JP2005025860A - 光プローブ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
光プローブ及び光ピックアップ装置Info
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Abstract
【課題】本発明は、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。
【解決手段】本発明の光プローブは、光透過性材料により構成された透光性基板と、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し頂点部が長方形である突起部を有している。そして、突起部の頂点部の長辺方向に走査させながら入射する光を突起部の頂点部上に集光するための対物レンズが透過性基板に形成されている。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明の光プローブは、光透過性材料により構成された透光性基板と、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し頂点部が長方形である突起部を有している。そして、突起部の頂点部の長辺方向に走査させながら入射する光を突起部の頂点部上に集光するための対物レンズが透過性基板に形成されている。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光プローブ及び光ピックアップ装置に関し、特に記録媒体に近接して配設され光を照射する光プローブと、当該光プローブを用いて記録媒体に記録させた信号を再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−１７１３８０号公報
近接場における光プローブを用い、記録媒体に記録された信号の記録再生装置では、光プローブの全面に光を照射して光プローブの光出射開口からの光を記録媒体上のピット毎に照射していた。このような従来の近接場における光プローブが従来よりいくつか提案されている。その一つとして、上記特許文献１には、長方形状の開口となされた光入射開口と、光入射開口から入射された光を集光して出射する光出射開口と、光入射開口と直交する面の断面が次第に小となるように形成されたガイド壁とを有し、光出射開口は一次的であって長方形状の開口に複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状となした光プローブが提案されている。
【０００３】
また、本出願人が先に提案している従来の近接場光プローブ・スライダの構成について、当該従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図４０を用いて説明する。なお、同図の（ａ）は従来の近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は従来の近接場光プローブ・スライダの底面図である。同図の（ｂ）に示すように、突起部４００２は、ガラス基板４００３をエッチング等で加工して形成する。よって、突起部４００２は、ガラス基板４００３と同じ材料である。この突起部４００２は、底面をガラス基板側に形成した例えば四角錐形状となってガラス基板上に形成される。突起部４００２に入射光を集光させるシリンドリカルマイクロレンズ４００５がガラス基板４００３上に作製されている。この突起部４００２は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。更に、この突起部４００２の側面は、光が突起部４００２の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。ここで、従来の近接場光プローブ・スライダでは、図４０の（ｃ）に示す如く、突起部４００２は、その頂点部が長方形とされている。突起部４００２の頂点部を長方形とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。金属遮光膜４００４は、例えばＡｌ・Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜４００４は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。この金属遮光膜４００４は、ガラス基板４００３及び突起部４００２の側面に形成される。
【０００４】
このような構成の従来の近接場光プローブ・スライダは、ガラス基板側から光が入射されると、金属遮光膜４００４で光を散乱させて突起部４００２の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部４００２と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜４００４を形成することで、突起部４００２の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読取信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【０００５】
ここで、図４１に従来の近接場光プローブ・スライダの斜視図を、図４２に従来の近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図を、それぞれ示す。なお、図４２に示す光ピックアップ装置は、従来の近接場光プローブ・スライダとＥＯモデュレータを組み合わせてトラッキングを行う例である。図４２に示すように、レーザダイオード（以下ＬＤと略す）４２１１から出射したレーザ光はコリメートレンズ４２１２で平行光になり、ビームスプリッタ（以下ＢＳと略す）４２１３で直角に反射され、ＥＯモデュレータ４２１４により偏向され、走査される。ＥＯモデュレータ４２１４には偏向方向を制御する交流電圧源４２２０が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、交流電圧源４２２０の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧のバイアス値を、フィードバック回路４２２１を介して、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ４２１４を制御する。
【０００６】
なお、従来例の構成の第２の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。また、従来例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。ＥＯモデュレータ４１１４としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、図４０に示したように、ガラス基板上に円形のレンズを設けている。このレンズの焦点は突起部の頂点部上になければならない。そうでないと光利用効率が著しく減少するからである。図４０の近接場光プローブ・スライダ４００１を作製する方法において、シリンドリカルマイクロレンズ４００５と突起部４００２の頂点部の位置合わせは後に述べるように、フォトリソ工程における露光の位置合わせ、いわゆるアライメントの精度に依る。突起部の頂点部の長方形短辺の寸法は数十ｎｍであるために、これよりも高い精度で位置合わせをする必要があるが、これだけの精度のある露光機の価格は数億円以上と非常に高価である。よって、一般的な露光機（アライナー）ではマイクロレンズの焦点位置合わせが大きな問題となる。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる光プローブ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の光プローブは、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。
【００１０】
また、別の発明の光プローブは、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できる。
【００１１】
更に、別の発明の光プローブは、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できる。
【００１２】
また、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされていることにより、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【００１３】
更に、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが好ましい。
【００１４】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１５】
更に、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１６】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は高屈折率材料基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１７】
更に、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている。よって、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【００１８】
また、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが、光ピックアップ装置においても好ましい。
【００１９】
更に、光走査手段として、振動鏡、回転多面鏡、音響光学偏向器又は電気光学偏向器を用いることが好ましい。
【００２０】
また、上記電気光学偏向器が立方体の電気光学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な電気光学結晶の面に電極が形成され、電極の幅が、光が透過する方向に関して変化する形状に形成されていることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【００２１】
更に、電気光学偏向器がドメイン反転型の電気光学結晶であることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【００２２】
また、上記電気光学結晶としてＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶を用い、ＬＮ結晶の光学軸に平行にＬＮ結晶に電界がかかるように電極と結晶の形状を定めると共に、光を光学軸と平行な方向の直線偏光としたことにより、電気光学偏向器の動作を効率良く、つまり電源の電圧、消費電力をより一層低くすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の光プローブは、光透過性材料により構成された透光性基板と、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し頂点部が長方形である突起部を有している。そして、突起部の頂点部の長辺方向に走査させながら入射する光を突起部の頂点部上に集光するための対物レンズが透過性基板に形成されている。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。
【００２４】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図において、ＬＤ１１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２で平行光になり、ＢＳ１３で直角に反射され、ガルバノミラー１４でさらに反射される。ガルバノミラー１４は振動することによりレーザ光を反射させる方向を変える。反射された光は近接場光プローブ・スライダ１５のガラス基板上の紙面左右方向のみに曲率を持つシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、この方向のみ集光される。しかし、紙面垂直方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６は曲率を持たないので、シリンドリカルマイクロレンズ１６による集光は起こらない。そして、反射された光はシリンドリカルマイクロレンズ１６により集光され、突起頂点部に向かう。突起頂点部の長辺の寸法はレーザ光の波長以上であり、短辺寸法は数十ｎｍでレーザ光波長以下となっている。このようにして、入射した光がプローブ頂点の長辺方向に走査される。
【００２５】
また、本実施例の構成の第１の使用方法として、トラッキングエラー検出とトラッキングアクチュエーションが挙げられる。記録メディア上には各トラックにトラックを案内する案内溝としてのランドグルーブが存在する。書き込みができないＲＯＭタイプの場合はこの限りではない。図１のガルバノミラー１４によりトラック幅より小さい幅で出射光の位置が振れるように、いわゆるビームウォブリング動作をさせる。ランド（あるいはグルーブ）に出射光が当たるタイミングと、その時の、図１のＰＤ１９で検出する反射光の強度からウォブリングする出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置とのずれを検出できる。いわゆるトラックエラー検出を行うことができる。この値からＰＤ１９からガルバノミラー１４への制御回路（図示せず）により、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにガルバノミラーを制御することができる。
【００２６】
更に、本実施例の構成の第２の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。本実施例の近接場光プローブ・スライダは記録メディアとスライダ底面間のギャップを小さくするために接触スライディングをさせる場合がある。この場合、摩擦・摩耗の観点からすると記録メディアの回転速度は低い方がよい。ところがこれだと記録・再生速度が遅くなってしまう。そこで、ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００２７】
図２は図１の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。同図において、サスペンション２４を介して、近接場光プローブ・スライダ１５は記録媒体上に位置決めされる。突起部の頂点部の長辺は複数トラックの長さを持っているので、上記のような動作を行うことができる。特にトラッキング動作をする場合はせいぜい２トラック分の長辺方向の寸法があればよい。
【００２８】
