、第１の頂角θ１と第２の頂角θ２とのうち、なす角の小さい頂角が位置する方向となっている。上述したように、近接場光発生素子１０・２０の何れも第１の頂角θ１と比べ、第２の頂角θ２の方が小さい。
【０１８１】
このため、近接場光発生素子１０・２０で発生した表面プラズモンポラリトンの最高強度は、何れも、位置Ｙ０から、第２の頂角θ２が位置する方向であるマイナスＹ方向へずれていることがわかる。なお、第１の頂角θ１・第２の頂角θ２が小さくなると、Ｙ方向への強度分布の広がりが大きくなっている。
【０１８２】
このように、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２との角度を制御することで、表面プラズモンポラリトンの最高強度の位置を制御することができることがわかる。
【０１８３】
よって、本実施形態の近接場光発生素子１０のように、金属体１１の誘電体１２との第１の界面１６・第２の界面１８を、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａに対して屈曲して配される第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとからなる構成にすることで、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１８４】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍に集中させることができるので、膜厚（図１のＺ方向の距離）が薄くても十分に強度が高い近接場光を得ることができる。このように、近接場光発生素子１０によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換でき、かつ、作成が容易な程度に膜厚を十分薄くすることができる。
【０１８５】
また、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａの界面間距離の変化率に対して、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂの界面間距離の変化率が異なることによって、光の強度分布を、屈曲部からずらすことが可能となり、光強度により金属体１１の屈曲部の形状が経時変化し、ひいては発生する近接場光強度が経時変化することを防ぐことができる。
【０１８６】
また、本実施の形態では、Ｚ軸方向に形状の変化がないものを示したが、本願の特徴を維持した状態で、形状変化があってもよい。
【０１８７】
例えば、図５〜図８の例では、近接場光発生素子１０・２０の厚さ（Ｚ方向の距離）が５００ｎｍの場合のシミュレーション結果を示したが、特許文献２および特許文献３のような近接場光発生素子として用いる場合でも、θ１、θ２といった構造パラメータを調整することによって、他の膜厚の場合でも、近接場光発生素子１０・２０の出射面で強い強度が得られる。
【０１８８】
従って、近接場光発生素子１０・２０の長さ（Ｚ方向の距離）に依らず、金属体１１の誘電体１２との第１の界面１６・第２の界面１８は、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと屈曲して配される第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとが配された構成が好ましいことがわかる。
【０１８９】
（近接場光発生素子の変形例２について）
次に、図９用い、近接場光発生素子１０および２０の変形例２について説明する。近接場光発生素子１０は、図９に示す近接場光発生素子３０などの構成であってもよい。
【０１９０】
図９は、第１の界面と第２の界面とがなだらかな曲面である近接場光発生素子３０の構成を表す図である。
【０１９１】
図４で示した近接場光発生素子２０の第１の界面２６と、第２の界面２８とは、図９の第１の界面３６と、第２の界面３８とに示すように、湾曲した形状であってもよい。
【０１９２】
図９に示すように、近接場光発生素子３０の金属体３１の誘電体３２との界面には、第１の界面３６と、第２の界面３８とが配されている。
【０１９３】
第１の界面３６には、互いに屈曲して配されている第１の界面３６ａと、第１の界面３６ｂとが配されている。第１の界面３６ａと第１の界面３６ｂとの境界部分が屈曲部Ｐ３６である。
【０１９４】
第２の界面３８には、互いに屈曲して配されている第２の界面３８ａと、第２の界面３８ｂとが配されている。第２の界面３８ａと第２の界面３８ｂとの境界部分が屈曲部Ｐ３８である。
【０１９５】
第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８間で最小となっている。位置Ｙ０は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８のＹ座標の位置である。
【０１９６】
第１の領域３３と、第２の領域３４とは、誘電体３２を挟む金属体３１の領域及び金属体３１に挟まれている誘電体３２を含む領域である。第１の領域３３と、第２の領域３４とは、屈曲部Ｐ３６及び屈曲部Ｐ３８によって区別（区画）される領域である。
【０１９７】
第１の界面３６ａ・３６ｂ及び第２の界面３８ａ・３８ｂは、なだらかな曲面となっている。他の構成は近接場光発生素子２０と同様である。
【０１９８】
第１の界面３６のうち、第１の界面３６ａは、第１の領域３３に含まれ、第１の界面３６ｂは、第２の領域３４に含まれている。また、第２の界面３８のうち、第２の界面３８ａは、第１の領域３３に含まれ、第２の界面３８ｂは、第２の領域３４に含まれている。
【０１９９】
このように、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとを曲面とする（湾曲させる）ことにより、第１の界面１６ａ及び第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ及び第２の界面１８ｂとのように平面とした場合と比較して、端部３６ｄ・端部３８ｄ間から、屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８間にかけて変化する界面間距離の変化率、及び屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８間から端部３６ｃ・端部３８ｃ間にかけて変化する界面間距離の変化率を大きくすることができる。
【０２００】
このため、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとを伝播する表面プラズモンポラリトンを、より、屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８へと集光することができる。このため、近接場光発生素子２０の出射面で得られる近接場光の強度を強くすることができる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【０２０１】
次に、図１０（ａ）（ｂ）を用いて、近接場光発生素子３０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８との関係を、近接場光発生素子３０のＹの位置における界面間距離の微分値によって説明する。
【０２０２】
図１０（ａ）は近接場光発生素子３０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０２０３】
図１０（ａ）（ｂ）では、横軸は図９のＹ軸を表す。図１０（ａ）の縦軸は、Ｙの位置における第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離を表している。また、図１０（ｂ）の縦軸は、Ｙの位置における図１０（ａ）の界面間距離の変化率を表している。つまり、図１０（ｂ）では図１０（ａ）の界面間距離の微分値を表している。
【０２０４】
上述したように、近接場光発生素子３０では、図９に示すように、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂとは、湾曲している。
【０２０５】
このため、図１０（ａ）（ｂ）に示すように位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面３６ａと、第２の界面３８ａとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっていく。
【０２０６】
そして、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面１６ｂと、第２の界面１８ｂとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２０７】
このように、第１の界面３６と、第２の界面３８と界面間距離は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８で最小となっており、第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８を境に非対称となっている。
【０２０８】
一方、図７で示した近接場光発生素子２２０の界面間距離の変化率と、屈曲部との関係は、図１１（ａ）（ｂ）のようになる。
【０２０９】
図１１（ａ）は近接場光発生素子２２０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０２１０】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、近接場光発生素子２２０でも、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっている。そして、位置Ｙ０で界面間距離が最小となり、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２１１】
しかし、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、近接場光発生素子２２０では、上述した近接場光発生素子３０とは異なり、第１の領域と第２の領域における界面間距離は、位置ＹＹ０（すなわち屈曲部）を軸とした線対称となっており、また、界面間距離の変化率は、位置Ｙ０（すなわち屈曲部）を中心とした点対称となっている。
【０２１２】
このようにして、屈曲部を境として界面間距離の変化率が異なっているか（非対称性であるか）を判断することができる。
【０２１３】
このように、第１の界面３６・第２の界面３８のように、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８近辺が曲率を持っていてもよく、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８近辺が表面プラズモンポラリトンの波長より十分に小さければ、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８も近接場光発生素子１０の屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８と同様に、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂとの境界として認識される。
【０２１４】
第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａは、端部３６ｃ・３８ｃから、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８に向かうにつれて、次第に曲率が大きくなるように湾曲している。また、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂは、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８から端部３６ｄ・３８ｄに向かうにつれ、次第に曲率が小さくなるように湾曲している。
【０２１５】
そして、第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８を境に異なっている。すなわち、第１の界面３６及び第２の界面３８では、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと比べて、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂの方が曲率が小さい。
【０２１６】
このように、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとの湾曲に差があることにより、近接場光発生素子１０と同様に、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８からずらすことができる。
【０２１７】
（近接場光発生素子の変形例３について）
次に、図１２を用い、近接場光発生素子１０および２０の変形例３について説明する。近接場光発生素子１０は、図１２に示す近接場光発生素子４０などの構成であってもよい。
【０２１８】
図１２は、金属体の誘電体との界面のうち、一方の界面に屈曲部が配されている近接場光発生素子４０の構成を表す図である。
【０２１９】
近接場光発生素子４０は、近接場光発生素子３０の金属体３１の第１の界面３６と、第２の界面３８とのうち、第１の界面３６を１つの平面とした構成である。他の構成は、近接場光発生素子３０と同様である。
【０２２０】
つまり、金属体４１の第１の界面４６は、屈曲部が配されておらず、１つの平面からなる。そして、金属体４１の第２の界面４８には、上述した金属体３１の第２の界面３８ａ・３８ｂ、屈曲部Ｐ３８と対応する第２の界面４８ａ・４８ｂ、屈曲部Ｐ４８が配されている。
【０２２１】
第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離は、屈曲部Ｐ４８での位置と、屈曲部Ｐ４８とＸ軸に沿って対向する位置と、の間で最小となっている。位置Ｙ０は、屈曲部Ｐ４８及び屈曲部Ｐ４８とＸ軸に沿って対向する位置のＹ座標の位置である。
【０２２２】
第１の領域４３と、第２の領域４４とは、屈曲部Ｐ４８によって区別（区画）される領域である。
【０２２３】
第２の界面４８のうち、第２の界面４８ａは、第１の領域４３に含まれ、第２の界面４８ｂは、第２の領域４４に含まれている。
【０２２４】
また、第２の界面４８ａ・第２の界面４８ｂのそれぞれは、近接場光発生素子１０のように平面であってもよい。
【０２２５】
ここで、第２の界面４８ａ・４８ｂが曲面の場合、曲面を伝播する表面プラズモンポラリトンは、常に伝播方向を変えなければならなくなる。曲面の曲率が緩やかであれば問題ないが、曲率が急である場合は、曲面を伝播する表面プラズモンポラリトンに散乱・反射などが起こり、ロスとなってしまう。
【０２２６】
また、近接場光発生素子４０のように、金属体４１の誘電体４２との一方の界面である第２の界面４８のみが屈曲することにより、第１の界面４６と、第２の界面４８とが非対称である場合、屈曲部Ｐ４８の位置を境に、第１の界面４６と、第２の界面４８との間に作用している電界ベクトルの向きが変わることになる。これにより、第１の界面４６・第２の界面４８を伝播する表面プラズモンポラリトンにロスが生じることになる。
【０２２７】
このため、近接場光発生素子２０のように、第１の界面４６と、第２の界面４８とが対象な形状となっており、第１の界面２６ａ・２６ｂと、第２の界面２８ａ・２８ｂとが平面であり、互いに傾いて配されている構成が、最も界面を伝播する表面プラズモンポラリトンのロスの発生を防止することができる。
【０２２８】
近接場光発生素子４０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ４８との関係は、図１０（ａ）（ｂ）を用いて説明した近接場光発生素子３０と同様である。
【０２２９】
すなわち、第１の界面と第２の界面とのうち、少なくとも一方が曲面の場合は、図１０（ａ）（ｂ）に示したような、界面間距離、界面間距離の変化率と同様である。
【０２３０】
近接場光発生素子４０では、第２の界面４８ａと、第２の界面４８ｂとは、湾曲している。
【０２３１】
このため、位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面４６ａと、第２の界面４８ａとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっていく。
【０２３２】
そして、屈曲部Ｐ４８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面４６ｂと、第２の界面４８ｂとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２３３】
このように、第１の界面４６と、第２の界面４８と界面間距離は、屈曲部Ｐ４８で最小となっており、第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ４８を境に非対称となっている。
【０２３４】
また、第２の界面４８ａは、端部４８ｃから、屈曲部Ｐ４８に向かうにつれて、次第に曲率が大きくなるように湾曲している。また、第２の界面４８ｂは、屈曲部Ｐ４８から端部４８ｄに向かうにつれ、次第に曲率が小さくなるように湾曲している。
【０２３５】
そして、第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ４８を境に異なっている。すなわち、第１の界面４６及び第２の界面４８では、第２の界面４８ａと比べて、第２の界面４８ｂの方が曲率が小さい。
【０２３６】
このように、第２の界面４８ａと、第２の界面４８ｂとの湾曲に差があることにより、近接場光発生素子１０と同様に、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ４８からずらすことができる。
【０２３７】
（近接場光発生素子の製造方法）
次に、図１３の（ａ）〜（ｄ）を用いて、本実施の形態に係る近接場光発生素子１０の製造方法について説明する。図１３の（ａ）はフォトレジストを塗布した金属体を表す図であり、（ｂ）は（ａ）のフォトレジストにマスク露光を行なっている様子を表す図であり、（ｃ）は（ｂ）のフォトレジストをパターニングした様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）のフォトレジストを取り除いた金属体の様子を表す図である。
【０２３８】
なお、図１３の（ａ）〜（ｄ）は、−Ｙ方向から近接場光発生素子１０を見た図である。
【０２３９】
まず、図１３の（ａ）に示すように、金属体１１となる金属材１１ａの一面に、フォトレジスト６をスピンコーター等により塗布する。図１３の（ｂ）に示すように、金属体１１の断面形状（Ｘ‐Ｙ平面に平行な面の断面形状）に対応したマスク７を用いて、金属材１１ａに塗布したフォトレジスト６を露光および現像すると、フォトレジスト６はマスク７に対応する形状にパターニングされる。
【０２４０】
図１３の（ｃ）に示すように、パターニングされたフォトレジスト６をマスクとして、金属材１１ａをエッチングすると、フォトレジスト６に対応した形状に金属材１１ａがパターングされる。図１３の（ｄ）に示すように、フォトレジスト６を取り除くことにより、金属体１１が形成される。誘電体１２が空気の場合は、これにより近接場光発生素子１０は完成する。
【０２４１】
また、誘電体１２に空気以外の材料を用いる場合は、図１３の（ｃ）に示すパターニングされたフォトレジスト６上から、誘電材料をスパッタまたは蒸着することにより成膜した後、フォトレジスト６と、不要な部分の誘電材料を取り除くことにより、近接場光発生素子１０が形成される。
【０２４２】
また、上述と同様の方法で、誘電材料の一部をエッチングすることで、先に誘電体１２を形成してから、金属体１１を形成することにより近接場光発生素子１０を形成してもよい。また、金属体１１または誘電体１２を基板に製膜したのち、上述の工程を行ってもよい。
【０２４３】
なお、上述の工程は、Ｚ方向から行ってもよいし、Ｙ方向から異方性エッチングを用いて近接場光発生素子１０を製造してもよい。
【０２４４】
エッチングには、ウェットエッチングプロセス、およびイオンエッチングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングプロセスが用いられる。また、露光には主にアライナーもしくはステッパーが使用される。さらに、エッチングの代わりにＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ）や電子線露光や、ナノインプリントによるプロセスを用いてもよい。
