説明

近接場光発生装置、及び該装置を採用した熱補助磁気記録ヘッド

【課題】固体含浸ミラーを利用して、入射される光から近接場光を発生させる近接場光発生装置とこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドを提供する。
【解決手段】光源と、光の伝送される導波路コアと、導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、固体含浸ミラーは、導波路コアから伝送された光が入射される第1透過部と、第1透過部を介して入射された光が透過する本体部と、第1透過部に対向する本体部の一側面に設けられて第1透過部で屈折された光を反射させる第1反射部と、本体部の他側面に設けられて第1反射部で反射された光を再反射させ、第1反射部の中心部に光スポットを形成する第2反射部と、光スポットが形成される前記第1反射部の中心部に設けられた第2透過部とを具備する近接場光発生装置である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、近接場光発生装置とこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドとに係り、さらに詳細には、近接場光を発生させる平板型の固体含浸ミラーを具備した平板型の近接場光発生装置と、これを採用した熱補助磁気記録ヘッドとに関する。
【背景技術】
【0002】
磁気情報記録分野で、記録密度を増大させるための研究が活発に進められている。記録密度が増大するにつれ、単位情報の記録される磁気記録媒体のビットサイズが縮小される。しかし、ビットサイズが縮小されるにつれ、磁気記録媒体からの信号磁場が小さくなるために、再生時に好ましい信号対ノイズ比(SNR)を確保するために、ノイズを低減させねばならない。かかるノイズは、主に記録媒体の磁化転移部のノイズであるから、記録ビットを構成する結晶粒のサイズを小さくし、転移ノイズを小さくすることにより、SNRを確保する。
【0003】
一方、磁気記録媒体に記録された情報が安定的に維持されるためには、各結晶粒のスピンが熱揺動を受けずに、記録された方向をそのまま維持しなければならない。このためには、磁気異方性エネルギーの熱エネルギーに対する比、すなわちKV/kTが十分に大きい値(約60以上)を有さなねばならない。ここで、Kは、磁気記録媒体の磁気異方性エネルギー密度、Vは、結晶粒のサイズ、kは、ボルツマン定数、Tは、絶対温度である。これによれば、小さい結晶粒を有する高密度記録媒体で熱的安定性を確保しようとするなら、一定の温度のもとでは、媒体の磁気異方性エネルギー密度が高くなければならない。磁気異方性エネルギー密度は、保磁力に比例するので、保磁力の大きい材料を磁気記録媒体として使用する必要がある。
【0004】
しかし、熱的安定性のために保磁力の大きい材料を磁気記録媒体として使用する場合、磁気記録ヘッドで発生する磁場の強度の限界のために、記録が不可能であるという問題が発生する。
【0005】
かかる問題を解決するために、熱補助磁気記録方式が開発されている。熱補助磁気記録とは、磁気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、磁気記録ヘッドから印加された磁場により、容易に磁化させるものである。かかる熱補助磁気記録ヘッドにより、記録媒体の結晶粒を小さくしても、熱的安定性を確保できる。
【0006】
磁気記録媒体に局所的に熱を加える方式として、レーザ光を照射する方式がある。
【0007】
図1は、従来において提案された熱補助磁気記録ヘッド1を概略的に表した斜視図である。図示されているように、情報を磁気信号に変換して磁気記録媒体2に印加する記録部、磁気記録媒体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、そして熱補助のための光源6を備えた光学系から構成されている。前記記録部は、磁気記録媒体2に磁場を加える記録ポール3、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、記録ポール3に磁場を誘導する誘導コイル5を具備する。磁気記録媒体2がA方向に動くとするとき、レーザダイオードのような光源6から出射されるレーザ光により、磁気記録媒体2には、光スポット7が形成され、磁気記録媒体2は、レーザ光により加熱された直後に保磁力が低くなった状態で、記録ポール3から発生した漏れ磁束により磁化される。このように記録された情報は、巨大磁気抵抗(GMR)素子のような再生素子9によって再生される。
【0008】
前記熱補助磁気記録ヘッド1により高密度の記録を行おうとするなら、レーザ光により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。たとえば、1 Tb/inの記録密度を具現しようとするなら、ほぼ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い光スポットを得る熱補助磁気記録方式が研究されている。それらの研究は、一般的に光の半波長以下のサイズの開口で発生する近接場光を利用しようとするが、開口を利用する近接場光ヘッドの場合には、光の透過効率がきわめて低く、磁気ヘッドに集積させ難いという問題点がある。