図３は本発明の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、透光性材料であるガラス基板３２の上に、同じガラス材料で構成された突起部３１がある。突起部３１は、四角錐形状である。シリコンは波長７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの間で１．５程度の屈折率ｎを持つ。突起部３１と反対の面にシリンドリカルマイクロレンズ１６が設けられている。このシリンドリカルマイクロレンズ１６は突起部頂点の長方形の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり突起部頂点の長方形の短辺方向には集光効果を持たない。逆に言うと、図３（ａ）のＢ方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６の焦点位置というものがないので、Ｂ方向に関しては突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。また、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形の長辺方向のどこかで、集光していればいいので、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。したがって、高価な露光器を用いる必要がなく、製造コストも下がる。また、突起部３１は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。更に、この突起部３１の側面は、光が突起部の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。
【００２９】
ここで、本発明の近接場光プローブ・スライダでは、突起部の頂点部の形状が、長方形をしている。具体的には後述するが、突起部の頂点部をいわゆる長方形とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。図３の（ｂ）に示すように、金属遮光膜３３は、例えばＡｌ、Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜３３は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。この金属遮光膜３３は、ガラス基板３２及び突起部３１の側面に形成される。このような近接場光プローブ・スライダは、シリンドリカルマイクロレンズ１６側から光が入射されると、金属遮光膜３３で光を散乱させて突起部３１の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部３１と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜３３を形成することで、突起部３１の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読取信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００３０】
更に、上述したように、このような近接場光プローブ・スライダでは、モード間干渉効果を利用することで、小スポット化と高効率化とが同時に達成されている。しかしながら、上述したように、突起部の頂点部の形状が、正方形形状又は円形状、あるいはそれに類する形状であるような場合、本出願人が提案した特許第３，０５３，３８０号でのモード間干渉により発生するビームスポットの形状は楕円形状となってしまう。すなわち、入射光の偏光方向と垂直な方向に対しては、ビームスポット径が小さくなり、回折限界を超えた高分解能化が達成可能であるが、入射光の偏光方向と平行な方向に対しては、ピームスポット径が半波長程度までにしか小さくならず、高分解能化が困難であった。
【００３１】
そこで、本実施例では、突起部の頂点部の形状を、入射光の偏光方向と平行な方向が短辺となり、入射光の偏光方向と垂直な方向が長辺となるような長方形としている。突起部の頂点部の形状を長方形とすることで、小スポット化が困難であった入射光の偏光方向と平行な方向、すなわち頂点部の短辺方向に対しては、頂点部形状によって光が閉じ込められることになる。また、頂点部の短辺に対して平行に入射する光に対してはカットオフが存在しない。これにより、入射光の偏光方向と平行な方向に対してもピームスポットの小スポット化を実現し、一層の高分解化と高効率化とを実現することができる。
【００３２】
このような頂点部の形状として具体的には、長辺の長さａが、ａ≧λ／２ｎの範囲、すなわち、長辺の長さａは、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上であることが必要である。また、短辺の長さｂは、ａ＞ｂを満たすことが必要である。具体的には、ガラス（屈折率ｎ＝１．５）からなる突起部において、波長λを７８０ｎｍとした場合、ａ＞２６０ｎｍとなる。なお、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上となるように長辺の長さａを設定すれば、ｂはいくらでも小さくしても構わない。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズの開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズにより、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約２５０ｎｍになる。さらに、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより、記録密度はさらに向上する。また、シリンドリカルマイクロレンズと突起部との間に、かつ繋ぎ目がないので、境界面における反射が無く、光利用効率が高くなる。
【００３３】
図４は図３の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図４の（ａ）に示すように、厚み数１００μｍのガラス４１を用いる。石英基板でも良い。図４の（ｂ）に示すように、プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂４２を形成する。図４の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、突起形状をガラス材料に形成し、ガラス突起４３を形成する。更に、図４の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜４４を堆積する。そして、図４の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜４４をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。図４の（ｆ）に示すように、突起が形成されている面と反対の面に、感光性材料（レジスト）４５を塗布する。塗布する感光性材料４５の厚さは、ガラス基板４１に形成する対物レンズの高さと、後に感光性材料４５をレジストしてエッチングを行う材料（Ｓｉ）のエッチング速度とレジストのエッチング速度との比（選択比）により設定する。例えば、両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）には、レジストの高さは形成する対物レンズの高さと等しくする。また、Ｓｉのエッチング速度がレジストのエッチング速度より２倍大きい場合（選択比２）には、レジストの高さは対物レンズの高さの１／２でよい。また、ガラス基板４１上に塗布する感光性材料４５としては、通常の半導体製造に用いられるフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用する。具体的には、ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト）、ＯＭＲ−８５（ネガ型レジスト）などを用いればよい。ポジ型あるいはネガ型の選択によりレジストに形状を転写する工程（フォトリソ工程）に用いる写真マスクの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらない。なお、この実施の形態ではポジ型レジストを用いる場合について説明する。次に、図４の（ｇ）に示すように、ガラス基板４１上に形成したレジスト上に対物レンズ径と同等のパターンを形成したマスク（フォトマスク）を介して光を照射し、感光性材料を感光させる。これにより、光照射後に現像するとガラス基板上に対物レンズ径と同等のパターン樹脂が残る。続いて、上記残存したパターン樹脂に対し、熱および（あるいは）圧力を加え、重力および表面張力の効果によりレジスト表面を凸レンズ形状に形成する。なお、作用させる温度と圧力はレジスト形状により異なるが、温度においては２００〜４００度、圧力は１〜１０気圧の範囲で選べばよい。更に、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとしてガラス基板をガラス面に垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。このエッチングの手段としては、半導体製造プロセスで通常用いられるドライエッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）や電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などである。ドライエッチングに用いるガスは基板材料により選択する。例えば基板材料がガラスや石英の場合は、Ｃ４Ｆ８などを用いる。また、エッチング速度や選択性の調整のために上記のエッチッグガスに、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒなどのガスを混入してもよい。すなわち、上記工程により、ガラス基板４１上にシリンドリカルマイクロレンズ４６が形成される。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては図１８の種々のシリンドリカルマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のシリンドリカルマイクロレンズを用いると良い。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてポリゴンミラー５１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。図５において、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるには、図５中の「トラッキングアクチュエーション方向」にポリゴンミラー５１を動かすことで可能となる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００３５】
図６は本発明の第３の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＡＯモデュレータ６１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。ＡＯモデュレータ６１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、この交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する周波数変動を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧周波数変動の中心周波数を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＡＯモデュレータ６１を制御することができる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＡＯモデュレータ６１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、等を用いることができる。
【００３６】
図７は本発明の第４の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＥＯモデュレータ７１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。ＥＯモデュレータ７１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から上記交流電圧のバイアス値を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ７１を制御することができる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【００３７】
図８は本発明の第５の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光ピックアップ装置において、ＬＤ１１から出射したレーザ光はコリメートレンズ１２で平行光になり、ＢＳ１３で直角に反射され、ガルバノミラー１４でさらに反射される。ガルバノミラー１４は振動することによりレーザ光を反射させる方向を変える。反射された光は近接場光プローブ・スライダのガラス基板上の紙面左右方向のみに曲率を持つシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、この方向のみ集光される。しかし、紙面垂直方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６は曲率を持たないので、このレンズによる集光は起こらない。反射された光はシリンドリカルマイクロレンズ１６により集光され、突起頂点部に向かう。突起頂点部の長辺の寸法はレーザ光の波長以上であり、短辺寸法は数十ｎｍの波長以下となっている。このようにして、入射した光がプローブ頂点の長辺方向に走査される。ここで、図９の（ａ）に近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す断面図、図９の（ｂ）に近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、図９の（ｃ）に近接場光プローブ・スライダの底面図、図９の（ｄ）に近接場光プローブ・スライダの側面図をそれぞれ示す。この近接場光プローブ・スライダ１５は、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口１８を形成する。この光出射開口１８は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されて構成されている。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。そして、シリンドリカルマイクロレンズ１６は突起部頂点の長方形の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり突起部頂点の長方形の短辺方向には集光効果を持たない。逆に言うと、図９の（ａ）のＢ方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６の焦点位置というものがないので、Ｂ方向に関しては突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。また、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形における長辺方向のどこかで、集光していればいいので、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。よって、高価な露光器を用いる必要がなく、製造コストも下がる。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズ１６を対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズ１６の開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズ１６により、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約２５０ｎｍになる。ガルバノミラーで反射された光は近接場光プローブ・スライダ１５のシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、突起頂点部に向かい、各光出射開口１８から光を出射させる。この結果、近接場光プローブ・スライダ１５からは、ガルバノミラーで１次元のＡ方向において方向が変化されたことに応じて各光出射開口から順次光を記録メディアに出射する。これにより高速記録・再生を実現できる。この近接場光プローブ・スライダ１５は記録メディアとスライダ底面間のギャップを小さくするために接触スライディングをさせる場合がある。この場合、摩擦・摩耗の観点からすると記録メディアの回転速度は低い方がよい。ところが、これだと記録・再生速度が遅くなってしまう。そこで、ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００３８】