【０２４５】
（記録ヘッド）
次に、図１４、図１５を用いて、近接場光発生素子１０を備える記録ヘッドについて説明する。
【０２４６】
図１４は、近接場光発生素子１０を備える記録ヘッド５０の構成を表す斜視図である。
【０２４７】
記録ヘッド５０は、少なくとも近接場光発生素子１０と光源５１とスライダ５２とからなっている。
【０２４８】
光源５１は、小型化のために半導体レーザが好ましい。波長は近接場光発生素子１０にて表面プラズモンポラリトンを励起できるように選ぶため、主に金属体１１の金属膜材料との組み合わせで選択するのが好ましい。
【０２４９】
記録ヘッド５０では、光源５１は、近接場光発生素子１０に対して、直線偏光の光を入射させる。
【０２５０】
これにより、光源５１から出射される直線偏光を近接場光発生素子１０の入射光として、近接場光発生素子１０の第１の界面１６・第２の界面１８で表面プラズモンポラリトンを伝播させ、強い強度の近接場光を得ることができる。このため、例えば、近接場光を媒体に対して照射する場合、Ｓ／Ｎ比が高いマークを記録することができる記録ヘッド５０を構成することができる。
【０２５１】
また、光源５１は、近接場光発生素子１０の屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を含んで、近接場光発生素子１０に対して直線偏光の光を入射させ、上記直線偏光の偏光方向は、第１の界面１６及び第２の界面１８に対して垂直な断面（ＸＹ平面）における、第１の界面１６及び第２の界面１８からの距離が等しい点を結ぶ直線（図２に示すＹ軸）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の偏光方向である。
【０２５２】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０２５３】
なお、他の偏光方向を含んでいてもよいが、光源５１は、少なくともＸ軸方向の偏光成分が含まれていればよい。これはすなわち、屈曲部において界面間距離が最小となっている方向である。
【０２５４】
さらに、近接場光発生素子１０が、例えば図１２の近接場光発生素子４０のように、Ｙ軸に対して非対称である場合、光源５１の偏光方向は、第１の界面４６に対して垂直方向としてもよい。
【０２５５】
スライダ５２の材料は、ＡｌＴｉＣが好ましいが、光源５１を構成する材料の１つでもよい。スライダ５２の一面には、媒体上を安定に浮上するために空気流および空気圧を制御するための凹凸（ＡＢＳ）が形成されている。
【０２５６】
近接場光発生素子１０と光源５１とスライダ５２とは、図１４に示すように、小型化のために一体化されていることが好ましい。これにより、記録ヘッド５０を小型化することができると共に、余計な光学系が必要なく、光軸のズレなどの経時変化が起こり難い。また、記録ヘッド５０を製造するためのコストを抑えることができる。
【０２５７】
また、光源５１の出射面に近接場光発生素子１０が形成されていることが好ましい。
【０２５８】
すなわち、記録ヘッド５０は、スライダ５２の一面（側面）に光源５１が配されており、その光源５１の出射面に近接場光発生素子１０が配されている。近接場光発生素子１０の出射面は、スライダ５２に配されているＡＢＳを含む同一平面上か、それより媒体側に出ていることが好ましい。これにより、近接場光発生素子１０で発生させる近接場光を、十分短い距離で媒体に照射することができる。
【０２５９】
光源５１と近接場光発生素子１０との間には、屈折率制御や密着性向上、光源５１のショート防止などのため、別の膜を設けてもよい。また、近接場光発生素子１０の出射面に、保護膜を設けてもよい。
【０２６０】
また、光源５１と近接場光発生素子１０は一体化されていなくてもよく、間に別の近接場光発生素子やレンズ、プリズムなどの光学系などを設けてもよい。この場合、光源５１は、スライダ５２のうち、近接場光発生素子１０が形成される面とは別の面に形成することができる。
【０２６１】
記録ヘッド５０は、媒体のトラック方向に対して図１などで示した近接場光発生素子１０のＹ軸方向が平行であっても、垂直であってもよい。
【０２６２】
なお、近接場光発生素子１０は、近接場光のみを発生させるものとして説明したが、磁界を発生させることもできる。この近接場光発生素子１０に電流を流すと、発生する磁界は、第２の領域１４における誘電体１２に集中するため、近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。よって、高効率で作成容易な光アシスト磁気記録ヘッドとなる。
【０２６３】
以下、近接場光発生素子１０の金属体１１に電流を流し、磁界を発生させる原理について、図１６を用いて説明する。近接場光発生素子１０に電流Ｉを流すと、右ネジの法則により、図１６の矢印のように磁界Ｈは金属体１１のくびれ部分（金属体１１の第２の領域１４及び第３の領域１５の部分）に集中する。よって、本願の近接場光発生素子１０の場合、Ｙ０−Ｙ２間に磁界Ｈが集中する。なお、具体的な磁界強度の中心位置は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境とした界面間距離の変化率に依存する。
【０２６４】
このように、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。すなわち、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整できるため、磁界発生位置と近接場光発生位置の相対関係を調整することができる。
【０２６５】
これは、媒体に近接場光が照射されてから磁界がかかるまでの時間を変えることになり、媒体に記録されるマークサイズを小さくするための最適化が可能であることを意味する。
【０２６６】
このように、記録ヘッド５６では、磁界発生位置と近接場光発生位置とを、記録ヘッド５６において一致させるのではなく、媒体上で一致するための最適な距離に効率よく調整することができる。すなわち、記録ヘッド５６によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さなマークを記録することができる。
【０２６７】
加えて、記録ヘッド５６によると、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、また、屈曲部近辺で近接場光を発生させ、かつ入射光がそのまま透過しない構造でありながら、発生する近接場光の位置を調整することができる。
【０２６８】
また、通常、スライダ５２は媒体に対して傾いて浮上する。近接場光発生素子１０を備える記録ヘッド５６によると、近接場光発生素子１０は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近傍で発生する近接場光の発生位置を調整することができるので、近接場光発生位置を媒体に近づけることができる。
【０２６９】
媒体上で一致させるための磁界発生位置と近接場光発生位置との一例としては、例えば特許文献４や非特許文献４に記載されており、光をパルス照射する場合、光照射位置が磁界より０ｎｍ〜４５ｎｍ媒体回転方向に離れているのが好ましい。ただし、光を連続照射する場合は、さらに光照射位置と磁界発生位置とを長くする必要がある。
【０２７０】
なお、媒体上で一致させるための近接場光発生位置及び磁界発生位置との距離と、近接場光発生素子１０の出射面及び媒体面との距離等は、媒体の構成や記録密度・線速度などにも依存し、適宜、最適となるように調整すればよい。
【０２７１】
さらに、記録ヘッド５６では、近接場光発生素子１０の金属体１１は、スライダ５２に近い側から順に、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５となるように配されている。つまり、近接場光発生素子１０は、金属体１１の第３の領域１５より、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の方が、スライダ５２に近くなるように配されている。
【０２７２】
これにより、媒体に磁気記録を行う際、位置Ｙ１‐Ｙ０‐Ｙ２の順に、記録媒体６７を通過することになる。つまり、媒体に、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍を先に透過させることで近接場光を先に媒体に照射し、後から金属体１１の第３の領域１５を透過させることで、近接場光が照射された箇所に、磁界を照射することができる。
【０２７３】
このため、記録ヘッド５６によると、近接場光が照射されることによる媒体上の熱分布が、ピーク値を持つときから減衰し切るまでに磁界をかけることができる。
【０２７４】
このため、強い強度での磁気記録を行うことができる。
【０２７５】
上記に限らず、媒体に先に磁界を照射し、後から近接場光を照射しても、磁界と近接場光とによる熱の強度分布が媒体上で重なっていれば、磁気記録を行うことはできる。
【０２７６】
また、記録ヘッド５６によると近接場光発生素子１０の出射面に対して磁気ポール５３が並置されており、第１の界面１６と第２の界面１８との間には空気が配されているだけである。このため、光源５１から出射された光は、磁気ポール５３で反射されることなく、近接場光発生素子１０の入射面に入射するので、光の利用効率が高い。
【０２７７】
図１５は、別の記録ヘッド５６の構成を表す図である。
【０２７８】
記録ヘッド５６は、磁界を発生させることで、媒体に磁気記録を行う光アシスト磁気記録ヘッドである。以下、特に図１４において説明した内容と異なる点を説明する。
【０２７９】
記録ヘッド５６では、光源５１が、スライダ５２のＡＢＳが配されている面とは反対側の面から突出して配されており、この突出している部分の光源５１の端面に、ミラー５５が形成されている。なお、記録ヘッド５６は、ミラー５５を利用せずに、図１４のようにスライダ５２の側面に光源５１を設置してなる構成で実現されてもよい。
【０２８０】
記録ヘッド５６では、スライダ５２の側面に再生素子５４が配され、さらに、その再生素子５４の側面であって、スライダ５２と接する側とは反対側の側面に近接場光発生素子１０が配されている。そして、近接場光発生素子１０の再生素子５４が配されている側とは逆側の側面に磁気ポール５３が配されている。つまり、スライダ５２が配されている側から順に、再生素子５４、近接場光発生素子１０、磁気ポール５３が配されている。
【０２８１】
本記録ヘッド５６では、光源５１から出射された光は、ミラー５５により伝播方向を変え、近接場光発生素子１０の入射面へと入射する。
【０２８２】
磁気ポール５３は、例えば、ＣｏＦｅ合金やＦｅＮｉ合金といった軟磁性体からなり、コイルが巻かれ、コイルに電流を流すことで、発生させる磁界の向きを制御することができる。コイルを巻く場合には、コイルと近接場光発生素子１０が導通しないように、磁気ポール５３と近接場光発生素子１０の間に絶縁層を設けられる。
【０２８３】
再生素子５４は、周囲の磁界強度を検出するものであり、公知の、例えばＧＭＲ素子やＴＭＲ素子を利用すればよい。
【０２８４】
ミラー５５は、光源５１から出射された光を反射すればよく、誘電体材料のみからなっていてもよく、また、反射面に金属膜を形成しておいてもよい。
【０２８５】
記録ヘッド５６の構成によると、磁気ポール５３から磁界を発生させることで、近接場光発生素子１０から出射される近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。
【０２８６】
すなわち、記録ヘッド５６によると、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁気ポール５３から磁界を発生させることができるので、近接場光発生素子１０の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【０２８７】
さらに、記録ヘッド５６では、近接場光発生素子１０の金属体１１は、スライダ５２に近い側から順に、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５となるように配されている。つまり、近接場光発生素子１０は、金属体１１の第３の領域１５より、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の方が、スライダ５２に近くなるように配されている。すなわち、記録媒体６７に磁気記録を行う際、位置Ｙ１‐Ｙ０‐Ｙ２の順に、さらにこの後磁気ポール５３が、記録媒体６７を通過することになる。
【０２８８】
媒体に対して、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍を磁気ポール５３よりも先に通過させることで、まず近接場光を媒体に照射し、その後磁気ポール５３を通過させることで、近接場光が照射された箇所に磁界を照射することができる。
【０２８９】
このため、記録ヘッド５６によると、近接場光が照射されることによる媒体上の熱分布が、ピーク値を持つときから減衰し切るまでに磁界をかけることができる。
【０２９０】
近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。すなわち、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整できるため、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、磁界発生位置と近接場光発生位置の相対関係を調整することができる。特に、近接場光発生素子１０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくし、近接場光発生位置を第３の領域１５側にずらすことにより、近接場光発生位置を磁気ポール５３に近づけることができる。
【０２９１】
磁界発生位置と近接場光発生位置との相対関係を調整することは、媒体に近接場光が照射されてから磁界がかかるまでの時間を変えることになり、媒体に記録されるマークサイズを小さくするための最適化が可能であることを意味する。
【０２９２】
すなわち、記録ヘッド５６では、磁界発生位置と近接場光発生位置とを、記録ヘッド５６において一致させるのではなく、磁界発生位置と近接場光により発生する熱の分布とを媒体上で一致するための最適な距離に調整することができる。
【０２９３】
媒体上で一致させるための磁界発生位置と近接場光発生位置との一例としては、例えば特許文献４や非特許文献４に記載されており、光をパルス照射する場合、光照射位置が磁界より０ｎｍ〜４５ｎｍ媒体回転方向に離れているのが好ましい。ただし、光を連続照射する場合は、さらに光照射位置と磁界発生位置とを長くする必要がある。
【０２９４】
なお、媒体上で一致させるための近接場光発生位置及び磁界発生位置との距離と、近接場光発生素子１０の出射面及び媒体面との距離等は、媒体の構成や記録密度・線速度などにも依存し、適宜、最適となるように調整すればよい。
【０２９５】
上記構成によると、高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
【０２９６】
上記に限らず、媒体に先に磁界を照射し、後から近接場光を照射しても、磁界と近接場光とによる熱の強度分布が媒体上で重なっていれば、磁気記録を行うことはできる。
【０２９７】
加えて、記録ヘッド５６によると、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、また、屈曲部近辺で近接場光を発生させ、かつ入射光がそのまま透過しない構造でありながら、発生する近接場光の位置を調整することができる。
【０２９８】
また、記録ヘッド５６によると、近接場光発生素子１０の出射面に対して磁気ポール５３が並置されており、第１の界面１６と第２の界面１８との間には空気または誘電体が配されているだけである。このため、光源５１から出射された光は、磁気ポール５３で反射されることなく、近接場光発生素子１０の入射面に入射するので、光の利用効率が高い。
【０２９９】
図１５の記録ヘッド５６の変形例を、図２２により説明する。図２２は、記録ヘッド５６とは別の記録ヘッド５７の構成を表す図である。以下、特に上述の説明と異なる点を説明する。
【０３００】
記録ヘッド５７の構成によると、磁気ポール５３から近接場光発生素子１０に対して電流を流すことで、近接場光発生素子１０から出射される近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。この詳細は、図１６を用いて説明したとおりである。
【０３０１】
磁気ポール５３は、主磁極５３０とコイル５３１と絶縁層５３２とを備えている。コイル５３１は、主磁極５３０に巻きつけられている。また、絶縁層５３２は、主磁極５３０と近接場光発生素子１０との間に設けられている。このような構成において、コイル５３１から、近接場光発生素子１０に含まれている金属体１１に電流を流すことにより、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に磁界を発生させる。
【０３０２】
このように、記録ヘッド５７によると、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁界を発生させることができるので、近接場光発生素子１０の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【０３０３】
このとき、コイル５３１に流す電流の向きと、金属体１１に流す電流の向きとを、媒体（換言すると、近接場光が照射される被照射物）から見て逆方向にすることで、磁気ポール５３は、金属体１１で発生する磁界に対してリターンヨークとしての役割も果たす。すなわち、金属体１１に電流を流すことで発生する磁界が、媒体を通って、磁気ポール５３へ戻ってくる磁界の経路ができるため、発生する磁界の領域が広がらず、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズを小さくすることができる。
【０３０４】
また、金属体１１で発生する磁界により、磁気ポール５３から発生する磁界を増強することもできる。
【０３０５】
また、近接場光発生素子１０により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるので、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
（記録装置）
次に、図１７を用いて、本実施の形態に係る記録ヘッドを用いて光記録を行う記録装置７０について説明する。なお、本実施の形態に係る記録装置７０は、上述した記録ヘッド５０・５６・５７を適用することが可能である。以下の説明では、記録ヘッド５０を用いた記録装置７０について説明する。
【０３０６】
図１７は、本実施の形態に係る記録ヘッド５０を用いた記録装置７０の構成を表す図である。
【０３０７】
記録装置７０は、図１７に示すように、スピンドル６１と、駆動部５９と、制御部６０とを備えている。記録装置７０は、少なくとも光を利用して、記録媒体（被照射物）６７に情報を記録するためのものである。
【０３０８】
スピンドル６１は、記録媒体６７を回転させるスピンドルモータに相当するものである。駆動部５９は、アーム５７と、回転軸５８と、記録ヘッド５０とを備えている。アーム５７は、ディスク形状の記録媒体６７の略半径方向に記録ヘッド５０を移動させるためのものであり、スイングアーム構造の支持部である。アーム５７は、回転軸５８によって支持されており、回転軸５８を中心に回転することが可能となっている。スライダ５２を含む記録ヘッド５０は、記録媒体６７に対して、設計された距離を保って浮上するためのものである。本発明の近接場光発生素子１０及び光源５１は、スライダ５２に搭載され、記録媒体６７に光スポットを照射する。
【０３０９】
制御部６０は、制御回路６２と、アクセス回路６３と、記録用回路６４と、スピンドル駆動回路６５とを備えている。アクセス回路６３は、スライダ５２を記録媒体６７の所望の位置に走査するために、駆動部５９におけるアーム５７の回転位置を制御するためのものである。記録用回路６４は、記録ヘッド５０の光源５１の強度および照射時間を制御するためのものである。スピンドル駆動回路６５は、記録媒体６７の回転駆動を制御するためのものである。制御回路６２は、アクセス回路６３、記録用回路６４およびスピンドル駆動回路６５を統括的に制御するためのものである。
【０３１０】
次に、記録装置７０の動作について図１７を参照して説明する。
【０３１１】