【0009】
一方、特許文献1には、二次元光学素子であるモードインデックス導波レンズにより具現された固体含浸レンズ(SIL:Solid Immersion Lens)を集積させた熱補助磁気記録ヘッドが開示されている。しかし、この場合、光学素子が多数の屈折面により構成されており、導波路コアとレンズとの界面で発生する進行波の散乱とモード変換とを抑制し難く、高い開口数(NA)を得難く、光軸から外れたビームに対して発生する収差が大きく、薄膜厚の変動によって焦点距離が大きく変わるという問題点がある。
【特許文献1】米国特許第6,594,440号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、前記のような問題点を克服しようと考案され、高い光透過効率と小さい光スポットとを有し、磁気記録ヘッドに集積化しやすい平板型の近接場光発生装置と、これを具備した熱補助磁気記録ヘッドと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】
【0011】
前記の目的を達成するために、本発明による近接場光発生装置は、光源と、光の伝送される導波路コアと、前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、前記固体含浸ミラーは、前記導波路コアから伝送された光が入射される第1透過部と、前記第1透過部を介して入射された光が透過する本体部と、前記第1透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第1透過部で屈折された光を反射させる第1反射部と、前記本体部の他側面に設けられ、前記第1反射部で反射された光を再反射させ、前記第1反射部の中心部に光スポットを形成する第2反射部と、前記光スポットが形成される前記第1反射部の中心部に設けられた第2透過部とを具備することを特徴とする。
【0012】
前記目的を達成するために、本発明による熱補助磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体に局所的に光を照射して記録密度を向上させるものであり、磁気記録のための漏れ磁束を発生させる記録ポールと、前記記録ポールに隣接するように配置され、前記磁気記録媒体に磁場が加えられる前に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、光源と、光の伝送される導波路コアと、前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、前記固体含浸ミラーは、前記導波路コアから伝送された光が入射される第1透過部と、前記第1透過部を介して入射された光が透過する本体部と、前記第1透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第1透過部で屈折された光を反射させる第1反射部と、前記本体部の他側面に設けられ、前記第1反射部で反射された光を再反射させ、前記第1反射部の中心部に光スポットを形成する第2反射部と、前記光スポットが形成される前記第1反射部の中心部に設けられた第2透過部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明による近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドによれば、次のような効果を得ることができる。
【0014】
第一に、近接場光発生装置を構成する光学系部品の小型化、軽量化、薄型化が可能であり、その構造が比較的簡単であり、近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドの製造工程を簡単にできる。
【0015】
第二に、光源と導波路コアとの間のカップリング損失を除いては、光損失がほとんどないので、近接場光発生装置の光効率を向上させることができる。
【0016】
第三に、屈折面が第1透過部だけにある反射光学系を使用することにより、光学収差(特に、色収差)を最小化できる。
【0017】
第四に、固体含浸ミラーを使用することにより、光軸を外れて斜めに入射するビームに対する許容度が大きいので、コリメートレンズを使用せずとも光学系部品の数を減らすことができる。
【0018】
第五に、屈折率の大きい物質を固体含浸ミラーの本体部として使用して開口数を大きくできるので、光スポットサイズを縮小することができる。
【0019】