図１０は図９の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。同図において、サスペンション１０１を介して、スライダは記録媒体上に位置決めされる。出射開口の間隔は底面側のフォトリソ・エッチングで決まるので、その間隔をトラックピッチとほぼ同じにすることができる。したがって、トラック１０２との角度θを小さくして記録メディアに形成されるトラック列に対して配設することができる。
【００３９】
図１１は図９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図１１の（ａ），（ｂ）に示すように、ガラス基板１１１上に突起形状樹脂１１２を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。なお、ガラス基板１１１は石英基板でも良い。そして、突起形状樹脂１１２はポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。続いて、図１１の（ｃ）に示すように、突起形状樹脂１１２をマスクにし、図４と同様に、ガラス材料を突起形状に形成してガラス突起１１３を形成する。この際、短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところのガラス材料には溝ができる。そして、図１１の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜１１４を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜１１４が堆積する。図１１の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜１１４をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜１１４は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜１１４が残る。その後は、図４の（ｆ），（ｇ）と同様にしてシリンドリカルマイクロレンズ１１６を形成する。なお、シリンドリカルマイクロレンズ１１６としては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ１１６の形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００４０】
図１２は本発明の第６の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてポリゴンミラー５１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。図１２において、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるには、図５中の「トラッキングアクチュエーション方向」にポリゴンミラー５１を動かすことで可能となる。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００４１】
図１３は本発明の第７の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＡＯモデュレータ６１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。ＡＯモデュレータ６１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。ビームを走査するためには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する周波数変動を持つ交流電圧とする。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＡＯモデュレータ６１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、等を用いることができる。
【００４２】
図１４は本発明の第８の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＥＯモデュレータ７１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。ＥＯモデュレータ７１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。ビームを走査するためには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【００４３】
図１６は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、突起部１５１はガラス基板１５２よりも屈折率が非常に高い高屈折率材料からなる。この例では、例えばＳｉ材料からなる。この突起部１５１は、底面をガラス基板１５２側に形成した例えば四角錐形状となってガラス基板１５２上に形成される。ガラス基板１５２上にはシリンドリカルレンズ１６が設けられている。このシリンドリカルレンズ１６は光出射開口の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり出射光の短辺方向には集光効果を持たない。この突起部１５１は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。さらに、この突起部１５１の側面は、光が突起部の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。ここで、本例の近接場光プローブ・スライダ１５では、突起部１５１の頂点部の形状が、例えば長円形状、長方形状等のいわゆる細長形状をしている。図１５に示す例では、突起部１５１は、その頂点部が長方形状とされている。具体的には後述するが、突起部１５１の頂点部をいわゆる細長形状とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。また、傾斜部分には金属遮光膜１５３があり伝搬光が漏れないようになっている。金属遮光膜１５３は、例えばＡｌ・Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜１５３は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。更に、この金属遮光膜１５３は、ガラス基板１５２及び突起部１５１の側面に形成される。このような近接場光プローブ・スライダ１５は、ガラス基板側から光が入射されると、金属遮光膜１５３で光を散乱させて突起部１５１の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部１５１と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜１５３を形成することで、突起部１５１の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読み取り信号のＳ／Ｎを向上させることができる。更に、上述したように、このような近接場光プローブ・スライダでは、モード間干渉効果を利用することで、小スポット化と高効率化とが同時に達成されている。このような突起部１５１の頂点部形状として具体的には、長辺の長さａが、ａ≧λ／２ｎの範囲、すなわち長辺の長さａは、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上であることが必要である。また、短辺の長さｂは、ａ＞ｂを満たすことが必要である。具体的には、シリコン（屈折率ｎ＝３．７）からなる突起部１５１において、波長λを７８０ｎｍとした場合、ａ＞１０５ｎｍとなる。なお、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上となるように長辺の長さａを設定すれば、ｂはいくらでも小さくしても構わない。突起部１５１がシリコンのような、高屈折率材料で構成されると、突起部内での光の波長がガラスの場合よりも短くなる。具体的にはｎｇｌａｓｓ／ｎＳｉ＝１．５／３．７＝０．４０５倍になる。よって、頂点部で生じる光スポットの大きさも０．４０５倍になるので、記録密度は約２．５倍になる。
【００４４】
図１７は図１６の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図１７の（ａ）に示すように、厚み数１００μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板１７１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層１７２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層１７３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。そして、図１７の（ｂ）に示すように、ガラス基板１７４を単結晶Ｓｉ層１７３の上に乗せ、単結晶Ｓｉ基板１７１とガラス基板１７４に電極１７５，１７６を圧接させる。このガラス基板１７４としては例えば米国コーニング社製＃７７４０を用いる。その厚みは０．１ｍｍから３ｍｍぐらいである。窒素ガス中あるいは真空中で３５０℃に加熱した状態で、単結晶Ｓｉ基板側に正の３００Ｖ程度の電圧を１０分程度印加する。このような方法により図１７の（ｃ）に示すようにガラス基板１７４は単結晶Ｓｉ層１７３に接合される。シリコン基板とシリコン層の間には絶縁層であるＳｉＯ２があるが、温度が高く、電圧も高いので、電流が突き抜けたり、漏れていたり、接合に必要な電流が流れる。この接合方法を陽極接合という。図１７の（ｄ）〜（ｇ）に示すように、ガラス基板１７４上に樹脂のレジスト１７７を積層してからパターン樹脂を形成し、凸レンズ形状樹脂１７８を形成することにより対物シリンドリカルレンズ１７９を作製する。そして、図１７の（ｈ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板１７１を強アルカリエッチングなどで、ＳｉＯ２層１７２をフッ酸などで除去する。この後、図１７の（ｉ）に示すように、プローブを作製する場所にパターン樹脂のレジスト１８０を形成する。そして、図１７の（ｊ），（ｋ）に示すように、このレジスト１８０をマスクにし、先の対物シリンドルカルレンズ１７９を作製したときと同様に、突起形状を高屈折率材料に形成する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。更に、図１７の（ｌ）に示すように、突起側に遮光膜１８１を堆積する。最後に、図１７の（ｍ）に示すように、突起先端部分の遮光膜１８１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。
【００４５】
また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズの開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズにより、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約５０ｎｍになる。さらに、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより、記録密度はさらに向上する。図１６に示す実施例では突起部が高屈折率なＳｉでできている。よって、突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉで構成される突起内ではガラスの場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので、従来よりも高密度な記録が実現する。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては、高屈折率材料１８１で形成された図１８の（ａ）に示すマイクロレンズ、高屈折率材料１８２の屈折率ｎ１より大きい屈折率ｎ２を有する高屈折率材料１８３が高屈折率材料１８２の基板に設けられた凹円筒部に形成された図１８の（ｂ）に示すマイクロレンズ、図１８の（ｂ）に示すマイクロレンズでレンズ部を対向させて形成された図１８の（ｃ）に示すマイクロレンズ、図１８の（ａ）に示すマイクロレンズでレンズ部を対向させて形成された図１８の（ｄ）に示すマイクロレンズなどの種々のマイクロレンズを用いることができる。特に、ワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。
【００４６】
図１９は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１６に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長径方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔は頂点部に短冊状に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００４７】
