DE69936490T2 - Optischer nahfeldkopf für speicher - Google Patents

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Takashi Chiba-shi NIWA
Kunio Chiba-shi NAKAJIMA
Manabu Chiba-shi OUMI
Kenji Chiba-shi KATO
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Speicherkopf zur Ausführung der Reproduktion und/oder der Aufnahme hochdichter Informationen unter Verwendung von Nahfeldlicht.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bisher wurde ein Sondenmikroskop (SPM) vom Abtasttyp, das durch ein Tunnelmikroskop (ATM) vom Abtasttyp oder ein Rasterkraftmikroskop (AFM) ausgebildet sein kann, zur Beobachtung eines sehr kleinen Bereichs in der Nanometer-Größenordnung an einer Oberfläche einer Probe verwendet. Durch das SPM kann ein Bild mit einer von einer Form eines vorderen Endes einer Probe abhängigen Auflösung durch Abtasten der Sonde mit einer sich verjüngenden Vorderkante oberhalb einer Oberfläche einer Probe mit einer Wechselwirkung des Tunnelstroms, der Rasterkraft oder Ähnlichem, welche zwischen der Probe und der Oberfläche der Probe als Beobachtungsgegenstand hervorgerufen werden, bereitgestellt werden, die wahrzunehmende auf die Probe auferlegte Beschränkung ist jedoch vergleichsweise streng.
  • Daher richtet sich die Aufmerksamkeit aktuell auf ein optisches Nahfeldmikroskop, das die Beobachtung eines sehr kleinen Bereichs auf einer Oberfläche einer Probe durch Ausbilden eines Beobachtungsgegenstands durch eine zwischen dem auf der Oberfläche der Probe und einer Sonde ausgebildeten Wechselwirkung unter Verwendung des sich ausbreitenden Lichts ermöglicht.
  • Durch ein optisches Nahfeld-Mikroskop wird sich ausbreitendes Licht auf eine Oberfläche einer Probe gestrahlt, um dadurch Nahfeldlicht zu erzeugen. Das erzeugte Nahfeldlicht wird durch eine Sonde mit einem sich verjüngenden Ende gestreut und das gestreute Licht wird ähnlich wie die herkömmliche Detektion sich ausbreitenden Lichts verarbeitet, wodurch die Grenze der Beobachtungsauflösung durch ein herkömmliches optisches Mikroskop überschritten und die Beobachtung eines kleineren Bereichs ermöglicht wird. Durch Durchstimmen der Wellenlänge des beleuchteten Lichts auf eine Oberfläche einer Probe wird ferner ebenfalls die Beobachtung der optischen, physikalischen Eigenschaften der Probe in einem sehr kleinen Bereich ermöglicht.
  • Im Falle eines optischen Nahfeld-Mikroskops wird häufig eine optische Fasersonde verwendet, die mit einer sehr kleinen Apertur an deren vorderen Ende bereitgestellt ist und durch Verjüngen einer optischen Faser und durch Beschichten einer Umgebung derselben mit einem Metall hergestellt wird, und gestreutes Licht, das durch den Betrieb der optischen Fasersonde wechselwirkend mit Nahfeldlicht erzeugt wird, tritt durch einen Innenabschnitt der optischen Fasersonde hindurch und wird zu einem optischen Detektor geleitet.
  • Ferner kann die Beobachtung einer Oberfläche ebenfalls durch auf eine Probe über eine optische Fasersonde einfallendes Licht, um dadurch Nahfeldlicht an einer sehr kleinen Apertur der optischen Fasersonde zu erzeugen, und durch Führen des durch eine Wechselwirkung des Nahfeldlichts mit einer Fein-Struktur einer Probenoberfläche entstandenen verteilten Lichts zu einem optischen Detektor unter Verwendung eines zusätzlichen Fokussierungssystems durchgeführt werden.
  • Ferner wird Nahfeldlicht nicht nur für ein Mikroskop verwendet, sondern ist auch auf eine hochdichte optische Speicheraufzeichnung anwendbar, in der Nahfeldlicht mit einer hohen Energiedichte bei einer sehr kleinen Apertur einer optischen Fasersonde durch Einfallen des Lichts mit einer vergleichsweise hohen Intensität an einer Probe über eine optische Fasersonde erzeugt wird und eine Struktur oder physikalische Eigenschaften einer Oberfläche der Probe durch das Nahfeldlicht lokal verändert werden.
  • Als in einem optischen Nahfeldmikroskop verwendete Sonde wurde beispielsweise eine im US-Patent Nr. 5.294.790 offenbarte optische Sonde vom Auslegertyp vorgeschlagen, in der ein Siliziumsubstrat mit einem Aperturabschnitt, der in das Substrat eindringt, durch Halbleiterherstellungstechniken der Photolithographie usw. ausgebildet ist, ein Isolierfilm an einer Seite des Siliziumsubstrats ausgebildet ist und eine optische Wellenleiterschicht mit einer konischen Form ist auf einem Isolierfilm auf der dem Aperturabschnitt gegenüberliegenden Seite ausgebildet. In Übereinstimmung mit der optischen Sonde vom Auslegertyp wird eine optische Faser in den Aperturabschnitt eingeführt und Licht kann durch eine sehr schmale Apertur übertragen werden, die durch Beschichten eines Metallfilms unter Aussparung eines vorderen Endabschnitts einer Lichtleitungsschicht, ausgebildet wird.
  • Ferner wurde die Verwendung einer planaren Sonde vorgeschlagen, die keine verjüngte vordere Kante wie die oben beschriebene Sonde aufweist. Durch die planare Sonde ist eine Apertur mit einer Struktur einer umgedrehten Pyramide in einem Siliziumsubstrat durch anisotropes Ätzen ausgebildet, insbesondere die Spitze derselben ist mit einem Durchmesser von einigen zehn Nanometern bereitgestellt und dringt in das Siliziumsubstrat ein. Durch eine solche planare Sonde ist die Ausbildung einer Vielzahl derselben auf demselben unter Verwendung von Halbleiterherstellungstechniken, also die Anordnungsbildung, vereinfacht, insbesondere kann die planare Sonde als optischer Speicherkopf verwendet werden, der zur Reproduktion und zur Aufzeichnung eines Nahfeldlicht verwendenden optischen Speichers geeignet ist.
  • Die optische Fasersonde ist jedoch mit einem geschliffenen vorderen Ende bereitgestellt und die mechanische Stärke ist demgemäß nicht ausreichend, was für die Massenproduktion und die Anordnungsbildung nicht geeignet ist. Ferner ist das gestreute Licht, das durch Nahfeldlicht bereitgestellt wird, sehr schwach und daher ist eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer ausreichenden Lichtmenge an einer Detektionseinheit nötig, wenn das gestreute Licht durch Hindurchtreten durch eine optische Faser detektiert wird. Wenn eine ausreichende Stärke des Nahfeldlichts durch Hindurchtreten durch eine optische Faser erzeugt wird, wird ferner eine Vorrichtung zur Lichtfokussierung auf einen sehr kleinen Aperturabschnitt der optischen Faser notwendig.
  • In Übereinstimmung mit der optischen Sonde vom Auslegertyp werden ferner der Empfang von gestreutem Licht von der Lichtleitungsschicht und der Einfall von sich ausbreitendem Licht in die Lichtleitungsschicht durch Einführen einer optischen Faser in den Aperturabschnitt erzielt und daher kann keine ausreichende Lichtmenge ohne Verluste zwischen der Lichtleitungsschicht und der optischen Faser übertragen werden.
  • In Übereinstimmung mit der optischen Sonde vom Auslegertyp, ist die Anordnungsbildung, besonders der Anordnungsbildung einer zweidimensionalen Anordnung, schwierig zu realisieren. Ferner ist der ursprüngliche Zweck die Verwendung für ein Mikroskop und demgemäß erfolgten keinerlei Überlegungen in Richtung Aufzeichnung und Reproduktion von Informationen eines optischen Speichers und Hochgeschwindigkeits-Durchstimmen auf einem Aufzeichnungsmedium ist schwierig.
  • Wenn die optische Fasersonde, die optische Sonde vom Auslegertyp und die planare Sonde als optische Speicherköpfe verwendet werden, werden diese Sonden entweder nur zur Informationsaufzeichnung oder zur Informationsreproduktion als Voraussetzung verwendet. Wenn die optische Fasersonde beispielsweise zur Informationsaufzeichnung in einem Aufzeichnungsmedium verwendet wird, um die im Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Informationen wieder zu reproduzieren, werden ein Nahfeldlicht-Erzeugungssystem zur Erzeugung von Nahfeldlicht in einem Aufzeichnungsmedium sowie ein Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Verteilen des erzeugten Nahfeldlichts und zum Leiten des verteilten Lichts zu einem optischen Detektor benötigt. Um die hochdichte Informationsaufzeichnung und –reproduktion unter Verwendung einer solchen Sonde durchzuführen, wird die Zusammensetzung der Vorrichtung komplizierter und die Kosten steigen ebenfalls an.
  • Wenn die optische Fasersonde, die optische Sonde vom Auslegertyp und die planare Sonde als optische Speicherköpfe zur Reproduktion aufgezeichneter Informationen in einem Aufzeichnungsmedium verwendet werden, ist es üblich, dass diese Sonden entweder nur zur Nahfeldlichterzeugung, verwendet zur Erzeugung von Nahfeldlicht in einem Aufzeichnungsmedium, oder zur Nahfeldlichtdetektion, verwendet zur Verteilung des erzeugten Nahfeldlichts und zum Leiten des verteilten Lichts zu einem optischen Detektor, verwendet werden und es ist schwierig, die Informationsreproduktion nur durch die Zusammensetzungen der Sonden durchzuführen.
