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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Nahfeldkopf, der
imstande ist, Informationen hoher Dichte unter Verwendung von Nahfeldlicht
wiederzugeben und aufzuzeichnen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
den letzten Jahren wurde eine rasche Entwicklung in beiden Aspekten,
Hardware und Software, im Bereich von Informationsgeräten erreicht,
und die Informationsmenge, die bewältigt wird, steigt somit beständig drastisch
an. In Bezug auf das Informationsspeichergerät als eines der Informationsgeräte (insbesondere
HDD) erfolgt derzeit eine rascher Wechsel zur Aufzeichnung hoher
Dichte, so dass die Aufzeichnungskapazität pro Einheitsfläche in einem Aufzeichnungsmedium
mit einer jährlichen
Rate von 60 Prozent steigt. Daher ist eine weitere Miniaturisierung
in der Größe einer
Aufzeichnungseinheit (Bit) erwünscht,
die auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet und von diesem wiedergegeben
wird.
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Zum
Aufzeichnen oder Wiedergeben in einer winzigen Region ist ein Gerät zum Beobachten
der winzigen Region in einer Größenordnung
von Nanometern auf der Oberfläche
der Probe oder eine Anwendung des Rastersondenmikroskops, das durch ein
Rastertunnelmikroskop ("Scanning
Tunnel Microscope" – STM) oder
ein Atomkraftmikroskop ("Atomic Force
Microscope" – AFM) repräsentiert
wird, zum Gegenstand öffentlichen
Interesses geworden. Ein SPM führt
die Sonde mit einer geschärften
Spitze über
die Oberfläche
der Probe, während
eine Wechselwirkung, wie der Tunnelstrom, der zwischen der Sonde
und der Oberfläche
der Probe erzeugt wird, oder die Kraft zwischen den Atomen beobachtet
wird, so dass ein Bild einer bestimmten Auflösung abhängig von der Spitzenkonfiguration
der Sonde erhalten wird.
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Zur
Ausführung
einer Aufzeichnung hoher Dichte auf einem Aufzeichnungsmedium hat
das Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben unter Verwendung von
Licht im Vergleich zu Magnetismus den Vorteil, dass eine Aufzeichnung
hoher Dichte entlang einer Abtastrichtung (radialen Richtung des
Aufzeichnungsmediums) möglich
ist. Somit wird die Anwendung des optischen Nahfeldmikroskops, das
mit Licht betrachtet, insbesondere unter SPM als viel versprechend
angesehen.
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Das
optische Nahfeldmikroskop nutzt eine Wechselwirkung, die zwischen
dem Nahfeldlicht, das an der Oberfläche einer Überprüfungsprobe erzeugt wird, und
der Sonde als Beobachtungssubjekt, so dass die winzige Region der
Probenoberfläche
betrachtet werden kann. Das Prinzip des Prüfverfahrens ist in der Folge
ausführlich
beschrieben.
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Das
Nahfeldlicht wird durch Ausstrahlen von Fortpflanzungslicht auf
die Oberfläche
der Überprüfungsprobe
erzeugt. Da das Nahfeldlicht nur in einer sehr benachbarten Fläche an der
Oberfläche
der Überprüfungsprobe
erzeugt wird, wird die geschärfte Spitze
der Sonde nahe zu der Oberfläche
der Überprüfungsprobe
innerhalb eines Abstandes gleich oder kleiner μm gebracht, so dass das Nahfeldlicht, das
von der Spitze der Sonde erzeugt wird, gestreut wird. Das gestreute
Licht wird durch eine kleine Apertur der Spitze der Sonde geführt und
durch einen herkömmlichen
Detektionsprozess eines durchgelassenen Lichts verarbeitet. Somit
wird die Einschränkung der
Betrachtungsauflösung
des herkömmlichen
optischen Mikroskops durchbrochen, und somit wird die Beobachtung
einer winzigen Region mit Hilfe von Licht möglich. Ferner wird ein Licht
großer
Intensität in
die Sonde zu der Überprüfungsprobe
eingeführt, um
ein Nahfeldlicht hoher Energiedichte in der winzigen Apertur der
Sonde zu erzeugen. Mit Hilfe dieses Nahfeldlichts wird auch eine örtliche
Modifizierung der Konstruktion oder der Eigenschaften der Probenoberfläche möglich. Wie
zuvor beschrieben, wird eine Ausführung einer optischen Speicheraufzeich nung
mit hoher Dichte mit Hilfe der Anwendung des optischen Nahfeldmikroskops
als möglich
angesehen.
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In
der Architektur des optischen Speicheraufzeichnungsgeräts unter
Verwendung eines solchen Nahfeldlichts ist die Sonde das wichtigste Schlüsselteil,
da sie eine winzige Apertur aufweist, die als optischer Aufzeichnungs-
und Wiedergabekopf dient. Als ein Beispiel für eine Sonde mit einer winzigen
Apertur, wie zum Beispiel in
USP
5,294,790 beschrieben, wird eine auslegerartige Fotosonde vorgeschlagen,
die eine Apertur umfasst, die durch ein Siliziumsubstrat geht, unter
Anwendung einer Halbleiterherstellungstechnologie der Fotolithografie oder
dergleichen, sowie einen Isolierfilm, der an einer Seite der Oberfläche des
Siliziumsubstrats gebildet ist, und eine kegelförmige Lichtwellenleiterschicht, die
auf dem Isolierfilm an der Seite gebildet ist, die der Apertur gegenüber liegt.
In dieser auslegerartigen Fotosonde ist eine optische Faser in die
Apertur eingesetzt, so dass das Licht durch das winzige Aperturteil
durchgehen kann, das durch Beschichten einer Lichtwellenleiterschicht
mit einem Metallfilm, außer
an dem Spitzenabschnitt, gebildet wird. Folglich ist es einfach,
das Aperturteil herzustellen.
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Ferner
wird eine Anwendung der planen Sonde ohne geschärfte Spitze, wie die oben genannte
Sonde, vorgeschlagen (T. Yatsui et al., "Readout capability of a planar apertured
probe for optical near-field memory", NFO-5, 115, Shirahama, 10. Dez. 1998).
Die plane Sonde ist jene, die mit einer Apertur in umgekehrter Pyramidenstruktur
auf einem Siliziumsubstrat mit Hilfe eines anisotropen Ätzens bereitgestellt
ist, wobei insbesondere der Scheitelpunkt der Apertur mit einem
Durchmesser von mehreren nm perforiert ist, um ein Aperturteil zu
bilden. Mehrere solcher planen Sonden können gleichzeitig als Gruppe
auf demselben Substrat durch eine Halbleiterherstellungstechnologie
hergestellt werden, das heißt, die
Herstellung einer Gruppe ebener Sonden ist leicht, und insbesondere
hat die plane Sonde den Vorteil, dass als geeigneter optischer Kopf
zum Aufzeichnen und Wiedergeben der optischen Speicher, der Nahfeldlicht
verwendet, genutzt wird. Als optischer Kopf, der diese plane Sonde
verwendet, wird ein Kopf mit einer planen Sonde vorgeschlagen, die an
dem schwebenden Kopf bereitgestellt ist, der in einem Festplattenlaufwerk
verwendet wird (Nikkei Electronics, Ausgabe vom 10. März 1997).
Der schwebende Kopf ist herkömmlich
konstruiert, so dass er durch aerodynamisches Design schwebt, wobei
ein Abstand von 50 bis 100 nm über
dem Aufzeichnungsmedium gehalten wird. Durch die Verwendung dieses
schwebenden Kopfs, wobei der Kopf und das Aufzeichnungsmedium in
einer extremen Nähe
(einem extremen Positionsverhältnis)
gehalten werden und eine winzige Apertur in dem schwebenden Kopf
an der Seite des Aufzeichnungsmediums gebildet wird, wird es möglich, Nahfeldlicht zu
erzeugen. Daher wird eine Aufzeichnung und Wiedergabe hoher Dichte
durch Licht als möglich
erachtet.
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Bei
der Ausführung
des optischen Informationsaufzeichnungsgerätes unter Verwendung von Nahfeldlicht
ist der Nutzwert des Geräts
an sich höher,
wenn die Vorrichtung selbst klein und schmal ist. Zur Herstellung
einer kleinen und schmalen Vorrichtung wird es als angemessen angesehen,
eine Struktur zu verwenden, in der das Licht, das sich parallel zu
dem Aufzeichnungsmedium fortpflanzt, mit Hilfe optischer Komponenten
in eine Richtung senkrecht zu dem Medium und der Apertur gelenkt
wird. Mit dieser Struktur jedoch wird der Kopf aufgrund der Kombination
der optischen Komponenten selbst groß und schwer und dies führt zu dem
Problem, dass die Positionierungsgenauigkeit und die Reaktionseigenschaften
beeinträchtigt
sind.
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Zusätzlich,
wenn Licht mit Hilfe eines Lichtwellenleiterpfades, wie einer optischen
Faser, in die Apertur geleitet wird, wird die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der Apertur ausgestrahlt wird, gering, was zu den Problemen
führt,
dass die Aufzeichnungs- und Wiedergaberate verringert ist und dass die
Zuverlässigkeit
der Informationen, die aufgezeichnet und wiedergegeben werden, verschlechtert ist.
Da in Bezug auf dieses Problem das Licht, das von der Lichtausstrahlungskante
des Lichtwellenleiterpfades ausgestrahlt wird, sich unter Ausbreitung fortpflanzt,
wird somit der Punktdurchmesser des Lichts entsprechend dem Abstand
von der Ausstrahlungskante groß.
Dann nimmt die Intensität
des Lichts, das auf die Apertur gestrahlt wird, ab und somit wird
die Intensität
des Nahfeldlichts zum Aufzeichnen und Wiedergeben verringert. Da
das Verhältnis
der Lichtintensität
von den Informationen abhängig
ist (S/N), entsteht folglich ein Problem, dass die Aufzeichnungs-
und Wiedergaberate oder die Zuverlässigkeit der Informationen
verschlechtert ist.