記録装置７０が記録媒体６７に対して情報を記録または再生等を行うとき、つまり動作時には、制御部６０中のスピンドル駆動回路６５は、記録媒体６７が設置されたスピンドル６１を適切な回転数で回転させる。また、制御部６０中のアクセス回路６３は、駆動部５９を動かすことによって、上述したスライダ５２を記録媒体６７上の所望の場所へと走査する。
【０３１２】
記録用回路６４は、決められた強度および時間間隔で光源５１を発光させる。具体的には、記録用回路６４は、光源５１を発光させることにより、近接場光発生素子１０に光が照射され、近接場光スポットが発生し、記録媒体６７へ照射される。光だけでなく磁界も利用する場合には、記録用回路６４は、磁界の強度および時間間隔を制御し、記録媒体６７に対して磁界を照射する。このとき、光源５１は、磁界と同様の時間制御をしてもよいし、照射し続けてもよい。
【０３１３】
以上のようにして光源５１の発光に対応した強さ、時間間隔で発生する光スポットにより、記録媒体６７にマークが記録される。制御回路６２では、光源５１の発光、駆動部５９の動作、スピンドル６１の回転を総括し、各回路に指示を出すことで、所望の場所に所望の記録ができるようにしている。
【０３１４】
記録媒体６７は、光によって情報が記録される光記録媒体であり、相変化媒体を用いればよく、その場合、記録媒体６７の記録層が光スポットにより昇温されると、結晶相からアモルファス相へと変化し、記録マークとなる。
【０３１５】
また、記録媒体６７は、光と磁界によって記録される磁気記録媒体であってもよく、その場合、記録媒体６７の記録層が光スポットにより昇温されると同時に磁界を印加されることによって、記録層内部の磁気モーメントの向きが反転され、記録マークとなる。本願の構成では、既に述べたように、近接場光発生素子１０に電流を流すことにより、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近辺の近接場光スポットとほぼ同じ位置に、磁界を発生させることができる。電流の流す方向により、記録媒体６７へ印加される磁界の方向を上向きまたは下向きに制御することができる。
【０３１６】
また、記録媒体６７の記録マークの形成速度すなわち記録速度は記録層の昇温速度に依存し、この昇温速度は加えられる光スポットの強度に依存する。つまり、照射される光スポットの強度が強いと、記録媒体６７を必要な温度まで昇温する時間が短くなるため、転送レートを向上させることができる。
【０３１７】
このように、記録装置７０は、記録ヘッド５０を備えているので、記録装置７０に装填された記録媒体６７に対して、Ｓ/Ｎの高いマークを記録でき、小型で経時変化が小さく
低コストであり、高密度な光アシスト磁気記録が可能である。
【０３１８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔補足〕
ここで、以下、補足する。記録ヘッド５６は、磁界を発生させることで、媒体に磁気記録を行う光アシスト磁気記録ヘッドである。また、記録ヘッド５６は、光源５１が、スライダ５２のＡＢＳが配されている面とは逆側の面から突出して配されており、この突出している部分である光源５１の端面に、ミラー５５が形成されている。スライダ５２の側面に、再生素子５４が形成されており、さらに、近接場光発生素子１０が配されている。そして、近接場光発生素子１０の再生素子５４が配されている側とは逆側の端面に磁気ポール５３が配されている。つまり、スライダ５２が配されている側から順に、再生素子５４、近接場光発生素子１０、磁気ポール５３が配されている。また、本記録ヘッド５６では、光源５１から出射された光は、ミラー５５により伝播方向を変え、近接場光発生素子１０の入射面へと入射される。
【０３１９】
また、磁気ポール５３は、特許文献３のように主磁極を近接場光発生素子１０の外部に置いてもよい。
【０３２０】
さらに、磁気ポール５３を用いずに図１６に示すように、近接場光発生素子１０に電流Ｉを流し（図１６の矢印Ｉ参照）、右ネジの法則により、磁界Ｈ（図１６の矢印Ｈ参照）を発生させることで近接場光発生素子１０が磁界発生部５３を兼ねるようにしてもよい。この場合、磁気ポール５３を省略した構成とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０３２１】
本発明は、記録媒体に対して光記録を行う記録装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０３２２】
１０・２０・３０・４０ 近接場光発生素子
１１・２１・３１・４１ 金属体
１２・２２・３２・４２ 誘電体
１３・２３・３３・４３ 第１の領域
１４・２４・３４・４４ 第２の領域
１６・２６・３６・４６ 第１の界面
１６ｃ・２６ｃ・３６ｃ・４６ｃ 端部（一方の端部）
１６ｄ・２６ｄ・３６ｄ・４６ｄ 端部（他方の端部）
１８・２８・３８・４８ 第２の界面
１８ｃ・２８ｃ・３８ｃ・４８ｃ 端部（一方の端部）
１８ｄ・２８ｄ・３８ｄ・４８ｄ 端部（他方の端部）
５０・５６・５７ 記録ヘッド
５１ 光源
５３磁気ポール（磁界発生部）
Ｐ１６・Ｐ２６・Ｐ３６ 屈曲部
Ｐ１８・Ｐ２８・Ｐ３８・Ｐ４８ 屈曲部
θ１ 第１の頂角
θ２ 第２の頂角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生素子、記録ヘッドおよび記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝播光を近接場光に変換する近接場光発生素子が精力的に開発されており、光回路、記録ヘッドおよび記録装置への応用が盛んに提案されている。光記録においては、高密度化のために光スポットの微小化が進み、近接場光を用いることが提案されている。このとき、高Ｓ/Ｎのために強い近接場光の強度が求められるが、このために、特に表面プ
ラズモンポラリトン技術を用いて、伝播光を近接場光に変換する近接場光発生素子が用いられる。
【０００３】
また、光アシスト磁気記録においては、磁気ポールや再生素子との相対位置なども考慮する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている光アシスト磁気記録用ヘッドでは、半導体レーザの出力端に開口を有する金属膜を形成することで、金属膜で表面プラズモンポラリトン増強を用いて近接場光を発生させている。図１８は、特許文献１に記載の金属膜の構成を表す図である。図１８に示すように、金属膜９５に、十字状の開口９６が設けられている。このとき、十字状開口を形成することにより現れる、偏光方向に対になっている頂点同士に、近接場光が発生する。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている光アシスト磁気記録用ヘッドでは、磁界発生用コイルの内側に、近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体が配置されている。そして、コイルの内側の幅は前記コイルに入射する光の波長以下であり、コイルの外径は前記コイルに入射する光のスポット径より大きい。このヘッドのコイルと散乱体の一例として、図１９に示す構成が開示されている。
【０００６】
図１９は、特許文献２に記載のヘッドのコイルと散乱体の構成を表す図である。図１９に示すように、三角形の形状をした金属の散乱体９２が２つ、磁気発生用コイル９３に接するように配置されている。
【０００７】
ここで、図１９の矢印の向きの偏光方向を持った入射光が、散乱体９２に照射されることにより、散乱体９２で近接場光が発生する。一方、磁界発生用コイル９３に電流を流すことにより、磁界発生用コイル９３の中心部分に磁界が発生するため、散乱体９２を磁界発生用コイル９３の中心に形成しておくことで、磁界と近接場光を同じ位置に発生させることができる。
【０００８】
一方で、非特許文献１より、Ｖ字型近接場光発生素子にＶ字の幅方向の偏光を入射した場合、発生した表面プラズモンポラリトンがＶ字先端に集中することが知られている。これについて、図２０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【０００９】
図２０（ａ）は、非特許文献１に記載の近接場光発生素子の構成を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の近接場光発生素子のＸＹ平面に平行な方向の断面図を表し、（ｃ）は（ａ）の近接場光発生素子のＹＺ平面の断面図を表し表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）の表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を説明する図である。
【００１０】
図２０（ａ）に示すように、ＸＹＺ軸をとる。近接場光発生素子１００は、金属体１０１と、誘電体１０２とからなっている。金属体１０１には、ＸＹ平面に平行な方向の断面がＶ字形状となる溝が設けられており、その溝に誘電体１０２が設けられている。
【００１１】
図２０（ｂ）に示すように、金属体１０１に設けられた溝のＸ軸方向の幅（すなわち誘電体１０２の幅）は、Ｙ軸＋方向から−方向に向けて狭くなっていく。この近接場光発生素子１００に、Ｘ軸方向の偏光を照射した場合に励起される表面プラズモンポラリトンにとっては、Ｘ軸方向の溝の幅が狭いほど、実効屈折率が大きくなる。このときの、金属体１０１の溝内を伝播する表面プラズモンポラリトンの伝播の軌跡は、図２０（ｃ）に示す矢印Ａのようになる。つまり、金属体１０１の溝内を伝播する表面プラズモンポラリトンは、溝の先端部分へと伝播方向を変化させる。
【００１２】
ここで、入射光が屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に向かって入射されると、スネルの法則により、図２０（ｄ）に示すようにθ４＜θ３となる。近接場光発生素子１００のようなＶ字型近接場光発生素子の溝は、屈折率が徐々に変化する層の集まりと考えることができるので、金属体１０１の溝を伝播する表面プラズモンポラリトンは、溝のＶ字先端に集まることになる。
【００１３】
また、図２０（ｄ）の破線で示すように、通常、屈折率の異なる媒質の界面では、光（表面プラズモンポラリトン）は反射される。しかし、屈折率差が非常に小さければ、反射率も小さくなる。つまり、溝のＶ字の開き角を小さくすることで、実効屈折率の変化率を小さくすることができる。このため、Ｖ字型の近接場光発生素子１００で反射を少なくし、表面プラズモンポラリトンをＺ軸（溝の先端）に集めることができる。
【００１４】
また、非特許文献２および３により、２つの金属三角柱を向かい合わせた際、頂点を伝播する表面プラズモンポラリトンの結合モードが存在することが知られている。
【００１５】
図２１は、非特許文献２に記載の近接場光発生素子の構成を表す斜視図である。図２１に示すように、近接場光発生素子２００は、金属材料からなる金属三角柱２００ａと、金属三角柱２００ｂとを備えている。金属三角柱２００ａと、金属三角柱２００ｂとは、それぞれの頂角同士が離間して、対向して配置されている。このような金属三角柱２００ａの頂角と、金属三角柱２００ｂの頂角との延設方向（図２１のＸ軸方向）に、表面プラズモンポラリトンが伝播していく。
【００１６】
非特許文献１で説明されている現象と、非特許文献２および３で説明されている現象のいずれが起こるかは、Ｖ字型近接場光発生素子（または金属三角柱）の頂角や、屈曲部に対しての表面プラズモンポラリトンの入射方向、屈曲部およびその周辺での界面間距離などに依存している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００６−３５１０９１号公報（２００６年１２月２８日公開）
【特許文献２】特許第４０８１４８０号（２００８年２月１５日登録）
【特許文献３】特開２００９−１６３８０６号公報（２００９年７月２３日公開）
【特許文献４】特開２００５−４９０１号公報（２００５年１月６日公開）
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】“Adiabatic nanofocusingof plasmons by sharp metallic grooves: Geometrical optics approach” D.K.Gramotnev, J.App.Phys. 98, 104302(2005)
【非特許文献２】“Numerical analysis of coupled wedge plasmons in a structure of two metal wedges separated by a gap” D. F. Pile et al., J.App.Phys. 100, 013101 (2006)
【非特許文献３】”New Plasmon Waveguides Composed of Twin Metal Wedges with a Nano Gap” Masanobu Haraguchi et al., Optical Review 13, 228(2006)
【非特許文献４】”Japanese Journal of Applied Physics”vol. 43, No.11A, 2004, pp.7483-7488
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１、２の方法では、頂点で強い近接場光を発生させているため、頂点がなまるという経時変化を起こす。よって、近接場光の強度が経時変化を起こすという問題があった。
【００２０】
さらに、非特許文献２、３に開示された近接場光発生素子でも、金属三角柱の頂点に表面プラズモンポラリトンの強度が集中するため、頂点が溶けて、得られる近接場光の経時変化が起きる。すなわち、金属三角柱の頂点を伝播する表面プラズモンポラリトン、および最終的に得られる近接場光の強度が経時変化を起こすという問題があった。
【００２１】
また、図２０を用いて説明した非特許文献１に開示された構成では、十分な近接場光の強度を得るには、近接場光が発生するＶ字型の先端部分を鋭く尖ったＶ字型に加工する必要があり、近接場光発生素子の加工が困難である。十分な強度の近接場光を得ることができない。
【００２２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子、記録ヘッドおよび記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明の近接場光発生素子は、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、上記近接場光発生素子は、金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっていることを特徴としている。
【００２４】
上記構成によると、上記金属体には、上記誘電体を挟んで、第１及び第２の界面が配されているので、金属体に対する入射光を、上記第１及び第２の界面で、表面プラズモンポラリトンに変換することができる。
【００２５】
また、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっている。
【００２６】
これにより、第１の界面及び第２の界面を伝播する表面プラズモンポラリトンを、実効屈折率が最も大きい屈曲部近辺に集中させることができる。
【００２７】
すなわち、上記構成によると、第１及び第２の界面の入射面側で励起された表面プラズモンポラリトンの伝播方向を変え、第１及び第２の界面の出射面側で屈曲部の近辺に集中させることができる。このように、屈曲部の近辺に集中された表面プラズモンポラリトンは、微小なサイズで、かつ強い強度の表面プラズモンポラリトンとなる。
【００２８】
このため、近接場光発生素子の出射面から、微小なスポットサイズで、かつ強い強度の近接場光を出射することができる。
【００２９】
このように、上記構成によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【００３０】
さらに、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっている。
【００３１】
このため、第１及び第２の界面を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部からずれた位置に集中させることができる。これにより、最も界面間距離が近い上記屈曲部の、熱による形状の経時変化を小さくすることができる。すなわち、発生する近接場光強度の経時変化を小さくすることができる。
【００３２】
さらに、上記構成によると、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となるように、上記屈曲部が配されている。このため、例えば、Ｖ字形状の溝の先端に表面プラズモンポラリトンを集中させるような構成と比べて、表面プラズモンポラリトンを集中させるための構成としての上記屈曲部を設けるための加工がし易い。
【００３３】
このように、上記構成によると、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を得ることができる。
【００３４】
また、上記第１及び上記第２の界面のうち、上記屈曲部を境として、それぞれが対向する領域を、それぞれ第１及び第２の領域とし、上記第１の領域の上記第１及び上記第２の界面の延長線がなす角を第１の頂角とし、上記第２の領域の上記第１及び第２の界面の延長線がなす角を第２の頂角としたとき、上記第１の頂角及び上記第２の頂角は、何れも０度より大きく１８０度未満であることが好ましい。
【００３５】
上記構成によると、第１及び第２の界面のうち、界面間距離が入射光の波長以上となるとことで、入射光により表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分を小さく、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【００３６】
また、上記第１の頂角と、上記第２の頂角とのうち、少なくとも一方は、０度より大きく９０度以下であることが好ましい。
【００３７】
上記構成によると、第１及び第２の界面のうち、表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分をさらに小さくすることができ、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【００３８】
上記第２の頂角は、上記第１の頂角より小さいことが好ましい。上記構成により、第２の領域に強度中心が位置するように、上記近接場光発生素子に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、上記構成によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００３９】
また、上記第１及び第２の界面のうち、上記第２の領域に含まれる端部間は接続されていることが好ましい。
【００４０】
上記構成により、上記第１及び第２の界面のうち、上記屈曲部から、接続されている端部までの距離を調整することにより、近接場光を発生する位置を調整することができる。また、金属体に電流を流すことにより、磁界を発生することができる。
【００４１】
また、上記第２の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離は、上記第１の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離より小さいことが好ましい。
【００４２】
上記構成により、第２の領域に強度中心が位置するように、上記近接場光発生素子に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、上記構成によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００４３】
また、上記屈曲部は、上記第１の界面と、上記第２の界面との両方に配されており、上記第１の界面と、上記第２の界面とは、対称な形状となっていることが好ましい。
【００４４】
上記構成により、第１の界面と、第２の界面との間に作用する表面プラズモンポラリトンの電界成分が常に、一定方向となる。このため、上記第１及び第２の界面のそれぞれを伝播する表面プラズモンポラリトンのロスが小さくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００４５】
また、上記近接場光発生素子に対して入射させる光は直線偏光であり、上記直線偏光の偏光方向は、上記第１及び第２の界面のうち、上記屈曲部を境としたいずれかの領域で、上記第１及び第２の界面に対して垂直な断面における、上記第１及び第２の界面からの距離が等しい点を結ぶ直線に対して垂直な方向の偏光方向を少なくとも含むことが好ましい。