  • Durch die planare Sonde wird ferner in einem Zustand, in dem die sehr kleine Apertur nahe an einem Aufzeichnungsmedium ausgebildet wird, kein ausreichender Raum zwischen der Umgebung der sehr kleinen Apertur und dem Aufzeichnungsmedium bereitgestellt und daher kann Nahfeldlicht eines Reflexionstyps zur Erzeugung von Nahfeldlicht in ähnlicher Weise an einer Oberfläche des Aufzeichnungsmedium durch Ausstrahlen von Licht auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsmediums nicht verwendet werden.
  • Die US4725727 zeigt einen Wellenleiter für ein optisches Nahfeldmikroskop, das Nahfeldlicht durch Hindurchtreten von Licht durch einen optisch transparenten Körper, wie etwa eine optische Faser, erzeugt, so dass es an einer Spitze an einem Ende vorhanden ist. Von einem Gegenstand reflektiertes Nahfeldlicht wird über einen Wellenleiter zu einer Photodiode geleitet.
  • EP0688014 zeigt einen optischen Kopf zur Datenaufzeichnung/-reproduktion, der gedämpftes Licht durch Übertragung von Licht durch eine konische Glassonde erzeugt, so dass es an dem Spitzenabschnitt vorhanden ist und mit einem optischen Aufzeichnungsmedium wechselwirkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Daher können die Bildung des Nahfeldlichts durch Ausstrahlen von Licht von dem Seitenabschnitt des Substrats zum Aufzeichnungsmedium über den Lichtwellenleiterweg und das Herausnehmen von sich verbreitendem Licht, das durch die Wechselwirkung des ausgebildeten Nahfeldlichts und der sehr kleinen Apertur erzeugt wird, auf demselben Substrat durchgeführt werden. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung ermöglichen, dass ein optischer Nahfeld-Speicherkopf, der erzeugt werden soll, eine kompakte Zusammensetzung aufweist und für die Massenproduktion zur Durchführung der Informationsaufzeichnung und – reproduktion eines optischen Speichers, der Nahfeldlicht verwendet, geeignet ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 2 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnungsbildung der optischen Nahfeld-Speicherköpfe gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
  • 3 ist eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.
  • 4 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnungsbildung der optischen Nahfeld-Speicherköpfe gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.
  • 5 ist eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speichertopfs gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung.
  • 6A und 6b veranschaulichen Ansichten zur Beschreibung eines modifizierten Beispiels des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung.
  • 7 ist eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speichertopfs gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung.
  • 8A und 8b veranschaulichen Ansichten zur Erläuterung einer Anordnungs-Bildung der optischen Nahfeld-Speicherköpfe gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung.
  • 9 ist eine Schnittansicht eines optischen Nachfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung.
  • 10A und 10b veranschaulichen Ansichten zur Beschreibung eines modifizierten Beispiels des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung.
  • 11 ist eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 6 der Erfindung.
  • 12 ist eine Ansicht zur Darstellung eines modifizierten Beispiels des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 6 der Erfindung.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung.
  • 14 ist eine Schnittansicht des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung.
  • 16 veranschaulicht Stufendiagramme des optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung.
  • 17 ist ein Diagramm zur Darstellung der Herstellungsschritte gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Eine detaillierte Erläuterung der Ausführungsformen eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • [Ausführungsform 1]
  • 1 zeigt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß
  • Ausführungsform 1 der Erfindung. In Übereinstimmung mit einem optischen Nahfeld-Speicherkopf 11 von 1, wird ein Siliziumsubstrat 2 ausgebildet, so dass ein sich verjüngender Aperturabschnitt 3, der in das Substrat eindringt, mit einer sehr kleinen Aptertur 4 bereitgestellt ist. Die sehr kleine Apertur 4 ist mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen zehn Nanometern bereitgestellt, so dass die sehr kleine Apertur 4 mit dem in der Nähe der sehr kleinen Apertur 4 erzeugten Nahfeldlicht wechselwirkt, und dass sich verbreitende Licht 10 als Ergebnis desselben herausgenommen werden kann. In diesem Fall ist ein optischer Wellenleiterpfad, umfassend einen Kern 5 und ein Mantel 6, an einem Abschnitt eines Aperturrandabschnitts des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet. In Übereinstimmung mit dem optischen Wellenleiterpfad bildet eine Endfläche (Lichteinfallfläche) desselben eine Endfläche des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 11, die andere Endfläche (Lichtemittierfläche) ist an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 angeordnet und der Einfall des Beleuchtungslichts 9 auf die Lichteinfallfläche des Kerns 5 aufgrund einer Lichtquelle 8 wird in die Nähe der sehr kleinen Apertur 4 geleitet. Ferner ist eine Lichtabschirmschicht 7 zum optischen Abschirmen des Beleuchtungslichts 9, das durch die Innenseite des optischen Wellenleiterpfads hindurchtritt, auf Oberflächen des Siliziumsubstrats 2 und des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet.
  • Der sich verjüngende Aperturabschnitt 3, der Kern 5 und der Mantel 6 werden durch Mikroverarbeitung unter Verwendung von Photolithographie, anisotropem Siliziumätzen oder Ähnlichem etwa während eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet. Ferner ist die Lichtabschirmschicht 7 ein Film aus einem Metall, etwa Au/Cr, etc., und wird durch Sputterabscheidung oder Vakuumabscheidung bereitgestellt. Ferner kann die Lichtquelle 8 direkt auf der Lichteinfallfläche, wie etwa als Oberflächenemittierlaser, angeordnet sein. Ferner kann auf die Lichtabschirmschicht 7 verzichtet werden, wenn das Siliziumsubstrat 2 mit einer für die Wellenlänge des Beleuchtungslichts 8 ausreichenden Lichtabschirmleistung bereitgestellt wird.
  • Als Nächstes folgt eine Erklärung eines Verfahrens zur Anordnung des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 11, wie oben beschrieben, auf einem Aufzeichnungsmedium 1 und zur Durchführung der Informationsreproduktion an der sehr kleinen Apertur 4.
  • In diesem Fall liegt das Aufzeichnungsmedium 1 als ein planares Substrat beispielsweise in Form einer kreisrunden Platte vor und der optische Nahfeld-Speicherkopf 11 ist an einer oberen Fläche desselben angeordnet. Die sehr kleine Apertur 4 und das Aufzeichnungsmedium 1 haben nahe beieinander bis zum Grad eines Durchmessers der sehr kleinen Apertur 4 zu sein, um die sehr kleine Apertur 4 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 4 in Wechselwirkung mit dem nahe der sehr kleinen Apertur 4 erzeugten Nahfeldlicht zu betreiben. Daher ist ein Schmierstoff zwischen den optischen Nahfeld-Speicherkopf 11 und dem Aufzeichnungsmedium 1 eingefüllt und der optische Nahfeld-Speicherkopf 11 ist ausreichend dünn ausgebildet, wodurch ein Abstand zwischen dem optischen Nahfeld-Speicherkopf 11 und dem Aufzeichnungsmedium 1 unter Verwendung der Oberflächenspannung des Schmiermittels ausreichend klein gehalten werden kann. Ferner kann ebenfalls das Biegen des Aufzeichnungsmediums 1 folgen. Ferner kann die Position des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 11 derart kontrolliert werden, dass die sehr kleine Apertur 4 an einer gewünschten Position auf dem Aufzeichnungsmedium 1 durch einen Steuermechanismus des optischen Nahfeld-Speicherkopfs (nicht abgebildet) angeordnet werden kann.
  • Ferner kann der nahe Zustand des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 11 und des Aufzeichungsmediums 1 durch eine einem gleitenden Magnetkopf, der in der Festplattentechnologie verwendet wird, ähnliche Luflagerung kontrolliert werden, ohne dass diese von dem oben beschriebenen Schmiermittel abhängig ist oder eine AFM-Kontrolle, die in einem optischen Nahfeld-Mikroskop verwendet wird, durchgeführt werden kann.
  • Bei der Informationsreproduktion von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Informationen wird zuerst die sehr kleine Apertur 4 durch die oben beschriebene Steuerung zu einer gewünschten Informationsreproduktions-Position auf dem Aufzeichnungsmedium 1 bewegt und das Beleuchtungslicht 9 wird an der Lichteinfallfläche des Kerns 5 durch die Lichtquelle 8 beleuchtet. Das Beleuchtungslicht 9, das von der Lichtemittierfläche emittiert wird, nachdem dieses durch den Kern 5 hindurchtrat, beleuchtet Informationsaufzeichnungsabschnitte des Aufzeichnungsmediums 1, die in die Nähe der sehr kleinen Apertur 4 gebracht werden, wodurch eine Reproduktionsposition gebildet wird und an der Informationsaufzeichnungsposition wird Nahfeldlicht, also Nahfeldlicht von einem Reflektionstyp, erzeugt. Durch die Wechselwirkung zwischen dem Nahfeldlicht und der sehr kleinen Apertur 4 wird das sich ausbreitende Licht 10, das Intensitätseigenschaften, eine Phase, usw. als Begleiterscheinungen hat, was von einem Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts abhängt, über die sehr kleine Apertur 4 oberhalb der sich verjüngenden Aperturabschnitt 3 ausgebildet. Das entnommene, sich ausbreitende Licht 10 wird zu einem Lichtdetektionselement (nicht abgebildet) geleitet und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und der Aufzeichnungsstatus des Informationsreproduktionsabschnitts wird durch eine Signalverarbeitungseinheit bestimmt, die dementsprechend ebenfalls nicht abgebildet ist.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf 11 durch ein herkömmliches Halbleiterherstellungsverfahren ausgebildet werden und daher kann eine Vielzahl an optischen Nahfeld-Speicherköpfen 11 einfach auf demselben Siliziumsubstrat angeordnet werden. In diesem Fall kann eine Vielzahl an Laserstücken oder Ähnlichen als Lichtquellen verwendet werden oder es kann eine Vielzahl an Lichtquellen verwendet werden, die, wie in einem Oberflächenemittierlaser, auf einem einzigen Chip hergestellt werden. Als Beispiel dafür zeigt 2 eine optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 12, die die optischen Nahfeld-Speicherköpfe 11 in einer Anordnung anordnet. Ferner wird in 2 auf die in 1 abgebildete Lichtabschirmschicht 7 verzichtet, so dass die Struktur der optischen Nahfeld-Speicherkopfanordnung 12 einfach zu verstehen ist.