第六に、第2透過部にボウタイアンテナなどの構造を採用することにより、近接場光のビームサイズをさらに縮小させつつ、近接場光の強度をさらに強化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施例による近接場光発生装置と、これを採用した熱補助磁気記録ヘッドとについて詳細に説明する。
【0021】
図2Aは、本発明の第1実施例による近接場光発生装置20の概略的な斜視図であり、図2Bは、図2AのII−II線の断面図である。
【0022】
前記近接場光発生装置20は、第1クラッド層28と、前記第1クラッド層28上に形成された導波路コア21及び固体含浸ミラー22と、光源40とを備える。前記導波路コア21と前記固体含浸ミラー22との上には、第2クラッド層(図7の29)がさらに積層されうる。
【0023】
前記光源40は、前記導波路コア21の一側に結合され、前記導波路コア21に光を放出する。前記光源40は、一例としてレーザダイオードからなりうる。この場合、前記光源40は、前記導波路コア21に接触接合(butt coupling)されうる。すなわち、前記レーザダイオードの光放出領域が前記導波路コア21の一側と直接接しうる。このように接触接合する場合、前記光源40と前記導波路コア21との間に別途の光学部品が必要ではなく、前記近接場光発生装置20の構造を簡単にできる。
【0024】
前記導波路コア21は、平板型の透明部材であり、入射された光を前記固体含浸ミラー22に伝送する。
【0025】
前記導波路コア21は、全反射現象を利用して光を伝送するので、前記第1クラッド層28及び第2クラッド層29の材質は、その屈折率が前記導波路コア21をなす材質の屈折率より小さくなければならない。前記第1クラッド層28及び第2クラッド層29は、例えば、SiO、CaF、MgF、Alのうちからいずれか一つを選択でき、導波路コアの材料としては、例えば、SiN、Si、TiO、ZrO、HfO、Ta、SrTiO、GaP、Siのうち、いずれか一つを選択できる。導波路コアの材料としてGaPやSiを使用する場合、入射される光は、該材料で吸収率が高い可視光よりは、近赤外光の光であることが望ましい。本実施例で、前記第2クラッド層29は、屈折率が1である空気層として図示されている。
【0026】
前記固体含浸ミラー22は、平板型の本体部23と、前記本体部23の側面に設けられた第1透過部24及び第2透過部25と、第1反射部26及び第2反射部27とを具備する。
【0027】
前記導波路コア21から伝送された光は、前記第1透過部24を介して前記本体部23に入射される。
【0028】
前記本体部23は、その実効屈折率が前記導波路コア21の実効屈折率より大きいことが望ましい。前記実効屈折率とは、導波路に沿って進む光の速度に対する自由空間での光の速度の比を意味する。
【0029】
導波路を介して光が伝送されるとき、光は、特定モードを有して伝播され、導波路に沿って進む光の実効屈折率は、モードによって変わる。また、導波路で許容されるモードは、導波路の形状によって変わる。平板型の導波路コアの場合、その厚さによって実効屈折率が変わる。
【0030】
これは、図3Aと図3Bとに図示されているように、シミュレーションを介して確認することができる。図3Aは、図3Bに図示された導波路に488nmの波長を有したレーザ光が入射されるとき、基本モードにおいて、コア62の厚さによる実効屈折率Neffを計算したグラフである。前記導波路は、平板型の第1クラッド層61と、その上に積層されて厚さを異にする平板型のコア62とからなる。前記コア62の厚さが薄い側(厚さH1)は、本第1実施例の導波路コア(図2Bの21)に該当し、前記コア62の厚さが厚い側(厚さH2)は、本第1実施例の本体部(図2Bの23)に該当する。
【0031】
本計算で、前記第1クラッド層61は、屈折率が1.413であるSiOの材質からなっており、厚さhが1,000nmである。前記コア62は、屈折率が2.041であるSiの材質からなっており、その厚さは、50nmと450nmとの間で変化する。
【0032】
図3Aについて述べれば、前記コア62の厚さが厚いほど実効屈折率が大きくなり、たとえば、その厚さが140nmであるとき、実効屈折率は、1.793であり、その厚さが350nmであるとき、実効屈折率は、1.977になるということが分かる。
【0033】
本第1実施例は、前述の導波路コアの厚さによる実効屈折率の変化を利用する。前記本体部23は、前記導波路コア21のような材質であり、前記導波路コア21と一体でもって形成され、前記導波路コア21と前記本体部23とが物理的に分離されているのではない。しかし、前記本体部23の厚さH2を前記導波路コア21の厚さH1より大きくすることにより、前記本体部23の実効屈折率は、前記導波路コア21の実効屈折率より大きくなる。前記本体部23は、一般的な薄膜工程を介して前記導波路コア21と共に一体に積層された後、エッチング過程を経てその厚さを異ならせることができる。
【0034】
前記導波路コア21と前記本体部23は、実効屈折率の差によって区分され、前記第1透過部24は、前記導波路コア21と前記本体部23との光学的境界面を構成する。