図２０は図１９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。本プロセス工程は図１７に示すプロセス工程とほとんど同じである。異なる工程として、図２０の（ｅ）で突起形状樹脂を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはこの場所だけ露光量を減らして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。図２０の（ｊ）に示すように、これをマスクにし、上述した対物シリンドリカルレンズを作製したときと同様に、突起形状を高屈折率材料に形成する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝２０８ができる。更に、図２０の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２１１を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜が堆積する。最後に、図１９の（ｈ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。上述の溝部分の遮光膜は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２１１が残る。また、マイクロレンズとしては図１８の種々のマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。
【００４８】
図２１は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１６に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、ここではガラス基板ではなく薄いシリコン基板２１０４の上にシリコンでできた、四角錐形状の突起が形成されている。シリコンは屈折率が非常に高い高屈折率材料であり、波長７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの間で３．７程度の大きい屈折率ｎを持つ。突起の下のシリコンは薄いので、上記波長でも、入射光に対して、数十％程度は透過する。突起部の形状、寸法も図１６に示すものと同様に決定される。また、突起部２１０１の底面側にはシリンドリカルマイクロレンズ１６が形成されている。本実施例ではシリンドリカルマイクロレンズ１６と突起部２１０１がともに高屈折率なＳｉでできている。よって、シリンドリカルマイクロレンズ及び突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉ内ではガラス内の場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので、従来よりも高密度な記録が実現する。また、シリンドリカルマイクロレンズと突起部との間に、かつ繋ぎ目がないので、境界面における反射が無く、光利用効率が高くなる。
【００４９】
図２２は図２１の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図２２の（ａ）に示すように、厚み数百μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板２２０１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層２２０２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層２２０３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。次に、図３６の（ｂ）に示すように、光プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂２２０４を形成する。続いて、図２２の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、突起形状を高屈折率材料で突起２２０５を形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料として、一例として、Ｓｉ（シリコン）を用いる。シリコンの屈折率ｎは、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。次に、図２２の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜２２０６を堆積する。そして、図２２の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２２０６をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。引き続いて、図２２の（ｆ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板２２０１の突起が形成されている部分を除去する。さらに、同じ場所のＳｉＯ２層２２０２を除去する。そして、図２２の（ｇ）に示すように、露出した単結晶Ｓｉ層２２０３上に、感光性材料（レジスト）２２０７を塗布する。塗布する感光性材料の厚さは、単結晶Ｓｉ層２２０３上に形成する対物レンズの高さと、後に感光性材料をレジストしてエッチングを行う材料（Ｓｉ）のエッチング速度とレジストのエッチング速度との比（選択比）により設定する。例えば、両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）には、レジストの高さは形成する対物レンズの高さと等しくする。また、単結晶Ｓｉ層２２０３のエッチング速度がレジストのエッチング速度より２倍大きい場合（選択比２）には、レジストの高さは対物レンズの高さの１／２でよい。また、単結晶Ｓｉ層２２０３上に塗布する感光性材料としては、通常の半導体製造に用いられるフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用する。具体的には、ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト）、ＯＭＲ−８５（ネガ型レジスト）などを用いればよい。ポジ型あるいはネガ型の選択によりレジストに形状を転写する工程（フォトリソ工程）に用いる写真マスクの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらない。なお、この実施の形態ではポジ型レジストを用いる場合について説明する。次に、図２２の（ｈ）に示すように、単結晶Ｓｉ層２２０３上に形成したレジスト２２０７上にシリンドリカルマイクロレンズと同等のパターンを形成したマスク（フォトマスク）を介して光を照射し、感光性材料を感光させる。これにより、光照射後に現像すると単結晶Ｓｉ層２２０３上にシリンドリカルマイクロレンズと同等のパターン樹脂が残る。続いて、残存したパターン樹脂に対し、熱および（あるいは）圧力を加え、重力および表面張力の効果によりレジスト表面を凸レンズ形状に形成する。なお、作用させる温度と圧力はレジスト形状により異なるが、温度においては２００〜４００度、圧力は１〜１０気圧の範囲で選べばよい。更に、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとして単結晶Ｓｉ層２２０３を垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。このエッチングの手段としては、半導体製造プロセスで通常用いられるドライエッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）や電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などである。ドライエッチングに用いるガスは基板材料により選択する。例えば基板材料がＳｉの場合は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６などを用いる。また、エッチング速度や選択性の調整のために上記のエッチッグガスに、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒなどのガスを混入してもよい。すなわち、上記工程により、単結晶Ｓｉ層２２０３上にシリンドリカルマイクロレンズ２２０８が形成される。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００５０】
図２３は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１２１に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、突起部と薄いシリコン基板を支えるガラス基板２３０１を設けている。これにより近接場光スライダ・プローブの剛性が向上する。更に、シリンドリカルマイクロレンズを作製するフォトリソが容易になる。
【００５１】
図２４は図２２の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図２４の（ａ）に示すように、厚み数百μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板２４０１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層２４０２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層２４０３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。次に、図２４の（ｂ）に示すように、単結晶Ｓｉ層２４０３上に、感光性材料（レジスト）２４０４を塗布し、マイクロレンズ形状のレジストパターンを形成する。この時、後にガラスを接合する面をマイクロレンズ周辺に残しておくようにレジストパターンを形成する。更に、図２４の（ｃ）に示すように、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとしてＳｉを垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。この時レンズ周辺にガラス接合面も残す。エッチングの方法は図２２と同様である。そして、図２４の（ｄ）に示すように、ガラス２４０６を単結晶Ｓｉ層の上に乗せ、Ｓｉとガラスに電極２４０７，２４０８を圧接させる。このガラスとしては例えば米国コーニング社製＃７７４０を用いる。その厚みは０．１ｍｍから３ｍｍぐらいである。窒素ガス中あるいは真空中で３５０℃に加熱した状態で、単結晶Ｓｉ基板側に正の３００Ｖ程度の電圧を１０分程度印加する。このような方法により、図２４の（ｅ）に示すようにガラス２４０６は単結晶シリコン層に接合される。シリコン基板とシリコン層の間には絶縁層であるＳｉＯ２があるが、温度が高く、電圧も高いので、電流が突き抜けたり、漏れていたり、接合に必要な電流が流れる。この接合方法を陽極接合という。このようにして、ガラス２４０２と単結晶Ｓｉ層２４０３が接合される。次に、図２４の（ｆ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板２４０１を除去する。更に、ＳｉＯ２（酸化シリコン）層２４０２も除去する。そして、図２４の（ｇ）に示すように、プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂２４０９を形成する。次に、図２４の（ｈ）に示すように、これをマスクにし、突起２４１０を単結晶Ｓｉ層２４０３に形成（樹脂パターンの転写）する。更に、図２４の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２４１１を堆積する。最後に、図２４の（ｊ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２４１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。また、フォトレジストを塗布する場合に、段差がないので、均一にフォトレジストが塗布できるので、凸レンズ形状樹脂のパターンを精度良く形成できる。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のようないわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００５２】
なお、このような近接場光プローブを使って突起部頂点での近接場光を走査する方法は図１、図５〜図７に示した実施例で述べた方法で可能である。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、マイクロレンズ（ＳＩＬ）の開口率ＮＡを１、Ｓｉの屈折率ｎを３．７とすると入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズによりこのレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約１７０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約１００ｎｍになる。更に、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより記録密度は更に向上する。実施例では対物レンズと突起部が共に高屈折率なＳｉでできている。よって、レンズ及び突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉ内ではガラス内の場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので従来よりも高密度な記録が実現する。
【００５３】
図２５は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１２１に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００５４】
図２６は図２５の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。図２２とほとんど同じであるが、図２６の（ｂ）に示すように、突起形状樹脂２６０４を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。次に、図２６の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、先の対物レンズを作製したときと同様に、突起２６０５を高屈折率材料に形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率ｎは、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝ができる。更に、図２６の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜２６０６を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜２６０６が堆積する。そして、図２６の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２６０６をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜２６０６は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２６０６が残る。以下のプロセスは図２２の（ｆ）以降と同じである。このような近接場光プローブを使って突起部頂点での近接場光を走査する方法は図１、図５〜図７の実施例で述べた方法で可能である。光の走査と遮光膜による効果などは第１の実施例と同様である。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のようないわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。