【００４６】
上記構成により、第１及び第２の界面を伝播させる表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００４７】
また、上記第１の界面と第２の界面とが対向する領域には、上記誘電体のみが配されており、当該誘電体は、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなることが好ましい。
【００４８】
上記構成により、第１の界面と、第２の界面とが対向する領域には、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料だけが存在することになる。このように、第１の界面及び第２の界面の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面及び第２の界面の間に入射させた光を効率よく、近接場光へと変換することができる。
【００４９】
本発明の記録ヘッドは、上記近接場光発生素子と、上記近接場光発生素子に対して、直線偏光の光を入射させるための光源とを備えていることが好ましい。
【００５０】
上記構成によると、光源から出射される直線偏光を上記近接場光発生素子の入射光として、上記近接場光発生素子の上記第１及び第２の界面で表面プラズモンポラリトンを伝播させ、上記近接場光発生素子から、強い強度の近接場光を得ることができる。
【００５１】
このため、例えば、上記近接場光を媒体に対して照射することで、Ｓ／Ｎ比が高いマークを記録することができる記録ヘッドを構成することができる。
【００５２】
また、上記光源は、上記屈曲部を含んで、上記近接場光発生素子に対して直線偏光の光を入射させることが好ましい。
【００５３】
上記構成によると、第１及び第２の界面を伝播する表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【００５４】
また、上記光源と、上記近接場光発生素子とは一体化して形成されていることが好ましい。
【００５５】
上記構成により、記録ヘッドを小型化することができると共に、余計な光学系が必要なく、光軸のズレなどの経時変化が起こり難い。また、記録ヘッドを製造するためのコストを抑えることができる。
【００５６】
また、上記近接場光発生素子に含まれている上記金属体に電流を流すことにより、上記界面間距離が最小となる上記屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に磁界を発生させる磁界発生部を備えていることが好ましい。
【００５７】
上記構成により、上記界面間距離が最小となる屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁界を発生させることができる。このため、上記近接場光発生素子の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【００５８】
また、上記近接場光発生素子により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるので、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
【００５９】
また、上記記録ヘッドは、さらに、磁界を発生させる磁気ポールを備えていることが好ましい。
【００６０】
上記近接場光発生素子により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるため、さらに磁気ポールを備えることで、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると、高密度な磁気記録を行うことが可能な記録ヘッドを実現することができる。
【００６１】
また、上記記録ヘッドは、さらに、上記金属体と隣接する磁気ポールを備え、上記磁気ポールは、電流を流すためのコイルと、上記金属体との隣接面に絶縁層とを備え、上記コイルの電流が、上記金属体に流れており、上記コイルを流れる電流の向きと、上記金属体に流れる電流の向きとが、近接場が照射される被照射物から見て逆向きであることが好ましい。
【００６２】
上記構成により、磁気ポールを、上記金属体で発生する磁界に対するリターンヨークとして機能させることができる。すなわち、上記金属体に電流を流すことにより発生する磁界が、被照射物を通って、磁気ポールへ戻ってくる磁界の経路ができるため、発生する磁界の領域が広がらず、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズを小さくすることができる。さらに、上記金属体で発生する磁界により、磁気ポールから発生する磁界を増強することもできる。
【００６３】
また、本発明の記録装置は、上記記録ヘッドを備えていることが好ましい。
【００６４】
上記構成によると、上記記録装置に装填された媒体に対して、Ｓ/Ｎの高いマークを記
録できる記録装置、または小型で経時変化が小さく低コストの記録装置、または高密度な光アシスト磁気記録が可能である記録装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明の近接場光発生素子は、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称になっている。
【００６６】
これにより、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の近接場光発生素子の斜視図である。
【図２】本発明の近接場光発生素子の断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【図４】本発明の近接場光発生素子の断面図である。
【図５】本発明の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図６】本発明の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図７】比較例の近接場光発生素子に光を照射した場合の、出射面における強度分布を示す図である。
【図８】本発明の近接場光発生素子、比較例の近接場光発生素子の出射面におけるＹ方向の強度分布を示す図である。
【図９】本発明の別の近接場光発生素子の断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第２の変形例の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の変化率の様子を表す図である。
【図１１】（ａ）は比較例の近接場光発生素子のＹ軸方向に対する界面間距離の変化率の様子を表す図であり、（ｂ）は（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【図１２】本発明の別の近接場光発生素子の断面図である。
【図１３】本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１４】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【図１５】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【図１６】本発明の近接場光発生素子に流れる電流及び発生する磁界の様子を説明する図である。
【図１７】本発明の記録ヘッドを用いた記録装置の斜視図である。
【図１８】従来技術の近接場光発生素子の構成を表す平面図である。
【図１９】従来技術の近接場光発生素子の断面図である。
【図２０】（ａ）は、従来の導波路の構成を表す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の導波路のＸＹ平面に平行な方向の断面図を表し、（ｃ）は（ａ）の導波路のＹＺ平面の断面図を表し表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）の表面プラズモンポラリトンの伝播の様子を説明する図である。
【図２１】従来の近接場光発生素子の構成を表す斜視図である。
【図２２】本発明の記録ヘッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る近接場光発生素子１０について、図１〜１２を参照して説明すると以下の通りである。
【００６９】
（近接場光発生素子の構成）
まず、図１、２を用い、本実施の形態に係る近接場光発生素子１０の構成について説明する。
【００７０】
図１は、本実施形態に係る近接場光発生素子１０の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態に係る近接場光発生素子１０の入射面を示す図である。
【００７１】
近接場光発生素子１０は、金属体材料からなる金属体１１と、誘電体材料からなる誘電体１２とからなる。近接場光発生素子１０の、光が照射される側の面が入射面である。近接場光発生素子１０は、入射面側からの入射光を表面プラズモンポラリトンポラリトンへと変換し、当該変換した表面プラズモンポラリトンを、入射面と逆側の面である出射面から近接場光として外部に出射する。
【００７２】
金属体１１を構成する金属体材料は、金属体１１への入射光の波長にも依るが、表面プラズモンポラリトンを強く励起するものであればよい。具体的には、金属体１１を構成する金属体材料は、金、銀、銅、プラチナ、クロム、アルミニウムのいずれかを主成分とすることが好ましい。
【００７３】
誘電体１２は、光源の波長の光を透過する材料であればよく、空気、酸化珪素、ガラス類、酸化アルミ、酸化チタンなどの酸化物、窒化アルミなどの窒化物でもよい。
【００７４】
金属体１１は、誘電体１２との界面である第１の界面１６及び第２の界面１８を有している。第１の界面１６と、第２の界面１８とは、誘電体１２を挟んで、互いに傾いて、対向して配されている。
【００７５】
第１の界面１６と、第２の界面１８とは、対称軸に対して対称となるように配されている。
【００７６】
そして、第１の界面１６は、屈曲部Ｐ１６を有しており、この屈曲部Ｐ１６によって、互いに屈曲して配されている第１の界面１６ａと、第１の界面１６ｂとを有する。
第２の界面１８は、屈曲部Ｐ１８を有しており、この屈曲部Ｐ１８によって、互いに屈曲して配されている第２の界面１８ａと、第２の界面１８ｂとを有する。
【００７７】
また、第１の界面１６及び第２の界面１８は、互いの界面間距離が異なる一方の端部１６ｃ・端部１８ｃと、他方の端部１６ｄ・端部１８ｄとを有する。
【００７８】
なお、以下の説明では、近接場光発生素子１０は、第１の界面１６及び第２の界面１８の両方に、それぞれ屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が存在しているものとして説明する。しかし、本発明の近接場光発生素子１０では、第１の界面１６及び第２の界面１８の少なくとも一方に屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が存在し、この屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっていればよい。
【００７９】
また、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において界面間距離が最小となっている方向に取ればよい。
【００８０】
ここで、近接場光発生素子１０を、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５の順に隣接して配されている３つの領域に分割して説明する。
【００８１】
第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境として、それぞれが対向する領域が第１の領域１３、及び第２の領域１４である。
【００８２】
第１の領域１３と、第２の領域１４とは、誘電体１２を挟む金属体１１の領域及び金属体１１に挟まれている誘電体１２を含む領域である。第１の領域１３と、第２の領域１４とは、屈曲部Ｐ１６・及び屈曲部Ｐ１８によって区別（区画）される領域である。
【００８３】
また、第３の領域１５は、第１の界面１６の端部１６ｄ及び第２の界面１８の端部１８ｄによって区別（区画）される領域である。
【００８４】
第１の界面１６のうち、第１の界面１６ａ及び端部１６ｃは、第１の領域１３に含まれており、第１の界面１６ｂ及び端部１６ｄは、第２の領域１４に含まれている領域である。
【００８５】
第２の界面１８のうち、第２の界面１８ａ及び端部１８ｃは、第１の領域１３に含まれている領域であり、第２の界面１８ｂ及び端部１８ｄは、第２の領域１４に含まれている。
【００８６】
第３の領域１５は、誘電体１２を含まず、金属体１１の一部領域のみからなる領域である。第３の領域１５によって、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、第２の領域１４に含まれる端部１６ｄ・１８ｄ間は接続されている。
【００８７】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、屈曲部Ｐ１６から接続されている端部１６ｄまでの距離、及び屈曲部Ｐ１８から端部１８ｄまでの距離を調整することにより、近接場光発生素子１０の出射面での近接場光を発生する位置を調整することができる。また、金属体１１に電流を流すことにより、磁界を発生することができる。
【００８８】
さらに、第３の領域１５の金属体１１により、第１の領域１３及び第２の領域１４の金属体１１を接続することで、近接場光発生素子１０の強度を向上することができる。
【００８９】
また、対向する端部１６ｄ・１８ｄ間の界面間距離は、対向する端部１６ｃ・１８ｃ間の界面間距離より小さい。
【００９０】
これにより、第２の領域１４に強度中心が位置するように、近接場光発生素子１０に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、近接場光発生素子１０によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【００９１】
また、以降の説明では、図１等に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を取る。すなわち、第１の界面１６及び第２の界面１８において、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっている方向（すなわち、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間を結ぶ直線方向）にＸ軸を取る。また、第１の領域１３と第２の領域１４との境界面をＸＺ平面としている。Ｘ、Ｚ軸と直交する方向をＹ軸方向とする。
【００９２】
また、Ｚ軸のうち、近接場光発生素子１０の光の出射面側から入射面側への方向をＺ軸の＋（正）方向とし、逆方向をＺ軸の−（負）方向とする。また、Ｘ軸のうち、第１の界面１６から第２の界面１８へ向かう方向をＸ軸の＋方向とし、逆方向をＸ軸の−方向とする。そして、Ｙ軸のうち、第１の領域１３から第２の領域１４へ向かう方向を＋方向とし、第２の領域１４から第１の領域１３へ向かう方向を−方向とする。
【００９３】
近接場光発生素子１０は、Ｙ軸を対称軸とし、このＹ軸に対して対称な形状である。すなわち、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、Ｙ軸に対して対称となるように配置されている。
【００９４】
また、第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離とは、対称軸であるＹ軸に対して直交する方向の界面間の距離と表現できる。
（近接場光発生素子の界面間距離）
次に、近接場光発生素子１０の第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係について説明する。
【００９５】
近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率は、第１の界面１６ａ・１６ｂと、第２の界面１８ａ・１８ｂとの接線同士の成す角、又は近接場光発生素子１０のＹの位置における界面間距離の微分値で考えればよい。
【００９６】
まず、図２を用いて、近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係を、近接場光発生素子１０のＹの位置における第１の界面１６ａ・１６ｂと、第２の界面１８ａ・１８ｂとの接線同士の成す角を用いて説明する。
【００９７】
図２に示すように、第１の領域１３の第１の界面１６ａの延長線（すなわち第１の界面１６ａの接線）と第２の界面１８ａの延長線（すなわち第２の界面１８ａの接線）とが交わる位置をＱ１とする。そして、第１の領域１３の第１の界面１６ａの延長線と第２の界面１８ａの延長線とがなす角（端部１６ｃ・位置Ｑ１・端部１８ｃが成す角）を第１の頂角θ１（図２におけるθ１）とする。
【００９８】
また、第２の領域１４の第１の界面１６ｂの延長線（すなわち第１の界面１６ｂの接線）と第２の界面１８ｂの延長線（すなわち第２の界面１８ｂの接線）とが交わる位置をＱ２とする。そして、第２の領域１４の第１の界面１６ｂの延長線と第２の界面１８ｂの延長線とがなす角（屈曲部Ｐ１６・位置Ｑ２・屈曲部Ｐ１８が成す角）を第２の頂角θ２（図２におけるθ２）と称する。
【００９９】
そして、近接場光発生素子１０のＸＹ断面における、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８のＹ座標の位置を位置Ｙ０、端部１６ｃ・１８ｃのＹ座標の位置を位置Ｙ１とする。なお、位置Ｙ１は近接場光発生素子１０の一方の端面のＹ座標を表す。
【０１００】
すなわち、位置Ｙ０は、第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離が最も近くなるＹ座標の位置である。また、端部１６ｄ・１８ｄのＹ座標の位置を位置Ｙ２とする。
【０１０１】
また、近接場光発生素子１０の位置Ｙ１に位置する一方の端面に対応する他方の端面のＹ座標を位置Ｙ３と称する。位置Ｙ１から位置Ｙ３までの距離が、近接場光発生素子１０のＸＹ平面における長さである。
【０１０２】
なお、位置Ｙ０は、ＸＹＺ座標の原点の位置とする。また、近接場光発生素子１０では、Ｙ軸は、第１の頂角θ１と第２の頂角θ２との二等分線である。
【０１０３】
金属体１１の誘電体１２との界面である第１の界面１６と第２の界面１８とは、第１の領域１３において、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ、次第に接近していき、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小の界面間距離となる。そして、第１の界面１６と第２の界面１８とは、第２の領域１４において、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ次第に離間していき、端部１６ｄ・１８ｄに至る。
【０１０４】
また、近接場光発生素子１０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とが異なっている。
【０１０５】
近接場光発生素子１０のＸＹ平面に平行な断面では、第１の領域１３と、第２の領域１４とのうち、Ｙ軸の正方向に向かうにつれ次第に接近、又は離間していく第１の界面１６と第２の界面１８との界面間距離の変化率は、第１の領域１３の方が、第２の領域１４内より、急になっている。このため、第２の頂角θ２は、第１の頂角θ１より小さい。
【０１０６】
換言すると、近接場光発生素子１０のＸＹ平面に平行な断面では、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８は、端部１６ｃ・端部１８ｃと、端部１６ｄ・端部１８ｄとの間の直線の傾きを変化させる（界面間距離が変化する変化率を変化させる）変化点であるとも表現できる。
【０１０７】
また、近接場光発生素子１０には、金属体１１に、誘電体１２からなり、端部１６ｄ・１８ｄを先端部とする溝が形成されており、その溝の幅を規定するそれぞれの側面（すなわち第１の界面１６及び第２の界面１８）には、溝の幅が減少する割合が変化する屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されており、その屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に界面間距離の変化率が異なっているとも言える。
【０１０８】