【0035】
前記本体部23の前記第1透過部24の上部側面23aは負のパワーを有する球面曲面により形成される。前記導波路コア21と前記本体部23との実効屈折率の差により、前記本体部23は、導波路の観点から見るとき、モードインデックスレンズのような役割を果たし、前記負のパワーを有する曲面の影響により、前記第1透過部24を通過した光は、屈折されて発散する。
【0036】
前記第1反射部26は、前記第1透過部24に対向する前記本体部23の一側面に設けられ、前記固体含浸ミラー22の置かれた前記第1クラッド層28に垂直な平面である。
【0037】
前記第1反射部26の中心部には、前記第2透過部25が設けられる。
【0038】
前記第1反射部26と前記第2透過部25は、エアーベアリング面(ABS:Air Bearing Surfice)(図7の12)の一部をなし、磁気記録媒体(図7の90)と対面する。前記第1反射部26は、前記第1透過部24で屈折された光を反射させる。
【0039】
前記第2反射部27は、前記本体部23の他側面に設けられ、前記固体含浸ミラー22の置かれた前記第1クラッド層28に垂直な非球面の曲面である。前記第1反射部26及び第2反射部27は、金属薄膜から形成される。前記金属薄膜は、光を反射させるために、表皮厚さより厚いことが望ましい。
【0040】
前記第2反射部27は、前記第1反射部26で反射された光を再反射させ、前記第2透過部25に光スポットを形成する。
【0041】
光スポットのサイズは、一般的に集光される光の波長に比例し、集光させる光学部材の開口数に反比例する。前述の固体含浸ミラー22は、前記本体部23が平板型の薄膜構造を有するので、材料選択の自由度が大きく、屈折率の大きい材料が選択されうる。また、前記第2反射部25で再反射して光スポットを形成する光線のうち、最大傾斜角を有する光線と光軸との角度を大きくすることにより、前記固体含浸ミラー22の開口数を大きくできる。これにより、前記光スポットのサイズを小さくできる。
【0042】
前記第2透過部25は、金属薄膜からなる前記第1反射部26に形成された貫通孔である。さらに小さいビームサイズを有する近接場光を発生させるために、前記貫通孔の直径は、入射される光の波長と同じであるか、またはそれより小さくできる。この場合、光透過効率を増大させるために、前記第2透過部25は、図4Aと図4Bとに例示されているように、貫通孔25a,25a’と、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部25b,25b’とを有した構造により形成できる。前記貫通孔25a,25a’の基本的な形状は、図示されたような四角形であるか、またはそれ以外の多角形または円形からなることも可能である。
【0043】
図4Aを参照すれば、前記第2透過部25は、2個の突出部25bが前記第1反射部26の長手方向であるE方向に突出しているボウタイアンテナ構造であり、前記2個の突出部25b間の間隔は、数nmないし100nmとなる。前記第2透過部25を介して電場の振動方向がE方向であるTEモード(transverse electric mode)の光が通るとき、前記突出部25bの二端は、振動する電場によって振動する電気双極子が誘導され、これにより、TEモードの光が強化される。
【0044】
前述のように、前記第2反射部27で再反射され、前記第2透過部25で光スポットを形成する光は、前記第2透過部25を通過しつつ、集光された光のビームサイズがさらに小さくなって光強度がさらに強化されるので、近接場光を利用しやすくなる。
【0045】
さらに、近接場光の強度をさらに強化させるために、前記第1反射部26をなす金属薄膜の材質を導電性の高い金属により選択し、表面プラズモン励起(surface plasmon excitation)現象を利用できる。すなわち、前記第2透過部25に結ばれる光スポットにより、前記開口25a周囲の金属薄膜及び突出部25bをなす金属薄膜に表面プラズモン励起が起き、透過する光の強度がさらに強化されうる。このための前記金属薄膜の材質は、Au、Ag、Pt、Cu、Alのうちから選択されたいずれか1つの金属でありうる。
【0046】
前述の近接場光発生装置20は、SILを採用した従来の近接場光発生装置に比べ、屈折面が第1透過部24だけにある反射光学系である平板型固体含浸ミラー22を使用することにより、光学収差(特に、色収差)を最小化できる。また、前記近接場光発生装置20内のモード変換による散乱が起こりうる屈折面は、第1透過部24の一面だけであるので、光源40と導波路コア21との間のカップリング損失を除いては、光損失がほとんどないので、近接場光発生装置20の光効率を上昇させることができる。さらに、平板型固体含浸ミラー22は、光軸を外れて斜めに入射するビームに対する許容度が大きいので、コリメートレンズを別途に具備せずに光学部品の数を減らすことができる。
【0047】
図5Aは、本発明の第2実施例による近接場光発生装置20’の概略的な斜視図であり、図5Bは、図5AのV−V線の断面図である。