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EP0549236 beschreibt ein
optisches System, das die Prinzipien der optischen Stethoskopie nutzt,
um eine Auflösungsenergie
im Subwellenbereich bereitzustellen. Die Vorrichtung enthält ein oder mehrere
optische Elemente, die auf einem Schieber montiert sind, der sich
in physischem gleitenden Kontakt mit dem Aufzeichnungsmedium befindet.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Daher
umfasst der erste optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Schieber, der von einem Last ausübenden Hängearm getragen wird, um eine
Schwebekraft mit Hilfe einer relativen Bewegung zu einem Aufzeichnungsmedium zu
erlangen, so dass ein Abstand zwischen ihm und dem Aufzeichnungsmedium
entsprechend einem Gleichgewicht zwischen der Last und der Schwebekraft
entsteht, eine winzige Struktur, die auf der Aufzeichnungsmediumsseite
des Schiebers gebildet ist, ein Lichtfortpflanzungsmedium, das auf
dem Schieber an einer Seite, die dem Aufzeichnungsmedium gegenüber liegt
und im Wesentlichen parallel zu dem Hänge arm angeordnet ist, einen
Spiegel zum Lenken des Lichts, das von dem Lichtfortpflanzungsmedium ausgestrahlt
wird, der im Wesentlichen über
der winzigen Struktur angeordnet ist, und eine Struktur zur Verkürzung des
Pfades zur Verkürzung
des Pfades zwischen der Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums
und der winzigen Struktur. Es wird eine Konstruktion verwendet,
in der die Struktur zur Verkürzung
des optischen Pfades eine Rille ist, die in der Nähe der winzigen
Struktur gebildet ist, und das Lichtfortpflanzungsmedium in der
Rille angeordnet ist,
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Daher
kann gemäß dem ersten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Anordnen des Spiegels in der Nähe der winzigen Struktur mit
Hilfe der Struktur zur Verkürzung
des optischen Pfades und auch durch Einstellen der Position der
Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums nahe der
winzigen Struktur der Abstand zwischen der Lichtausstrahlungskante
des Lichtfortpflanzungsmediums und der winzigen Struktur verkürzt werden
und auch der Punktdurchmesser des Lichts von dem Lichtfortpflanzungsmedium
kann verringert werden, so dass die Intensität des Nahfeldlichts, das durch
die winzige Struktur erzeugt wird, verstärkt wird. Daher kann ein optischer
Nahfeldkopf, der zur Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Dichte
imstande ist, erhalten werden.
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Daher
kann gemäß dem optischen
Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung der Abstand zwischen der Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums
und der winzigen Struktur verkürzt
werden, so dass ein optischer Nahfeldkopf, der imstande ist, ein
Nahfeldlicht großer
Intensität
zu erzeugen, erhalten werden kann. Da es leicht ist, das Lichtfortpflanzungsmedium
durch die Bildung eines Lichtfortpflanzungsmediums in der Rille
zu befestigen, kann ein optischer Nahfeldkopf erhalten werden, der
imstande ist, ein Nahfeldlicht stabiler Intensität zu erzeugen.
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Ferner
wird in dem zweiten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion verwendet, in der die winzige Struktur eine winzige
Apertur ist.
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Daher
wird gemäß dem zweiten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Aufzeichnung und Wiedergabe hoher Dichte möglich, da
der Punktdurchmesser des Nahfeldlichts auf dem Aufzeichnungsmedium
auf annähernd
dieselbe Größe wie die
winzige Apertur verringert ist.
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Ferner
ist in dem dritten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Spiegel auf und einstückig
mit einem Substrat angeordnet ist, das über dem Schieber angeordnet
ist.
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Daher
kann gemäß dem dritten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung ein stabiles optisches System konstruiert werden und die Intensität des Nahfeldlichts,
das durch die winzige Struktur erzeugt wird, wird stabilisiert.
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Ferner
wird in dem vierten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion verwendet, in der der Spiegel in dem Lichtfortpflanzungsmedium
gebildet ist.
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Daher
wird gemäß dem vierten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung, da der Spiegel und das Lichtfortpflanzungsmedium, die jeweils
eine Komponente des optischen Nahfeldkopfs sind, einstückig gebildet
werden können,
die Einstellung der optischen Achse des Spiegels und des Lichtfortpflanzungsmediums
unnötig,
und somit wird die Einstellung der optischen Achse leicht. Da zusätzlich die
Anzahl der Komponenten verringert ist, wird der Einheitspreis des
Kopfes billig, so dass ein billiger optischer Nahfeldkopf bereitgestellt
werden kann.
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Ferner
wird in dem fünften
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Konstruktion verwendet, in der der Spiegel in einer konkaven
Form gestaltet ist, um einen optischen Nahfeldkopf bereitzustellen,
der das Licht, das von dem Lichtfortpflanzungsmedium ausgestrahlt
wird, konzentriert.
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Zusätzlich hat
in dem sechsten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
der Kopf eine Linsenfunktion zum Konzentrieren des Lichts an der
Spitze des Lichtfortpflanzungsmediums.
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Daher
ist es gemäß dem fünften und
sechsten optischen Nahfeldkopf möglich,
die Energiedichte des Lichts in der winzigen Struktur zu erhöhen, so dass
die Intensität
des Nahfeldlichts, das durch die winzige Struktur erzeugt wird,
erhöht
werden kann.
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Ferner
ist in dem siebenten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
ein optischer Nahfeldkopf dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiegelausrichtungsmechanismus
auf dem Schieber und/oder dem Substrat, auf dem der Spiegel gebildet ist,
ausgebildet ist, um den Spiegel und die winzige Struktur in Position
zu bringen.
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Daher
wird gemäß dem siebenten
optischen Nahfeldkopf die optische Einstellung zur Maximierung der
Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, leicht.
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Ferner
hat der achte optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion, in der eine Rille oder ein Fortsatz zum Befestigen optischer
Komponenten zum Werfen von Licht auf das Lichtfortpflanzungsmedium
auf dem Spiegelsubstrat ausgebildet ist.
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Daher
wird gemäß dem achten
optischen Nahfeldkopf Licht effektiv auf das Lichtfortpflanzungsmedium
geworfen, so dass die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, groß wird.
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Ferner
hat der neunte optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion, in der das Lichtfortpflanzungsmedium auf dem Schieber
befestigt oder gebildet ist.
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Daher
wird gemäß dem neunten
optischen Nahfeldkopf die Position des Lichtfortpflanzungsmediums
durch die Befestigung oder Bildung des Lichtfortpflanzungsmediums
auf dem Schieber stabilisiert, so dass die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Struktur erzeugt wird, stabilisiert werden kann.
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Ferner
wird in dem zehnten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
das Lichtfortpflanzungsmedium auf dem Substrat an derselben Seite
befestigt oder gebildet ist, an der der Spiegel gebildet ist.
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Daher
wird gemäß dem zehnten
optischen Nahfeldkopf die Position des Lichtfortpflanzungsmediums
stabilisiert, selbst wenn ein Schieber mit einer geringen Dicke
verwendet wird. Zusätzlich
ermöglicht
die Verwendung eines Schiebers mit geringer Dicke die Verkürzung des
Abstandes zwischen dem Lichtfortpflanzungsmedium und der winzigen
Struktur, so dass die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, erhöht werden kann.
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Ferner
hat der elfte optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion, in der das Lichtfortpflanzungsmedium derart gestaltet ist,
dass das Lichteinfallsteil an dem Substrat befestigt ist und das
Lichtausstrahlungsteil an dem Schieber befestigt ist.
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Daher
kann gemäß dem elften
optischen Nahfeldkopf die Positionierung der Rille oder des Fortsatzes
zur Befestigung der Lichteinfallskante des Lichtfortpflanzungsmediums
und der Komponenten für
Licht, das auf das Lichtfortpflanzungsmedium fällt, präzise ausgeführt werden, und die Lichtausstrahlungskante
des Lichtfortpflanzungsmediums kann nahe der winzigen Struktur angeordnet
werden, so dass die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, auf
ein größeres Ausmaß erhöht werden
kann.
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Ferner
hat der zwölfte
optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Konstruktion, in der das Lichtfortpflanzungsmedium
eine optische Faser mit einer Spitze ist, die durch Schleifen parallel
zu der optischen Achse maschinell zu einer schmalen Form bearbeitet
ist.
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Gemäß der Konstruktion
ermöglicht
eine optische Faser, deren Spitze geschärft ist, die Anordnung der
Lichtausstrahlungskante der optischen Faser nahe dem Spiegel, so
dass der Punktdurchmesser des Lichts, das von der Lichtausstrahlungskante der
optischen Faser in die winzige Struktur ausgestrahlt wird, verringert
werden kann. Daher wird die Intensität des Nahfeldlichts, das von
der winzigen Struktur erzeugt wird, erhöht.
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Ferner
hat der dreizehnte optische Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Konstruktion, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lichtfortpflanzungsmedium
ein Dünnfilmwellenleiter ist.
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Durch
die Verwendung eines Dünnfilmwellenleiters,
der dünner
und leichter als eine optische Faser ist, als Lichtfortpflanzungsmedium,
wird folglich die Masse des optischen Nahfeldkopfs verringert. Daher
wird es leicht, die Positionierungsgenauigkeit oder die Positionierungsgeschwindigkeit
des optischen Nahfeldkopfs zu verbessern. Zusätzlich wird durch die Verwendung
des Dünnfilmwellenleiters
als Licht fortpflanzungsmedium leicht, den optischen Nahfeldkopf
in einer dünnen
Form zu gestalten, und das Gerät
kann in einer kompakteren Größe konstruiert
werden.
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Zusätzlich ist
das erste Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs,
umfassend ein Verfahren zum Bilden eines Spiegels, ein Verfahren
zum Bilden eines Schiebers und einen Montageprozess für den Spiegel
und den Schieber. Das Verfahren zum Bilden des Spiegels ist ein
Prozess, der einen Prozess zum Bilden eines Fortsatzes auf einem
Substrat, einen Prozess zum Bilden der Reflexionsbeschichtung auf
dem Fortsatz und einen Prozess zum Bilden der Konfiguration enthält. Das
Verfahren zum Bilden des Schiebers ist ein Prozess, der einen Prozess
zum Bilden der winzigen Struktur, einen Prozess zum Bilden der Struktur
zur Verkürzung
des optischen Pfades, einen Prozess zum Bilden der Reflexionsbeschichtung
und einen Prozess zum Bilden der Konfiguration enthält. Schließlich ist
der Prozess zur Montage des Spiegels und des Schiebers in dem ersten
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs enthalten.
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Daher
kann gemäß dem ersten
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs der optische
Nahfeldkopf gemäß der Erfindung
leicht hergestellt werden. Zusätzlich
verwendet das Verfahren zum Bilden des Spiegels und des Schiebers
die Fotolithografie oder eine Mikrobearbeitungstechnologie, wobei
Spiegel und Schieber mit gleichförmigen Leistungen
in großen
Mengen hergestellt werden können.
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Ferner
ist das zweite Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das einen Prozess zum Befestigen oder Bilden
des Lichtfortpflanzungsmediums in dem Verfahren zur Herstellung
des optischen Nahfeldkopfs enthält.
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Daher
ist das Lichtfortpflanzungsmedium an dem Substrat befestigt, auf
dem der Schieber oder der Spiegel gebildet ist, so dass die Intensität des Lichts,
das auf die winzige Apertur ausgestrahlt wird, stabilisiert wird,
was dazu führt,
dass die Intensität des
Lichts, das von der Apertur ausgestrahlt wird, stabilisiert wird.
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Ferner
ist das dritte Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein
Prozess zum Bilden eines Dünnfilmwellenleiters
in dem Prozess zum Bilden des Spiegels oder Schiebers enthalten
ist.