  • In diesem Fall ist es nicht nötig, dass die jeweiligen Lichtquellen für die jeweiligen optischen Nahfeld-Speicherköpfe vorbereitet werden, aber die Kerne 5 (einschließlich der Mäntel 6) können, wie beispielsweise in 2 dargestellt, jeweils von den Aperturrandabschnitten der sehr kleinen Aperturen 4 von dreien der optischen Nahfeld-Speicherköpfe zu einer einzigen der Lichtquelle 8 geleitet werden. Obwohl in der in 2 veranschaulichen Darstellung zu sehen ist, dass das Beleuchtungslicht an die drei optischen Nahfeld-Speicherköpfe relativ zur einzigen Lichtquelle zugeführt werden kann, ist die Ausführungsform ferner nicht darauf eingeschränkt, sondern es kann eine Anzahl an verschiedenen Kombinationen ausgebildet werden.
  • Die optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 12 ist nahe oberhalb des Aufzeichnungsmediums, das über die aufgezeichneten Informationen verfügt, die auf einer Vielzahl an Spuren in Form von konzentrischen Kreisen ausgebildet sind, und die optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung ist ausgebildet, um oberhalb der Vielzahl an Spuren des Aufzeichnungsmediums angeordnet zu sein, wodurch das Durchfahren des Kopfes oberhalb des Aufzeichnungsmediums minimiert werden kann und die optische Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung, die keine Spurregelung benötigt, durchgeführt werden kann.
  • Wie erläutert, wird in Übereinstimmung mit der Ausführungsform 1 an dem Aufzeichnungsmedium mit den aufgezeichneten Informationen in einer hohen Dichte, welche unter Verwendung des Nahfeldlichts reproduziert werden können, indem die aufgezeichneten Informationen reproduziert werden, der optische Nahfeld-Speicherkopf 11 bereitgestellt, der mit einem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflektionstyp an dem Aufzeichnungsmedium und eines Nahfeldlicht-Detektionssystems zum Leiten des sich ausbreitenden Lichts einstückig ausgebildet ist, welches durch Wechselwirkung mit dem ausgebildeten Nahfeldlicht an einem Lichtdetektionselement bereitgestellt wird, wobei die Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtungen kompakt gemacht wird und auf die Anpassung zwischen den jeweiligen Bestandteilen verzichtet wird.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet werden und demgemäß ist der optische Nahfeld-Speicherkopf für die Massenproduktion geeignet und es kann die Anordnungsbildung von optischen Nahfeld-Speicherköpfen angewandt werden.
  • In Übereinstimmung mit Ausführungsform 1, wie oben erwähnt, können der Kern 5 und der Mantel 6, die an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet sind, an einer Gesamtheit des Randabschnitts des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 oder sie können teilweise ausgebildet sein, was vom Gestaltungsstandpunkt aus zweckdienlich ausgewählt werden kann.
  • [Ausführungsform 2]
  • 3 zeigt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 2. Ferner sind Abschnitte gleich jenen von 1 denselben Bezugszeichen zugeordnet.
  • In Übereinstimmung mit einem optischen Nahfeld-Speicherkopf 16 bildet die Lichteinfallfläche des Kerns 5 und des Mantels 6 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 11 gemäß Ausführungsform 1 in 3 eine obere Fläche des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 16 und das Beleuchtungslicht 9, das von der oberhalb des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 16 angeordneten Lichtquelle 8 abgestrahlt wird, fällt auf die Lichteintrittsfläche ein. Ferner wird eine Reflexionsschicht 15 ausgebildet, so dass das Beleuchtungslicht 9, das in die Lichteinfallfläche einfällt, ohne Verluste zur Lichtemittierfläche des Kerns 13 und des Mantels 14 geleitet wird.
  • Das Beleuchtungslicht 9, welches von der Lichtemittierfläche nach dem Hindurchtreten durch den Kern 13 ausgestrahlt wird, bildet das Nahfeldlicht vom Reflexionstyp an dem Informationsaufzeichnungsabschnitt, der den Reproduktionsabschnitt ausbildet. Ähnlich wie im Fall von Ausführungsform 1 wird das sich ausbreitende Licht 10, das über die sehr kleine Apertur 4 durch die Wechselwirkung des Nahfeldlichts und der sehr kleinen Apertur 4 entnommen wurde, zu einem Lichtdetektionselement (nicht abgebildet) geleitet und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und auf ähnliche Weise in einer Signalverarbeitungseinheit (nicht abgebildet) verarbeitet.
  • Demgemäß kann die Lichtquelle 8 oberhalb des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 16 angeordnet werden und daher kann eine noch kompaktere Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtungen erzielt werden.
  • In Übereinstimmung mit Ausführungsform 2, wie oben erwähnt, können ein Kern 13 und ein Mantel 14, die an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Abschnitts 3 ausgebildet sind, an einer Gesamtheit des Randabschnitts des sich verjüngenden Abschnitts 3 oder teilweise ausgebildet werden, was vom Gestaltungsstandpunkt aus zweckdienlich ausgewählt werden kann.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf 16, wie oben erläutert, unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet werden und demgemäß ist der optische Nahfeld-Speicherkopf 16 für die Massenproduktion geeignet, kann mit Anordnungsbildungen, wie in Ausführungsform 1 erläutert, umgehen und kann als optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung verwendet werden.
  • Beispielsweise kann eine Zusammensetzung aufgebaut werden, welche in einer zweidimensionalen Anordnung, wie in 4 zu sehen, ausgebildet ist. In 4 ist der Kern 13 (einschließlich der Hülle 14) so ausgebildet, dass das von einer einzigen der Lichtquelle 8 ausgestrahlte Beleuchtungslicht jeweils zu den Aperturrandabschnitten der sehr kleinen Aperturen 4 von acht der optischen Nahfeld-Speicherköpfe geleitet wird. Das von der Lichtquelle 8 abgestrahlte Beleuchtungslicht wird zum Einfallen auf einen Innenabschnitt des Siliziumsubstrats gebracht, also die Lichteinfallfläche des Kerns 13, wie in 3 abgebildet. In diesem Fall wird die Reflexionsschicht 15 (nicht abgebildet) in einer Richtung des ausstrahlenden Lichts der Lichtquelle 8 so ausgebildet, dass das Beleuchtungslicht ohne Verluste zu der sehr kleinen Apertur 4 des jeweiligen optischen Nahfeld-Speicherkopfs geleitet wird. Obwohl 4 zeigt, dass das Beleuchtungslicht an die acht optischen Nahfeld-Speicherköpfe relativ zur einzigen Lichtquelle zugeführt werden kann, ist die Ausführungsform nicht darauf eingeschränkt, sondern eine Reihe an verschiedenen Kombinationen sind möglich. Ferner wird in Ausführungsform der 3 ein ähnlicher Effekt durch die Verwendung eines gebogenen optischen Wellenleiterpfads ohne Verwendung der Reflexionsschicht 15 erzielt, welche den oberen Flächenabschnitt des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 16 durch eine Endfläche (Lichteinfallfläche) des optischen Wellenleiterpfads und durch Anordnen der anderen Fläche (Lichtemittierfläche) an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 erzielt. Dasselbe gilt für die Ausführungsform von 4.
  • [Ausführungsform 3]
  • 5 zeigt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 3. Ferner verfügen die jenen von 1 entsprechenden Abschnitte über dieselben Bezugszeichen.
  • Ein optischer Nahfeld-Speicherkopf 20 von 5 ist so ausgebildet, dass ein transparentes Substrat 18, das zur ausreichenden Lichtübertragung geeignet ist, besonders verwendet wird und der sich verjüngende Aperturabschnitt 3, der in dieses eindringt, ist mit der sehr kleinen Apertur 4 bereitgestellt. Die sehr kleine Apertur 4 ist mit einem Durchmesser von einer ähnlichen Größe wie in Ausführungsform 1 bereitgestellt. in diesem Fall sind Beugungsgitter 19 an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Abschnitts 3 und an einer oberen Fläche des transparenten Substrats 18 ausgebildet. Die Beugungsgitter 19 leiten das durch die Lichtquelle 8, welche oberhalb des optischen Nahfeld-Speicherkopfs angeordnet ist, einfallende Beleuchtungslicht 9 in die Nähe der sehr kleinen Apertur 4. Ferner ist die Lichtabschirmschicht 7 auf Oberflächen des transparenten Substrats 18 und dem sich verjüngenden Aperturabschnitt 3 ausgebildet, um das durch einen Innenabschnitt des transparenten Substrats 18 mit Ausnahme eines Abschnitts, in dem das Beleuchtungslicht 9 emittiert wird, hindurchtretende Beleuchtungslicht 9 optisch abzuschirmen. Die Beugungsgitter 19 werden durch Mikroverarbeitung unter Verwendung von Photolithographie, anisotropem Siliziumätzen oder Ähnlichem während beispielsweise eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet.
  • Das aus der Lichtemittierfläche nach dem Hindurchtreten durch den Innenabschnitt des transparenten Substrats 18 über die Beugungsgitter 19 emittierte Beleuchtungslicht 9 wird ähnlich wie im Falle der Ausführungsform 1 verarbeitet und die Reproduktion der Informationen des Aufzeichnungsmediums wird erzielt.
  • Der optische Nahfeld-Speicherkopf 20, wie oben erwähnt, kann ferner unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet werden und daher ist der optische Nahfeld-Speicherkopf 20 für die Massenproduktion geeignet, es können Anordnungsbildungen, erläutert in den Ausführungsformen 1 und 2, angewandt werden und sie kann als optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung verwendet werden.