【００５５】
図２７は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図２３に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００５６】
図２８は図２７の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。図２４とほとんど同じであるが、図２８の（ｂ）に示すように、突起形状樹脂２８０４を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。次に、図２６の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、先の対物レンズを作製したときと同様に、突起２８０５を高屈折率材料で形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝ができる。また、図２８の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２８１１を堆積する。最後に、図２８の（ｊ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２８１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜２８１１は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２８１１が残る。なお、図２８の（ｆ）以前のプロセスは図２４の（ｄ），（ｅ）と同じである。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５ような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロシリンドリカルマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。
【００５７】
ここまで述べてきた実施例では凸型のレンズを用いて説明してきたが、特にこれに限定されるものではなく、シリンドリカルマイクロレンズとしては図１８の種々のマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。
【００５８】
図２９は本発明に係る光プローブ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。基本的な構成は図７と同じであるが、ＥＯモデュレータ７１のより具体的構成が示されている。なお、図２９の近接場光プローブ・スライダ１５に関しては、図７の構成のものを実施例では使っているが、特にこれに限定されるものではない。ＥＯモデュレータ７１にはメディアから近接場光プローブ・スライダ１５を介してＰＤ１９に入射する光をＰＤ１９にて電気信号に変換して、これをフィードバック回路２９０１に入力する。これと交流電圧源２９０２からＥＯモデュレータ７１を制御する信号を出力する。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、この交流電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧のバイアス値を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ７１を制御することができる。
【００５９】
本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）、ＭｇＯ等を用いることができる。
【００６０】
図３０はＥＯモデュレータの具体的構成を示す図である。同図において、電気光学結晶の形状は立方体で、光の透過する方向（ｘ方向）に長く、電極が形成されている面に垂直な方向（ｚ方向）に薄いことが好ましい。電極のｙ方向の長さ（幅）はｘ方向に関して変化するように形成されている。最も単純な形は直角三角形又は図３０のように台形である。電気光学結晶は電界を印加することで屈折率ｎが変化する。ここでは特に、電界に比例して屈折率ｎが変化するポッケルス効果を利用する。図３０では電極が形成されている部分のみに電界が印加されるので、電圧源により、この部分の屈折率ｎが他の部分のそれよりも増加又は減少する。これによりスネルの式から結晶を透過する光は結晶内で屈折して、結晶を出射した光は偏向する。出射した光を先に述べた近接場光プローブに照射すれば、その先端の近接場光は走査されることとなる。
【００６１】
このように、動作を効率よく、つまり電源の電圧、消費電力がより低くて済む構成により、光を走査できる動作を説明する。一般に、ポッケルス効果における結晶の屈折率の状態を表す屈折率楕円体の式は電気光学定数テンソルと印加電界ベクトルを用いて次のように表せられる。
【００６２】
【数１】
【００６３】
本発明の実施例で使用するＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶の場合、電気光学定数テンソルの各成分の値は、
【００６４】
【数２】
【００６５】
となる。
【００６６】
図３１で、ＬＮ結晶の光学軸（ｚ軸）に電界を印加し、光がｘ方向へ伝搬した場合を考える。ただし、光学軸とは、結晶中を伝搬する伝搬光が偏光に依存無く、常に常光線となる方向を光学軸という。式（１）〜式（３）より（ここでｎ０、ｎｅはＥ＝０のときのｎｙ、ｎｚを表している）、
【００６７】
【数３】
【００６８】
電界を印加したことによる屈折率変化は少ないので、
【００６９】
【数４】
【００７０】
この近似により、
【００７１】
【数５】
【００７２】
従って、ｚ偏光とｙ偏光で屈折率は、
【数６】
【００７３】
のように変化することが分かる。
【００７４】
ここで、図３２のように屈折率分布をもつ領域を作り、ビーム径Ｄの光を伝搬させるときのことを考える。図３１に示すように上から見たとき、このビームの上端を通る光（以下ビームＡと称す）とビームの下端を通る光（ビームＢと称す）に注目すると、それぞれのビームが結晶を通り抜けるのにかかる時間は次のように表せられる。
【００７５】
【数７】
【００７６】
従って、ちょうどビームＡが結晶端にたどり着いたとき、ビームＢはΔｘだけ結晶を飛び出している。
【００７７】
【数８】
【００７８】
このことから、光は位相をそろえるため角度ａ偏向することになる。
【数９】
【００７９】
更に、このビームがガウシアンビームのウェイストに置かれていたとした場合、無限遠での回折広がり半頂角は、
【００８０】
【数１０】
【００８１】
となる。ここから、集光したときに１スポット半径のＮ個分スポットを動かすことができる量（分解点数Ｎと呼ぶ）は、
【００８２】
【数１１】
【００８３】
で表される。
【００８４】
以上のことから、ＬＮ結晶に図３２の斜線で示すような形の電極を作製することで偏向器となることが分かる。
【００８５】
更に、（式７）と（式１３）を用いてＬＮ結晶に入射した光の分解点数Ｎは
【００８６】
【数１２】
【００８７】
と表せる。
【００８８】
ＬＮ結晶の場合、ｒ３３＞ｒ１３、ｎ０≒ｎｅであるため、偏向の効果が大きい光学軸に平行な、すなわちｚ軸方向の偏光（ｚ偏光）の光を入射させる。図で表すと、図３３のようになる。トラッキング信号検出を可能とするためには、記録されているマークの中心からビームをその半径程度移動させる必要がある。すなわち、偏向素子に求める分解点数は１以上が必要となる。これを目標にＬＮ結晶に図３４のような電極を作製した。（式１４）より、このような大きさをもつ偏向器では光学軸に平行な偏光に対して分解点数Ｎは、
【００８９】
【数１３】
【００９０】
となり、１６０Ｖ程度で分解点数Ｎ＝１が実現できる。ここで、波長は８３０ｎｍ、屈折率ｎ０＝２．２とした。
【００９１】
図３５のようにＬＮ結晶の光学軸に平行に電界を印加し、かつ光学軸方向に平行な直線偏光の光（Ｅ／／）をｘ軸方向に入射した場合の出射ビームの移動量（偏向量）を図３６の（ｂ）に、垂直な光（Ｅ⊥）のそれを図３６の（ａ）に示す。両者を比較すれば明らかなように、前者の場合の方が、移動量が大きいことが解る。すなわち、より低い電圧でビームを振ることができる。
【００９２】
図３７は電気光学偏向器の一例を示す図である。図中の電極に電圧源より電圧を印加すると電気光学結晶に電界が発生する。斜線で示した部分とそれ以外の部分は、同じ電界が掛かった場合に生じる屈折率の変化が異なるようになっている。それぞれは楔形をしていて、交互にスタックされている。ここで、図３７の（ａ）のように光が入射すると、斜線の部分とそれ以外の部分の境界で屈折率差による屈折が生じる。この現象が、光が境界を通るたびに生じるので、結晶から出る光は偏向される。この偏向の度合いは結晶に印加する電圧により制御できるので、結晶を出た光を先に述べた近接場光プローブに照射すれば、その先端の近接場光は走査されることとなる。
【００９３】
本実施例では、上記動作を効率よく、つまり電源の電圧、消費電力がより低くて済む構成とした。結晶の光学軸の方向、入射する光の偏光方向、印加する電界の方向などは図３３に示すものと同じである。ただし、図３７の斜線部分とそれ以外の部分の光学軸方向が反対になる構成とする。この構成で光を走査できる原理はドメイン反転型の電気光学結晶と同じであるが、図３３で述べた理由により、効率がよい。
【００９４】
また、本発明で使用される近接場光プローブ・スライダとしては、図３８のように、遮光膜３８０３と突起３８０２の頂点の面が同一面になるようにしてもよい。メディアと対向させて使用する場合、頂点部に応力が集中せず破損しにくい。
【００９５】
なお、図３９に示すように、シリンドリカルマイクロレンズの曲率のある方向の幅、すなわち突起部底面の長辺方向の幅つまり図３９のＡ方向は、突起部底面の長辺方向の幅よりも長くても良い。これは上記実施例の全てに適用される。また、上記実施例において、陽極接合に用いるガラスとしては、米国コーニング社製＃７７４０を一例として挙げたが、特にこれに限定されるわけではなく、米国コーニング社製＃７０７０、あるいは岩城硝子のＳＷ−３等を用いることもできる。更に、単結晶Ｓｉ層とガラス基板を接合する方法として、上記各実施例では陽極接合を挙げたが、特にこれに限るわけではなく、常温の直接接合を用いても良い。常温接合は、鏡面研磨したシリコンウェファやガラス基板、金属基板をいわゆるＲＣＡ洗浄した後、１０−９Ｔｏｒｒの真空チャンバ内でＡｒのＦＡＢ（Ｆａｓｔ Ａｔｏｍｉｃ Ｂｅａｍ）を２枚の基板にそれぞれに３００ｓｅｃ程度、同時に照射した後、１０ＭＰａの圧力で圧着する。大気に戻した後の接合強度は１２Ｍｐａ以上になる。また、透光性基板として、コーニング社の＃７７４０を挙げたが、特にこれ限るものではなく、直接接合を用いる場合は石英基板や、透光性の樹脂を用いることもできる。特に石英を用いた場合は、高温の直接接合により透光性基板とＳｉ層を接合することができる。この方法は、基板表面を充分に洗浄して、ゴミや汚れを除去して乾燥させ、正常な雰囲気中で面同士を接触させる。この後９００℃以上の熱処理を窒素中で行うことにより基板が接合される。また、低融点ガラス（フリットガラス）を用いたガラス接合によりＳｉ層と透光性基板を接合することもできる。更に、接着材により突起部を作製した層と透光性基板の接合を行うこともできる。この場合、ガラス基板を用い、ガラスと屈折率が等しくなるように製造された光学用接着剤、例えば駿河精機製Ｖ４０−Ｊ９１を用いることができる。また、突起部を形成する基板は特に単結晶Ｓｉ基板を用いることはなく、数十ｎｍから数百ｎｍの突起部頂点寸法を実現できるのであれば化合物半導体やガラス基板（遮光膜は必須）、樹脂基板、金属基板であっても良い。更に、上記各実施例において、いわゆるシリンドリカルな凹レンズ、又は凸レンズを用いているが、特にこれに限られるものではなく、一方向のみに回折する回折格子型のレンズ、又はフレネルレンズでも良い。また、上記各実施例において、突起部及びマイクロレンズを形成する材料として、主としてＳｉを用いた一例について説明したが、これに限られず、以下の材料も使用可能である。
【００９６】
以下プローブ材料を列記する。
単結晶Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｇｅ、ガラス、結晶石英、Ｃ（ダイヤモンド）、アモルファスＳｉ、マイクロクリスタル（微小結晶）Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、ＳｉｘＮｙ（ｘ、ｙは任意）、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＴｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ２Ｓ、ＬｉＧａＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３（ＫＴＮ）、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ２、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ３、ＰｂＧｅＯ３、Ｌｉ２ＧｅＯ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ２Ｏ６、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｂａ２ＴｉＳｉ１２Ｏ８、Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、Ｂｉ４Ｓｉ３Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、（Ｇｄ，Ｂｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２、Ｂａ２ＮＡＮｂＯ１５、Ｂｉ１２ＧｅＯ２Ｏ、Ｂｉ１２ＳｉＯ２、Ｃａ１２Ａｌ１４Ｏ３３、ＬｉＦ、ＮＡＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＮＡＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＡｇＣｌ、ＴｌＣｌ、ＣｕＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮＡＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＡｇＢｒ、ＴｌＢｒ、ＬｉＩ、ＮＡＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、Ｔｌ（Ｂｒ，Ｉ）、Ｔｌ（Ｃｌ、Ｂｒ）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＰｂＦ２、Ｈｇ２ＣＩ２、ＦｅＦ３、ＣｓＰｂＣｌ３、ＢａＭｇＦ４、ＢａＺｎＦ４、ＮＡ２ＳｂＦ５、ＬｉＣｌＯ４・３Ｈ２Ｏ、ＣｄＨｇ（ＳＣＮ）４、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、α−ＨｇＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＧａＳｅ、ＬｉＩｎＳ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＴｉＩｎＳ２、ＴｉＩｎＳｅ２、ＴｌＧａＳｅ２、ＴｌＧａＳ２、