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Daher
kann das Lichtfortpflanzungsmedium mit Hilfe eines Fotolithografieprozesses
hergestellt werden, so dass das Verfahren zur Herstellung des optischen
Nahfeldkopfs für
eine Massenproduktion leicht wird.
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Ferner
ist das vierte Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der
Prozess zum Bilden einer Rille oder eines Fortsatzes zum Befestigen
der optischen Komponenten in dem Verfahren zum Bilden des Spiegels
enthalten ist.
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Daher
kann der Spiegel zum Erleichtern seiner Montage positioniert werden,
und es kann der optische Nahfeldkopf bereitgestellt werden, der
zum Erzeugen eines Nahfeldlichts großer Intensität mit Stabilität imstande
ist.
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Ferner
ist das fünfte
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das
Verfahren einen Prozess zum Schleifen der Spitze der optischen Faser
parallel zu der optischen Achse der optischen Faser enthält, um die
Spitze der optischen Faser zu schärfen.
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Daher
ist es leicht, die Spitze der optischen Faser nahe dem Spiegel anzuordnen,
so dass ein optischer Nahfeldkopf bereitgestellt wird, der ein Nahfeldlicht
großer
Intensität
erzeugt.
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Ferner
ist das sechste Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das
Verfahren einen Prozess zum diagonalen maschinellen Bearbeiten der
Spitze der optischen Faser zum Bilden einer Reflexionsbeschichtung
auf der diagonal maschinell bearbeiteten Oberfläche enthält.
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Daher
können
der Spiegel und das Lichtfortpflanzungsmedium einstückig gebildet
werden und deren Herstellungsprozess kann vereinfacht werden, während die
Anzahl der Komponenten verringert werden kann, so dass ein billiger
optischer Nahfeldkopf mit gleichförmiger Leistung und weniger
fehlerhaften Komponenten bereitgestellt werden kann.
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Ferner
ist das siebente Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das
Verfahren einen Prozess zum maschinellen Bearbeiten der Spitze der
optischen Faser in eine Linsenform enthält, um das von der optischen
Faser auf die winzige Struktur ausgestrahlte Licht zu konzentrieren.
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Daher
wird der Punktdurchmesser des Lichts, das von der optischen Faser
auf die winzige Struktur ausgestrahlt wird, verringert, so dass
ein optischer Nahfeldkopf, der Nahfeldlicht großer Intensität von der
winzigen Struktur erzeugt, bereitgestellt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Schieberteil und ein Spiegelteil
des optischen Nahfeldkopfs gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine Zeichnung, die ein Verfahren zur Herstellung des Spiegelteils
des optischen Nahfeldkopfs gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
eine Zeichnung, die ein Verfahren zur Herstellung des Schieberteils
des optischen Nahfeldkopfs gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der vierten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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10 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen Nahfeldkopf gemäß der siebenten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist
eine Zeichnung, die einen Teil eines Verfahrens zur Herstellung
des Spiegelteils des optischen Nahfeldkopfs gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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12 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Schieberteil des optischen
Nahfeldkopfs gemäß der achten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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13 ist
eine Konstruktionsansicht, die ein Schieberteil des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der achten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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14 ist
eine Konstruktionsansicht, die ein Schieberteil des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der neunten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist
eine Konstruktionsansicht einer Vorrichtung, die die optische Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung zeigt, die den optischen Nahfeldkopf verwendet.
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16 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen optischen Nahfeldkopf gemäß der zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Schieberteil und ein Spiegelteil
des optischen Nahfeldkopfs gemäß der zehnten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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18 ist
eine Konstruktionsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung des
Spiegelteils und des Lichtwellenleiters des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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19 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen optischen Nahfeldkopf gemäß der zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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20 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen optischen Nahfeldkopf gemäß der elften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Der
optische Nahfeldkopf und das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden in der Folge ausführlich unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen erklärt.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine Konstruktionsansicht, die einen optischen Nahfeldkopf 1000 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 1a ist
eine Schnittzeichnung des optischen Nahfeldkopfs 1000 und 1b ist eine Querschnittsansicht des optischen
Nahfeldkopfs 1000 entlang der Linie A-A' in 1a.
Der optische Nahfeldkopf 1000 umfasst ein Schieberteil 1001,
ein Spiegelteil 1002 und eine optische Faser 1803,
deren Spitze teilweise parallel zu der optischen Achse geschliffen
ist. 2a und 2b sind
perspektivische Ansichten, die jeweils das Schieberteil 1001 und
das Spiegelteil 1002 zeigen, wobei die Reflexionsbeschichtung
entfernt ist.
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In
dem Schieberteil 1001 ist ein Loch 1005 in umgekehrter
Kegelform gebildet und in dessen Oberseite ist eine winzige Apertur 1006 als
winzige Struktur gebildet. Die Reflexionsbeschichtung 1004 ist
auf der Oberfläche
des Lochs 1005 gebildet, um das Licht, das in das Loch 1005 fällt, effektiv
auf die winzige Struktur 1006 zu konzentrieren. Zusätzlich ist das
Schieberteil 1001 mit einer V-förmigen Rille 1007 mit
einer Breite W1 bereitgestellt, und eine Ebene ist in dem Bodenteil
der V-förmigen
Rille gebildet.
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Andererseits
ist das Spiegelteil 1002 mit einem U-förmigen Fortsatz 1008 mit
einer Breite W2 gebildet. Der Fortsatz 1008 ist mit einer
Reflexionsbeschichtung 1009 bereitgestellt, die als Spiegel 1010 dient.
Durch Einsetzen des U-förmigen Fortsatzes
des Spiegelteils 1002 in die V-förmige Rille 1007 des
Schieberteils 1001 werden das Schieberteil 1001 und
das Spiegelteil 1002 verbunden, um eine Struktur zur Verkürzung des
optischen Pfades zu bilden. Mit Hilfe der Einstellung der Breite
W1 der V-förmigen Rille 1007 des
Schieberteils 1001 und der Breite W2 des U-förmigen Fortsatzes 1008 des
Spiegelteils 1002 und durch Verbinden der Fläche, die
durch einen Pfeil a in der V-förmigen
Rille des Schieberteils 1001 dargestellt ist, und der Fläche, die
durch einen Pfeil b in dem U-förmigen
Fortsatz des Spiegelteils 1002 dargestellt ist, kann die
Position des Spiegels 1010 leicht bestimmt werden. Daher
werden die Breite W1, W2 und die Dimensionen des Fortsatzes 1008 so
definiert, dass das Nahfeldlicht, das von der winzigen Apertur 1006 ausgestrahlt
wird, maximiert wird. Die optische Faser 1803 ist so konstruiert,
dass ihre Spitze parallel zu der optischen Achse bis in die Nähe des Kerns 1011 der
optischen Faser 1803 geschliffen ist.
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Die
optische Faser 1803 ist in den Raum eingesetzt, der durch
die V-förmige
Rille 1007 des Schieberteils 1001 und die Innenfläche des
U-förmigen
Fortsatzes 1008 des Spiegelteils 1002 definiert ist.
Die optische Faser 1803 ist in der V-förmigen Rille 1007 des
Schieberteils 1001 befestigt. Das Licht, das sich durch
die optische Faser 1803 fortpflanzt und von der Spitze
der optischen Faser 1803 ausgestrahlt wird, wird in seiner
Fortpflanzungsrichtung durch den Spiegel 1010 zu der winzigen
Apertur 1006 abgelenkt. Die optische Faser 1803 mit
einer geschliffenen Spitze kann die Lichtausstrahlungskante der
optischen Faser 1803 näher
bei dem Spiegel 1010 anordnen als die optische Faser ohne
geschliffene Spitze. Zusätzlich
kann der Abstand zwischen der optischen Faser 1803 und
der winzigen Apertur 1006 auch verringert werden, da die
V-förmige
Rille 1007 in der Nähe
der winzigen Apertur 1006 gebildet ist.
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In
Bezug auf das Schieberteil 1001 beträgt die Dicke T1 200 bis 500 μm, die Länge L1 1
bis 5 mm und die Breite W3 1 bis 5 mm. Zusätzlich beträgt bei der V-förmigen Rille 1007 die
Breite W1 150 bis 500 μm,
die Länge
L2 500 bis 4000 μm
und die Tiefe D1 100 bis 400 μm.
Die Größe der winzigen
Apertur 1006 ist 50 bis 300 nm. Die Dicke der Reflexionsbeschichtung 1004 beträgt 100 bis
300 nm.
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In
Bezug auf das Spiegelteil 1002 beträgt die Dicke T2 200 bis 1000 μm, die Länge L2 1
bis 5 mm und die Breite W4 1 bis 5 mm. In Bezug auf den Fortsatz 1008 beträgt die Breite
W2 100 bis 450 μm,
die Länge
L3 500 bis 4000 μm
und die Höhe
H1 100 bis 400 μm.
Zusätzlich
beträgt
die Dicke der Reflexionsbeschichtung 1009 50 bis 300 nm.
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Der
Durchmesser D2 der optischen Faser 1803 beträgt 125 μm. Die Absenkungstiefe
D2 der Spitze der optischen Faser ist 50 bis 60 μm und die Länge L4 des vertieften Teils
ist 500 bis 5000 μm.
-
Das
Material des Schieberteils 1001 und des Spiegelteils 1002 ist
ein Dielektrikum, wie Silizium oder Quarz, oder ein Metall, wie
rostfreier Stahl oder Kupfer. Das Material der Reflexionsbeschichtung 1004 und 1009 ist
ein Metall mit hohem Reflexionsfaktor, wie Aluminium oder Gold,
oder eine dielektrische Mehrfachschicht.
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Wie
zuvor beschrieben, kann gemäß dem optischen
Nahfeldkopf 1000 gemäß der ersten
Ausführungsform,
da die Spitze der optischen Faser 1803 geschliffen ist
und somit die Spitze der optischen Faser 1803 nahe bei
dem Spiegel 1010 angeordnet werden kann, der Abstand zwischen
der Lichtausstrahlungskante der optischen Faser 1803 und der
winzigen Apertur 1006 verkürzt werden, und der Punktdurchmesser
des Lichts, das an der winzigen Apertur 1006 ausgestrahlt
wird, kann verringert werden. Daher kann die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Apertur 1006 ausgestrahlt wird, erhöht werden.
Da der optische Kopf 1000 in einer Ebene konstruiert ist,
wird zusätzlich
dessen Miniaturisierung leicht. Daher kann die Masse des optischen Kopfes 1000 verringert
werden, so dass seine Positionierungsgenauigkeit erhöht und gleichzeitig
die Resonanzfrequenz des Kopfpositionierungsmechanismus einschließlich des
optischen Kopfes angehoben werden kann, so dass die Positionierungsgeschwindigkeit
verbessert ist. Zusätzlich
wird mit Hilfe der Bestimmung der Dimensionen der V-förmigen Rille 1007 und
des U-förmigen
Fortsatzes in derartiger Weise, dass die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Apertur 1006 ausgestrahlt wird, maximiert
ist, die Positionierung des Spiegels 1010 vereinfacht und
die Einstellung der optischen Achse wird leicht.