【0048】
本第2実施例の近接場光発生装置20’の構成及び動作の主なところは、前の第1実施例による近接場光発生装置の構成及び動作と同一なので省略し、差異点を中心に詳細に説明する。
【0049】
第1実施例の場合、図2Aを参照すれば、導波路コア21は、光の伝送される光源40と第1透過部24との間の部分だけを残してエッチングなどの工程を介して除去される。その結果、前記固体含浸ミラー22の前記本体部23の側面と前記導波路コア21は、前記第1透過部24を除いて互いに分離される。一方、本第2実施例では、導波路コア21の前記固体含浸ミラー22’外郭に隣接した部分が除去されていない。従って、本第2実施例の場合、前記導波路コア21’から突出した部分の側面だけが、第2反射部が形成される前記本体部23の他側面になる。また、前記導波路コア21’の前記光源40から遠い方向に位置した端部は、ABS(図7の12)の一部をなし、前記第1反射面を形成する金属薄膜は、前記導波路コア21’の前記端部まで延びる。
【0050】
図6Aは、本発明の第3実施例による近接場光発生装置30の概略的な斜視図であり、図6Bは、図6AのVI−VI線の断面図である。
【0051】
前記第3実施例の近接場光発生装置30の構成及び動作の主なところは、前の第1実施例及び第2実施例による近接場光発生装置の構成及び動作と同一なので省略し、差異点を中心に詳細に説明する。
【0052】
図面を参照すれば、前記近接場光発生装置30は、第1クラッド層38と、前記第1クラッド層38上に積層された平板型の導波路コア31及び固体含浸ミラー32と、光源40とを備える。
【0053】
前記固体含浸ミラー32は、前記導波路コア31の他側と接しており、本体をなす平板型の本体部33と、前記本体部33の側面をなす第1透過部34及び第2透過部35と、第1反射部36及び第2反射部37とを具備する。
【0054】
本第3実施例では、前述の第2実施例とは異なり、前記本体部33の厚さは、前記導波路コア31の厚さと同じであるが、前記本体部33を構成する物質は、その屈折率が前記導波路コア31を構成する物質の屈折率より大きい。また、前記第1透過部34は、前記本体部33と前記導波路コア31との間の境界面で、前記第1反射部36に向かって凸型に、すなわち負のパワーを有する曲面である。従って、前記本体部33は、導波路の観点から見るとき、モードインデックスレンズのような役割をする。
【0055】
前記導波路コア31から伝送された光は、前記第1透過部34を介して前記本体部33に入射され、前記第1透過部34で屈折された光は、前記第1反射部36に向かって発散する。
【0056】
次に、本発明による近接場光発生装置を採用した熱補助磁気記録ヘッドについて詳細に説明する。
【0057】
図7は、本発明の一実施例による熱補助磁気記録ヘッド10の概略的な断面図である。
【0058】
図面を参照すれば、本発明の実施例による熱補助磁気記録ヘッド10は、基板11と、前記基板11の一面に配置される近接場光発生装置20と、前記近接場光発生装置20に隣接して配置される記録部50とを備える。前記記録部50は、磁気記録媒体90を磁化させる記録ポール51と、前記記録ポール51から所定距離ほど離隔されたリターンポール52と、前記記録ポール51と前記リターンポール52とを磁気的に連結する連結部53と、前記記録ポール51に磁場を誘導する誘導コイル54とを備える。また、前記熱補助磁気記録ヘッド10は、再生素子55をさらに備え、記録と共に再生を行える磁気ヘッドになりうる。参照番号56、57、58は、非磁性体の材質からなる絶縁層を表し、参照番号59は、前記リターンポール52と共にストレイフィールド(stray field)を遮蔽するシールド層を表す。
【0059】
前記近接場光発生装置20の端部、前記記録ポール51の端部、前記リターンポール52の端部、及び前記再生素子55の端部は、前記磁気記録媒体90と対向する前記磁気記録ヘッド10のABS 12の一部をなす。
【0060】
前記近接場光発生装置20は、前記基板11に設置される光源40と、前記光源40に隣接して前記基板11に順次に積層される第1クラッド層28、導波路コア21及び固体含浸ミラー22と、第2クラッド層29とを備える。前記近接場光発生装置20は、前記の第1実施例ないし第3実施例を介して説明したので、その構成の詳細な説明は省略する。
【0061】
前記熱補助磁気記録ヘッド10は、磁気記録媒体90との相対的な運動により発生する空気動圧により、前記磁気記録媒体90に対して所定距離Dほど離隔された状態で前記磁気記録媒体90に磁気記録を行う。参照符号Bは、磁気記録ヘッド10に対する磁気記録媒体90の相対的な移動方向を表す。
【0062】
前記近接場光発生装置20は、回折限界以下のビームサイズを有する近接場光Lを磁気記録媒体90に照射する。このとき、前記近接場光Lは、距離によって急激に消滅するので、前記ABS 12と前記磁気記録媒体90との間の距離Dは、数nmないし100nmほどに維持されることが望ましい。