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｇ３ＡｓＳ３、Ａｇ３ＳｂＳ３、ＣｄＧａ２Ｓ４、ＣｄＣｒ２Ｓ４、ＴｌＴａ３Ｓ４、Ｔｌ３ＴａＳｅ４、Ｔｌ３ＶＳ４、Ｔｌ３ＡｓＳ４、Ｔｌ３ＰＳｅ４、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ，Ｐ）、（ｌｎＧａ）Ｐ、（ｌｎＧａ）Ａｓ、（Ｇａ，ＡＩ）Ｓｂ、Ｇａ（ＡｓＳｂ）、（ｌｎＧａ）（ＡｓＰ）、（ＧａＡＩ）（ＡｓＳｂ）、ＺｎＧｅＰ２、ＣａＣＯ３、ＮＡＮＯ３、α−ＨＩＯ３、α−ＬｉＩＯ３、ＫＩＯ２Ｆ２、ＦｅＢＯ３、Ｆｅ３ＢＯ６、ＫＢ５Ｏ８・４Ｈ２Ｏ、ＢｅＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ、Ｌｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏ、ＫＨ２ＰＯ４，ＫＤ２ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、ＫＨ２ＡｓＯ４、ＫＤ２ＡｓＯ４ＣＳＨ２ＡｓＯ４、ＣｓＤ２ＡｓＯ４、ＫＴｉＯＰＯ４，ＲｂＴｉＯＰＯ４、（Ｋ，Ｒｂ）ＴｉＯＰＯ４、ＰｂＭｏＯ４、β−Ｇｄ２（ＭｏＯ４）３、β−Ｔｂ２（ＭｏＯ４）３、Ｐｂ２ＭｏＯ５、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｋ２ＭｏＯＳ３・ＫＣｌ、ＹＶＯ４Ｃａ３（ＶＯ４）２、Ｐｂ５（ＧｅＯ４）（ＶＯ４）２、ＣＯ（ＮＨ２）２，Ｌｉ（ＣＯＯＨ）・Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＣＯＯＨ）２、（ＮＨ４ＣＨ２ＣＯＯＨ）３Ｈ２ＳＯ４、（ＮＤ４ＣＤ２ＣＯＯＤ）３Ｄ２ＳＯ４、（ＮＨ４ＣＨ２ＣＯＯＨ）３Ｈ２ＢｅＦ、（ＮＨ４）２Ｃ２Ｏ４・Ｈ２Ｏ、Ｃ４Ｈ３Ｎ３Ｏ４、Ｃ４Ｈ９ＮＯ３、Ｃ６Ｈ４（ＮＯ２）、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２Ｂｒ、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２ＣＩ、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２ＮＨ２、Ｃ６Ｈ４（ＮＨ４）ＯＨ、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２）２ＨＣｓ、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２）２ＨＲｂ、Ｃ６Ｈ３ＮＯ２ＣＨ３ＮＨ２、Ｃ６Ｈ３ＣＨ３（ＮＨ２）２、Ｃ６Ｈ１２Ｏ５・Ｈ２ＯＫＨ（Ｃ８Ｈ４Ｏ４）、Ｃ１ＯＨ１１Ｎ３Ｏ６、［ＣＨ２・ＣＦ２］ｎ。
【００９７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光プローブは、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。
【００９９】
また、別の発明の光プローブは、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できる。
【０１００】
更に、別の発明の光プローブは、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有している。更に、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できる。
【０１０１】
また、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされていることにより、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【０１０２】
更に、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが好ましい。
【０１０３】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０４】
更に、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０５】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は高屈折率材料基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０６】
更に、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている。よって、高速な入出力ビットレートを実現できる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０７】
また、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが、光ピックアップ装置においても好ましい。
【０１０８】
更に、光走査手段として、振動鏡、回転多面鏡、音響光学偏向器又は電気光学偏向器を用いることが好ましい。
【０１０９】
また、上記電気光学偏向器が立方体の電気光学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な電気光学結晶の面に電極が形成され、電極の幅が、光が透過する方向に関して変化する形状に形成されていることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【０１１０】
更に、電気光学偏向器がドメイン反転型の電気光学結晶であることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【０１１１】
また、上記電気光学結晶としてＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶を用い、ＬＮ結晶の光学軸に平行にＬＮ結晶に電界がかかるように電極と結晶の形状を定めると共に、光を光学軸と平行な方向の直線偏光としたことにより、電気光学偏向器の動作を効率良く、つまり電源の電圧、消費電力をより一層低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。
【図３】本発明の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。
【図４】図３の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第５の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図１０】図９の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。
【図１１】図９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第７の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第８の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１５】中間調マスクパターンのフォトマスクを用いたフォトレジストパターンを形成する方法の中間調マスクパターンを示す図である。
【図１６】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図１７】図１６の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図１８】シリンドリカルマイクロレンズの一例を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２０】図１９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２１】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２２】図２１の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２３】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２４】図２２の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２５】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２６】図２５の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２７】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２８】図２７の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２９】本発明に係る光プローブ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図３０】ＥＯモデュレータの具体的構成を示す図である。
【図３１】ＬＮ結晶の光学軸（ｚ軸）に電界を印加し、光がｘ方向へ伝搬した場合の電気光学偏向器の構造を示す図である。
【図３２】ＥＯモデュレータにおける屈折率分布領域を示す図である。
【図３３】ｚ軸方向の偏光（ｚ偏光）の光を入射させる場合の電気光学偏向器内の光の偏向の様子を示す図である。
【図３４】電極の具体例を示す図である。
【図３５】ＬＮ結晶に電界を印加した際の光の偏向の様子を示す図である。
【図３６】光学軸方向に平行な直線偏向光をｘ軸方向に入射した場合の出射ビームの移動量を示す図である。
【図３７】電気光学偏向器の一例を示す図である。
【図３８】本発明の近接場光プローブ・スライダの構成を示す図である。
【図３９】本発明の近接場光プローブ・スライダの別の構成を示す図である。
【図４０】従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。
【図４１】従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す斜視図である。
【図４２】従来の近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１１；ＬＤ、１２；コリメートレンズ、１３；ＢＳ、
１４；ガルバノミラー、１５；近接場光プローブ・スライダ、
１６；シリンドリカルマイクロレンズ、１７；光入射開口、１８；光出射開口、
１９；ＰＤ。
【発明の属する技術分野】
本発明は光プローブ及び光ピックアップ装置に関し、特に記録媒体に近接して配設され光を照射する光プローブと、当該光プローブを用いて記録媒体に記録させた信号を再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−１７１３８０号公報
近接場における光プローブを用い、記録媒体に記録された信号の記録再生装置では、光プローブの全面に光を照射して光プローブの光出射開口からの光を記録媒体上のピット毎に照射していた。このような従来の近接場における光プローブが従来よりいくつか提案されている。その一つとして、上記特許文献１には、長方形状の開口となされた光入射開口と、光入射開口から入射された光を集光して出射する光出射開口と、光入射開口と直交する面の断面が次第に小となるように形成されたガイド壁とを有し、光出射開口は一次的であって長方形状の開口に複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状となした光プローブが提案されている。
【０００３】
また、本出願人が先に提案している従来の近接場光プローブ・スライダの構成について、当該従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図４０を用いて説明する。なお、同図の（ａ）は従来の近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は従来の近接場光プローブ・スライダの底面図である。同図の（ｂ）に示すように、突起部４００２は、ガラス基板４００３をエッチング等で加工して形成する。よって、突起部４００２は、ガラス基板４００３と同じ材料である。この突起部４００２は、底面をガラス基板側に形成した例えば四角錐形状となってガラス基板上に形成される。突起部４００２に入射光を集光させるシリンドリカルマイクロレンズ４００５がガラス基板４００３上に作製されている。この突起部４００２は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。更に、この突起部４００２の側面は、光が突起部４００２の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。ここで、従来の近接場光プローブ・スライダでは、図４０の（ｃ）に示す如く、突起部４００２は、その頂点部が長方形とされている。突起部４００２の頂点部を長方形とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。金属遮光膜４００４は、例えばＡｌ・Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜４００４は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。この金属遮光膜４００４は、ガラス基板４００３及び突起部４００２の側面に形成される。
【０００４】
このような構成の従来の近接場光プローブ・スライダは、ガラス基板側から光が入射されると、金属遮光膜４００４で光を散乱させて突起部４００２の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部４００２と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜４００４を形成することで、突起部４００２の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読取信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【０００５】
ここで、図４１に従来の近接場光プローブ・スライダの斜視図を、図４２に従来の近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図を、それぞれ示す。なお、図４２に示す光ピックアップ装置は、従来の近接場光プローブ・スライダとＥＯモデュレータを組み合わせてトラッキングを行う例である。図４２に示すように、レーザダイオード（以下ＬＤと略す）４２１１から出射したレーザ光はコリメートレンズ４２１２で平行光になり、ビームスプリッタ（以下ＢＳと略す）４２１３で直角に反射され、ＥＯモデュレータ４２１４により偏向され、走査される。ＥＯモデュレータ４２１４には偏向方向を制御する交流電圧源４２２０が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、交流電圧源４２２０の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧のバイアス値を、フィードバック回路４２２１を介して、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ４２１４を制御する。