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Es
folgt eine Beschreibung der Methode zur Herstellung des optischen
Nahfeldkopfs 1000 unter Bezugnahme auf 3 und 4. 3 ist
eine Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung des Spiegelteils 1002 zeigt.
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Ein
Substrat 100, wie Silizium, Quarz oder rostfreier Stahl,
ist in 3a dargestellt. Eine Maske 101,
wie ein Oxidfilm oder Nitridfilm, wird auf dem Substrat 100 gebildet. Übrigens
wird die obere Seite des Substrats in der Zeichnung in der Folge
als Vorderseite bezeichnet und die untere Seite wird als Rückseite
bezeichnet.
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3b zeigt einen Musterbildungsprozess an
der Vorderseite des Substrats 100, wobei ein Zustand dargestellt
ist, dass die Maske 101 bereits mit einem Muster versehen
ist. Die Maske 101 auf dem Substrat 100 wird mit
Hilfe eines Fotolithografieprozesses mit einem U-förmigen Muster
versehen.
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3c zeigt einen Prozess zum Bilden des U-förmigen Fortsatzes,
wobei ein Zustand dargestellt ist, dass der U-förmige
Fortsatz bereits gebildet ist. Wenn das Substrat 100 aus
Silizium ist, wird der U-förmige
Fortsatz durch Ätzend
des Substrats durch anisotropes Ätzen
mit Kaliumhydroxid (KOH) oder Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH)
gebildet.
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3d zeigt einen Prozess zum Aufbauen der
Reflexionsbeschichtung 102, wobei ein Zustand dargestellt
ist, dass die Reflexionsbeschichtung 102 bereits aufgebaut
ist. Nach der Bildung des U-förmigen
Fortsatzes wird die Maske 101 durch Ätzen entfernt. Danach wird
die Reflexionsbeschichtung 102 auf dem Substrat 100 durch
Sputtern oder eine Vakuumabscheidung oder dergleichen gebildet.
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3e zeigt den Prozess zum Bilden der Konfiguration
des Spiegelteils 1002, wobei ein Zustand dargestellt ist,
dass das Spiegelteil 1002 bereits fertig gestellt ist.
Sobald die Reflexionsbeschichtung 102 aufgebaut ist, wird
das Spiegelteil 1002 mit Hilfe einer Methode, wie Zerteilen
oder Zerschneiden, bearbeitet, so dass es eine gewünschte äußere Dimension
hat.
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4 zeigt
eine Zeichnung, die ein Verfahren zur Herstellung des Schieberteils 1001 darstellt.
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4a zeigt ein Substrat 103, wie
Silizium, Quarz oder rostfreien Stahl. Eine Maske 104,
wie ein Oxidfilm oder Nitridfilm, ist auf dem Substrat 103 gebildet.
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4b zeigt einen Prozess zur Musterbildung
auf der Maske 104 auf dem Substrat 103 zur Bildung
einer winzigen Apertur darin, wobei ein Zustand dargestellt ist,
dass die Musterbildung an der Maske 104 bereits durchgeführt ist.
Die Musterbildung an der Maske 104 auf dem Substrat 103 wird durch
einen Fotolithografieprozess ausgeführt.
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4c zeigt einen Prozess zum Bilden einer winzigen
Apertur, wobei ein Zustand dargestellt ist, dass die winzige Apertur
bereits gebildet ist. Wenn das Substrat 103 aus Silizium
besteht, wird die winzige Apertur durch Kaliumhydroxid (KOH) oder
Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) gebildet.
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4d zeigt einen Prozess zum Bilden einer Maske 105 zur
Bildung einer V-förmigen
Rille, wobei ein Zustand dargestellt ist, dass die Musterbildung
an der Maske 105 bereits durchgeführt ist. Nach der Bildung der
winzigen Apertur wird die Maske 104 auf dem Substrat 103 entfernt,
und die Maske 105 wird durch eine Gasphasensynthesemethode
oder Rotationsbeschichtung oder dergleichen aufgebaut. Das Material
der Maske 105 ist ein Oxidfilm oder Nitrildfilm. Dann wird
die Maske 105 einer Musterbildung mit einer Maskengeometrie
durch einen Fotolithografieprozess unterzogen, so dass die V-förmige Rille gebildet
wird.
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4e zeigt einen Prozess zum Bilden einer V-förmigen Rille,
wobei ein Zustand dargestellt ist, dass die V-förmige Rille bereits gebildet
ist. Wenn das Substrat 103 aus Silizium ist, wird die V-förmige Rille
durch anisotropes Ätzen
durch KOH oder TMAH gebildet.
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4f zeigt einen Prozess zum Aufbauen einer
Reflexionsbeschichtung, wobei ein Zustand dargestellt ist, dass
die Reflexionsbeschichtung 106 bereits aufgebaut ist. Nach
der Bildung der V-förmigen Rille
werden die Maske 105 und die Maske 104 an der
Rückseite
des Substrats 103 durch Nassät zen oder Trockenätzen entfernt.
Danach wird ein Metall, das einen hohen Reflexionsfaktor und Schattierungsfaktor
aufweist, wie Aluminium oder Gold, durch Sputtern oder ein Vakuumabscheidungsverfahren auf
das Substrat 104 aufgebracht. Dann wird unter Nutzung des
gleichzeitigen Aufbaus der Reflexionsbeschichtung 106 auf
dem Umfang der winzigen Apertur die Größe der Reflexionsbeschichtung 106 angepasst.
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4g zeigt einen Konfigurationsprozess der
Kontur eines Schieberteils 1001, wobei ein Zustand dargestellt
ist, dass das Schieberteil bereits fertig gestellt ist. Sobald die
Reflexionsbeschichtung 106 aufgebaut ist, wird das Schieberteil 1001 zu
einer gewünschten äußeren Dimension
mit Hilfe einer Methode, wie Zerteilen oder Zerschneiden, bearbeitet.
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Eine
optische Faser 1803, die eine geschliffene Spitze aufweist,
wird an dem Schieberteil 1001, das durch den zuvor beschriebenen
Prozess hergestellt wurde, mit Hilfe einer Klebstoff- oder Festphasenbindung
usw. befestigt und dann wird der Fortsatz des Spiegelteils 1002 in
die V-förmige Rille
in dem Schieberteil 1001 eingesetzt, um dort mit Hilfe
einer Klebstoff- oder Festphasenbindung usw. befestigt zu werden,
wodurch der optisch Nahfeldkopf 1000 vollendet ist.
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Gemäß dem zuvor
beschriebenen Verfahren kann der optische Nahfeldkopf 1000,
der in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, leicht und in großen Mengen
hergestellt werden. Da der Spiegel 1010 leicht durch Einsetzen
des U-förmigen
Fortsatzes des Spiegelteils 1002 in die V-förmige Rille 1007 des
Schieberteils 1001 positioniert wird, ist zusätzlich die
Montage einfach und es kann ein optischer Nahfeldkopf 1000 bereitgestellt
werden, der stabil ein Nahfeldlicht großer Intensität erzeugen
kann.
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15 ist
eine Zeichnung, die eine kurze Installationsarchitektur einer optischen
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf den oben genannten optischen Nahfeldkopf 1000,
der auf einem Aufzeichnungsmedium 504 angeordnet ist, wird
das Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren der Informationen mit
Hilfe von Nahfeldlicht, das von der winzigen Apertur ausgestrahlt
wird, erklärt.
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Der
optische Nahfeldkopf 1000 schwebt durch die Wechselwirkung
zwischen dem Luftstrom auf dem Aufzeichnungsmedium 504,
das durch einen Antriebsmotor für
das Aufzeichnungsmedium 505 gedreht wird, und dem Schieberteil 1001 in
der Position mit 10 bis 100 nm Abstand über dem Aufzeichnungsmedium 504.
Daher ist die Position der winzigen Apertur 1006, die in
dem Schieber 1001 gebildet ist, auch in ihrer Position
von dem Aufzeichnungsmedium 504 10 bis 100 nm beabstandet.
Das Licht, das von dem Halbleiterlaser 502 ausgestrahlt
wird, wird durch die Linse 503 kondensiert und in den optischen Nahfeldkopf 1000 gelenkt.
Das Licht, das in den optischen Nahfeldkopf 1000 gelenkt
wird, wird als Nahfeldlicht von der winzigen Apertur 1006 auf
das Aufzeichnungsmedium 504 ausgestrahlt. Das Aufzeichnungsmedium 504 ist
zum Beispiel ein Phasenänderungsaufzeichnungsmedium,
das durch Wärmeanwendung
in einen amorphen Zustand oder kristallinen Zustand gebracht wird,
und durch das eine Aufzeichnung oder Wiedergabe unter Nutzung des
Unterschieds im Reflexionsfaktor oder Durchlässigkeitsfaktor erfolgen kann.
In diesem Fall werden die Informationen zum Beispiel mit Hilfe des
Ausstrahlens eines Nahfeldlichts, das von der winzigen Apertur erzeugt
wird, auf das Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet, so dass die Region,
die mit Nahfeldlicht bestrahlt wird, aus dem kristallinen Zustand
in den amorphen Zustand geändert
wird. Da der Abstand zwischen der winzigen Apertur 1006 und
dem Aufzeichnungsmedium 504 10 bis 100 nm beträgt, ist
die Größe des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Apertur 1006 auf das Aufzeichnungsmedium
gestrahlt wird, im Wesentlichen dieselbe wie die winzige Apertur,
die zum Beispiel einen Durchmesser von 100 nm hat. Daher kann gemäß dem optischen
Kopf 1000, der in 1 dargestellt
ist, eine Aufzeichnung mit hoher Dichte leicht ausgeführt werden.
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Andererseits
zum Beispiel erfolgt eine Wiedergabe von Informationen wie in der
Folge erklärt. Zunächst leitet
die Steuerschaltung 506 des optischen Kopfs 1000 ein
Signal zu der Servoantriebsschaltung 508, um die winzige
Apertur in die gewünschte
Informationsaufzeichnungsposition zu bewegen. Der Servomotor 509,
der das Signal von der Servoantriebsschaltung 508 empfangen
hat, bewegt den optischen Kopf 1000 als Ganzes durch die
Hängevorrichtung 501,
um die winzige Apertur 1006 in die Informationsaufzeichnungsposition
zu bewegen. Dann wird Nahfeldlicht von der winzigen Apertur auf das
Aufzeichnungs-Pit gestrahlt, während
das Fortpflanzungslicht, das durch das Aufzeichnungsmedium 504 zu
dem Fotodetektor 507 des Kondensorlinsensystem 510 gegangen
ist, konzentriert wird, wodurch das Informationssignal bereitgestellt
wird. Das bereitgestellte Informationssignal wird zu der Steuerschaltung 506 gesendet,
wo die Verschiebung zwischen der winzigen Apertur und dem Aufzeichnungs-Pit
erfasst wird, zum Beispiel durch einen Vergleich der Signalstärke. Wenn
eine Verschiebung zwischen der Position der winzigen Apertur 1006 und des
Aufzeichnungs-Pits stattgefunden hat, wird ein Signal zum Modifizieren
der Verschiebung von der Steuerschaltung 506 zu der Servoschaltung 508 geleitet,
und die Servoschaltung 508 treibt den Servomotor 509 an.