【0063】
前記磁気記録媒体90は、一般的にベース91と、前記ベース91上に積層される軟磁性体層92と、前記軟磁性体層92上に積層されて強磁性体となる記録層93とによって設けられる。
【0064】
前記近接場光発生装置20から照射される近接場光Lは、前記記録層93を局所的に加熱して保磁力を下げる。前記磁気記録媒体90がB方向に移動するにつれ、局所的に加熱された領域は、直ちに前記記録ポール51の端部方向に移り、前記記録ポール51の端部で発生する漏れ磁束によって磁化される。前記漏れ磁束は、前記誘導コイル54により誘導された磁束であり、磁場の方向を変えることにより、前記記録層の磁化ベクトルを順次に変えて情報を記録する。前記誘導された磁束は、前記記録ポール51を出てきて前記軟磁性体層92を通り、前記リターンポール52と前記連結部53とを通り過ぎる閉ループMをなす。
【0065】
本実施例では、前記基板11上に前記近接場光発生装置20と前記記録部50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。ただし、その場合も、記録ポールにより磁気記録される前に近接場光発生装置により加熱されるように磁気記録媒体が移動する。また、図示された熱補助磁気記録ヘッド10は、垂直磁気記録方式であるが、これに限定されずに、水平磁気記録方式にも本発明は適用可能である。
【0066】
前述の近接場光発生装置は、平板型の光学系として具現されるので、近接場光発生装置を構成する光学系部品の小型化、軽量化、薄型化が可能であり、薄膜磁気記録ヘッドに共に一般的な薄膜工程を介して製造可能である。
【0067】
かかる本願発明の近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドは、理解を助けるために図面に図示された実施例を参考に説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当分野における当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるということを理解することができるであろう。従って、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のみ決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の近接場光発生装置とこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドは、例えば、情報記録関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】従来の熱補助磁気記録ヘッドの概略的な斜視図である。
【図2A】本発明の第1実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図2B】図2AのII−II線の断面図である。
【図3A】導波路コアの厚さによる実効屈折率の変化を表すグラフである。
【図3B】図3Aのシミュレーションに使われた導波路の構造を表す断図面である。
【図4A】本発明による近接場光発生装置の第2透過部を表す図面である。
【図4B】本発明による近接場光発生装置の第2透過部を表す図面である。
【図5A】本発明の第2実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図5B】図5AのV−V線の断面図である。
【図6A】本発明の第3実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図6B】図6AのVI−VI線の断面図である。
【図7】図2Aの近接場光発生装置を採用した熱補助磁気記録ヘッドの概略的な断面図である。
【符号の説明】
【0070】
1,10 磁気記録ヘッド
2,90 磁気記録媒体
3,51 記録ポール
4,52 リターンポール
5,54 誘導コイル
6,40 光源
7 光スポット
9 再生素子
11 基板
12 エアーベアリング面
20,20’,30 近接場光発生装置
21,21’,31 導波路コア
22,22’,32 固体含浸ミラー
23,33 本体部
23a 上部側面
24,34 第1透過部
25,35 第2透過部
25a,25a’ 貫通孔
25b,25b’ 突出部
26,26’,36 第1反射部
27,27’,37 第2反射部
28,38,61 第1クラッド層
29 第2クラッド層
50 記録部
53 連結部
55 再生装置
56,57,58 絶縁層
59 シールド層
62 コア
91 ベース
92 軟磁性体層
93 記録層
B 磁気記録媒体の相対的な移動方向
D 所定距離
H1,H2 コアの厚さ
L 近接場光
M 閉ループ
h 第1クラッド層の厚さ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