【０００６】
なお、従来例の構成の第２の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。また、従来例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。ＥＯモデュレータ４１１４としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、図４０に示したように、ガラス基板上に円形のレンズを設けている。このレンズの焦点は突起部の頂点部上になければならない。そうでないと光利用効率が著しく減少するからである。図４０の近接場光プローブ・スライダ４００１を作製する方法において、シリンドリカルマイクロレンズ４００５と突起部４００２の頂点部の位置合わせは後に述べるように、フォトリソ工程における露光の位置合わせ、いわゆるアライメントの精度に依る。突起部の頂点部の長方形短辺の寸法は数十ｎｍであるために、これよりも高い精度で位置合わせをする必要があるが、これだけの精度のある露光機の価格は数億円以上と非常に高価である。よって、一般的な露光機（アライナー）ではマイクロレンズの焦点位置合わせが大きな問題となる。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる光プローブ及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の光プローブは、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。
【００１０】
また、別の発明の光プローブは、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できる。
【００１１】
更に、別の発明の光プローブは、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できる。
【００１２】
また、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされていることにより、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【００１３】
更に、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが好ましい。
【００１４】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１５】
更に、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１６】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は高屈折率材料基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【００１７】
更に、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている。よって、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【００１８】
また、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが、光ピックアップ装置においても好ましい。
【００１９】
更に、光走査手段として、振動鏡、回転多面鏡、音響光学偏向器又は電気光学偏向器を用いることが好ましい。
【００２０】
また、上記電気光学偏向器が立方体の電気光学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な電気光学結晶の面に電極が形成され、電極の幅が、光が透過する方向に関して変化する形状に形成されていることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【００２１】
更に、電気光学偏向器がドメイン反転型の電気光学結晶であることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【００２２】
また、上記電気光学結晶としてＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶を用い、ＬＮ結晶の光学軸に平行にＬＮ結晶に電界がかかるように電極と結晶の形状を定めると共に、光を光学軸と平行な方向の直線偏光としたことにより、電気光学偏向器の動作を効率良く、つまり電源の電圧、消費電力をより一層低くすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の光プローブは、光透過性材料により構成された透光性基板と、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し頂点部が長方形である突起部を有している。そして、突起部の頂点部の長辺方向に走査させながら入射する光を突起部の頂点部上に集光するための対物レンズが透過性基板に形成されている。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。
【００２４】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図において、ＬＤ１１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２で平行光になり、ＢＳ１３で直角に反射され、ガルバノミラー１４でさらに反射される。ガルバノミラー１４は振動することによりレーザ光を反射させる方向を変える。反射された光は近接場光プローブ・スライダ１５のガラス基板上の紙面左右方向のみに曲率を持つシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、この方向のみ集光される。しかし、紙面垂直方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６は曲率を持たないので、シリンドリカルマイクロレンズ１６による集光は起こらない。そして、反射された光はシリンドリカルマイクロレンズ１６により集光され、突起頂点部に向かう。突起頂点部の長辺の寸法はレーザ光の波長以上であり、短辺寸法は数十ｎｍでレーザ光波長以下となっている。このようにして、入射した光がプローブ頂点の長辺方向に走査される。
【００２５】
また、本実施例の構成の第１の使用方法として、トラッキングエラー検出とトラッキングアクチュエーションが挙げられる。記録メディア上には各トラックにトラックを案内する案内溝としてのランドグルーブが存在する。書き込みができないＲＯＭタイプの場合はこの限りではない。図１のガルバノミラー１４によりトラック幅より小さい幅で出射光の位置が振れるように、いわゆるビームウォブリング動作をさせる。ランド（あるいはグルーブ）に出射光が当たるタイミングと、その時の、図１のＰＤ１９で検出する反射光の強度からウォブリングする出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置とのずれを検出できる。いわゆるトラックエラー検出を行うことができる。この値からＰＤ１９からガルバノミラー１４への制御回路（図示せず）により、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにガルバノミラーを制御することができる。
【００２６】
更に、本実施例の構成の第２の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。本実施例の近接場光プローブ・スライダは記録メディアとスライダ底面間のギャップを小さくするために接触スライディングをさせる場合がある。この場合、摩擦・摩耗の観点からすると記録メディアの回転速度は低い方がよい。ところがこれだと記録・再生速度が遅くなってしまう。そこで、ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００２７】
図２は図１の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。同図において、サスペンション２４を介して、近接場光プローブ・スライダ１５は記録媒体上に位置決めされる。突起部の頂点部の長辺は複数トラックの長さを持っているので、上記のような動作を行うことができる。特にトラッキング動作をする場合はせいぜい２トラック分の長辺方向の寸法があればよい。
【００２８】
図３は本発明の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、透光性材料であるガラス基板３２の上に、同じガラス材料で構成された突起部３１がある。突起部３１は、四角錐形状である。シリコンは波長７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの間で１．５程度の屈折率ｎを持つ。突起部３１と反対の面にシリンドリカルマイクロレンズ１６が設けられている。このシリンドリカルマイクロレンズ１６は突起部頂点の長方形の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり突起部頂点の長方形の短辺方向には集光効果を持たない。逆に言うと、図３（ａ）のＢ方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６の焦点位置というものがないので、Ｂ方向に関しては突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。また、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形の長辺方向のどこかで、集光していればいいので、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。したがって、高価な露光器を用いる必要がなく、製造コストも下がる。また、突起部３１は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。更に、この突起部３１の側面は、光が突起部の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。
【００２９】
ここで、本発明の近接場光プローブ・スライダでは、突起部の頂点部の形状が、長方形をしている。具体的には後述するが、突起部の頂点部をいわゆる長方形とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。図３の（ｂ）に示すように、金属遮光膜３３は、例えばＡｌ、Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜３３は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。この金属遮光膜３３は、ガラス基板３２及び突起部３１の側面に形成される。このような近接場光プローブ・スライダは、シリンドリカルマイクロレンズ１６側から光が入射されると、金属遮光膜３３で光を散乱させて突起部３１の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部３１と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜３３を形成することで、突起部３１の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読取信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００３０】
更に、上述したように、このような近接場光プローブ・スライダでは、モード間干渉効果を利用することで、小スポット化と高効率化とが同時に達成されている。しかしながら、上述したように、突起部の頂点部の形状が、正方形形状又は円形状、あるいはそれに類する形状であるような場合、本出願人が提案した特許第３，０５３，３８０号でのモード間干渉により発生するビームスポットの形状は楕円形状となってしまう。すなわち、入射光の偏光方向と垂直な方向に対しては、ビームスポット径が小さくなり、回折限界を超えた高分解能化が達成可能であるが、入射光の偏光方向と平行な方向に対しては、ピームスポット径が半波長程度までにしか小さくならず、高分解能化が困難であった。
【００３１】
そこで、本実施例では、突起部の頂点部の形状を、入射光の偏光方向と平行な方向が短辺となり、入射光の偏光方向と垂直な方向が長辺となるような長方形としている。突起部の頂点部の形状を長方形とすることで、小スポット化が困難であった入射光の偏光方向と平行な方向、すなわち頂点部の短辺方向に対しては、頂点部形状によって光が閉じ込められることになる。また、頂点部の短辺に対して平行に入射する光に対してはカットオフが存在しない。これにより、入射光の偏光方向と平行な方向に対してもピームスポットの小スポット化を実現し、一層の高分解化と高効率化とを実現することができる。
【００３２】
このような頂点部の形状として具体的には、長辺の長さａが、ａ≧λ／２ｎの範囲、すなわち、長辺の長さａは、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上であることが必要である。また、短辺の長さｂは、ａ＞ｂを満たすことが必要である。具体的には、ガラス（屈折率ｎ＝１．５）からなる突起部において、波長λを７８０ｎｍとした場合、ａ＞２６０ｎｍとなる。なお、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上となるように長辺の長さａを設定すれば、ｂはいくらでも小さくしても構わない。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズの開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズにより、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約２５０ｎｍになる。さらに、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより、記録密度はさらに向上する。また、シリンドリカルマイクロレンズと突起部との間に、かつ繋ぎ目がないので、境界面における反射が無く、光利用効率が高くなる。
【００３３】