上述したように、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６・第２の界面１８は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境として、界面間距離の変化する割合が、Ｙ軸に対して異なっている。つまり、第１の界面１６ａ・１６ｂ及び第２の界面１８ａ・１８ｂは、共に平面であり、互いに傾いて配されている。
【０１０９】
ここで、入射面側または出射面側から近接場光発生素子１０を見た場合、第１の界面１６ａ及び第２の界面１８ａを延長してＹ軸上で交わる位置を位置Ｑ１とし、第１の界面１６ｂ及び第２の界面１８ｂを延長してＹ軸上で交わる位置を位置Ｑ２とすると、近接場光発生素子１０は、端部１６ｃ・位置Ｑ１・端部１８ｃからなり、成す角が第１の頂角θ１であるＶ字型の傾斜と、屈曲部Ｐ１６・位置Ｑ２・屈曲部Ｐ１８とからなり、成す角が第２の頂角θ２であるＶ字型の傾斜とを有している。
【０１１０】
近接場光発生素子１０は、端部１６ｃ・１８ｃから屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８までと、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８から端部１６ｄ・１８ｄにかけての第１の界面１６・第２の界面１８の界面間距離の変化量は、それぞれ一定である。つまり、近接場光発生素子１０のＸ-Ｙ平面に平行な方向の断面形状では、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとが直線となっている。このため、近接場光発生素子１０のＸ‐Ｙ平面に平行な断面の形状は、２つのＶ字型の傾斜が向き合って組み合わされた形状をしているとも表現できる。
【０１１１】
このように、近接場光発生素子１０は、第１の界面１６と、第２の界面１８と界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている（異なっている）。
【０１１２】
次に、図３（ａ）（ｂ）を用いて、近接場光発生素子１０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８との関係を、近接場光発生素子１０のＹの位置における界面間距離の微分値によって説明する。
【０１１３】
図３（ａ）は近接場光発生素子１０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０１１４】
図３（ａ）（ｂ）では、横軸は図２のＹ軸を表す。図３（ａ）の縦軸は、Ｙの位置における第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離を表している。また、図３（ｂ）の縦軸は、Ｙの位置における図３（ａ）の界面間距離の変化率を表している。つまり、図３（ｂ）では図３（ａ）の界面間距離の微分値を表している。
【０１１５】
近接場光発生素子１０は、図１、２に示すように、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとは、平面である。
【０１１６】
このため、図３（ａ）（ｂ）に示すように位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面１６ａと、第２の界面１８ａとの界面間距離の変化率は一定のまま、界面間距離が次第に小さくなっていく。そして、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面１６ｂと、第２の界面１８ｂとの界面間距離の変化率は一定のまま、界面間距離が次第に大きくなっていく。
【０１１７】
このように、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。
（近接場光発生素子の構成と利点）
このように、入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子１０は、金属材料からなる金属体１１と、誘電材料からなる誘電体１２とを備え、金属体１１には、誘電体１２を挟んで、第１の界面１６及び第２の界面１８が配されている。これにより、金属体１１に対する入射光を、第１の界面１６及び第２の界面１８で、表面プラズモンポラリトンに変換することができる。
【０１１８】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、それぞれ屈曲部Ｐ１６、屈曲部Ｐ１８により屈曲されており、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間で最小となっている。
【０１１９】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンを、実効屈折率が最も大きい屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近辺に集中させることができる。
【０１２０】
すなわち、第１の界面１６及び第２の界面１８の入射面側で励起された表面プラズモンポラリトンの伝播方向を変え、第１の界面１６及び第２の界面１８の出射面側で屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近辺に集中させることができる。このように、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近辺に集中された表面プラズモンポラリトンは、微小なサイズで、かつ強い強度の表面プラズモンポラリトンとなる。
【０１２１】
このため、近接場光発生素子１０の出射面から、微小なスポットサイズで、かつ強い強度の近接場光を出射することができる。このように、近接場光発生素子１０によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【０１２２】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている（異なっている）。換言すると、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とが異なっている。
【０１２３】
このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。
【０１２４】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、最も界面間距離が近い屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の、熱による形状の経時変化を小さくすることができる。すなわち、近接場光発生素子１０で発生する近接場光強度の経時変化を小さくすることができる。
【０１２５】
ここで、記録媒体に記録する記録マークサイズを小さくするには、磁界発生位置と近接場光発生位置をヘッドにおいて一致させるのではなく、記録媒体上で一致するための最適な距離としなければならない。すなわち、記録媒体に照射された近接場光で発生する熱分布と、媒体に照射された磁界を一致させることが重要である。
【０１２６】
例えば、図１８を用いて説明した特許文献１に記載の金属膜９５の構成によると、近接場光の発生位置と、磁界発生位置とを調整するには、磁気ポールの位置を調整するしかなく、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１２７】
また、図１９を用いて説明した特許文献２の金属の散乱体９２、磁気発生用コイル９３の構成では、散乱体の頂点をコイルの中心から最適な距離だけ離して形成することになる。このとき、コイルの内側の幅は前記コイルに入射する光の波長以下であり、コイルの外径は前記コイルに入射する光のスポット径より大きいという制限の中、このような構成とするには、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１２８】
このように、特許文献１、２の方法では、媒体に照射された近接場光で発生する熱分布と、媒体に照射された磁界を一致させることは現実的ではない。
【０１２９】
また、特許文献３に開示された光アシスト磁気記録用ヘッドでは、主磁極の少なくとも一部が、三角柱の形状をした金属体である第１及び第２の近接場光発生部の間の領域を含むスポット領域内に位置しているので、双方の近接場光発生部の先端と主磁極を近接させ、高密度の記録を行っている。
【０１３０】
しかし、特許文献３の光アシスト磁気記録用ヘッドでも、特許文献１、２と同様に、第１及び第２の近接場光発生部と主磁極の位置を調整するしかなく、微細な加工精度が必要とされ、現実的に困難である。
【０１３１】
一方、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と、第２の界面１８との対向する距離である界面間距離は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８で最小となっており、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。
【０１３２】
このように、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっているので、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。これにより、近接場光発生位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整することができるので、近接場光発生位置と、金属体１１で発生させる磁界発生位置との相対関係を調整することができる。すなわち、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率を調整することで、近接場光発生位置と、磁界発生位置との距離を短縮・調整することができる。
【０１３３】
このため、近接場光発生素子１０によると、記録媒体に記録されるマークサイズを小さくすることができる。
【０１３４】
また、図２０を用いて説明した非特許文献１に開示された構成では、十分な近接場光の強度を得るには、近接場光が発生するＶ字型の先端部分を鋭く尖ったＶ字型に加工する必要があり、近接場光発生素子の加工が困難である。Ｖ字型の先端部分に曲率が発生すると、発生した曲率の分だけ、誘電体を挟む界面間の距離が離れてしまうことと、曲率により表面プラズモンポラリトンが反射されてしまうため、十分な強度の近接場光を得ることができない。
【０１３５】
一方、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となるように、第１の界面１６と、第２の界面１８とに、それぞれ屈曲部Ｐ１６、屈曲部Ｐ１８が配されている。このため、上述した非特許文献１に記載のような、Ｖ字形状の溝の先端に表面プラズモンを集中させるために、先端を鋭く尖らせたＶ字形状の溝を形成する場合と比べて、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を設けるための加工がし易い。
【０１３６】
また、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８とに屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されている。
【０１３７】
このため、例えば、上述した非特許文献１のＶ字型の内部が平面である近接場光発生素子と比べて、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８屈曲部に電場が集中しやすい構造となっている。
【０１３８】
さらに、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の両側に光の透過部が存在するため、さらに強い強度を得ることができる。これは、金属体１１中の自由電子が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の両側で入射光により表面プラズモンポラリトンとして励起され、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８に集中するとも言える。
【０１３９】
このため、上記近接場光発生素子によると、界面間距離が同じであっても、例えば、上述した非特許文献１のＶ字型の溝を備えた近接場光発生素子と比べて、強い強度の近接場光を得ることができる。なお、第１の界面１６と、第２の界面１８とのうち、少なくとも一方に屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８が配されていれば、その屈曲部Ｐ１６又は屈曲部Ｐ１８に電場を集中させることができる。
【０１４０】
このように、近接場光発生素子１０によると、微小で強度が強く、かつ、強度の経時変化が小さい近接場光を得ることができ、容易に加工できる近接場光発生素子を提供することができる。
【０１４１】
また、第２の頂角θ２は、第１の頂角θ１より小さい。このため、第２の領域１４に強度中心が位置するように、近接場光発生素子１０に対して入射光を入射させることで、表面プラズモンポラリトンを励起せず、入射光がそのまま透過することを防止することができる。このため、近接場光発生素子１０によると、入射光の利用効率を向上することができる。
【０１４２】
さらに、第１の頂角θ１及び第２の頂角θ２は、何れも０度より大きく１８０度未満であり、さらに好ましくは、０度より大きく９０度以下である。
【０１４３】
このため、第１の界面１６及び第２の界面１８のうち、界面間距離が入射光の波長以上となるとことで、入射光により表面プラズモンポラリトンが励起されず、入射光をそのまま透過させてしまう部分を小さく、かつ近接場光が発生する領域から離すことができる。よって、近接場光発生素子１０では、得られる近接場光に対するバックグラウンドノイズをなくす、または影響を小さくすることができる。
【０１４４】
また、近接場光発生素子１０では、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８は、それぞれ、第１の界面１６と、第２の界面１８とに配されており、第１の界面１６と、第２の界面１８とは、Ｙ軸に対して対称な形状となっている。
【０１４５】
これにより、第１の界面１６と、第２の界面１８との間に作用する表面プラズモンポラリトンの電界成分が常に、一定方向となる。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８のそれぞれを伝播する表面プラズモンポラリトンのロスが小さくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１４６】
また、近接場光発生素子１０に対して入射させる光は、直線偏光であり、当該直線偏光の偏光方向は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８において、第１の界面１６及び第２の界面１８の界面間距離が最小となっている方向（Ｘ軸方向）の偏光方向を少なくとも含んでいればよい。
【０１４７】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播させる表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１４８】
また、上述した図１８の金属膜９５の開口９６の形状を十字状にしていることにより、所望の一対の頂点の近辺で、光を遮る部分が存在することになる。このため、金属膜への入射光のうち、ほとんどが金属膜に反射されることになり、半導体レーザの利用効率が悪い。
【０１４９】
同様に、特許文献３の方法では、入射光が照射される第１及び第２の近接場光発生部の間の領域を含むスポット領域内に主磁極が存在するため、入射光のほとんどが主磁極で反射・散乱され、光の利用効率が悪い。
【０１５０】
一方、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６と第２の界面１８とが対向する領域には、誘電体１２のみが配されており、誘電体１２は、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなる。
【０１５１】
上記構成により、第１の界面１６と、第２の界面１８とが対向する領域には、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料だけが存在することになる。このように、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を効率よく、近接場光へと変換することができる。
【０１５２】
このような、近接場光発生素子１０に対して入射させる光を透過する誘電体材料としては上述したように、空気、酸化珪素、ガラス類、酸化アルミ、酸化チタンなどの酸化物、窒化アルミなどの窒化物などを挙げることができる。
【０１５３】
このようにすることで、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光を遮光する部材が存在しないので、第１の界面１６及び第２の界面１８の間に入射させた光から効率よく表面プラズモンポラリトンを励起することができ、近接場光への変換効率を向上させることができる。
【０１５４】
（近接場光発生素子の変形例１）
次に、図４を用いて、近接場光発生素子１０の変形例である近接場光発生素子２０の構成について説明する。
【０１５５】
図１、２で示した近接場光発生素子１０では、端部１６ｄと、端部１８ｄとが、別の界面である第３の領域１５の誘電体１２との界面によって接続された構成になっていた。しかし、図４で示す近接場光発生素子２０のように、端部２６ｄと、端部２８ｄとが、接続されていなくてもよい。
【０１５６】
図４は、本実施の形態に係る近接場光発生素子の第１の変形例を表す断面図である。
【０１５７】
図４に示す近接場光発生素子２０は、近接場光発生素子１０の金属体１１のうち、第３の領域１５を貫通することで、Ｙ軸を対称軸として対称な形状の一対の金属体２１ａ・２１ｂに分離した構成である。
【０１５８】
近接場光発生素子２０は、金属材料からなる金属体２１と、誘電材料からなる誘電体２２とを備えている。また、金属体２１は、誘電体２２を挟んで互いに対称となるように配置されている金属体２１ａと、金属体２１ｂとからなる。
【０１５９】
第１の界面２６は、第１の界面１６の第１の界面１６ａ・１６ｂ、端部１６ｃ・１６ｄと同様の第１の界面２６ａ・２６ｂ、端部２６ｃ・２６ｄを備えている。第２の界面２８は、第２の界面１８の第２の界面１８ａ・１８ｂ、端部１８ｃ・１８ｄと同様の第２の界面２８ａ・２８ｂ、端部２８ｃ・２８ｄを備えている。
【０１６０】
また、第１の領域２３及び第２の領域２４は、第１の領域１３及び第２の領域１４と同様に、誘電体２２を挟む金属体２１ａ・２１ｂの領域及び金属体２１ａ・２１ｂに挟まれている誘電体２２を含む領域である。第１の領域２３と、第２の領域２４とは、屈曲部Ｐ２６及び屈曲部Ｐ２８によって区別（区画）される領域である。
【０１６１】
第１の界面２６と第２の界面２８との界面間距離は、短い方から順に、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８間、端部２６ｄ・２８ｄ間、及び端部２６ｃ・２８ｃ間となっている。
【０１６２】
このように、近接場光発生素子２０は、第１の界面２６と、第２の界面２８と界面間距離は、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８で最小となっており、第１の界面２６と、第２の界面２８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８を境に非対称となっている。
【０１６３】
さらに、近接場光発生素子２０では、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８から端部２６ｄ・２８ｄまでの距離が、屈曲部Ｐ２６・Ｐ２８から端部２６ｃ・２８ｃまでの距離と比べて長い。このように、第１の界面２６ａ・第２の界面２８ａより、近接場光発生素子２０に対する入射光の強度中心である位置Ｙ２を挟む第１の界面２６ｂ・第２の界面１８ｂの面積を広くすることで、より、より強い表面プラズモンポラリトンの励起強度を得ることができる。このため、近接場光発生素子２０では、近接場光発生素子１０と比べ、さらに、強度が強い近接場光を得ることができる。
【０１６４】
（近接場光について）