  • 6A zeigt eine optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 21 als Beispiel, in der optische Nahfeld-Speicherköpfe 19 in einer Anordnung angeordnet sind. 6B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A' von 6A. In 6A wird ferner auf die Lichtabschirmschicht 7 von 6B verzichtet, so dass die Struktur der optischen Nahfeld-Speicherkopfanordnung 21 einfach zu verstehen ist.
  • In diesem Fall sind die Beugungsgitter 19 als modifiziertes Beispiel des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 20, unter Bezug auf 5 erläutert, an einer Endfläche des transparenten Substrats 18 in horizontaler Richtung ausgebildet und die Lichtquelle 8 ist ebenfalls an einer Position des Ausstrahlens des Beleuchtungslichts 9 zu den Beugungsgittern in ähnlicher Weise in horizontaler Richtung des transparenten Substrats angeordnet. Die Vorbereitung der jeweiligen Lichtquellen auf die entsprechenden optischen Nahfeld-Speicherköpfe ist nicht notwendig, aber, wie beispielsweise in 6A zu sehen, kann das Beleuchtungslicht 9 jeweils zu den Aperturrandabschnitten der sehr kleinen Aperturen 4 der drei optischen Nahfeld-Speicherköpfe durch einen einzigen Satz an Beugungsgittern 19 geleitet werden.
  • Obwohl 6A zeigt, dass das Beleuchtungslicht zu den drei optischen Nahfeld-Speicherköpfen relativ zur einzigen Lichtquelle geleitet werden kann, ist die Ausführungsform nicht darauf eingeschränkt, sondern eine Reihe verschiedener Kombinationen sind möglich.
  • Wie erläutert, wird gemäß Ausführungsform 3 der optische Nahfeld-Speicherkopf 20 einstückig mit einem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung von Nahfeldlicht vom Reflexionstyp an einem Aufzeichnungsmedium und einem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Leiten des sich ausbreitenden Lichts, das durch die Wechselwirkung mit dem ausgebildeten Nahfeldlicht bereitgestellt wird, an einem Lichtdetektionselement bereitgestellt, ein kompliziertes Herstellungsverfahren ist aufgrund einer besonders einfachen Zusammensetzung durch das transparente Substrat und die Beugungsgitter, welche zur ausreichenden Lichtübertragung geeignet sind, nicht nötig, da die Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtungen kompakt ist und auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen wird verzichtet.
  • [Ausführungsform 4]
  • 7 stellt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 4 dar.
  • Ein optischer Nahfeld-Speicherkopf 30 von 7 ist so ausgebildet, dass im Siliziumsubstrat 2 der sich verjüngende, in dieses eindringende Aperturabschnitt 3 mit der sehr kleinen Apertur 4 bereitgestellt ist. Die sehr kleine Apertur 4 ist mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen zehn Nanometern bereitgestellt, so dass das Nahfeldlicht durch Beleuchtungslicht 34 gebildet wird, das durch den sich verjüngenden Aperturabschnitt 3 einfällt. In diesem Fall wird, wie in 7 abgebildet, ein Lichtwellenleiterweg 32 vom Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 entlang der Verjüngung des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet. Das sich ausbreitende (gestreute) Licht 35, das durch die Wechselwirkung des Nahfeldlichts entsteht, das an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 und einem Informationsaufzeichnungsabschnitt des Aufzeichnungsmediums 1 ausgebildet wird, wird zu einem Lichtdetektionselement 33 geführt, das an dem oberen Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs 32 ausgebildet ist, also an einem Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs 32 auf einer Seite desselben, gegenüber einem Endabschnitt desselben, auf dem das sich ausbreitende Licht 35 über den Lichtwellenleiterweg 32 einfällt. In diesem Fall wird der Lichtwellenleiterweg 32 durch einen Kern und einen Mantel gebildet. Ferner wird eine Lichtabschirmschicht 31 auf den Oberflächen des Siliziumsubstrats 2, des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 und des Lichtdetektionselements 33 ausgebildet, um den Lichtwellenleiterweg 32 unter Aussparung des Einfallabschnitts des sich ausbreitenden Lichts 35 optisch abzuschirmen.
  • Der sich verjüngende Aperturabschnitt 3, der Lichtwellenleiterweg 32 und das Lichtdetektionselement 33 sind durch Mikroverarbeitung unter Verwendung von Photolithographie, anisotropem Siliziumätzen und Ähnlichem beispielsweise während eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet. Ferner ist eine Lichtabschirmschicht 31 ein Film aus einem Metall, beispielsweise Au/Cr, etc., und wird durch Sputterabscheidung oder Vakuumabscheidung bereitgestellt.
  • Als Nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Durchführung des Aufzeichnens und der Reproduktion von Informationen durch Nahfeldlicht, das an der sehr kleinen Apertur 4 durch Anordnen des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 30, wie oben erläutert, oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 ausgebildet ist.
  • In diesem Fall ist das Aufzeichnungsmedium 1 ein planares Substrat, beispielsweise in Form einer kreisrunden Platte, und ein optischer Nahfeld-Speicherkopf 30 ist an einer oberen Fläche derselben angeordnet. Damit das an der sehr kleinen Apertur 4 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 30 zum Aufzeichnungsmedium 1 ausgebildete Nahfeldlicht arbeitet, müssen die sehr kleine Apertur 4 und das Aufzeichnungsmedium 1 bis zu einem Teil eines Durchmessers der sehr kleinen Apertur 4 nahe beeinander sein. Daher wird ein Schmiermittel zwischen den optischen Nahfeld-Speicherkopf 30 und das Aufzeichnungsmedium 1 gefüllt und der optische Nahfeld-Speicherkopf 30 ist ausreichend dünn ausgebildet, wodurch ein Abstand zwischen dem optischen Nahfeld-Speicherkopf 30 und dem Aufzeichnungsmedium 1 unter Verwendung der Oberflächenspannung des Schmiermittels ausreichend klein gehalten werden kann. Sogar das Biegen des Aufzeichnungsmediums 1 kann ferner erfolgen. Ferner wird die Position des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 30 so gesteuert, dass die sehr kleine Apertur 4 an einer gewünschten Position auf dem Aufzeichnungsmedium 1 durch einen optischen Nahfeld-Speicherkopf-Steuermechanismus (nicht abgebildet) angeordnet werden kann.
  • Ferner kann der nahe Zustand des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 30 und des Aufzeichnungsmediums 1 durch eine Luftlagerung gesteuert werden, die einem in der Festplattentechnologie verwendeten, gleitenden Magnetkopf ähnlich ist, ohne von dem oben beschriebenen Schmiermittel abhängig zu sein oder eine AFM-Kontrolle, die in einem optischen Nahfeld-Mikroskopverwendet wird, kann durchgeführt werden.
  • Das Aufzeichnungsmedium 1 umfasst beispielsweise ein Material, das zum Anlegen eines Phasenänderungs-Aufzeichnungssystems geeignet ist, und Informationen können durch lokale Beleuchtung des Lichts aufgezeichnet werden. Oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 wird die sehr kleine Apertur 4 zu einer gewünschten Informationsaufzeichnungsposition durch die oben beschriebene Steuerung bewegt. Daraufhin wird das Beleuchtungslicht 34 zu der sehr kleinen Apertur 4 hin beleuchtet und das Nahfeldlicht wird an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 gebildet. Durch das Nahfeldlicht kann die Lichtbeleuchtung zu einem sehr kleinen Bereich zum Aufzeichnungsmedium 1 hin durchgeführt werden und die hochdichte Informationsaufzeichnung wird erzielt. In diesem Fall wird das Beleuchtungslicht 34 zur Bildung des Nahfeldlichts mit einer ausreichend größeren Intensität als jene des im Falle der Informationsreproduktion, welche später erwähnt wird, verwendeten Beleuchtungslichts bereitgestellt.
  • Im Falle der Informationsaufzeichnung kann ein Informationsaufzeichnungssystem ferner separat hinzugefügt werden, ohne vom optischen Nahfeld-Speicherkopf gemäß der Erfindung abhängig zu sein.
  • Im Falle der Informationsreproduktion auf diese Weise wird zuerst die sehr kleine Apertur 4 durch die oben beschriebene Steuerung zu einer gewünschten Informationsreproduktionsposition auf dem Aufzeichnungsmedium bewegt und das Beleuchtungslicht 34 wird an der sehr kleinen Apertur 4 beleuchtet, um dadurch ein Nahfeldlicht an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 zu bilden. Das sich ausbreitende Licht 35, das durch die Wechselwirkung des Nahfeldlichts und des Informationsaufzeichnungsabschnitts auf dem Aufzeichnungsmedium 1 erzeugt wird, fällt auf den Lichtwellenleiterweg 32 ein, das von Eigenschaften einer Intensität, einer Phase, usw. begleitet wird und von einem Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitt abhängt. Das sich ausbreitende Licht 35, das auf den Lichtwellenleiterweg 32 einfällt, wird zu dem Lichtdetektionselement 33 geleitet und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird und der Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts wird durch eine Signalverarbeitungseinheit über eine Signalleitung bestimmt (nicht abgebildet).
  • Ferner wird der optische Nahfeld-Speicherkopf 30 durch das herkömmliche Halbleiterherstellungsverfahren ausgebildet und demgemäß kann eine Vielzahl an optischen Nahfeld-Speicherköpfen 30 einfach auf demselben Siliziumsubstrat angeordnet werden. Beispielsweise 8A zeigt eine optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 36, die die optischen Nahfeld-Speicherköpfe 30 in einer zweidimensionalen Anordnung anordnet. 8B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A' von 8A, in der die sehr kleinen Aperturen 4 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs in Abständen unter Berücksichtigung der Einheitsabstände der Informationsaufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium angeordnet sind. Ferner wird in 8A auf die in 8B dargestellte Lichtabschirmschicht 31 verzichtet, so dass die Struktur der optischen Nahfeld-Speicherkopfanordnung 36 einfach zu verstehen ist.