Andererseits wird das Fortpflanzungslicht, das durch das Aufzeichnungsmedium 103 gegangen
ist, auf dem Fotodetektor als ein Signal konzentriert, das zum Beispiel
eine Differenz des Durchlässigkeitsfaktors
zwischen dem amorphen Zustand und dem Kristallzustand des Aufzeichnungsmediums enthält. Diese
Information über
die Differenz des Durchlässigkeitsfaktors
wird als Informationssignal erfasst. Das erhaltene Informationssignal
wird durch eine Signalverarbeitungsschaltung, die in den Zeichnungen
nicht dargestellt ist, in ein Wiedergabesignal umgewandelt.
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Wie
zuvor beschrieben, schwebt gemäß der ersten
Ausführungsform
der optische Kopf 1000, der durch die Aufhängevorrichtung 501 geschoben
wird, weiterhin in der Nähe
des Aufzeichnungsmediums 504 mit Hilfe des optimal konstruierten
Schiebers 1001, der die winzige Apertur 1006 enthält, und
das Nahfeldlicht mit kleinem Punktdurchmesser kann von der winzigen
Apertur 1006 auf das Aufzeichnungsmedium gestrahlt werden,
so dass ein optischer Kopf 1000, der zur Aufzeichnung und
Wiedergabe mit hoher Dichte imstande ist, bereitgestellt werden
kann.
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Zusätzlich hat
der optische Kopf 1000 der vorliegenden Erfindung, in dem
ein Spiegel auf einem dünnen
Substrat durch Bilden eines Fortsatzes an der Stelle, wo danach
eine dünne
Reflexionsbeschichtung aufgebaut wird, bereitgestellt wird, ein
geringes Gewicht. Daher kann der optische Kopf 1000 schnell
und präzise
bewegt werden, so dass ein optischer Kopf, der für eine Abtastung mit hoher
Abtastfähigkeit
imstande ist, bereitgestellt werden kann.
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Zusätzlich versteht
sich von selbst, dass die Informationen, die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet
sind, von dem reflektierten Licht mit Hilfe der Bildung eines Fotodetektors
auf der Oberfläche
des Schiebers des optischen Kopfes 1000 oder mit Hilfe
der Anordnung eines Fotodetektors auf dem Aufzeichnungsmedium extrahiert
werden können. Ferner
kann im Falle der Erfassung der aufgezeichneten Informationen durch
Verwendung eines von dem Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichts, durch
die Anordnung eines optischen Kopfes und eines Fotodetektors an
beiden Seiten des Aufzeichnungsmediums, die Aufzeichnungsdichte
pro Aufzeichnungsmedium erhöht
werden.
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Der
optische Kopf, der in der folgenden Ausführungsform dargestellt ist,
kann ohne Ausnahme in der Konstruktion verwendet werden, die in 15 dargestellt
ist.
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Zweite Ausführungsform
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5 ist
eine Konstruktionsansicht, die den optischen Nahfeldkopf 2000 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Konstruktion des optischen
Nahfeldkopfs 2000 ist annähernd dieselbe wie jene der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied liegt in der Geometrie
des Spiegels 2002. Der Spiegel 2002 besteht aus
einem konkaven Spiegel. Das Licht, das von der optischen Faser 2803 durch
den Spiegel 2002 ausgestrahlt wird, wird in seiner Fortpflanzungsrichtung
zu der winzigen Apertur 2006 abgelenkt und gleichzeitig
auf der winzigen Apertur 2006 konzentriert. Daher hat gemäß dem optischen Nahfeldkopf 2000 das
Nahfeldlicht, das von der winzigen Apertur 2006 ausgestrahlt
wird, eine größere Intensität als jenes
des optischen Nahfeldkopfes, der in der ersten Ausführungsform
dargestellt ist.
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Dritte Ausführungsform
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6 ist
eine Konstruktionsansicht, die den optischen Nahfeldkopf 3000 gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Konstruktion des optischen
Nahfeldkopfs 3000 ist annähernd dieselbe wie jene der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied liegt darin, dass die
Spitze der optischen Faser 3803 der vorliegenden Erfindung
zu einer sphärischen Form
bearbeitet ist.
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Daher
pflanzt sich das Licht, das von der Spitze der optischen Faser ausgestrahlt
wird, fort, während
es sich auf der winzigen Apertur 3006 konzentriert. Daher
hat gemäß dem optischen
Nahfeldkopf 3000 das Nahfeldlicht, das von der winzigen Apertur 3006 erzeugt
wird, eine größere Intensität als jenes
des optischen Nahfeldkopfes, der in der ersten Ausführungsform
dargestellt ist.
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Vierte Ausführungsform
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7 ist
eine Konstruktionsansicht, die den optischen Nahfeldkopf 4000 gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Konstruktion des optischen
Nahfeldkopfs 4000 ist annähernd dieselbe wie jene des
optischen Nahfeldkopfs 1000 der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied liegt darin, dass die
optische Faser 4803 an dem Spiegelteil 4002 befestigt
ist.
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Die
Dicke T1 des Schieberteils 4001 beträgt 10 bis 50 μm. Wenn in
der oben genannten ersten Ausführungsform
die Dicke T1 des Schieberteils 1001 zum Beispiel ziemlich
klein ist, besteht das Problem, dass das Schieberteil 1001 durch
die Spannung, die in der Periode des Bindungs- oder Verbindungsprozesses
der optischen Faser 1803 an das oder mit dem Schieberteil 1001 erzeugt
wird, verformt werden könnte.
Durch Verwendung der Struktur des optischen Nahfeldkopfes 4000 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
jedoch, kann, selbst wenn das Schieberteil 4001 dünn gestaltet
wird, das Licht in der winzigen Apertur 4006 stabil ohne
Verformung gestrahlt werden. Zusätzlich
wird, wenn das Schieberteil 4001 dünn gestaltet wird, die räumliche Fortpflanzungsstrecke
des Lichts, das von der optischen Faser erzeugt wird, verkürzt, so
dass der optische Nahfeldkopf 4000 der vorliegenden Ausführungsform
eine größere Intensität als der
optische Nahfeldkopf 4001 hat, der in der vierten Ausführungsform
dargestellt ist. Zusätzlich
versteht sich von selbst, dass durch eine Kombination der ersten
Ausführungsform
mit der zweiten oder dritten Ausführungsform die Intensität des Nahfeldlichts
auf ein größeres Ausmaß erhöht wird.
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Fünfte Ausführungsform
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9 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 5000 gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der optische Nahfeldkopf 5000 besteht
aus einem Schieberteil 5001 und einem Spiegelteil 5002.
In dem Schieberteil 5001 ist ein Loch 5005 in
umkehrter Kegelform gebildet, dessen Oberseite eine winzige Apertur 5006 ist. Eine
Reflexionsbeschichtung 5004 zum effektiven Kondensieren
des Lichts, das in das Loch 5005 in der winzigen Apertur 5006 fällt, ist
auf der Oberfläche
des Lochs 5005 gebildet. Zusätzlich ist eine V-förmige Rille 5007 in
dem Schieberteil 5001 gebildet und im Boden der V-förmigen Rille
ist eine Ebene gebildet, auf der ein Wellenleiter 5903 bereitgestellt
ist. Das Spiegelteil 5002 hat eine U-förmige
Rille 5008, wie das Spiegelteil 1002 der ersten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, eine V-förmige Rille 5060 zum
Befestigender optischen Faser, die das Licht in den Wellenleiter 5903 wirft,
und eine Rille 5050 für
ein leichteres Anordnen der optischen Faser nahe dem Wellenleiter 5903. Übrigens
können
optische Komponenten, wie ein Halbleiterlaser oder ein Prisma, als
alternative Mittel verwendet werden, um das Licht in den Wellenleiter 5903 zu
werfen. In diesem Fall hat die V-förmige Rille 5007 eine
geeignete Konstruktion zur Befestigung jeder optischen Komponente.
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Die
Dimensionen des Schieberteils 5001 und die äußeren Dimensionen
des Spiegelteils 5002 sind ungefähr dieselben wie jene des Schieberteils 1001 und
des Spiegelteils 1002 der ersten Ausführungsform. Der Wellenleiter 5903 ist
500 bis 4000 μm
lang, 4 bis 10 μm
dick und 10 bis 200 μm
breit. Das Material jeder Komponente des optischen Nahfeldkopfs 5000 ist
annähernd
dasselbe wie jenes des optischen Nahfeldkopfs 1000 der
ersten Ausführungsform.
Das Material des Wellenleiters 5903 ist ein Dielektrikum, wie
Siliziumdioxid oder Polyimid. Der Wellenleiter 5903 kann
entweder eine zweischichtige Konstruktion sein, die aus einer Überzugsschicht
und einer Kernschicht besteht, oder eine dreischichtige Konstruktion,
in der die Kernschicht zwischen der Überzugsschicht liegt, oder
eine Konstruktion, in der alle Umfänge der Kernschicht mit einer Überzugsschicht bedeckt
sind. Die V-förmige
Rille 5060 ist 5 bis 50 mm lang.
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Gemäß dem oben
erwähnten
optischen Nahfeldkopf 5000, wird der optische Pfad des
Lichts, das von einem Wellenleiter ausgestrahlt wird, verkürzt, da
das Licht sich zu dem Spiegel 5010 mit Hilfe eines Wellenleiters 5903 fortpflanzt,
der in der Nähe der
winzigen Apertur gebildet ist. Daher wir die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Apertur 5006 erzeugt wird, erhöht. Da der
optische Nahfeldkopf 5000 ein Kopf ist, der eine integrierte
Zusammensetzung der winzigen optischen Komponenten aufweist, wie
Prisma, Linse oder Halbleiterlaser, wird zusätzlich die gesamte Konstruktion
der Vorrichtung kompakt. Mit Hilfe der Kombination der vorliegenden Ausführungsform
mit der zweiten Ausführungsform versteht
sich von selbst, dass die Intensität des Nahfeldlichts, das von
der winzigen Apertur 5006 erzeugt wird, auf ein größeres Ausmaß erhöht ist.
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Das
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs 5000 ist
in der Folge beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des Schieberteils 5001 ist annähernd dasselbe
wie jenes für
das Schieberteil 1001 des optischen Nahfeldkopfs 1000 der
ersten Ausführungsform.