次に、本実施形態の近接場光発生素子１０および２０で生成される近接場光について、ＦＤＴＤ法（finite-difference time-domain method）を用いたシミュレーション結果である図５〜８、及び図２、４を参照して説明する。
【０１６５】
図５は、図２の近接場光発生素子１０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくした場合に出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６６】
図６は、図４の近接場光発生素子２０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくした場合に出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６７】
図７は、図４の近接場光発生素子２０の第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを同じにした近接場光発生素子２２０の出射面で得られる表面プラズモンポラリトンの強度分布を表す図である。
【０１６８】
図５に示すシミュレーションでは、図２に示す近接場光発生素子１０において膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１を３６．９°、第２の頂角θ２を２０．８°とした。
【０１６９】
図６に示すシミュレーションでは、図４に示す近接場光発生素子２０において、膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１を３６．９°、第２の頂角θ２を７．６°とした。
【０１７０】
図７に示すシミュレーションでは、図４に示す近接場光発生素子２０において、膜厚を５００ｎｍ、第１の頂角θ１および第２の頂角θ２の両方を３６．９°とした。
【０１７１】
また、何れも、Ｙ０とＹ２との距離を３００ｎｍとした。
【０１７２】
図８は、図５〜７の結果において、図２、４のＹ軸上の強度分布をグラフ化したものである。
【０１７３】
いずれのシミュレーションでも、入射光は、波長７８０ｎｍで、放射角は１/ｅ２とな
る角度がＸ方向に１０°、Ｙ方向に２０°であるガウス分布とし、入射面の位置Ｙ２（図２等参照）を入射光の強度中心に設定してシミュレーションした。入射光の偏光方向はＸ軸方向としている。また、Ｙ０の位置における界面間距離は、すべて５０ｎｍとした。
【０１７４】
図８の結果より、図６に示した第２の領域２４が広い近接場光発生素子２０の方が、図５に示した第２の領域１４が狭い近接場光発生素子１０と比べて、位置Ｙ０近辺での表面プラズモンポラリトンの最高強度が大きい。これは、近接場光発生素子１０より、近接場光発生素子２０の方が、照射された光の利用できる量が多いためと考えられる。
【０１７５】
近接場光発生素子２２０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを同じ値とした。このため、図８に示すように、近接場光発生素子２２０では、表面プラズモンポラリトンの最高強度は、位置Ｙ０に位置している。このため、近接場光発生素子２２０では、位置Ｙ０に位置し、界面間距離が最も近い屈曲部の経時劣化を早めることになる。
【０１７６】
一方、近接場光発生素子１０・２０では、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２とを異なる値とすることにより、表面プラズモンポラリトンの最高強度を、Ｙ０の位置からずらすことが可能となっていることがわかる。このため、近接場光発生素子１０・２０では、界面間距離が最も近い屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８、Ｐ２６・Ｐ２８の経時劣化を抑制することができる。
【０１７７】
なお、図８に示すように、近接場光発生素子１０、近接場光発生素子２０、及び近接場光発生素子２２０のうち、表面プラズモンポラリトンの最高強度のみを比較すると、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度は、近接場光発生素子２２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度と比べて、若干、値が低い。
【０１７８】
しかし、これら近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０で得られた表面プラズモンポラリトンの最高強度は、充分に実用的な値が得られている。加えて、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０では、上述したように、表面プラズモンポラリトンの最高強度を位置Ｙ０からずらすことが可能であり、屈曲部の劣化の抑止効果も得ることができる。
【０１７９】
このため、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０によると、充分に強度が高く、かつ信頼性が高い近接場光を得ることができる。このため、近接場光発生素子１０及び近接場光発生素子２０は、近接場光発生素子２２０と比べて、より実用的である。
【０１８０】
また、近接場光発生素子１０・２０で発生した表面プラズモンポラリトンの最高強度位置がずれる方向は、第１の頂角θ１と第２の頂角θ２とのうち、なす角の小さい頂角が位置する方向となっている。上述したように、近接場光発生素子１０・２０の何れも第１の頂角θ１と比べ、第２の頂角θ２の方が小さい。
【０１８１】
このため、近接場光発生素子１０・２０で発生した表面プラズモンポラリトンの最高強度は、何れも、位置Ｙ０から、第２の頂角θ２が位置する方向であるマイナスＹ方向へずれていることがわかる。なお、第１の頂角θ１・第２の頂角θ２が小さくなると、Ｙ方向への強度分布の広がりが大きくなっている。
【０１８２】
このように、第１の頂角θ１と、第２の頂角θ２との角度を制御することで、表面プラズモンポラリトンの最高強度の位置を制御することができることがわかる。
【０１８３】
よって、本実施形態の近接場光発生素子１０のように、金属体１１の誘電体１２との第１の界面１６・第２の界面１８を、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａに対して屈曲して配される第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとからなる構成にすることで、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０１８４】
また、近接場光発生素子１０では、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍に集中させることができるので、膜厚（図１のＺ方向の距離）が薄くても十分に強度が高い近接場光を得ることができる。このように、近接場光発生素子１０によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換でき、かつ、作成が容易な程度に膜厚を十分薄くすることができる。
【０１８５】
また、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａの界面間距離の変化率に対して、第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂの界面間距離の変化率が異なることによって、光の強度分布を、屈曲部からずらすことが可能となり、光強度により金属体１１の屈曲部の形状が経時変化し、ひいては発生する近接場光強度が経時変化することを防ぐことができる。
【０１８６】
また、本実施の形態では、Ｚ軸方向に形状の変化がないものを示したが、本願の特徴を維持した状態で、形状変化があってもよい。
【０１８７】
例えば、図５〜図８の例では、近接場光発生素子１０・２０の厚さ（Ｚ方向の距離）が５００ｎｍの場合のシミュレーション結果を示したが、特許文献２および特許文献３のような近接場光発生素子として用いる場合でも、θ１、θ２といった構造パラメータを調整することによって、他の膜厚の場合でも、近接場光発生素子１０・２０の出射面で強い強度が得られる。
【０１８８】
従って、近接場光発生素子１０・２０の長さ（Ｚ方向の距離）に依らず、金属体１１の誘電体１２との第１の界面１６・第２の界面１８は、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと、第１の界面１６ａ・第２の界面１８ａと屈曲して配される第１の界面１６ｂ・第２の界面１８ｂとが配された構成が好ましいことがわかる。
【０１８９】
（近接場光発生素子の変形例２について）
次に、図９用い、近接場光発生素子１０および２０の変形例２について説明する。近接場光発生素子１０は、図９に示す近接場光発生素子３０などの構成であってもよい。
【０１９０】
図９は、第１の界面と第２の界面とがなだらかな曲面である近接場光発生素子３０の構成を表す図である。
【０１９１】
図４で示した近接場光発生素子２０の第１の界面２６と、第２の界面２８とは、図９の第１の界面３６と、第２の界面３８とに示すように、湾曲した形状であってもよい。
【０１９２】
図９に示すように、近接場光発生素子３０の金属体３１の誘電体３２との界面には、第１の界面３６と、第２の界面３８とが配されている。
【０１９３】
第１の界面３６には、互いに屈曲して配されている第１の界面３６ａと、第１の界面３６ｂとが配されている。第１の界面３６ａと第１の界面３６ｂとの境界部分が屈曲部Ｐ３６である。
【０１９４】
第２の界面３８には、互いに屈曲して配されている第２の界面３８ａと、第２の界面３８ｂとが配されている。第２の界面３８ａと第２の界面３８ｂとの境界部分が屈曲部Ｐ３８である。
【０１９５】
第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８間で最小となっている。位置Ｙ０は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８のＹ座標の位置である。
【０１９６】
第１の領域３３と、第２の領域３４とは、誘電体３２を挟む金属体３１の領域及び金属体３１に挟まれている誘電体３２を含む領域である。第１の領域３３と、第２の領域３４とは、屈曲部Ｐ３６及び屈曲部Ｐ３８によって区別（区画）される領域である。
【０１９７】
第１の界面３６ａ・３６ｂ及び第２の界面３８ａ・３８ｂは、なだらかな曲面となっている。他の構成は近接場光発生素子２０と同様である。
【０１９８】
第１の界面３６のうち、第１の界面３６ａは、第１の領域３３に含まれ、第１の界面３６ｂは、第２の領域３４に含まれている。また、第２の界面３８のうち、第２の界面３８ａは、第１の領域３３に含まれ、第２の界面３８ｂは、第２の領域３４に含まれている。
【０１９９】
このように、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとを曲面とする（湾曲させる）ことにより、第１の界面１６ａ及び第２の界面１８ａと、第１の界面１６ｂ及び第２の界面１８ｂとのように平面とした場合と比較して、端部３６ｄ・端部３８ｄ間から、屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８間にかけて変化する界面間距離の変化率、及び屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８間から端部３６ｃ・端部３８ｃ間にかけて変化する界面間距離の変化率を大きくすることができる。
【０２００】
このため、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとを伝播する表面プラズモンポラリトンを、より、屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８へと集光することができる。このため、近接場光発生素子２０の出射面で得られる近接場光の強度を強くすることができる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へと変換することができる。
【０２０１】
次に、図１０（ａ）（ｂ）を用いて、近接場光発生素子３０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８との関係を、近接場光発生素子３０のＹの位置における界面間距離の微分値によって説明する。
【０２０２】
図１０（ａ）は近接場光発生素子３０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０２０３】
図１０（ａ）（ｂ）では、横軸は図９のＹ軸を表す。図１０（ａ）の縦軸は、Ｙの位置における第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離を表している。また、図１０（ｂ）の縦軸は、Ｙの位置における図１０（ａ）の界面間距離の変化率を表している。つまり、図１０（ｂ）では図１０（ａ）の界面間距離の微分値を表している。
【０２０４】
上述したように、近接場光発生素子３０では、図９に示すように、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂとは、湾曲している。
【０２０５】
このため、図１０（ａ）（ｂ）に示すように位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面３６ａと、第２の界面３８ａとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっていく。
【０２０６】
そして、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面１６ｂと、第２の界面１８ｂとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２０７】
このように、第１の界面３６と、第２の界面３８と界面間距離は、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８で最小となっており、第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８を境に非対称となっている。
【０２０８】
一方、図７で示した近接場光発生素子２２０の界面間距離の変化率と、屈曲部との関係は、図１１（ａ）（ｂ）のようになる。
【０２０９】
図１１（ａ）は近接場光発生素子２２０のＹ軸方向に対する界面間距離を表す図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の界面間距離の変化率の様子を表す図である。
【０２１０】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、近接場光発生素子２２０でも、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっている。そして、位置Ｙ０で界面間距離が最小となり、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２１１】
しかし、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、近接場光発生素子２２０では、上述した近接場光発生素子３０とは異なり、第１の領域と第２の領域における界面間距離は、位置ＹＹ０（すなわち屈曲部）を軸とした線対称となっており、また、界面間距離の変化率は、位置Ｙ０（すなわち屈曲部）を中心とした点対称となっている。
【０２１２】
このようにして、屈曲部を境として界面間距離の変化率が異なっているか（非対称性であるか）を判断することができる。
【０２１３】
このように、第１の界面３６・第２の界面３８のように、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８近辺が曲率を持っていてもよく、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８近辺が表面プラズモンポラリトンの波長より十分に小さければ、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８も近接場光発生素子１０の屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８と同様に、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂとの境界として認識される。
【０２１４】
第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａは、端部３６ｃ・３８ｃから、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８に向かうにつれて、次第に曲率が大きくなるように湾曲している。また、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂは、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８から端部３６ｄ・３８ｄに向かうにつれ、次第に曲率が小さくなるように湾曲している。
【０２１５】
そして、第１の界面３６と、第２の界面３８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ３６・Ｐ３８を境に異なっている。すなわち、第１の界面３６及び第２の界面３８では、第１の界面３６ａ・第２の界面３８ａと比べて、第１の界面３６ｂ・第２の界面３８ｂの方が曲率が小さい。
【０２１６】
このように、第１の界面３６ａ及び第２の界面３８ａと、第１の界面３６ｂ及び第２の界面３８ｂとの湾曲に差があることにより、近接場光発生素子１０と同様に、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ３６・屈曲部Ｐ３８からずらすことができる。
【０２１７】
（近接場光発生素子の変形例３について）
次に、図１２を用い、近接場光発生素子１０および２０の変形例３について説明する。近接場光発生素子１０は、図１２に示す近接場光発生素子４０などの構成であってもよい。
【０２１８】
図１２は、金属体の誘電体との界面のうち、一方の界面に屈曲部が配されている近接場光発生素子４０の構成を表す図である。
【０２１９】
近接場光発生素子４０は、近接場光発生素子３０の金属体３１の第１の界面３６と、第２の界面３８とのうち、第１の界面３６を１つの平面とした構成である。他の構成は、近接場光発生素子３０と同様である。
【０２２０】
つまり、金属体４１の第１の界面４６は、屈曲部が配されておらず、１つの平面からなる。そして、金属体４１の第２の界面４８には、上述した金属体３１の第２の界面３８ａ・３８ｂ、屈曲部Ｐ３８と対応する第２の界面４８ａ・４８ｂ、屈曲部Ｐ４８が配されている。
【０２２１】
第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離は、屈曲部Ｐ４８での位置と、屈曲部Ｐ４８とＸ軸に沿って対向する位置と、の間で最小となっている。位置Ｙ０は、屈曲部Ｐ４８及び屈曲部Ｐ４８とＸ軸に沿って対向する位置のＹ座標の位置である。
【０２２２】
第１の領域４３と、第２の領域４４とは、屈曲部Ｐ４８によって区別（区画）される領域である。
【０２２３】
第２の界面４８のうち、第２の界面４８ａは、第１の領域４３に含まれ、第２の界面４８ｂは、第２の領域４４に含まれている。
【０２２４】
また、第２の界面４８ａ・第２の界面４８ｂのそれぞれは、近接場光発生素子１０のように平面であってもよい。
【０２２５】
ここで、第２の界面４８ａ・４８ｂが曲面の場合、曲面を伝播する表面プラズモンポラリトンは、常に伝播方向を変えなければならなくなる。曲面の曲率が緩やかであれば問題ないが、曲率が急である場合は、曲面を伝播する表面プラズモンポラリトンに散乱・反射などが起こり、ロスとなってしまう。
【０２２６】
また、近接場光発生素子４０のように、金属体４１の誘電体４２との一方の界面である第２の界面４８のみが屈曲することにより、第１の界面４６と、第２の界面４８とが非対称である場合、屈曲部Ｐ４８の位置を境に、第１の界面４６と、第２の界面４８との間に作用している電界ベクトルの向きが変わることになる。これにより、第１の界面４６・第２の界面４８を伝播する表面プラズモンポラリトンにロスが生じることになる。
【０２２７】
このため、近接場光発生素子２０のように、第１の界面４６と、第２の界面４８とが対象な形状となっており、第１の界面２６ａ・２６ｂと、第２の界面２８ａ・２８ｂとが平面であり、互いに傾いて配されている構成が、最も界面を伝播する表面プラズモンポラリトンのロスの発生を防止することができる。