  • Die optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 36 ist nahe auf dem Aufzeichnungsmedium mit aufgezeichneten Informationen auf einer Vielzahl an Spuren in Form konzentrischer Kreise ausgebildet und die optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung 36 ist ausgebildet, um oberhalb der Vielzahl an Spuren auf dem Aufzeichnungsmedium angeordnet zu sein, wodurch das Durchfahren des Kopfs auf dem Aufzeichnungsmedium minimiert werden kann und die optische Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung oder –reproduktion, welche keine Spurregelung benötigt, ermöglicht wird.
  • Wie erläutert, wird, gemäß Ausführungsform 4 im Falle des Aufzeichnungsmediums, das zur Aufzeichnung von Informationen durch Verwenden eines Nahfeldlichts geeignet ist und Informationen in einer hohen Dichte aufgezeichnet hat, um die aufgezeichneten Informationen zu reproduzieren, der optische Nahfeld-Speicherkopf 30 bereitgestellt, der einstückig mit einem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung von Nahfeldlicht am Aufzeichnungsmedium und einem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Streuen des ausgebildeten Nahfeldlichts und zum Leiten des verteilten (sich ausbreitenden) Lichts zum Lichtdetektionselement 33 ausgebildet ist, die Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtungen wird kompakter und auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen wird verzichtet. Ferner ist der Lichtwellenleiterpfad 32 zum Leiten des verteilten Lichts entlang einer Richtung zur Darstellung einer hohen Intensitätsverteilung des verteilten Lichts ausgebildet und das Lichtdetektionselement 33 ist in der Nähe der sehr kleinen Apertur 4 als ein Kopfabschnitt bereitgestellt und demgemäß wird eine hocheffiziente Detektion des verteilten Lichts mit geringem Verlust ermöglicht.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Halbleiterverfahrens ausgebildet werden und demgemäß ist die Zusammensetzung für die Massenproduktion geeignet und es kann die Anordnungsbildung der optischen Nahfeld-Speicherköpfen angewandt werden.
  • In Ausführungsform 4, wie oben erwähnt, können der Lichtwellenleiterweg 32 und das Lichtdetektionselement 33, die an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet sind, an einer Gesamtheit des Randabschnitts des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 oder teilweise ausgebildet werden, was vom Gestaltungsstandpunkt aus zweckdienlich ausgewählt werden kann.
  • [Ausführungsform 5]
  • 9 zeigt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 5 dar. Ferner sind die Abschnitte, die mit jenen von 7 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • In 9 verwendet ein optischer Nahfeld-Speicherkopf 37 ein transparentes Substrat 38, das besonders zur ausreichenden Übertragung von Licht anstelle des Siliziumsubstrats 2 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 30 gemäß Ausführungsform 4 geeignet ist und mit einer Mikrolinse 39 anstelle des Lichtwellenleiterwegs 32 ausgebildet ist. Die Mikrolinse 39 ist beispielsweise eine Brechungsindex-Abstufungslinse, in der der Brechungsindex kontinuierlich geändert wird und die durch Ausführen eines selektiven Ionenaustauschverfahrens an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 ausgebildet ist.
  • Die Durchführung der Informationsaufzeichnung ist ähnlich wie in Ausführungsform 4 und demgemäß wird auf eine Erläuterung derselben verzichtet.
  • Als Nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Reproduktion der auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Informationen. Das an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 durch das Beleuchtungslicht 34 ausgebildete Nahfeldlicht wird durch die Wechselwirkung mit einem Informationsaufzeichnungsabschnitt des Aufzeichnungsmediums 1 in sich ausbreitendes Licht 35 umgewandelt und das gestreute, sich ausbreitende Licht 35 wird durch die am Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 bereitgestellte Mikrolinse 39 zum Lichtdetektionselement 33 hin kondensiert. Das sich ausbreitende Licht 35, das vom Lichtdetektionselement 33 empfangen wird, wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, ähnlich wie im Fall von Ausführungsform 4, und wird durch eine Signalverarbeitungseinheit (nicht abgebildet) verarbeitet.
  • Durch die Fokussierung der Mikrolinse 39 kann daher das sich ausbreitende Licht 35 mit einer ausreichenden Intensität, um zur Bestimmung eines Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts geeignet zu sein, zum Lichtdetektionselement 33 geleitet werden und außerdem wird gemäß Ausführungsform 4 die Informationsreproduktion mit einer höheren Zuverlässigkeit durchgeführt. Ferner kann eine Ausgabe des Beleuchtungslichts 34 verringert werden und die Erwärmung des optischen Nahfeld-Speicherkopfs durch das Beleuchtungslicht 34 sowie der Energieverbrauch sind eingeschränkt.
  • Als modifiziertes Beispiel des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 37, wie unter Bezug auf 9 erläutert, ist ferner möglich, dass, wie in 10A zu sehen, eine Mikrolinse 40, beispielsweise eine Brechungsindex-Abstufungslinse, wie oben erwähnt, zuvor in dem transparenten Substrat 38 ausgebildet wird, das, aufeinanderfolgend, zur Übertragung von einer ausreichenden Lichtmenge geeignet ist, wie in einem optischen Nahfeld-Speicherkopfs 41, gezeigt in 10B. Der sich verjüngende Aperturabschnitt 3 ist derart ausgebildet, dass der Mittelpunkt der sehr kleinen Apertur 4 auf einer optischen Achse der ausgebildeten Mikrolinse 40 angeordnet ist und das Lichtdetektionselement 33 und die Lichtabschirmschicht 31 bereitgestellt werden.
  • Ferner ist die oben beschriebene Mikrolinse nicht auf die Brechungsindex-Abstufungslinse eingeschränkt, sondern es können andere Linsen mit einem Linseneffekt, wie etwa Beugungsgitter oder Ähnlichem, verwendet werden.
  • Gemäß Ausführungsform 5, wie oben erwähnt, können ferner die Mikrolinse und das Lichtdetektionselement 33, die an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildet sind, an einer Gesamtheit des Randabschnitts des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 oder teilweise ausgebildet werden, was vom Gestaltungsstandpunkt aus zweckdienlich ausgewählt werden kann.
  • [Ausführungsform 6]
  • 11 zeigt eine Schnittansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs gemäß Ausführungsform 6. Ferner sind jene mit 7 übereinstimmenden Teil mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Ein optischer Nahfeld-Speicherkopfs 42 von 11 ist so ausgebildet, dass in dem Siliziumsubstrat 2 der sich verjüngende Aperturabschnitt 3, der in dieses eindringt, mit der sehr kleinen Apertur 4 bereitgestellt ist. Die sehr kleine Apertur 4 ist mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen zehn Nanometern bereitgestellt, so dass das Nahfeldlicht durch das Beleuchtungslicht ausgebildet wird, welches vom sich verjüngenden Aperturabschnitt 3 einfällt. In diesem Fall ist, wie in 11 dargestellt, ein Lichtdetektionselement 43 an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 ausgebildet. Das sich ausbreitende (verteilte) Licht, das durch Wechselwirkung des an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 und einem Informationsaufzeichnungsabschnitt des Aufzeichnungsmediums 1 ausgebildeten Nahfeldlicht erzeugt wird, wird durch das Lichtdetektionselement 43 an einem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 empfangen. Ferner wird die Lichtabschirmschicht 31 zum optischen Abschirmen des Lichtdetektionselements unter Aussparung eines Einfallabschnitts des sich ausbreitenden Lichts 35 auf Oberflächen des Siliziumsubstrats 2 und des sich verjüngenden Abschnitts 3 ausgebildet.
  • Ähnlich wie in Ausführungsform 4 sind der sich verjüngende Aperturabschnitt 3 und das Lichtdetektionselement 43 durch Mikroverarbeitung unter Verwendung von Photolithographie, anisotropem Siliziumätzen oder Ähnlichem beispielsweise während eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet und die Lichtabschirmschicht 31 ist als ein Film aus Metall aus beispielsweise Au/Cr, etc durch Sputter- oder Vakuumabscheidung bereitgestellt. Wenn das Siliziumsubstrat 2 mit einer für die Wellenlänge des Beleuchtungslichts 34, das die sehr kleine Apertur 4 beleuchtet, ausreichenden Lichtabschirmleistung bereitgestellt ist, kann ferner auf die Lichtabschirmschicht 31 verzichtet werden.
  • Die Durchführung der Informationsaufzeichnung ähnelt jener von Ausführungsform 4 und demgemäß wird auf eine Erläuterung derselben verzichtet.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Verfahrens zur Reproduktion von auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Daten erfolgen. Das an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 4 durch Beleuchtungslicht 34 ausgebildete Nahfeldlicht wird in das sich ausbreitende Licht 35 durch Wechselwirkung mit dem Informationsaufzeichnungsabschnitt des Aufzeichnungsmediums 1 umgewandelt und das gestreute, sich ausbreitende Licht 35 fällt auf das Lichtdetektionselement 43 ein, das an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur 4 bereitgestellt ist. Ähnlich wie im Fall von Ausführungsform 4 wird das durch das Lichtdetektionselement 43 empfangene, sich ausbreitende Licht 35 in ein elektrisches Signal umgewandelt und durch eine Signalverarbeitungseinheit (nicht abgebildet) verarbeitet.
  • Daher kann das sich ausbreitenden Licht 35 mit einer zur Bestimmung eines Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts geeigneten Eigenschaft direkt durch das Lichtdetektionselement 43 empfangen werden und außerdem wird gemäß Ausführungsformen 4 und 5 eine stabile Informationsreproduktion des sich ausbreitenden Lichts 35 ohne Verluste durchgeführt.
  • Als modifiziertes Beispiel des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 42, in Bezug auf 11 erläutert, kann das sich ausbreitende Licht 35, wie in einem optischen Nahfeld-Speicherkopf 44 von 12, unter Verwendung eines Lichtdetektionselement-Substrats 45 direkt aufgenommen werden, in dem ein Lichtdetektionselement durch das Substrat an sich gebildet wird, welches mit dem sich verjüngenden Aperturabschnitt 3 und der sehr kleinen Apertur 4 ausgebildet ist.