Der Unterschied liegt darin, dass ein Prozess zum Bilden eines Wellenleiters 5903 auf dem
Schieberteil 5001 nach dem Prozess, der in 4f dargestellt
ist, verbleibt. Das Verfahren zur Herstellung des Wellenleiters 5903 ist
wie folgt. Zunächst
wird mit Hilfe einer Gasphasensynthesemethode oder einer Rotationsbeschichtung
ein Siliziumdioxid oder ein Polyimid aufgebaut. Dann wird eine Maske
zur Musterbildung an dem Wellenleiter 5903 gebildet und
dann wird das Muster des Wellen leiters 5903 mit Hilfe von
Trockenätzen,
wie reaktivem Ionenätzen
oder Plasmaätzen,
gebildet.
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Danach
ist das Verfahren zur Herstellung des Spiegelteils 5002 annähernd dasselbe
wie jenes des Spiegelteils 1002 der ersten Ausführungsform. Der
Unterschied liegt darin, dass ein Prozess zum Bilden der V-förmigen Rille,
der in 11 dargestellt ist, nach dem
Prozess, der in 3c dargestellt ist, ausgeführt wird.
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11a zeigt einen Prozess zum Bilden der V-förmigen Rille 5060,
wobei ein Zustand dargestellt ist, dass die V-förmige
Rille bereits gebildet ist. Nach dem Prozess, der in 3c dargestellt ist, wird die Maske 101 zum
Bilden des U-förmigen
Fortsatzes entfernt. Dann wird das Material für die Maske 160 zum
Bilden der V-förmigen
Rille 5060 auf dem Substrat 100 durch eine Methode,
wie CVD, Rotationsbeschichtung oder Sputtern, aufgebaut. Das Material für die Maske 160 ist
zum Beispiel Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, amorphes Silizium,
Titan, Chrom usw. Sobald das Material für die Maske 160 aufgebaut
ist, wird die Maske 160 mit Hilfe einer Fotolithografie
gebildet. Die V-förmige
Rille wird durch einen Prozess, wie Nassätzen durch KOH oder TMAH, aktives
Ionenätzen
oder dergleichen gebildet.
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11b zeigt den Prozess zum Bilden einer Vertiefung 5050,
um die Anordnung der Faser oder der optischen Komponenten nahe dem
Wellenleiter zu erleichtern, wobei ein Zustand dargestellt ist,
dass die Vertiefung 5050 bereits gebildet ist. Sobald die V-förmige Rille
gebildet ist, wird die Maske 160 entfernt, und das Material
für die
Maske 161 zur Bildung einer Vertiefung wird auf das Substrat 100 durch Sputtern,
Vakuumabscheidung oder Rotationsbeschichtung aufgebracht. Das Material
für die
Maske 161 ist zum Beispiel ein Metall, wie Aluminium, Titan, oder
ein Dielektrikum, wie Siliziumdioxid oder ein Fotoresist. Sobald
das Material für
die Maske 161 aufgebaut ist, wird die Maske 161 durch
Fotolithografie gebildet. Dann wird die Vertiefung mit Hilfe von
Trockenätzen,
wie reaktivem Ionenätzen
oder Plasmaätzen,
oder Nassätzen
unter Verwendung einer flüssigen
Mischung aus Fluorwasserstoffsäure
und Salpetersäure,
gebildet.
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11c zeigt einen Prozess zum Bilden der Reflexionsbeschichtung 102,
so dass sie ein U-förmiger
Fortsatz ist, wobei ein Zustand dargestellt ist, dass die Reflexionsbeschichtung 102 bereits
aufgetragen ist. Nach der Bildung der Vertiefung wird die Maske 161 entfernt
und das Material für
die Reflexionsbeschichtung 102 wird auf dem Substrat 100 mit Hilfe
einer Methode, wie Sputtern, Vakuumabscheidung oder Plattieren,
aufgebaut. Das Material für
die Reflexionsbeschichtung 102 ist zum Beispiel Aluminium
oder Chrom mit darauf aufgebrachtem Gold, oder Titan. Sobald das
Material für
die Reflexionsbeschichtung 102 aufgebaut ist, wird die
Reflexionsbeschichtung 102 einer Musterbildung durch Fotolithografie
unterzogen. Die Musterbildung der Reflexionsbeschichtung 102 kann
jedoch unterlassen werden, wenn die Größe der V-förmigen Rille unter Berücksichtigung
der Dicke der Reflexionsbeschichtung 102 festgelegt wurde.
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11d zeigt einen Konfigurationsprozess des
Spiegelteils 5002, wobei ein Zustand dargestellt ist, dass
das Spiegelteil 5002 bereits ausgeschnitten ist. Nachdem
die Musterbildung der Reflexionsbeschichtung 102 durchgeführt wurde,
wird die Kontur des Spiegelteils 5002 durch Zerteilen oder
Zerschneiden oder anisotropes Ätzen
durch KOH oder TMAH gebildet.
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Sechste Ausführungsform
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8 ist
eine Konstruktionsansicht eines optischen Nahfeldkopfs 6000 gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der optische Nahfeldkopf 6000 besteht
aus einem Schieberteil 6001 und einem Spiegelteil 6002.
Das Schieberteil 6001 hat dieselbe Konstruktion wie das
Schieberteil 2001 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Das Spiegelteil 6002 hat in seinem U-förmigen Fortsatz
wie das Spiegelteil 2002 der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Wellenleiter 6003, eine
V-förmige
Rille 6060 zum Befestigen der optischen Faser, um das Licht
in den Wellenleiter 6003 zu werfen, und eine Rille 6050 um
das Anordnen der optischen Faser nahe dem Wellenleiter 6003 zu
erleichtern. Übrigens
können
die optischen Komponenten, wie ein Halbleiterlaser oder ein Prisma,
als Mittel verwendet werden, um Licht in den Wellenleiter 6003 zu
werfen. In diesem Fall hat die V-förmige Rille 6060 eine
geeignete Konstruktion zur Befestigung jeder optischen Komponente.
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Dimensionen
des Schieberteils 6001 sind annähernd dieselben wie des Schieberteils 2001 der zweiten
Ausführungsform.
Die Konfiguration des Spiegelteils 6002 hat eine Länge von
1 bis 5 mm, eine Breite von 1 bis 60 mm und eine Dicke von 200 bis
500 mm. Der Wellenleiter 6003 hat eine Länge von
500 μm bis
50 mm, eine Dicke von 4 bis 10 μm, und
eine Breite von 10 bis 200 μm.
Das Material jeder Komponente des optischen Nahfeldkopfs 6000 ist annähernd dasselbe
wie jenes des optischen Nahfeldkopfs 1000 der ersten Ausführungsform.
Das Material des Wellenleiters 6003 ist ein Dielektrikum,
wie Siliziumdioxid oder Polyimid. Der Wellenleiter 6003 kann
entweder eine zweischichtige Konstruktion sein, die aus einer Überzugsschicht
und einer Kernschicht besteht, oder eine dreischichtige Konstruktion,
in der die Kernschicht zwischen der Überzugsschicht liegt, oder
eine Konstruktion, in der alle Umfänge der Kernschicht mit einer Überzugsschicht
bedeckt sind. Die V-förmige
Rille 6060 ist 5 bis 50 mm lang.
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Gemäß dem oben
erwähnten
optischen Nahfeldkopf 6000, wird, da der Wellenleiter 6003 und das
Mittel zum Lenken des Lichts in den Wellenleiter 6003 integral
auf dem Spiegel teil 6002 gebildet sind, die Ausrichtung
der optischen Komponenten leichter als bei dem optischen Nahfeldkopf 5000,
der in der fünften
Ausführungsform
dargestellt ist, und jedes Element weist eine geringere Verschiebung
auf. Daher kann der optische Kopf der vorliegenden Ausführungsform
ein Nahfeldlicht mit stabilerer Intensität erzeugen als durch die fünfte Ausführungsform
erzeugt wird. Da die schweren optischen Komponenten, wie der optische
Kopf oder Halbleiterlaser, durch Vergrößern der Länge des Wellenleiters 6003 an
einer Position fern der winzigen Apertur angeordnet werden können, können zusätzlich die
Positionierungsgenauigkeit und die Positionierungsgeschwindigkeit verbessert
werden.
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Ferner
können
mit Hilfe der Konstruktion des Spiegelteils 6002 als Hängearm der
Kopf und der Hängearm
einstückig
gebildet werden, so dass die Herstellungskosten verringert werden,
wodurch die Bereitstellung eines billigen Aufzeichnungs- und Wiedergabekopfs
und einer billigen Aufhängevorrichtung möglich ist.
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Das
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs 6000 ist
annähernd
dasselbe wie jenes der optischen Nahfeldkopfs gemäß der fünften Ausführungsform.
Der Unterschied liegt darin, dass ein Prozess zum Bilden des Wellenleiters 6003 vor
dem Prozess durchgeführt
wird, der in 11a dargestellt ist.
Das Verfahren zur Herstellung des Wellenleiters 6003 ist
wie folgt. Zunächst
wird ein Siliziumdioxid oder Polyimid mit Hilfe einer Gasphasensynthesemethode
oder Rotationsbeschichtung aufgebaut. Anschließend wird die Maske zur Musterbildung
des Wellenleiters 6003 gebildet und dann wird das Muster
des Wellenleiters 6003 durch Trockenätzen, wie reaktives Ionenätzen oder
Plasmaätzen,
gebildet.
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Siebente Ausführungsform
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10 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 7000 gemäß der siebenten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Konstruktion des optischen Nahfeldkopfs 7000 ist
annähernd
dieselbe wie jene des optischen Nahfeldkopfs, der in der sechsten
Ausführungsform
dargestellt ist. Der Unterschied besteht darin, dass die Lichteinfallskante
an dem Spiegelteil 7002 befestigt ist, während die
Lichtausstrahlungskante an dem Schieberteil 7001 befestigt
ist, und dass ein Loch 7070 zum Schieben des Wellenleiters 7903 an
dem Spiegelteil 7002 gebildet ist.
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Jede
Größe des optischen
Nahfeldkopfs 7000 ist annähernd dieselbe wie in der sechsten
Ausführungsform.
Die Größe D70 des
Lochs 7070 beträgt
1 bis 4 mm. Der Wellenleiter 7903 kann eine zweischichtige
Konstruktion sein, die aus einer Überzugsschicht und einer Kernschicht
besteht, oder eine dreischichtige Konstruktion, in der die Kernschicht zwischen
der Überzugsschicht
liegt, oder eine Konstruktion, in der alle Umfänge der Kernschicht mit einer Überzugsschicht
bedeckt sind.
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Da
gemäß dem oben
erwähnten
optischen Nahfeldkopf 7000 die Lichtausstrahlungskante
des Wellenleiters 7903 an dem Schieberteil 7001 befestigt
ist, wird der Abstand zwischen der Lichtausstrahlungskante des Wellenleiters 7903 und
der winzigen Apertur 7006 kürzer als jener des optischen
Nahfeldkopfs, der in der sechsten Ausführungsform dargestellt ist.