【０２２８】
近接場光発生素子４０の界面間距離の変化率と、屈曲部Ｐ４８との関係は、図１０（ａ）（ｂ）を用いて説明した近接場光発生素子３０と同様である。
【０２２９】
すなわち、第１の界面と第２の界面とのうち、少なくとも一方が曲面の場合は、図１０（ａ）（ｂ）に示したような、界面間距離、界面間距離の変化率と同様である。
【０２３０】
近接場光発生素子４０では、第２の界面４８ａと、第２の界面４８ｂとは、湾曲している。
【０２３１】
このため、位置Ｙ１からＹ０にかけて、第１の界面４６ａと、第２の界面４８ａとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ１からＹ０に近づくにつれ次第に変化率が急になるように界面間距離が小さくなっていく。
【０２３２】
そして、屈曲部Ｐ４８が形成されている位置である位置Ｙ０で界面間距離が最小となる。そして、位置Ｙ０を境にして界面間距離の変化率の符号（プラスマイナス）が変化する。そして、位置Ｙ０からＹ２にかけて、第１の界面４６ｂと、第２の界面４８ｂとの界面間距離の変化率は一定ではなく、位置Ｙ０からＹ２に近づくにつれ次第に変化率が緩やかになるように界面間距離が大きくなっていく。
【０２３３】
このように、第１の界面４６と、第２の界面４８と界面間距離は、屈曲部Ｐ４８で最小となっており、第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ４８を境に非対称となっている。
【０２３４】
また、第２の界面４８ａは、端部４８ｃから、屈曲部Ｐ４８に向かうにつれて、次第に曲率が大きくなるように湾曲している。また、第２の界面４８ｂは、屈曲部Ｐ４８から端部４８ｄに向かうにつれ、次第に曲率が小さくなるように湾曲している。
【０２３５】
そして、第１の界面４６と、第２の界面４８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ４８を境に異なっている。すなわち、第１の界面４６及び第２の界面４８では、第２の界面４８ａと比べて、第２の界面４８ｂの方が曲率が小さい。
【０２３６】
このように、第２の界面４８ａと、第２の界面４８ｂとの湾曲に差があることにより、近接場光発生素子１０と同様に、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ４８からずらすことができる。
【０２３７】
（近接場光発生素子の製造方法）
次に、図１３の（ａ）〜（ｄ）を用いて、本実施の形態に係る近接場光発生素子１０の製造方法について説明する。図１３の（ａ）はフォトレジストを塗布した金属体を表す図であり、（ｂ）は（ａ）のフォトレジストにマスク露光を行なっている様子を表す図であり、（ｃ）は（ｂ）のフォトレジストをパターニングした様子を表す図であり、（ｄ）は（ｃ）のフォトレジストを取り除いた金属体の様子を表す図である。
【０２３８】
なお、図１３の（ａ）〜（ｄ）は、−Ｙ方向から近接場光発生素子１０を見た図である。
【０２３９】
まず、図１３の（ａ）に示すように、金属体１１となる金属材１１ａの一面に、フォトレジスト６をスピンコーター等により塗布する。図１３の（ｂ）に示すように、金属体１１の断面形状（Ｘ‐Ｙ平面に平行な面の断面形状）に対応したマスク７を用いて、金属材１１ａに塗布したフォトレジスト６を露光および現像すると、フォトレジスト６はマスク７に対応する形状にパターニングされる。
【０２４０】
図１３の（ｃ）に示すように、パターニングされたフォトレジスト６をマスクとして、金属材１１ａをエッチングすると、フォトレジスト６に対応した形状に金属材１１ａがパターングされる。図１３の（ｄ）に示すように、フォトレジスト６を取り除くことにより、金属体１１が形成される。誘電体１２が空気の場合は、これにより近接場光発生素子１０は完成する。
【０２４１】
また、誘電体１２に空気以外の材料を用いる場合は、図１３の（ｃ）に示すパターニングされたフォトレジスト６上から、誘電材料をスパッタまたは蒸着することにより成膜した後、フォトレジスト６と、不要な部分の誘電材料を取り除くことにより、近接場光発生素子１０が形成される。
【０２４２】
また、上述と同様の方法で、誘電材料の一部をエッチングすることで、先に誘電体１２を形成してから、金属体１１を形成することにより近接場光発生素子１０を形成してもよい。また、金属体１１または誘電体１２を基板に製膜したのち、上述の工程を行ってもよい。
【０２４３】
なお、上述の工程は、Ｚ方向から行ってもよいし、Ｙ方向から異方性エッチングを用いて近接場光発生素子１０を製造してもよい。
【０２４４】
エッチングには、ウェットエッチングプロセス、およびイオンエッチングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングプロセスが用いられる。また、露光には主にアライナーもしくはステッパーが使用される。さらに、エッチングの代わりにＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ）や電子線露光や、ナノインプリントによるプロセスを用いてもよい。
【０２４５】
（記録ヘッド）
次に、図１４、図１５を用いて、近接場光発生素子１０を備える記録ヘッドについて説明する。
【０２４６】
図１４は、近接場光発生素子１０を備える記録ヘッド５０の構成を表す斜視図である。
【０２４７】
記録ヘッド５０は、少なくとも近接場光発生素子１０と光源５１とスライダ５２とからなっている。
【０２４８】
光源５１は、小型化のために半導体レーザが好ましい。波長は近接場光発生素子１０にて表面プラズモンポラリトンを励起できるように選ぶため、主に金属体１１の金属膜材料との組み合わせで選択するのが好ましい。
【０２４９】
記録ヘッド５０では、光源５１は、近接場光発生素子１０に対して、直線偏光の光を入射させる。
【０２５０】
これにより、光源５１から出射される直線偏光を近接場光発生素子１０の入射光として、近接場光発生素子１０の第１の界面１６・第２の界面１８で表面プラズモンポラリトンを伝播させ、強い強度の近接場光を得ることができる。このため、例えば、近接場光を媒体に対して照射する場合、Ｓ／Ｎ比が高いマークを記録することができる記録ヘッド５０を構成することができる。
【０２５１】
また、光源５１は、近接場光発生素子１０の屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を含んで、近接場光発生素子１０に対して直線偏光の光を入射させ、上記直線偏光の偏光方向は、第１の界面１６及び第２の界面１８に対して垂直な断面（ＸＹ平面）における、第１の界面１６及び第２の界面１８からの距離が等しい点を結ぶ直線（図２に示すＹ軸）に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）の偏光方向である。
【０２５２】
これにより、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播する表面プラズモンポラリトンの励起強度が大きくなり、得られる近接場光の強度が強くなる。すなわち、入射光を効率よく、スポットサイズの小さな近接場光へ変換できる。
【０２５３】
なお、他の偏光方向を含んでいてもよいが、光源５１は、少なくともＸ軸方向の偏光成分が含まれていればよい。これはすなわち、屈曲部において界面間距離が最小となっている方向である。
【０２５４】
さらに、近接場光発生素子１０が、例えば図１２の近接場光発生素子４０のように、Ｙ軸に対して非対称である場合、光源５１の偏光方向は、第１の界面４６に対して垂直方向としてもよい。
【０２５５】
スライダ５２の材料は、ＡｌＴｉＣが好ましいが、光源５１を構成する材料の１つでもよい。スライダ５２の一面には、媒体上を安定に浮上するために空気流および空気圧を制御するための凹凸（ＡＢＳ）が形成されている。
【０２５６】
近接場光発生素子１０と光源５１とスライダ５２とは、図１４に示すように、小型化のために一体化されていることが好ましい。これにより、記録ヘッド５０を小型化することができると共に、余計な光学系が必要なく、光軸のズレなどの経時変化が起こり難い。また、記録ヘッド５０を製造するためのコストを抑えることができる。
【０２５７】
また、光源５１の出射面に近接場光発生素子１０が形成されていることが好ましい。
【０２５８】
すなわち、記録ヘッド５０は、スライダ５２の一面（側面）に光源５１が配されており、その光源５１の出射面に近接場光発生素子１０が配されている。近接場光発生素子１０の出射面は、スライダ５２に配されているＡＢＳを含む同一平面上か、それより媒体側に出ていることが好ましい。これにより、近接場光発生素子１０で発生させる近接場光を、十分短い距離で媒体に照射することができる。
【０２５９】
光源５１と近接場光発生素子１０との間には、屈折率制御や密着性向上、光源５１のショート防止などのため、別の膜を設けてもよい。また、近接場光発生素子１０の出射面に、保護膜を設けてもよい。
【０２６０】
また、光源５１と近接場光発生素子１０は一体化されていなくてもよく、間に別の近接場光発生素子やレンズ、プリズムなどの光学系などを設けてもよい。この場合、光源５１は、スライダ５２のうち、近接場光発生素子１０が形成される面とは別の面に形成することができる。
【０２６１】
記録ヘッド５０は、媒体のトラック方向に対して図１などで示した近接場光発生素子１０のＹ軸方向が平行であっても、垂直であってもよい。
【０２６２】
なお、近接場光発生素子１０は、近接場光のみを発生させるものとして説明したが、磁界を発生させることもできる。この近接場光発生素子１０に電流を流すと、発生する磁界は、第２の領域１４における誘電体１２に集中するため、近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。よって、高効率で作成容易な光アシスト磁気記録ヘッドとなる。
【０２６３】
以下、近接場光発生素子１０の金属体１１に電流を流し、磁界を発生させる原理について、図１６を用いて説明する。近接場光発生素子１０に電流Ｉを流すと、右ネジの法則により、図１６の矢印のように磁界Ｈは金属体１１のくびれ部分（金属体１１の第２の領域１４及び第３の領域１５の部分）に集中する。よって、本願の近接場光発生素子１０の場合、Ｙ０−Ｙ２間に磁界Ｈが集中する。なお、具体的な磁界強度の中心位置は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境とした界面間距離の変化率に依存する。
【０２６４】
このように、近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。すなわち、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整できるため、磁界発生位置と近接場光発生位置の相対関係を調整することができる。
【０２６５】
これは、媒体に近接場光が照射されてから磁界がかかるまでの時間を変えることになり、媒体に記録されるマークサイズを小さくするための最適化が可能であることを意味する。
【０２６６】
このように、記録ヘッド５６では、磁界発生位置と近接場光発生位置とを、記録ヘッド５６において一致させるのではなく、媒体上で一致するための最適な距離に効率よく調整することができる。すなわち、記録ヘッド５６によると、入射光を効率よく、スポットサイズの小さなマークを記録することができる。
【０２６７】
加えて、記録ヘッド５６によると、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、また、屈曲部近辺で近接場光を発生させ、かつ入射光がそのまま透過しない構造でありながら、発生する近接場光の位置を調整することができる。
【０２６８】
また、通常、スライダ５２は媒体に対して傾いて浮上する。近接場光発生素子１０を備える記録ヘッド５６によると、近接場光発生素子１０は、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の近傍で発生する近接場光の発生位置を調整することができるので、近接場光発生位置を媒体に近づけることができる。
【０２６９】
媒体上で一致させるための磁界発生位置と近接場光発生位置との一例としては、例えば特許文献４や非特許文献４に記載されており、光をパルス照射する場合、光照射位置が磁界より０ｎｍ〜４５ｎｍ媒体回転方向に離れているのが好ましい。ただし、光を連続照射する場合は、さらに光照射位置と磁界発生位置とを長くする必要がある。
【０２７０】
なお、媒体上で一致させるための近接場光発生位置及び磁界発生位置との距離と、近接場光発生素子１０の出射面及び媒体面との距離等は、媒体の構成や記録密度・線速度などにも依存し、適宜、最適となるように調整すればよい。
【０２７１】
さらに、記録ヘッド５６では、近接場光発生素子１０の金属体１１は、スライダ５２に近い側から順に、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５となるように配されている。つまり、近接場光発生素子１０は、金属体１１の第３の領域１５より、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の方が、スライダ５２に近くなるように配されている。
【０２７２】
これにより、媒体に磁気記録を行う際、位置Ｙ１‐Ｙ０‐Ｙ２の順に、記録媒体６７を通過することになる。つまり、媒体に、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍を先に透過させることで近接場光を先に媒体に照射し、後から金属体１１の第３の領域１５を透過させることで、近接場光が照射された箇所に、磁界を照射することができる。
【０２７３】
このため、記録ヘッド５６によると、近接場光が照射されることによる媒体上の熱分布が、ピーク値を持つときから減衰し切るまでに磁界をかけることができる。
【０２７４】
このため、強い強度での磁気記録を行うことができる。
【０２７５】
上記に限らず、媒体に先に磁界を照射し、後から近接場光を照射しても、磁界と近接場光とによる熱の強度分布が媒体上で重なっていれば、磁気記録を行うことはできる。
【０２７６】
また、記録ヘッド５６によると近接場光発生素子１０の出射面に対して磁気ポール５３が並置されており、第１の界面１６と第２の界面１８との間には空気が配されているだけである。このため、光源５１から出射された光は、磁気ポール５３で反射されることなく、近接場光発生素子１０の入射面に入射するので、光の利用効率が高い。
【０２７７】
図１５は、別の記録ヘッド５６の構成を表す図である。
【０２７８】
記録ヘッド５６は、磁界を発生させることで、媒体に磁気記録を行う光アシスト磁気記録ヘッドである。以下、特に図１４において説明した内容と異なる点を説明する。
【０２７９】
記録ヘッド５６では、光源５１が、スライダ５２のＡＢＳが配されている面とは反対側の面から突出して配されており、この突出している部分の光源５１の端面に、ミラー５５が形成されている。なお、記録ヘッド５６は、ミラー５５を利用せずに、図１４のようにスライダ５２の側面に光源５１を設置してなる構成で実現されてもよい。
【０２８０】
記録ヘッド５６では、スライダ５２の側面に再生素子５４が配され、さらに、その再生素子５４の側面であって、スライダ５２と接する側とは反対側の側面に近接場光発生素子１０が配されている。そして、近接場光発生素子１０の再生素子５４が配されている側とは逆側の側面に磁気ポール５３が配されている。つまり、スライダ５２が配されている側から順に、再生素子５４、近接場光発生素子１０、磁気ポール５３が配されている。
【０２８１】
本記録ヘッド５６では、光源５１から出射された光は、ミラー５５により伝播方向を変え、近接場光発生素子１０の入射面へと入射する。
【０２８２】
磁気ポール５３は、例えば、ＣｏＦｅ合金やＦｅＮｉ合金といった軟磁性体からなり、コイルが巻かれ、コイルに電流を流すことで、発生させる磁界の向きを制御することができる。コイルを巻く場合には、コイルと近接場光発生素子１０が導通しないように、磁気ポール５３と近接場光発生素子１０の間に絶縁層を設けられる。
【０２８３】
再生素子５４は、周囲の磁界強度を検出するものであり、公知の、例えばＧＭＲ素子やＴＭＲ素子を利用すればよい。
【０２８４】
ミラー５５は、光源５１から出射された光を反射すればよく、誘電体材料のみからなっていてもよく、また、反射面に金属膜を形成しておいてもよい。
【０２８５】
記録ヘッド５６の構成によると、磁気ポール５３から磁界を発生させることで、近接場光発生素子１０から出射される近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。
【０２８６】
すなわち、記録ヘッド５６によると、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁気ポール５３から磁界を発生させることができるので、近接場光発生素子１０の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【０２８７】
さらに、記録ヘッド５６では、近接場光発生素子１０の金属体１１は、スライダ５２に近い側から順に、第１の領域１３、第２の領域１４、及び第３の領域１５となるように配されている。つまり、近接場光発生素子１０は、金属体１１の第３の領域１５より、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８の方が、スライダ５２に近くなるように配されている。すなわち、記録媒体６７に磁気記録を行う際、位置Ｙ１‐Ｙ０‐Ｙ２の順に、さらにこの後磁気ポール５３が、記録媒体６７を通過することになる。
【０２８８】
媒体に対して、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍を磁気ポール５３よりも先に通過させることで、まず近接場光を媒体に照射し、その後磁気ポール５３を通過させることで、近接場光が照射された箇所に磁界を照射することができる。
【０２８９】
このため、記録ヘッド５６によると、近接場光が照射されることによる媒体上の熱分布が、ピーク値を持つときから減衰し切るまでに磁界をかけることができる。
【０２９０】
近接場光発生素子１０によると、第１の界面１６と、第２の界面１８との界面間距離の変化率が、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８を境に非対称となっている。このため、第１の界面１６及び第２の界面１８を伝播していく表面プラズモンポラリトンを、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８からずれた位置に集中させることができる。すなわち、近接場光の発生する位置を屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近傍で調整できるため、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、磁界発生位置と近接場光発生位置の相対関係を調整することができる。特に、近接場光発生素子１０の第１の頂角θ１を、第２の頂角θ２より大きくし、近接場光発生位置を第３の領域１５側にずらすことにより、近接場光発生位置を磁気ポール５３に近づけることができる。
【０２９１】
磁界発生位置と近接場光発生位置との相対関係を調整することは、媒体に近接場光が照射されてから磁界がかかるまでの時間を変えることになり、媒体に記録されるマークサイズを小さくするための最適化が可能であることを意味する。
【０２９２】
すなわち、記録ヘッド５６では、磁界発生位置と近接場光発生位置とを、記録ヘッド５６において一致させるのではなく、磁界発生位置と近接場光により発生する熱の分布とを媒体上で一致するための最適な距離に調整することができる。
【０２９３】
媒体上で一致させるための磁界発生位置と近接場光発生位置との一例としては、例えば特許文献４や非特許文献４に記載されており、光をパルス照射する場合、光照射位置が磁界より０ｎｍ〜４５ｎｍ媒体回転方向に離れているのが好ましい。ただし、光を連続照射する場合は、さらに光照射位置と磁界発生位置とを長くする必要がある。
【０２９４】
なお、媒体上で一致させるための近接場光発生位置及び磁界発生位置との距離と、近接場光発生素子１０の出射面及び媒体面との距離等は、媒体の構成や記録密度・線速度などにも依存し、適宜、最適となるように調整すればよい。
【０２９５】
上記構成によると、高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
【０２９６】