前記光源から放出された光が伝送される導波路コアと、
前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、
前記固体含浸ミラーは、
前記導波路コアから伝送された光が入射される第1透過部と、
前記第1透過部を介して入射された光が透過する本体部と、
前記第1透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第1透過部で屈折された光を反射させる第1反射部と、
前記本体部の他側面に設けられ、前記第1反射部で反射された光を再反射させ、前記第1反射部の中心部に光スポットを形成する第2反射部と、
前記光スポットが形成される前記第1反射部の中心部に設けられた第2透過部とを具備することを特徴とする近接場光発生装置。
【請求項2】
前記本体部の実効屈折率は、前記導波路コアの実効屈折率より大きいことを特徴とする請求項1に記載の近接場光発生装置。
【請求項3】
前記本体部の厚さは、前記導波路コアの厚さより大きいことを特徴とする請求項2に記載の近接場光発生装置。
【請求項4】
前記導波路コアの一部が、前記本体部の上部に突設されることを特徴とする請求項3に記載の近接場光発生装置。
【請求項5】
前記第2反射部の設けられた前記本体部の他側面のうち、前記第1透過部の上部側面は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項3に記載の近接場光発生装置。
【請求項6】
前記本体部を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質の屈折率より大きいことを特徴とする請求項2に記載の近接場光発生装置。
【請求項7】
前記第1透過部は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項6に記載の近接場光発生装置。
【請求項8】
前記第1反射部及び第2反射部は、前記本体部の側面に金属薄膜により形成されたことを特徴とする請求項1に記載の近接場光発生装置。
【請求項9】
前記第2透過部は、前記金属薄膜の貫通孔であって、その直径が前記光の波長と同じであるか、またはそれより小さいことを特徴とする請求項8に記載の近接場光発生装置。
【請求項10】
前記第2透過部は、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の近接場光発生装置。
【請求項11】
前記金属薄膜は、第2反射部で再反射されて形成された光スポットにより、表面プラズモン励起を起こすほどに導電性の高い金属であることを特徴とする請求項8に記載の近接場光発生装置。
【請求項12】
前記金属薄膜の材質は、Au、Ag、Pt、Cu、Alのうちから選択されたいずれか1つの金属であることを特徴とする請求項11に記載の近接場光発生装置。
【請求項13】
前記導波路コアと前記固体含浸ミラーとを挟んだ第1クラッド層及び/または第2クラッド層をさらに備え、前記第1クラッド層及び/または第2クラッド層を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質及び前記固体含浸ミラーを構成する物質の屈折率より小さいことを特徴とする請求項1に記載の近接場光発生装置。
【請求項14】
前記光源は、レーザダイオードであって、前記光源は、前記導波路コアに接触接合することを特徴とする請求項1に記載の近接場光発生装置。
【請求項15】
磁気記録媒体に局所的に光を照射して記録密度を向上させる熱補助磁気記録ヘッドにおいて、
磁気記録のための漏れ磁束を発生させる記録ポールと、
前記記録ポールに隣接するように配置され、前記磁気記録媒体に磁場が加えられる前に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、
光源と、
光の伝送される導波路コアと、
前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、
前記固体含浸ミラーは、
前記導波路コアから伝送された光が入射される第1透過部と、
前記第1透過部を介して入射された光が透過する本体部と、
前記第1透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第1透過部で屈折された光を反射させる第1反射部と、
前記本体部の他側面に設けられ、前記第1反射部で反射された光を再反射させ、前記第1反射部の中心部に光スポットを形成する第2反射部と、
前記光スポットが形成される前記第1反射部の中心部に設けられた第2透過部とを有することを特徴とする熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項16】
前記本体部の実効屈折率は、前記導波路コアの実効屈折率より大きいことを特徴とする請求項15に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項17】