Daher kann der optische Nahfeldkopf 7000 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ein Nahfeldlicht mit größerer Intensität erzeugen
als jenes, das von dem optischen Nahfeldkopf der sechsten Ausführungsform
erzeugt wird.
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Das
Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs 7000 ist
annähernd
dasselbe wie jenes des optischen Nahfeldkopfs 6000, der
in der sechsten Ausführungsform
dargestellt ist. Der Unterschied liegt darin, dass ein Prozess zum
Bilden eines Lochs 7070 zum Schieben des Wellenleiters nach
dem Prozess zum Bilden des Wellenleiters 7903 durchgeführt wird.
Das Loch 7070 wird wie in der Folge erklärt, gebildet.
Zunächst
wird eine Maske zum Bereitstellen eines Lochs 7070 auf
dem Substrat 100 an einer Seite gegenüber der Seite, die mit dem
U-förmigen
Fortsatz bereitgestellt ist, nach dem Prozess, der in 11c dargestellt ist, gebildet. Danach
wird das Loch 7070 durch anisotropes Ätzen, wie TMAH oder KOH gebildet.
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Achte Ausführungsform
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13 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 8000 gemäß der achten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich ist 12 eine
perspektivische Ansicht des Schieberteils 8001 des optischen
Nahfeldkopfs 8000. Die Konstruktion des optischen Nahfeldkopfs 8000 ist
annähernd
dieselbe wie jene der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Der Unterschied besteht darin, dass sie einen Spiegelausrichtungsrand 8080 aufweist.
Da die Position des Spiegelteils entlang der Richtung der V-förmigen Rille,
die in dem Schieberteil 8001 gebildet ist, mit Hilfe des
Spiegelausrichtungsrandes 8080 fein eingestellt werden kann,
wird ein optischer Nahfeldkopf bereitgestellt, der imstande ist,
Nahfeldlicht größerer Intensität zu erzeugen.
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Neunte Ausführungsform
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14 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 9000 gemäß der neunten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der optische Nahfeldkopf 9000 besteht
aus einem Schieberteil 9001 und einer optischen Faser 9803,
die mit einem Spiegel ausgestattet ist, und einem Spiegel 9090.
Das Schieberteil 9001 ist annähernd dasselbe, wie das Spiegelteil 9001 der
ersten Ausführungsform.
Die Konstruktion der optischen Faser 9803, die mit dem
Spiegel ausgestattet ist, ist annähernd dieselbe wie jene der
optischen Faser 1003, die in der ersten Ausführungsform
dargestellt ist. Der Unterschied liegt darin, dass die Spitze der
optischen Faser geschliffen ist und der Spiegel 9090 an
der Bodenfläche
gebildet ist. Gemäß dem optischen
Nahfeldkopf 9000 der oben genannten Struktur wird die Montage
nicht nur wegen der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Effekte
leichter, sondern auch weil die Anzahl der Komponenten geringer
ist als jene der ersten Ausführungsform.
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Zehnte Ausführungsform
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16 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 10000 gemäß der zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 16b ist
eine Schnittzeichnung des optischen Nahfeldkopfs 10000 und 16b ist eine Schnittzeichnung des optischen
Nahfeldkopfs 10000 an einer Position, die durch eine Linie
A-A' in 16a dargestellt ist. Der optischen Nahfeldkopf 10000 umfasst
ein Schieberteil 10001, ein Spiegelteil 100002 und
einen Lichtwellenleiter 10903. In dem Schieberteil 10001 ist
ein Loch 10005 in umgekehrter Kegelform gebildet, dessen
Oberseite eine winzige Apertur 10006 ist. Eine Reflexionsbeschichtung 10004 ist
auf der Oberfläche des
Lochs 10005 gebildet. Andererseits ist das Spiegelteil 10002 mit
einer Abwärtsstufe
gebildet, deren Neigung ein Spiegel 10010 ist. Der Lichtwellenleiter 10903 weist
die Form eines rechteckigen Stabes auf und ein Kern 10011 zum
Fortpflanzen von Licht ist an der Seite des Schieberteils 10001 in
Maldistribution angeordnet.
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Das
Licht 1, das in den Lichtwellenleiter 10903 geworfen
wird, pflanzt sich durch den Lichtwellenleiter 10903 fort
und wird von der Endfläche der
Seite des Spiegels 10010 ausgestrahlt. Das ausgestrahlte
Licht wird von dem Spiegel 10010 zurück reflektiert und tritt in
das Loch 10005 und wird durch die Reflexionsbeschichtung 10004 effektiv
in die winzige Apertur 10006 kondensiert. Da der Kern 10011 des Lichtwellenleiters 10903 an
der Seite des Schiebers in Maldistribution angeordnet ist, kann
daher die Länge
des optischen Pfades von der Ausstrahlungskante des Lichtwellenleiters 10903 zu
der winzigen Apertur 10006 verkürzt werden.
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In
Bezug auf das Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
der vorliegenden Erfindung werden der Spiegel 10010 und
die Lichtausstrahlungskante des Lichtwellenleiters 10903 durch Schleifen
mit der kegelförmigen
Klinge 600, wie in 18 dargestellt,
gebildet, nachdem der Lichtwellenleiter 10903 an der unteren
Seite (Abwärtsstufenseite)
des Spiegelteils 10002 hergestellt wurde. Dann wird er
mit dem Schieberteil 10001 verbunden oder an diesen gebunden. Übrigens
kann es auch möglich sein,
den Lichtwellenleiter 10903 mit dem Spiegelteil 10002 zu
verbinden oder an diesen zu binden, um einen ähnlichen Schleifvorgang auszuführen, nachdem
der Lichtwellenleiter 10903 separat hergestellt wurde.
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Ferner
hat der optische Nahfeldkopf 10000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die folgenden Vorteile im Vergleich zu der Konstruktion mit einer
geschliffenen optischen Faser, wie der optische Nahfeldkopf 1000 der
oben genannten ersten Ausführungsform.
Da in jedem optischen Nahfeldkopf der vorliegenden Erfindung die
winzige Apertur nahe" dem
Aufzeichnungsmedium angeordnet werden muss, muss die Seite des Aufzeichnungsmediums des
Strukturelements (wie zum Beispiel des Schieberteils) mit einer
winzigen Apertur näher
bei dem Aufzeichnungsmedium angeordnet werden als die Aufzeichnungsmediumsseite
des anzuschließenden Lichtfort – pflanzungsmediums.
Wenn daher der Kopf durch Schleifen des optischen Kopfs, wie des
oben genannten optischen Nahfeldkopfs 1000, bereitgestellt
wird, hat das Schieberteil eine Struktur mit größerer Dicke als der Überzug an
der Aufzeichnungsmediumsseite des Lichtfortpflanzungsmediums. Wie in 17 dargestellt
ist, stört
bei dem Schieberteil mit einer schmalen Struktur das Teil 2 (das
Lichtfortpflanzungsmedium und das Aufzeichnungsmedium 10504),
das durch die punktierte Linie dargestellt ist, physisch. Der Abstand
zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der winzigen Apertur und ebenso der
Abstand zwischen der Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums
und der winzigen Apertur müssen
jedoch so klein wie möglich
gestaltet werden, um ein Nahfeldlicht mit einer größeren Intensität bereitzustellen.
Wenn daher der optische Nahfeldkopf 10000 einen Kern aufweist,
der mit einer Maldistribution an dem Schieberteil, nämlich an
der Aufzeichnungsmediumsseite, angeordnet ist, kann die Dicke des Überzugs
und auch die Dicke des Schieberteils klein gestaltet werden. Daher
können die
winzige Apertur und das Aufzeichnungsmedium nahe beieinander angeordnet
werden, und gleichzeitig wird eine Konstruktion bereitgestellt,
in der die Länge
des optischen Pfades zwischen der Lichtausstrahlungskante des Wellenleiters
und der winzigen Apertur in einem größeren Ausmaß verkürzt werden kann.
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In
Bezug auf das Material des Schieberteils 10001 ist ein
Dielektrikum, wie Silizium oder Quarz, oder ein Metall, wie rostfreier
Stahl oder Kupfer, insbesondere ein Material mit hohem Reflexionsvermögen mit
Schleifvermögen
wünschenswert.
Das Material der Reflexionsbeschichtung 10004 ist ein Metall mit
hohem Reflexionsvermögen,
wie Aluminium oder Gold, oder ein dielektrischer mehrschichtiger
Film. In Bezug auf das Material des Lichtwellenleiters 10903 ist
eine Bildung mit polymeren Materialien möglich, die durch Siliziumoxid
(Glas) oder UH-härtendes Harz
repräsentiert
sind. Folglich können
in Bezug auf den Lichtwellenleiter 10903 die optimalen
Materialien entsprechend den Fortpflanzungseigenschaften und der
Intensität
des Lichts oder dem Verfahren zur Herstellung des optischen Kopfs
gewählt
werden.
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Zusätzlich ist 19 eine
Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 10000,
der von einem Hängearm
getragen wird. Hier dient der Lichtwellenleiter 10903 auch
als ein Teil des Hängearms zum
Halten des Schieberteils 10001 und des Spiegelteils 10002 (nicht
dargestellt). Übrigens
kann der gesamte Hängearm
aus einem Lichtwellenleiter bestehen.
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Da
wie zuvor beschrieben, gemäß dem optischen
Nahfeldkopf 1000 der zehnten Ausführungsform der Kern des Lichtwellenleiters 10903 in
Maldistribution angeordnet ist, wird der Abstand zwischen der Lichtausstrahlungskante
des Lichtwellenleiters 10903 und der winzigen Apertur 10006 verkürzt, so dass
der Punktdurchmesser des Ausstrahlungslichts an der winzigen Apertur 10006 verringert
ist. Daher kann die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Apertur 10006 ausgestrahlt
wird, erhöht werden.
Da ferner die Konstruktion derart ist, dass der Lichtwellenleiter 10903 und
das Aufzeichnungsmedium einander physisch nicht stören, kann
die Länge
des optischen Pfades zwischen der Lichtausstrahlungskante und der
winzigen Apertur auf ein größeres Ausmaß verkürzt werden.
Zusätzlich
kann durch Hinzufügen
einer Funktion einer Aufhängevorrichtung
zu dem Lichtwellenleiter 10903 der optische Nahfeldkopf
leichter hergestellt werden.
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Elfte Ausführungsform
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20 ist
eine Konstruktionsansicht des optischen Nahfeldkopfs 11000 gemäß der elften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der optische Nahfeldkopf 11000 umfasst
ein Spiegelteil 11002, einen Lichtwellenleiter mit einem
Kern 11903, der in Maldistribution angeordnet ist, und
einen Schattierungsfilm 11012, der auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters 10903 aufgebracht
ist. Eine winzige Apertur 11006 ist auf dem Schattierungsfilm 11012 bereitgestellt.