上記に限らず、媒体に先に磁界を照射し、後から近接場光を照射しても、磁界と近接場光とによる熱の強度分布が媒体上で重なっていれば、磁気記録を行うことはできる。
【０２９７】
加えて、記録ヘッド５６によると、近接場光強度の経時変化を小さくすることができるとともに、また、屈曲部近辺で近接場光を発生させ、かつ入射光がそのまま透過しない構造でありながら、発生する近接場光の位置を調整することができる。
【０２９８】
また、記録ヘッド５６によると、近接場光発生素子１０の出射面に対して磁気ポール５３が並置されており、第１の界面１６と第２の界面１８との間には空気または誘電体が配されているだけである。このため、光源５１から出射された光は、磁気ポール５３で反射されることなく、近接場光発生素子１０の入射面に入射するので、光の利用効率が高い。
【０２９９】
図１５の記録ヘッド５６の変形例を、図２２により説明する。図２２は、記録ヘッド５６とは別の記録ヘッド５７の構成を表す図である。以下、特に上述の説明と異なる点を説明する。
【０３００】
記録ヘッド５７の構成によると、磁気ポール５３から近接場光発生素子１０に対して電流を流すことで、近接場光発生素子１０から出射される近接場光とほぼ同じ位置に磁界を発生させることができる。この詳細は、図１６を用いて説明したとおりである。
【０３０１】
磁気ポール５３は、主磁極５３０とコイル５３１と絶縁層５３２とを備えている。コイル５３１は、主磁極５３０に巻きつけられている。また、絶縁層５３２は、主磁極５３０と近接場光発生素子１０との間に設けられている。このような構成において、コイル５３１から、近接場光発生素子１０に含まれている金属体１１に電流を流すことにより、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に磁界を発生させる。
【０３０２】
このように、記録ヘッド５７によると、界面間距離が最小となる屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８間の近接場光発生素子１０の出射面の近傍に近接場光を発生させると共に、磁界を発生させることができるので、近接場光発生素子１０の出射面側に、例えば媒体などを配することで、当該媒体に対して磁気記録を行うことができる。
【０３０３】
このとき、コイル５３１に流す電流の向きと、金属体１１に流す電流の向きとを、媒体（換言すると、近接場光が照射される被照射物）から見て逆方向にすることで、磁気ポール５３は、金属体１１で発生する磁界に対してリターンヨークとしての役割も果たす。すなわち、金属体１１に電流を流すことで発生する磁界が、媒体を通って、磁気ポール５３へ戻ってくる磁界の経路ができるため、発生する磁界の領域が広がらず、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズを小さくすることができる。
【０３０４】
また、金属体１１で発生する磁界により、磁気ポール５３から発生する磁界を増強することもできる。
【０３０５】
また、近接場光発生素子１０により、近接場光のスポットサイズを小さくすることができるので、媒体に対して記録する磁気ビットのサイズも小さくすることできる。このため、上記構成によると高密度な磁気記録を行うことができる記録ヘッドを構成することができる。
（記録装置）
次に、図１７を用いて、本実施の形態に係る記録ヘッドを用いて光記録を行う記録装置７０について説明する。なお、本実施の形態に係る記録装置７０は、上述した記録ヘッド５０・５６・５７を適用することが可能である。以下の説明では、記録ヘッド５０を用いた記録装置７０について説明する。
【０３０６】
図１７は、本実施の形態に係る記録ヘッド５０を用いた記録装置７０の構成を表す図である。
【０３０７】
記録装置７０は、図１７に示すように、スピンドル６１と、駆動部５９と、制御部６０とを備えている。記録装置７０は、少なくとも光を利用して、記録媒体（被照射物）６７に情報を記録するためのものである。
【０３０８】
スピンドル６１は、記録媒体６７を回転させるスピンドルモータに相当するものである。駆動部５９は、アーム５７と、回転軸５８と、記録ヘッド５０とを備えている。アーム５７は、ディスク形状の記録媒体６７の略半径方向に記録ヘッド５０を移動させるためのものであり、スイングアーム構造の支持部である。アーム５７は、回転軸５８によって支持されており、回転軸５８を中心に回転することが可能となっている。スライダ５２を含む記録ヘッド５０は、記録媒体６７に対して、設計された距離を保って浮上するためのものである。本発明の近接場光発生素子１０及び光源５１は、スライダ５２に搭載され、記録媒体６７に光スポットを照射する。
【０３０９】
制御部６０は、制御回路６２と、アクセス回路６３と、記録用回路６４と、スピンドル駆動回路６５とを備えている。アクセス回路６３は、スライダ５２を記録媒体６７の所望の位置に走査するために、駆動部５９におけるアーム５７の回転位置を制御するためのものである。記録用回路６４は、記録ヘッド５０の光源５１の強度および照射時間を制御するためのものである。スピンドル駆動回路６５は、記録媒体６７の回転駆動を制御するためのものである。制御回路６２は、アクセス回路６３、記録用回路６４およびスピンドル駆動回路６５を統括的に制御するためのものである。
【０３１０】
次に、記録装置７０の動作について図１７を参照して説明する。
【０３１１】
記録装置７０が記録媒体６７に対して情報を記録または再生等を行うとき、つまり動作時には、制御部６０中のスピンドル駆動回路６５は、記録媒体６７が設置されたスピンドル６１を適切な回転数で回転させる。また、制御部６０中のアクセス回路６３は、駆動部５９を動かすことによって、上述したスライダ５２を記録媒体６７上の所望の場所へと走査する。
【０３１２】
記録用回路６４は、決められた強度および時間間隔で光源５１を発光させる。具体的には、記録用回路６４は、光源５１を発光させることにより、近接場光発生素子１０に光が照射され、近接場光スポットが発生し、記録媒体６７へ照射される。光だけでなく磁界も利用する場合には、記録用回路６４は、磁界の強度および時間間隔を制御し、記録媒体６７に対して磁界を照射する。このとき、光源５１は、磁界と同様の時間制御をしてもよいし、照射し続けてもよい。
【０３１３】
以上のようにして光源５１の発光に対応した強さ、時間間隔で発生する光スポットにより、記録媒体６７にマークが記録される。制御回路６２では、光源５１の発光、駆動部５９の動作、スピンドル６１の回転を総括し、各回路に指示を出すことで、所望の場所に所望の記録ができるようにしている。
【０３１４】
記録媒体６７は、光によって情報が記録される光記録媒体であり、相変化媒体を用いればよく、その場合、記録媒体６７の記録層が光スポットにより昇温されると、結晶相からアモルファス相へと変化し、記録マークとなる。
【０３１５】
また、記録媒体６７は、光と磁界によって記録される磁気記録媒体であってもよく、その場合、記録媒体６７の記録層が光スポットにより昇温されると同時に磁界を印加されることによって、記録層内部の磁気モーメントの向きが反転され、記録マークとなる。本願の構成では、既に述べたように、近接場光発生素子１０に電流を流すことにより、屈曲部Ｐ１６・Ｐ１８近辺の近接場光スポットとほぼ同じ位置に、磁界を発生させることができる。電流の流す方向により、記録媒体６７へ印加される磁界の方向を上向きまたは下向きに制御することができる。
【０３１６】
また、記録媒体６７の記録マークの形成速度すなわち記録速度は記録層の昇温速度に依存し、この昇温速度は加えられる光スポットの強度に依存する。つまり、照射される光スポットの強度が強いと、記録媒体６７を必要な温度まで昇温する時間が短くなるため、転送レートを向上させることができる。
【０３１７】
このように、記録装置７０は、記録ヘッド５０を備えているので、記録装置７０に装填された記録媒体６７に対して、Ｓ/Ｎの高いマークを記録でき、小型で経時変化が小さく
低コストであり、高密度な光アシスト磁気記録が可能である。
【０３１８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔補足〕
ここで、以下、補足する。記録ヘッド５６は、磁界を発生させることで、媒体に磁気記録を行う光アシスト磁気記録ヘッドである。また、記録ヘッド５６は、光源５１が、スライダ５２のＡＢＳが配されている面とは逆側の面から突出して配されており、この突出している部分である光源５１の端面に、ミラー５５が形成されている。スライダ５２の側面に、再生素子５４が形成されており、さらに、近接場光発生素子１０が配されている。そして、近接場光発生素子１０の再生素子５４が配されている側とは逆側の端面に磁気ポール５３が配されている。つまり、スライダ５２が配されている側から順に、再生素子５４、近接場光発生素子１０、磁気ポール５３が配されている。また、本記録ヘッド５６では、光源５１から出射された光は、ミラー５５により伝播方向を変え、近接場光発生素子１０の入射面へと入射される。
【０３１９】
また、磁気ポール５３は、特許文献３のように主磁極を近接場光発生素子１０の外部に置いてもよい。
【０３２０】
さらに、磁気ポール５３を用いずに図１６に示すように、近接場光発生素子１０に電流Ｉを流し（図１６の矢印Ｉ参照）、右ネジの法則により、磁界Ｈ（図１６の矢印Ｈ参照）を発生させることで近接場光発生素子１０が磁界発生部５３を兼ねるようにしてもよい。この場合、磁気ポール５３を省略した構成とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０３２１】
本発明は、記録媒体に対して光記録を行う記録装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０３２２】
１０・２０・３０・４０ 近接場光発生素子
１１・２１・３１・４１ 金属体
１２・２２・３２・４２ 誘電体
１３・２３・３３・４３ 第１の領域
１４・２４・３４・４４ 第２の領域
１６・２６・３６・４６ 第１の界面
１６ｃ・２６ｃ・３６ｃ・４６ｃ 端部（一方の端部）
１６ｄ・２６ｄ・３６ｄ・４６ｄ 端部（他方の端部）
１８・２８・３８・４８ 第２の界面
１８ｃ・２８ｃ・３８ｃ・４８ｃ 端部（一方の端部）
１８ｄ・２８ｄ・３８ｄ・４８ｄ 端部（他方の端部）
５０・５６・５７ 記録ヘッド
５１ 光源
５３磁気ポール（磁界発生部）
Ｐ１６・Ｐ２６・Ｐ３６ 屈曲部
Ｐ１８・Ｐ２８・Ｐ３８・Ｐ４８ 屈曲部
θ１ 第１の頂角
θ２ 第２の頂角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、
金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、
上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、
上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、
上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、
上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっていることを特徴とする近接場光発生素子。
【請求項２】
上記第１及び上記第２の界面のうち、上記屈曲部を境として、それぞれが対向する領域を、それぞれ第１及び第２の領域とし、
上記第１の領域の上記第１及び上記第２の界面の延長線がなす角を第１の頂角とし、
上記第２の領域の上記第１及び第２の界面の延長線がなす角を第２の頂角としたとき、
上記第１の頂角及び上記第２の頂角は、何れも０度より大きく１８０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生素子。
【請求項３】
上記第１の頂角と、上記第２の頂角とのうち、少なくとも一方は、０度より大きく９０度以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の近接場光発生素子。
【請求項４】
上記第２の頂角は、上記第１の頂角より小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項５】
上記第１及び第２の界面のうち、上記第２の領域に含まれる端部間は接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項６】
上記第２の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離は、上記第１の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離より小さいことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項７】
上記屈曲部は、上記第１の界面と、上記第２の界面との両方に配されており、上記第１の界面と、上記第２の界面とは、対称な形状となっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項８】
上記近接場光発生素子に対して入射させる光は直線偏光であり、
上記直線偏光の偏光方向は、上記第１及び第２の界面のうち、屈曲部において上記第１及び第２の界面の界面間距離が最小となる方向であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項９】
上記第１の界面と第２の界面とが対向する領域には、上記誘電体のみが配されており、当該誘電体は、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の近接場光発生素子と、
上記近接場光発生素子に対して上記直線偏光の光を入射させるための光源とを備えたことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１１】
上記光源は、上記屈曲部を含んで、上記近接場光発生素子に対して直線偏光の光を入射させることを特徴とする請求項１０に記載の記録ヘッド。
【請求項１２】
上記光源と、上記近接場光発生素子とは一体化して形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の記録ヘッド。
【請求項１３】
上記近接場光発生素子に含まれている上記金属体に電流を流すことにより、上記界面間距離が最小となる上記屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に磁界を発生させる磁界発生部を備えていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１４】
上記記録ヘッドは、さらに、磁界を発生させる磁気ポールを備えていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１５】
上記記録ヘッドは、さらに、上記金属体と隣接する磁気ポールを備え、
上記磁気ポールは、電流を流すためのコイルと、上記金属体との隣接面に絶縁層とを備え、
上記コイルの電流が、上記金属体に流れており、
上記コイルを流れる電流の向きと、上記金属体に流れる電流の向きとが、近接場が照射される被照射物から見て逆向きであることを特徴とする請求項１３に記載の記録ヘッド。
【請求項１６】
請求項１０〜１５の何れか１項に記載の記録ヘッドを備えていることを特徴とする記録装置。
【請求項１】
入射光を近接場光に変換する近接場光発生素子であって、
金属材料からなる金属体と、誘電材料からなる誘電体とを含み、
上記金属体は、上記誘電体を狭んで配されている第１及び第２の界面を含み、
上記第１の界面と、上記第２の界面とのうち少なくとも一方は、屈曲部により屈曲されており、
上記第１の界面と、上記第２の界面との対向する距離である界面間距離は、上記屈曲部で最小となっており、
上記第１の界面と、上記第２の界面との界面間距離の変化率が、上記屈曲部を境に非対称となっていることを特徴とする近接場光発生素子。
【請求項２】
上記第１及び上記第２の界面のうち、上記屈曲部を境として、それぞれが対向する領域を、それぞれ第１及び第２の領域とし、
上記第１の領域の上記第１及び上記第２の界面の延長線がなす角を第１の頂角とし、
上記第２の領域の上記第１及び第２の界面の延長線がなす角を第２の頂角としたとき、
上記第１の頂角及び上記第２の頂角は、何れも０度より大きく１８０度未満であることを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生素子。
【請求項３】
上記第１の頂角と、上記第２の頂角とのうち、少なくとも一方は、０度より大きく９０度以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の近接場光発生素子。
【請求項４】
上記第２の頂角は、上記第１の頂角より小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項５】
上記第１及び第２の界面のうち、上記第２の領域に含まれる端部間は接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項６】
上記第２の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離は、上記第１の領域に含まれる上記第１及び第２の界面の端部間の界面間距離より小さいことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項７】
上記屈曲部は、上記第１の界面と、上記第２の界面との両方に配されており、上記第１の界面と、上記第２の界面とは、対称な形状となっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項８】
上記近接場光発生素子に対して入射させる光は直線偏光であり、
上記直線偏光の偏光方向は、上記第１及び第２の界面のうち、屈曲部において上記第１及び第２の界面の界面間距離が最小となる方向であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項９】
上記第１の界面と第２の界面とが対向する領域には、上記誘電体のみが配されており、当該誘電体は、上記近接場光発生素子に対して入射させる光を透過する誘電体材料からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の近接場光発生素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の近接場光発生素子と、
上記近接場光発生素子に対して上記直線偏光の光を入射させるための光源とを備えたことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項１１】
上記光源は、上記屈曲部を含んで、上記近接場光発生素子に対して直線偏光の光を入射させることを特徴とする請求項１０に記載の記録ヘッド。
【請求項１２】
上記光源と、上記近接場光発生素子とは一体化して形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の記録ヘッド。
【請求項１３】
上記近接場光発生素子に含まれている上記金属体に電流を流すことにより、上記界面間距離が最小となる上記屈曲部間の上記近接場光発生素子の出射面の近傍に磁界を発生させる磁界発生部を備えていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１４】
上記記録ヘッドは、さらに、磁界を発生させる磁気ポールを備えていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１５】
上記記録ヘッドは、さらに、上記金属体と隣接する磁気ポールを備え、
上記磁気ポールは、電流を流すためのコイルと、上記金属体との隣接面に絶縁層とを備え、
上記コイルの電流が、上記金属体に流れており、
上記コイルを流れる電流の向きと、上記金属体に流れる電流の向きとが、近接場が照射される被照射物から見て逆向きであることを特徴とする請求項１３に記載の記録ヘッド。
【請求項１６】
請求項１０〜１５の何れか１項に記載の記録ヘッドを備えていることを特徴とする記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−２２７６４（Ｐ２０１２−２２７６４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７６５２（Ｐ２０１１−１０７６５２）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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