前記本体部の厚さは、前記導波路コアの厚さより大きいことを特徴とする請求項16に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項18】
前記導波路コアの一部が、前記本体部の上部に突設されることを特徴とする請求項17に記載の近接場光発生装置。
【請求項19】
前記第2反射部の設けられた前記本体部の他側面のうち、前記第1透過部の上部側面は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項17に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項20】
前記本体部を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質の屈折率より大きいことを特徴とする請求項16に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項21】
前記第1透過部は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項20に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項22】
前記第1反射部及び第2反射部は、前記本体部の側面に金属薄膜により形成されたことを特徴とする請求項15に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項23】
前記第2透過部は、前記金属薄膜の貫通孔であって、その直径が前記光の波長と同じであるか、またはそれより小さいことを特徴とする請求項22に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項24】
前記第2透過部は、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部をさらに有することを特徴とする請求項23に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項25】
前記金属薄膜は、第2反射部で再反射されて形成された光スポットにより、表面プラズモン励起を起こすほどに導電性の高い金属であることを特徴とする請求項22に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項26】
前記金属薄膜の材質は、Au、Ag、Pt、Cu、Alのうちから選択されたいずれか1つの金属であることを特徴とする請求項25に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項27】
前記導波路コアと前記固体含浸ミラーとを挟んだ第1クラッド層及び/または第2クラッド層をさらに備え、前記第1クラッド層及び/または第2クラッド層を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質及び前記固体含浸ミラーを構成する物質の屈折率より小さいことを特徴とする請求項15に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項28】
前記光源は、レーザダイオードであって、前記光源は、前記導波路コアに接触接合することを特徴とする請求項15に記載の熱補助磁気記録ヘッド。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3A】
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【図3B】
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【図4A】
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【図4B】
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【図5A】
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【図5B】
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【図6A】
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【図6B】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−109373(P2007−109373A)
【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−273312(P2006−273312)
【出願日】平成18年10月4日(2006.10.4)
【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)】