  • Gemäß Ausführungsform 6, wie oben erwähnt, kann das an dem Aperturrandabschnitt des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 ausgebildete Lichtdetektionselement 43 ferner an einer Gesamtheit des Randabschnitts des sich verjüngenden Aperturabschnitts 3 oder teilweise ausgebildet sein, was vom Gestaltungsstandpunkt aus zweckdienlich ausgewählt werden kann.
  • Beide der oben erläuterten optischen Nahfeld-Speicherköpfe gemäß den Ausführungsformen 5 und 6 können unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet werden und demgemäß ist die Zusammensetzung zur Massenproduktion geeignet, es können in Ausführungsform 4 erläuterte Anordnungsbildungen angewandt werden und sie kann als eine optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung verwendet werden.
  • [Ausführungsform 7]
  • 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 gemäß Ausführungsform 7.
  • Nahfeldlicht-Bildungsmittel mit einem sehr kleinen Aperturabschnitt zur Bildung des Nahfeldlichts an einem Aufzeichnungsmedium und das Nahfeldlicht-Detektionsmittel zur Detektion des ausgebildeten Nahfeldlichts sind an demselben Substrat bereitgestellt und das Substrat wird als ein Nahfeldlicht-Substrat bezeichnet. Die Zusammensetzung ist mit einer Funktionseinheit bereitgestellt, die über einen sehr kleinen Aperturabschnitt 54 zur Lichtdetektion verfügt und die Funktionseinheit wird durch ein Außenumfangs-Abschnittssubstrat durch Träger getragen. Der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 ist ein aus Silizium ausgebildetes Substrat und wird unter Verwendung von Photolithographietechniken als Herstellungsverfahren erzeugt.
  • Die Funktionseinheit wird durch die sehr kleine Apertur 54 und den Lichtdetektionsabschnitt eines PIN-Photodiode zur Detektion von Nahfeldlicht ausgebildet.
  • Ein Siliziumsubstrat 52, das die Funktionseinheit bildet, ist so ausgebildet, dass ein sich verjüngender, in dieses eindringender Aperturabschnitt mit der sehr kleinen Apertur 54 bereitgestellt ist. Die sehr kleine Apertur 54 ist mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen zehn Nanometern bereitgestellt, so dass das Nahfeldlicht durch das vom sich verjüngenden Aperturabschnitt einfallende Beleuchtungslicht ausgebildet wird. Das sich ausbreitende (verteilte) Licht, das durch Wechselwirkung des an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 54 ausgebildeten Nahfeldlicht und dem Informationsaufzeichnungsabschnitt des Aufzeichnungsmediums erzeugt wird, wird durch ein naheliegend erzeugtes Lichtdetektionselement 56 detektiert.
  • Der sich verjüngende Abschnitt und das Lichtdetektionselement 56 werden durch die Mikroverarbeitung unter Verwendung von Photolithographie, anisotropem Siliziumätzen oder Ähnlichem beispielsweise während eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet. Ferner besteht eine Lichtabschirmschicht 55 aus einem Film aus Metall, etwa aus Au/Cr, etc., und wird durch Sputter- oder Vakuumabscheidung bereitgestellt.
  • Nun folgt eine Erläuterung eines Herstellungsverfahrens unter Bezugnahme auf 17 und 16. Um ein Nahfeldlicht-Substrat herzustellen, wird in einem ersten Schritt eine PIN-Photodiode zur Detektion des Nahfeldlichts durch eine Photolithographieschritt ausgebildet. Durch die Anordnung der PIN-Photodiode, welche das Lichtdetektionselement 56 ist, wird gemäß der Ausführungsform die PIN- Photodiode in Form einer Überlappung der Umgebung des sehr kleinen Aperturabschnitts 54 angeordnet. In dem Photolithographieschritt wird ferner eine Ebene unter Berücksichtigung der Nichtausbildung von Vertiefungen und Vorsprüngen bereitgestellt. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform werden Vertiefungen und Vorsprünge nicht unter Verwendung von diffundierten Drähten als Drahtmaterialien ausgebildet. Als Nächstes wird in einem zweiten Schritt die sehr kleine Apertur 54 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 zur Ausbildung des Nahfeldlichts durch anisotropes Ätzen ausgebildet. Obwohl gemäß der Ausführungsform anisotropes Ätzen von Silizium verwendet wird, kann der Aperturabschnitt der sehr kleinen Apertur 54 durch eine Kombination aus anisotropem Ätzen und fokussierten Ionenstrahlen ausgebildet werden. In einem dritten Schritt wird das Siliziumsubstrat zur Ausbildung eines dünnen Wandabschnitts zur Verschiebung des Siliziums geätzt. Selbstverständlich kann dieser Vorgang durch denselben Schritt wie der zweite Schritt ausgeführt werden. Durch Vorstehen des Nahfeldlicht-Substrats in einem vierten Schritt und Fixieren des Nahfeldlicht-Substrats in einem fünften Schritt, um das Substrat mit dem Lichtdetektionselement 56 und der sehr kleinen Apertur 54 vom Umfangssubstrat vorstehen zu lassen, wird das Vorstehen des Substrats durch Kraft von außen bewirkt und danach wird es befestigt, um die Verschiebung durch Harz oder Ähnliches beizubehalten. In dem Verfestigungsvorgang kann das Leistungsverhalten durch die Verwendung von UV-gehärtetem Harz oder Ähnlichem nach gefördert werden. In einem fünften Schritt wird die Zusammensetzung des optischen Speicherkopfes fertiggestellt.
  • Nach der Fertigstellung des optischen Speicherkopfs wird ein Ausgangsanschluss desselben mit einem sehr dünnen Verdrahtungssubstrat verbunden, wodurch ein sehr kleines Signal detektiert werden kann, wodurch der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 gebildet wird. 16 veranschaulicht Diagramme zur Darstellung der Schritte unter Verwendung von Schnittansichten. Eine Erläuterung wird nun unter Verwendung der Stufendiagramme von 16 erfolgen. Zuerst wird der Lichtdetektionabschnitt 56 an einem Siliziumabschnitt eines Halbleitersubstrats durch ein herkömmliches Halbleiterverfahren ausgebildet. Als Nächstes wird das Ätzen von einer hinteren Fläche durch einen Siliziumätzvorgang durchgeführt, um dadurch die Strahlenabschnitte und den Aperturabschnitt auszubilden. In einem darauffolgenden Schritt wird ein Durchgangsloch an einem Aperturabschnitt ausgebildet. Ein Schritt zum Vorstehen des Nahfeldlicht-Substrats 61 wird nacheinander ausgeführt und gemäß der Ausführungsform wird die Verschiebung durch eine Kraft von außen durchgeführt und die Verschiebung wird unter Verwendung von UV-gehärtetem Harz fest fixiert. Durch diese Schritte wird der Nahfeldlichtkopf fertiggestellt.
  • Gemäß Ausführungsform 7, wie in 13 zu sehen, wird ein Aufbau ausgebildet, in der das Nahfeldlicht-Substrat von vier Stäben getragen wird. Selbstverständlich kann der Aufbau durch zwei der Stäbe ausgebildet werden. Durch die Ausbildung der vier Stäbe werden die Stäbe unter Verwendung von Siliziummikroverarbeitung ausgebildet. 14 ist eine Schnittansicht des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60. Es ist bekannt, dass das Nahfeldlicht-Substrat ausgebildet ist, um von dem Tragesubstrat über die Stäbe getragen zu werden. Ferner ist bekannt, dass das Nahfeldlicht-Substrat vom Tragesubstrat vorsteht. Gemäß der Ausführungsform wird eine Zusammensetzung ausgebildet, in der das Nahfeldlicht-Substrat vom Tragesubstrat um 0,1 mm vorsteht und die Verdrahtung aus dem Ausgangsanschluss herausgeführt werden kann.
  • Als Nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Aufzeichnung und Reproduktion von Informationen durch ein an der sehr kleinen Apertur 54 durch Anordnen des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 ausgebildetes Nahfeldlicht, wie oben erläutert, auf dem Aufzeichnungsmedium 1. 15 stellt den optischen Nahfeld-Speicherkopf 60 und das Aufzeichnungsmedium 1 dar.
  • In diesem Fall ist das Aufzeichnungsmedium 1 ein planares Substrat in beispielsweise einer Form einer kreisrunden Platte und der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 ist an einer oberen Fläche desselben angeordnet. Die sehr kleine Apertur 54 und das Aufzeichnungsmedium 1 müssen bis zu einem Teil eines Durchmessers der sehr kleinen Apertur 54 nahe beisammen sein, um das an der sehr kleinen Apertur 54 des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 ausgebildete Nahfeldlicht am Aufzeichnungsmedium 1 zu betreiben. Daher wird ein Schmiermittel zwischen den optischen Nahfeld-Speicherkopf 60 und das Aufzeichnungsmedium 1 eingefüllt und der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 ist ausreichend dünn ausgebildet, wodurch ein Abstand zwischen dem optischen Nahfeld-Speicherkopf 60 und dem Aufzeichnungsmedium 1 unter Verwendung der Oberflächenspannung des Schmiermittels in ausreichendem Maße erhalten werden kann. Ferner kann ebenfalls das Biegen des Aufzeichnungsmedium 1 erfolgen. Ferner wird die Position des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 so gesteuert, dass die sehr kleine Apertur 54 an einer gewünschten Position oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 durch einen Steuermechanismus (nicht abgebildet) des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 angeordnet werden kann. Ferner können der nahe Zustand des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 und des Aufzeichnungsmediums 1 durch eine Luftlagerung, ähnlich einem gleitenden Magnetkopf, der in der Festplattentechnologie verwendet wird, ohne von dem oben beschriebenen Schmiermittel abhängig zu sein, gesteuert werden oder eine in einem optischen Nahfeldmikroskop verwendete AFM-Kontrolle kann durchgeführt werden.