Das Licht 1, das in den Lichtwellenleiter mit dem Kern 11903 in
Maldistribution geworfen wird, pflanzt sich entlang der Krümmung des Kernteils 11011 in
dem Lichtwellenleiter mit einem Kern in Maldistribution 11903 fort.
Da das Licht 1 direkt in die winzige Apertur 11006 eingeleitet
wird, kann ein Nahfeldlicht mit einer großen Intensität erzeugt
werden. Übrigens
wird durch Verringern des Krümmungsradis
des Kernteils 11011 auch eine Konstruktion möglich, in
der das sich gerade bewegende Licht, das von dem Kernteil 11011 abgelenkt
wird, durch den Spiegel 11010 zurück reflektiert wird, der an
dem Spiegelteil 11002 gebildet ist, um in die winzige Apertur 11006 geworfen
zu werden.
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Zusätzlich ist
für das
Licht, das in den optischen Nahfeldkopf 11000 der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung einfällt,
ein Lichtwellenleiter oder eine optische Faser 700 mit
einem Kern in Maldistribution effektiv. Dieser Lichtwellenleiter oder
die optische Faser 700 hat einen Kern 701 in Maldistribution
auf der Aufzeichnungsmediumsseite. Dies ist wegen des Grundes, der
in der zuvor beschriebenen zehnten Ausführungsform erwähnt ist, nämlich, dass
die physische Störung
zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Lichtwellenleiter oder
der optischen Faser 700 vermieden werden kann, und dass
die Länge
des optischen Pfades zu der winzigen Apertur aufgrund der Maldistribution des
Kernteils des Lichtwellenleiters mit dem Kern in Maldistribution 11903 auf
der Aufzeichnungsmediumsseite verkürzt werden kann.
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In
Bezug auf das Herstellungsverfahren wird derselbe Prozess wie in
der oben genannten ersten Ausführungsform,
die in 3 dargestellt ist, ausgeführt. Ein Lichtwellenleiter 11903 wird
durch Schichten von drei oder mehr Schichten aus Siliziumoxid oder
dergleichen in der Rille bereitgestellt. Die obere Seite (die Aufzeichnungsmediumsseite,
nämlich
die Seite, die mit der winzigen Apertur zu bilden ist) des Lichtwellenleiters
wird zu einer flachen Ebene geschliffen, auf die ein Schattierungsfilm 11012 geschich tet
ist, und mindestens die winzige Apertur 11006 wird durch
FIB usw. gebildet. Übrigens
unterscheidet sich die Position zur Bildung der winzigen Apertur 10006 abhängig davon,
ob sich das Licht entlang dem Kernteil 11011 des Lichtwellenleiters
bewegt oder sich gerade abgelenkt vom Kern bewegt.
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Gemäß dieser
Struktur ist die winzige Apertur 11006 direkt auf der Oberfläche des
Lichtwellenleiters 11903 bereitgestellt, so dass der Abstand
zwischen dem einfallenden Licht und der winzigen Apertur 11006 weiter
verkürzt
werden kann. Daher wird es möglich,
das Nahfeldlicht großer
Intensität
stabil zu erzeugen.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Wie
zuvor beschrieben, ist bei dem ersten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung die Spiegelposition in der Nähe der winzigen Struktur angeordnet
und auch die Position der Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums ist
mit Hilfe der Struktur zur Verkürzung
des optischen Pfades näher
bei der winzigen Struktur angeordnet, so dass die Länge zwischen
der Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums und der
winzigen Struktur verkürzt
werden kann, und der Punktdurchmesser des Lichts, das von dem Lichtfortpflanzungsmedium
an der Position der winzigen Struktur ausgestrahlt wird, verringert
werden kann, was dazu führt,
dass die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur ausgestrahlt wird,
groß wird.
Daher kann ein optischer Nahfeldkopf, der zur Aufzeichnung und Wiedergabe
hoher Dichte imstande ist, bereitgestellt werden.
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Ferner
wird gemäß dem zweiten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten optischen Nahfeldkopfs eine Aufzeichnung
und Wiedergabe hoher Dichte möglich,
da der Punktdurchmesser des Nahfeldlichts auf dem Wiedergabemedium
auf annähernd
dieselbe Größe wie die
winzige Apertur verringert werden kann.
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Ferner
kann gemäß dem dritten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten und zweiten optischen Nahfeldkopfs ein
optischer Nahfeldkopf zum Erzeugen eines Nahfeldlichts mit stabiler
Intensität bereitgestellt
werden, da das oben genannte Lichtfortpflanzungsmedium leicht durch
die Bereitstellung des Lichtfortpflanzungsmediums in der Rille befestigt werden
kann.
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Ferner
kann gemäß dem vierten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis dritten optischen Nahfeldkopfs ein
stabiles optisches System zusammengefügt werden und die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Struktur erzeugt wird, stabilisiert werden.
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Ferner
wird gemäß dem fünften optischen Nahfeldkopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis dritten optischen Nahfeldkopfs die
Einstellung der optischen Achse vereinfacht, da der Spiegel und
das Lichtfortpflanzungsmedium, die beide Komponenten des optischen
Kopfs sind, einstückig
bereitgestellt werden können,
so dass die Einstellung der optischen Achse unnötig wird. Ferner kann ein billiger
optischer Nahfeldkopf bereitgestellt werden, da die Anzahl der Komponenten
verringert ist, so dass die Einheitskosten des Kopfs gesenkt sind.
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Ferner
wird gemäß dem sechsten
oder siebenten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis fünften
optischen Nahfeldkopfs die Intensität des Nahfeldlichts, das von
der winzigen Struktur ausgestrahlt wird, erhöht, da die Energiedichte des
Nahfeldkopfs an der winzigen Struktur erhöht werden kann.
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Ferner
wird gemäß dem achten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des vierten, des sechsten und siebenten optischen
Nahfeldkopfs die optimale Einstellung zur Maximierung der Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Struktur ausgestrahlt wird, leicht.
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Ferner
wird gemäß dem neunten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, erhöht, da,
zusätzlich
zu den vierten und sechsten bis achten Effekten des optischen Nahfeldkopfs,
das Licht effektiv auf das Lichtfortpflanzungsmedium geworfen wird.
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Ferner
kann gemäß dem zehnten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis neunten optischen Nahfeldkopfs die
Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur ausgestrahlt wird,
stabilisiert werden, da die Position des Lichtfortpflanzungsmediums
mit Hilfe der Befestigung oder Bildung des Lichtfortpflanzungsmediums
auf dem Schieber eingestellt werden kann.
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Ferner
kann gemäß dem elften
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des vierten bis neunten optischen Nahfeldkopfs die
Position des Lichtfortpflanzungsmediums stabilisiert werden, selbst
wenn ein Schieber geringer Dicke verwendet wird. Ferner wird die
Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur erzeugt wird, erhöht, da der
Abstand zwischen dem Lichtfortpflanzungsmedium und der winzigen
Struktur mit Hilfe des Schiebers geringer Dicke verkürzt werden
kann.
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Ferner
kann gemäß dem zwölften optischen Nahfeldkopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des sechsten bis neunten optischen Nahfeldkopfs
die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Struktur ausge strahlt wird,
erhöht
werden, da die Positionierungsgenauigkeit der Lichteinfallskante
des Lichtfortpflanzungsmediums und der Rille oder des Fortsatzes
zur Befestigung der optischen Komponenten, um das Licht in das Lichtfortpflanzungsmedium
zu werfen, zufrieden stellend ist, und die Lichtausstrahlungskante
des Lichtfortpflanzungsmediums nahe der winzigen Struktur angeordnet
werden kann.
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Ferner
kann gemäß dem dreizehnten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis zwölften optischen Nahfeldkopfs
der Punktdurchmesser des Lichts, das von der Lichtausstrahlungskante
der optischen Faser in der winzigen Struktur ausgestrahlt wird,
verringert werden, da die Lichtausstrahlungskante der optischen
Faser näher
bei dem Spiegel angeordnet werden kann. Daher kann die Intensität des Nahfeldlichts,
das von der winzigen Struktur erzeugt wird, erhöht werden.
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Ferner
kann gemäß dem vierzehnten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzlich
zu den Effekten des ersten bis zwölften optischen Nahfeldkopfs
die Masse des optischen Nahfeldkopfs durch Verwendung eines Dünnfilmwellenleiters,
der dünner
und leichter als die optische Faser ist, als Lichtfortpflanzungsmedium
verringert werden. Daher ist es leicht, die Positionierungsgenauigkeit
und die Positionierungsgeschwindigkeit des optischen Nahfeldkopfs
zu verbessern. Zusätzlich
wird durch die Verwendung des Dünnfilmwellenleiters
als Lichtfortpflanzungsmedium die Dicke des optischen Nahfeldkopf
leicht verringert und die Konstruktion der Vorrichtung wird in einem
höheren
Maß kompakt
gestaltet.
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Ferner
wird es gemäß dem ersten
bis siebenten Verfahren zur Herstellung des optischen Nahfeldkopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
den optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung leicht und in großen
Mengen herzustellen.
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Ferner
kann gemäß dem fünfzehnten
optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung die Lichtausstrahlungskante an der optimalen Position
für den
optischen Zustand gestaltet werden, der sich entsprechend der Struktur
des Schiebers ändert,
da die Lichtausstrahlungskante des Lichtfortpflanzungsmediums an
jeder Position des Schiebers eingerichtet werden kann. Daher kann
die Intensität des
Lichts, das in die winzige Apertur geworfen wird, in einem höheren Ausmaß erhöht werden.
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Ferner
wird es gemäß einem
sechzehnten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
die Intensität
des erzeugten Nahfeldlichts zu erhöhen, da der Abstand zwischen
der Lichtausstrahlungskante und der winzigen Apertur mit Hilfe einer
Maldistribution des Kernteils zum Fortpflanzen des Lichts in dem
Lichtfortpflanzungsmedium auf der Aufzeichnungsmediumsseite verkürzt wird.
Ferner kann eine physische Störung
zwischen dem Lichtfortpflanzungsmedium und dem Aufzeichnungsmedium
aufgrund der Struktur des Kopfs selbst vermieden werden, da auch
der Abstand zwischen dem Kernteil des Lichtfortpflanzungsmediums
und dem Aufzeichnungsmedium verkürzt
ist.
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Ferner
wird es gemäß dem siebzehnten
und dem achtzehnten optischen Nahfeldkopf gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
die Intensität
des Nahfeldlichts, das von der winzigen Apertur ausgestrahlt wird,
zu erhöhen
und zu stabilisieren, da das Vermeiden der Verbindung mit dem Lichtfortpflanzungsmedium
und die stabile Bereitstellung des Lichtfortpflanzungsmediums möglich wird.
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Da
die Anzahl der Komponenten verringert ist, wird es ferner möglich, den
Arbeitsaufwand beim Montageprozess zu senken und die Genauigkeit
bei der Montage zu verbessern, wodurch eine stabile Produktion in
großen
Mengen möglich
wird.