  • Das Aufzeichnungsmedium 1 umfasst ein Material, an dem beispielsweise ein Phasenänderungs-Aufzeichnungssystem anwendbar ist und die Informationsaufzeichnung durch lokale Beleuchtung des Lichts ermöglicht. Oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 wird die sehr kleine Apertur 54 an eine gewünschte Informationsaufzeichnungsposition durch die oben beschriebene Steuerung bewegt. Daraufhin wird das Beleuchtungslicht an der sehr kleinen Apertur 54 beleuchtet, um dadurch das Nahfeldlicht an der sehr kleinen Apertur 54 auszubilden. Durch das Nahfeldlicht kann die Lichtbeleuchtung an einem sehr kleinen Bereich zum Aufzeichnungsmedium 1 hin erfolgen und die hochdichte Informationsaufzeichnung wird erzielt. In diesem Fall wird das Beleuchtungslicht zur Bildung des Nahfeldlichts mit einer ausreichend größeren Intensität als jene des Beleuchtungslichts bereitgestellt, das im Falle der Informationsreproduktion, wie später erwähnt wird, verwendet wird.
  • Ferner kann die Informationsaufzeichnung durch separates Hinzufügen eines Informationsaufzeichnungssystems zur Durchführung der Informationsaufzeichnung durchgeführt werden, ohne vom optischen Nahfeld-Speicherkopf 60 gemäß der Erfindung abhängig zu sein.
  • In der Reproduktion von auf diese Weise aufgezeichneten Informationen wird die sehr kleine Apertur 54 zuerst durch die oben beschriebene Kontrolle zu einer gewünschten Informationsreproduktionsposition oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 bewegt, das Beleuchtungslicht wird an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 54 beleuchtet und das Nahfeldlicht wird an dem sehr kleinen Aperturabschnitt 54 ausgebildet. Das sich ausbreitende Licht, welches durch Wechselwirkung des Nahfeldlichts und des lnformationsaufzeichnungsabschnitts des Aufzeichnungsmediums 1 erzeugt wird, fällt auf diesen ein, während es von den Eigenschaften einer Intensität, einer Phase, usw. auf einem Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts begleitet wird. Das einfallende, sich ausbreitende Licht wird zum Lichtdetektionsabschnitt 56 geleitet und in ein elektrisches Signal umgewandelt und der Aufzeichnungsstatus des lnformationsaufzeichnungsabschnitts wird durch eine Signalverarbeitungseinheit bestimmt, die über eine Signalleitung (nicht abgebildet) nicht in ähnlicher Weise abgebildet ist.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 durch den herkömmlichen Halbleiterherstellungsvorgang ausgebildet werden und demgemäß kann eine Vielzahl an optischen Nahfeld-Speicherköpfen 60 auf demselben Siliziumsubstrat einfach angeordnet sein.
  • Die optische Nahfeld-Speicherkopfanordnung ist nahe auf dem Aufzeichnungsmedium 1 angeordnet, auf dem Informationen in einer Vielzahl an Spuren in Form von konzentrischen Kreisen aufgezeichnet sind, und die optischen Nahfeld-Speicherkopfanordnung ist angeordnet, um oberhalb der Vielzahl an Spuren des Aufzeichnungsmediums 1 eingerichtet zu sein, wodurch das Abtasten des Kopfes oberhalb des Aufzeichnungsmediums 1 minimiert werden kann und optische Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung oder –reproduktion, die keine Spurregelung benötigt, ermöglich wird.
  • Wie erläutert, wird gemäß Ausführungsform 7 in dem Aufzeichnungsmedium 1, das zur Informationsreproduktion unter Verwendung des Nahfeldlichts geeignet ist und Informationen mit hoher Dichte aufgezeichnet hat, zur Reproduktion der aufgezeichneten Informationen der optische Nahfeld-Speicherkopf 60, der einstückig mit einem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts am Aufzeichnungsmedium 1 sowie mit einem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Steuern des ausgebildeten Nahfeldlichts und zum Leiten des gestreuten (sich ausbreitenden) Lichts zum Lichtdetektionselement 56 ausgebildet ist, wobei der Aufbau einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt ist und auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen verzichtet wird.
  • Ferner kann der optische Nahfeld-Speicherkopf 60 gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Halbleiterherstellungsverfahrens ausgebildet werden und demgemäß ist die Zusammensetzung für die Massenproduktion geeignet und es kann die Anordnungsbildung des optischen Nahfeld-Speicherkopfs 60 angewandt werden.
  • [Ausführungsform 8]
  • Gemäß Ausführungsform 8 wird ein Nahfeldlicht-Substrat (nicht abgebildet) durch einen Aufbau ausgebildet, in der das Nahfeldlicht-Substrat durch eine Tragestruktur über dünne Wandabschnitte getragen wird. Hier wird ein Aufbau zusammengesetzt, in der ein Zwischenstück zwischen dem Nahfeldlicht-Substrat und dem Tragesubstrat dünnwandig ist. Der Aufbau wird unter Verwendung einer Silizium-Mikrobearbeitung ausgebildet. Die Struktur wird durch ein Verfahren der Ausbildung eines dünne Wandabschnitts ohne Ausbildung eines Stababschnitts und lediglichen Vorragens des Nahfeldlicht-Substratabschnitts ausgebildet. Gemäß der Ausführungsform wird die Ausführungsform zusammengebaut, um um 0,1 mm vorzustehen und die Verdrahtung kann aus einem Ausgangsanschluss herausgeführt werden. Ferner wird der Vorsprung unter Verwendung eines Härtungsharzes befestigt, um den Vorsprung ständig aufrechtzuerhalten.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie erläutert, sind gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 das Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflexionstyp auf einem Aufzeichnungsmedium und das Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Leiten des sich ausbreitenden Lichts, das durch die Wechselwirkung mit dem ausgebildeten Nahfeldlicht bereitgestellt wird, zum Lichtdetektionselement einstückig ausgebildet und demgemäß ist der Aufbau einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt und auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandselementen wird verzichtet.
  • Wie erläutert, sind gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 das Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflexionstyp auf einem Aufzeichnungsmedium und das Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Leiten des sich ausbreitenden Lichts, das durch die Wechselwirkung mit dem ausgebildeten Nahfeldlicht bereitgestellt wird, zum Lichtdetektionselement einstückig ausgebildet und demgemäß ist der Aufbau einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt und auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandselementen wird verzichtet. Ferner kann die Anordnungsbildung einfach durchgeführt werden. Weiters kann die Lichtquelle an einer Seite des optischen Nahfeld-Speicherkopfs angeordnet werden und demgemäß kann ein oberer Abschnitt des optischen Nahfeld-Speicherkopfs effektiv verwendet werden.
  • Wie erläutert, kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 und Anspruch 4, zusätzlich zur Durchführung der kompakten Ausbildung des Aufbaus einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung und dem Verzicht auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandselementen sowie der Anordnungsbildung des Kopfes, die Lichtquelle an einem oberen Abschnitt des optischen Nahfeld-Speicherkopfs angeordnet werden und demgemäß kann der Seitenabschnitt des optischen Nahfeld-Speicherkopfs effektiv verwendet werden.
  • Wie erläutert, kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 5, neben der Durchführung des kompakten Aufbaus einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung, dem Verzicht auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandselementen sowie der Anordnungsbildung des Kopfes und der effektiven Verwendung des Seitenabschnitts des optischen Nahfeld-Speicherkopfs, der optische Nahfeld-Speicherkopf ausgebildet werden, ohne dass ein kompliziertes Herstellungsverfahren notwendig ist.
  • Wie erläutert, kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 6, neben der kompakten Ausbildung des Aufbaus einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung, dem Verzicht auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandselementen und der effektiven Verwendung des oberen Abschnitts des optischen Nahfeld-Speicherkopfs, der optische Nahfeld-Speicherkopf ausgebildet werden, ohne dass ein kompliziertes Herstellungsverfahren notwendig ist und insbesondere die Anordnungsbildung des Kopfes einfach durchgeführt werden kann.
  • Wie erläutert, wird gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 im planaren Substrat, das durch Eindringen an zumindest einem Loch in Form eines umgekehrten Pyramide ausgebildet wird, so dass ein oberer Abschnitt derselben die sehr kleine Apertur ausbildet, der Lichtwellenleiterpfad entlang der Seitenfläche des Lochs in der Tiefenrichtung ausgebildet, so dass ein Endabschnitt an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur angeordnet ist und das Lichtdetektionsmittel an dem anderen Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs ausgebildet ist und demgemäß kann der optische Nahfeld-Speicherkopf einstückig mit dem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflexionstyp auf einem Aufzeichnungsmedium und dem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Verteilen des ausgebildeten Nahfeldlichts und zum Leiten des gestreuten (sich ausbreitenden) Lichts zum Lichtdetektionselement bereitgestellt werden, wobei der Aufbau einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt ist, auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen verzichtet wird und ferner die Anordnungsbildung einfach durchgeführt werden kann.
  • Ferner ist der Lichtwellenleiterpfad zum Leiten des gestreuten Lichts entlang einer Richtung ausgebildet, die eine hohe Intensitätsverteilung des verteilten Lichts darstellt, das Lichtdetektionselement in der Nähe der sehr kleinen Apertur als ein Abschnitt des Kopfs bereitgestellt wird und demgemäß wird die sehr effiziente Detektion des verteilten Lichts mit geringem Verlust ermöglicht.
  • Wie erläutert, ist gemäß der Erfindung nach Anspruch 8 im planaren Substrat, das durch Eindringen an zumindest einem Loch in Form eines umgekehrten Pyramide ausgebildet wird, so dass ein oberer Abschnitt derselben die sehr kleine Apertur ausbildet und durch Umfassen eines Materials des übertragenen Lichts, die Linse an dem Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur ausgebildet, das Lichtdetektionsmittel ist auf der optischen Achse der Linse und auf dem planaren Substrat ausgebildet und demgemäß kann der optische Nahfeld-Speicherkopf einstückig mit dem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflexionstyp auf einem Aufzeichnungsmedium und dem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Verteilen des ausgebildeten Nahfeldlichts und zum Leiten des gestreuten (sich ausbreitenden) Lichts zum Lichtdetektionselement bereitgestellt werden, wobei die Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt ist, auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen verzichtet wird und ferner die Anordnungsbildung einfach durchgeführt werden kann.
  • Durch Fokussieren von Licht durch die Linse kann ferner das sich ausbreitende Licht, mit einer ausreichenden Intensität zur Eignung der Bestimmung des Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts des Aufzeichnungsmediums, zum Lichtdetektionselement geleitet werden und die über eine höhere Zuverlässigkeit verfügende Informationsreproduktion wird durchgeführt. Ferner kann eine Ausgabe des Beleuchtungslichts zur Bildung des optischen Nahfeld-Speicherkopfs verringert werden und die Erwärmung des optischen Nahfeld-Speicherkopfs durch das Beleuchtungslicht wird zusammen mit dem Energieverbrauch eingeschränkt.
  • Wie erläutert, ist gemäß der Erfindung nach Anspruch 9 und 10 im planaren Substrat, das durch Eindringen an zumindest einem Loch in Form einer umgekehrten Pyramide ausgebildet wird, so dass ein oberer Abschnitt derselben die sehr kleine Apertur ausbildet, das Lichtdetektionsmittel am Aperturrandabschnitt der sehr kleinen Apertur bereitgestellt und daher kann der optische Nahfeld-Speicherkopf einstückig mit dem Nahfeldlicht-Bildungssystem zur Bildung des Nahfeldlichts vom Reflexionstyp auf einem Aufzeichnungsmedium und dem Nahfeldlicht-Detektionssystem zum Verteilen des ausgebildeten Nahfeldlichts und zum Leiten des gestreuten (sich ausbreitenden) Lichts zum Lichtdetektionselement bereitgestellt werden, wobei der Aufbau einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt ist, auf die Anpassung unter den jeweiligen Bestandteilen verzichtet wird und ferner die Anordnungsbildung einfach durchgeführt werden kann.
  • Ferner kann das sich ausbreitende Licht, das eine Eigenschaft zur Eignung der Bestimmung des Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts des Aufzeichnungsmediums aufweist, direkt durch das Lichtdetektionselement empfangen werden und die stabile Informationsreproduktion kann ohne Verluste des sich ausbreitenden Lichts durchgeführt werden.
  • Wie erläutert, wird gemäß der Erfindung nach Anspruch 11 bis Anspruch 16 durch Zusammensetzen des Aufbaus, in der das Nahfeldlicht-Bildungsmittel mit dem sehr kleinen Aperturabschnitt 54 zur Bildung des Nahfeldlichts am Aufzeichnungsmedium 1 und dem Nahfeldlicht-Detektionsmittel zum Detektieren des ausgebildeten Nahfeldlichts auf demselben Substrat bereitgestellt sind und das Substrat (Nahfeldlicht-Substrat) vom Substrat am Außenumfangsabschnitt vorsteht, das sich ausbreitende Licht, das durch die Wechselwirkung des durch das ausgestrahlte Licht an der sehr kleinen Apertur 54 gebildete Nahfeldlicht und des Aufzeichnungsmediums 1 erzeugt wird, durch das Lichtdetektionsmittel empfangen, wodurch dieses auf demselben Substrat ausgebildet werden kann, der optische Nahfeld-Speicherkopf sich einfach dem Aufzeichnungsmedium 1 annähern kann und ein Ausgabesignal einfach aus einem Ausgangsanschluss entnommen werden kann.
  • Ferner kann das sich ausbreitende Licht, das eine Eigenschaft zur Eignung der Bestimmung des Aufzeichnungsstatus des Informationsaufzeichnungsabschnitts des Aufzeichnungsmediums 1 aufweist, direkt durch das Lichtdetektionselement 56 empfangen werden und die stabile Informationsreproduktion kann ohne Verluste des sich ausbreitenden Lichts durchgeführt werden.
  • Wie erläutert, kann gemäß der Erfindung nach Anspruch 17 der optische Nahfeld-Speicherkopf einstückig mit dem Nahfeldlicht-Bildungsmittel und dem Nahfeldlicht-Detektionssystem bereitgestellt werden, wobei die Zusammensetzung einer Gesamtheit der optischen Speichervorrichtung kompakt ist und die Anordnungsbildung einfach durchgeführt werden kann.

Claims (11)

  1. Optischer Nahfeld-Speicherkopf (11) zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen eines Speichermediums (1) unter Verwendung von Nahfeldlicht, wobei der optische Nahfeld-Speicherkopf Folgendes umfasst: ein Nahfeldlichtbildungsmittel zum Bilden des Nahfeldlichts am Aufzeichnungsmedium und ein Nahfelddetektionsmittel zum Detektieren des gebildeten Nahfeldlichts; dadurch gekennzeichnet, dass: der optische Nahfeld-Speicherkopf Folgendes umfasst: ein Substrat (2) mit einem planaren Abschnitt, der dem nah gelegenen Aufzeichnungsmedium (1) gegenüberliegt, und zumindest einem Loch in Form einer umgekehrten Pyramide, sodass ein oberer Abschnitt dieser eine innerhalb des planaren Abschnitts ausgebildete Apertur (4) bildet, um über das Nahfeldlicht mit dem Aufzeichnungsmedium (1) wechselzuwirken, wobei sowohl das Nahfeldlichtbildungsmittel und das Nahfelddetektionsmittel auf demselben Substrat bereitgestellt sind.
  2. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfeldlichtbildungsmittel einen Lichtwellenleiterweg im Substrat und eine Lichtquelle (8), um Licht auf den Lichtwellenleiterweg (5) einfallen zu lassen, umfasst, worin ein Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (5) an einem Seitenrandabschnitt des Substrats (2) angeordnet ist und der andere Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (5) an einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) angeordnet ist.
  3. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfeldlichtbildungsmittel einem im Substrat (2) ausgebildeten Lichtwellenleiterweg (13), eine Lichtquelle (8), um Licht auf den Lichtwellenleiterweg (13) einfallen zu lassen, und eine an einem Abschnitt einer Innenseitenfläche des Lichtwellenleiterwegs (13) ausgebildete Reflexionsschicht (15), um durch den Lichtwellenleiterweg (13) hindurch tretendes Licht zu reflektieren, umfasst, worin ein Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (13) an einem oberen Lichteinfallsflächenabschnitt des Substrats (2) angeordnet ist.
  4. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfeldlichtbildungsmittel einen Lichtwellenleiterweg (18) im Substrat und eine Lichtquelle (8), um Licht auf den Lichtwellenleiterweg (18) einfallen zu lassen, umfasst, worin ein Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (18) an einem oberen Lichteinfallsflächenabschnitt des Substrats (2) und der andere Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (18) an einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) angeordnet ist.
  5. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfeldlichtbildungsmittel Beugungsgitter (19) auf dem Substrat (2) und an einem Randabschnitt des Lochs sowie eine Lichtquelle (8), um Beleuchtungslicht (9) auf das Beugungsgitter (19) einfallen zu lassen, umfasst, worin die Beugungsgitter (19) so angeordnet sind, dass das Beleuchtungslicht (9) über das Substrat (2) zu einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) geleitet wird, wobei das Substrat (2) ein Material zur Übertragung des Beleuchtungslichts (9) umfasst und eine Lichtabschirmschicht (7) an einer Oberfläche der Apertur ausgebildet ist, um Beleuchtungslicht unter Aussparung des Aperturrandabschnitts zu emittieren.
  6. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfeldlichtbildungsmittel an einem Seitenendabschnitt des Substrats (2) ausgebildete Beugungsgitter (19) sowie eine Lichtquelle (8), um Beleuchtungslicht (9) auf das Beugungsgitter (19) einfallen zu lassen, umfasst, worin die Beugungsgitter (19) das Beleuchtungslicht (9) über das Substrat (2) zu Aperturrandabschnitten der entsprechenden Aperturen (4) leiten, wobei das Substrat (2) ein Material zur Übertragung des Beleuchtungslichts umfasst und eine Lichtabschirmschicht (7) an den Oberflächen der entsprechenden, sich verjüngenden Aperturen (3) ausgebildet ist, um Beleuchtungslicht (9) unter Aussparung der Aperturrandabschnitte zu emittieren.
  7. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfelddetektionsmittel einen Lichtwellenleiterweg entlang einer Seitenfläche des Lochs in einer Tiefenrichtung und ein Lichtdetektionsmittel (33) an einem Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (32) umfasst, wobei der andere Endabschnitt des Lichtwellenleiterwegs (32) an einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) angeordnet ist und an einer Oberfläche des Lichtwellenleiterwegs (32), unter Aussparung des genannten anderen Endabschnitts, eine Lichtabschirmschicht (31) vorliegt.
  8. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Nahfelddetektionsmittel eine Linse (39) an einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) sowie ein Lichtdetektionsmittel (33) an einer optischen Achse der Linse (39) und auf dem Substrat (2) umfasst, wobei das Substrat (2) ein Material zur Übertragung von Licht umfasst und eine Lichtabschirmschicht (31), unter Aussparung des Linsenabschnitts, an einer Oberfläche dessen ausgebildet ist.
  9. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Substrat (2) ein Lichtdetektionsmittel (43) an einem Aperturrandabschnitt der Apertur (4) umfasst und eine Lichtabschirmschicht (31) an einer Oberfläche dessen, die nicht den Abschnitt des Lichtdetektionsmittel umfasst, ausgebildet ist.
  10. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach Anspruch 1, worin das Substrat (2) ein Lichtdetektionselementsubstrat ist und eine Lichtabschirmschicht, unter Aussparung eines Abschnitts des Lichtdetektionselementsubstrats, an einer Oberfläche dessen ausgebildet ist.
  11. Optischer Nahfeld-Speicherkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin eine Vielzahl an optischen Nahfeld-Speicherköpfen auf zumindest einem der Substrate (2) angeordnet sind.
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