図４は図３の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図４の（ａ）に示すように、厚み数１００μｍのガラス４１を用いる。石英基板でも良い。図４の（ｂ）に示すように、プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂４２を形成する。図４の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、突起形状をガラス材料に形成し、ガラス突起４３を形成する。更に、図４の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜４４を堆積する。そして、図４の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜４４をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。図４の（ｆ）に示すように、突起が形成されている面と反対の面に、感光性材料（レジスト）４５を塗布する。塗布する感光性材料４５の厚さは、ガラス基板４１に形成する対物レンズの高さと、後に感光性材料４５をレジストしてエッチングを行う材料（Ｓｉ）のエッチング速度とレジストのエッチング速度との比（選択比）により設定する。例えば、両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）には、レジストの高さは形成する対物レンズの高さと等しくする。また、Ｓｉのエッチング速度がレジストのエッチング速度より２倍大きい場合（選択比２）には、レジストの高さは対物レンズの高さの１／２でよい。また、ガラス基板４１上に塗布する感光性材料４５としては、通常の半導体製造に用いられるフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用する。具体的には、ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト）、ＯＭＲ−８５（ネガ型レジスト）などを用いればよい。ポジ型あるいはネガ型の選択によりレジストに形状を転写する工程（フォトリソ工程）に用いる写真マスクの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらない。なお、この実施の形態ではポジ型レジストを用いる場合について説明する。次に、図４の（ｇ）に示すように、ガラス基板４１上に形成したレジスト上に対物レンズ径と同等のパターンを形成したマスク（フォトマスク）を介して光を照射し、感光性材料を感光させる。これにより、光照射後に現像するとガラス基板上に対物レンズ径と同等のパターン樹脂が残る。続いて、上記残存したパターン樹脂に対し、熱および（あるいは）圧力を加え、重力および表面張力の効果によりレジスト表面を凸レンズ形状に形成する。なお、作用させる温度と圧力はレジスト形状により異なるが、温度においては２００〜４００度、圧力は１〜１０気圧の範囲で選べばよい。更に、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとしてガラス基板をガラス面に垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。このエッチングの手段としては、半導体製造プロセスで通常用いられるドライエッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）や電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などである。ドライエッチングに用いるガスは基板材料により選択する。例えば基板材料がガラスや石英の場合は、Ｃ４Ｆ８などを用いる。また、エッチング速度や選択性の調整のために上記のエッチッグガスに、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒなどのガスを混入してもよい。すなわち、上記工程により、ガラス基板４１上にシリンドリカルマイクロレンズ４６が形成される。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては図１８の種々のシリンドリカルマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のシリンドリカルマイクロレンズを用いると良い。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてポリゴンミラー５１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。図５において、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるには、図５中の「トラッキングアクチュエーション方向」にポリゴンミラー５１を動かすことで可能となる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００３５】
図６は本発明の第３の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＡＯモデュレータ６１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。ＡＯモデュレータ６１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、この交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する周波数変動を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧周波数変動の中心周波数を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＡＯモデュレータ６１を制御することができる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＡＯモデュレータ６１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、等を用いることができる。
【００３６】
図７は本発明の第４の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＥＯモデュレータ７１を使っている以外は図１の第１の実施例の構成と同じである。ＥＯモデュレータ７１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から上記交流電圧のバイアス値を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ７１を制御することができる。本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【００３７】
図８は本発明の第５の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光ピックアップ装置において、ＬＤ１１から出射したレーザ光はコリメートレンズ１２で平行光になり、ＢＳ１３で直角に反射され、ガルバノミラー１４でさらに反射される。ガルバノミラー１４は振動することによりレーザ光を反射させる方向を変える。反射された光は近接場光プローブ・スライダのガラス基板上の紙面左右方向のみに曲率を持つシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、この方向のみ集光される。しかし、紙面垂直方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６は曲率を持たないので、このレンズによる集光は起こらない。反射された光はシリンドリカルマイクロレンズ１６により集光され、突起頂点部に向かう。突起頂点部の長辺の寸法はレーザ光の波長以上であり、短辺寸法は数十ｎｍの波長以下となっている。このようにして、入射した光がプローブ頂点の長辺方向に走査される。ここで、図９の（ａ）に近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す断面図、図９の（ｂ）に近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、図９の（ｃ）に近接場光プローブ・スライダの底面図、図９の（ｄ）に近接場光プローブ・スライダの側面図をそれぞれ示す。この近接場光プローブ・スライダ１５は、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口１８を形成する。この光出射開口１８は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されて構成されている。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。そして、シリンドリカルマイクロレンズ１６は突起部頂点の長方形の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり突起部頂点の長方形の短辺方向には集光効果を持たない。逆に言うと、図９の（ａ）のＢ方向に関しては、シリンドリカルマイクロレンズ１６の焦点位置というものがないので、Ｂ方向に関しては突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。また、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形における長辺方向のどこかで、集光していればいいので、Ａ方向に関しても、突起部頂点の長方形とシリンドリカルマイクロレンズ間の高精度な位置合わせは必要ない。よって、高価な露光器を用いる必要がなく、製造コストも下がる。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズ１６を対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズ１６の開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズ１６により、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約２５０ｎｍになる。ガルバノミラーで反射された光は近接場光プローブ・スライダ１５のシリンドリカルマイクロレンズ１６を通り、突起頂点部に向かい、各光出射開口１８から光を出射させる。この結果、近接場光プローブ・スライダ１５からは、ガルバノミラーで１次元のＡ方向において方向が変化されたことに応じて各光出射開口から順次光を記録メディアに出射する。これにより高速記録・再生を実現できる。この近接場光プローブ・スライダ１５は記録メディアとスライダ底面間のギャップを小さくするために接触スライディングをさせる場合がある。この場合、摩擦・摩耗の観点からすると記録メディアの回転速度は低い方がよい。ところが、これだと記録・再生速度が遅くなってしまう。そこで、ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００３８】
図１０は図９の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。同図において、サスペンション１０１を介して、スライダは記録媒体上に位置決めされる。出射開口の間隔は底面側のフォトリソ・エッチングで決まるので、その間隔をトラックピッチとほぼ同じにすることができる。したがって、トラック１０２との角度θを小さくして記録メディアに形成されるトラック列に対して配設することができる。
【００３９】
図１１は図９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図１１の（ａ），（ｂ）に示すように、ガラス基板１１１上に突起形状樹脂１１２を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。なお、ガラス基板１１１は石英基板でも良い。そして、突起形状樹脂１１２はポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。続いて、図１１の（ｃ）に示すように、突起形状樹脂１１２をマスクにし、図４と同様に、ガラス材料を突起形状に形成してガラス突起１１３を形成する。この際、短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところのガラス材料には溝ができる。そして、図１１の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜１１４を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜１１４が堆積する。図１１の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜１１４をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜１１４は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜１１４が残る。その後は、図４の（ｆ），（ｇ）と同様にしてシリンドリカルマイクロレンズ１１６を形成する。なお、シリンドリカルマイクロレンズ１１６としては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ１１６の形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００４０】
図１２は本発明の第６の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてポリゴンミラー５１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。図１２において、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるには、図５中の「トラッキングアクチュエーション方向」にポリゴンミラー５１を動かすことで可能となる。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。
【００４１】
図１３は本発明の第７の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＡＯモデュレータ６１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。ＡＯモデュレータ６１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。ビームを走査するためには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する周波数変動を持つ交流電圧とする。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＡＯモデュレータ６１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＺｎＯ、等を用いることができる。
【００４２】
図１４は本発明の第８の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す光走査方法としてＥＯモデュレータ７１を使っている以外は図８の第５の実施例の構成と同じである。ＥＯモデュレータ７１には、偏向方向を制御する交流電圧源（図示せず）が接続されている。ビームを走査するためには、交流電圧源の電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。本実施例の構成で、高速記録・再生を実現できる。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いることができる。
【００４３】
図１６は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、突起部１５１はガラス基板１５２よりも屈折率が非常に高い高屈折率材料からなる。この例では、例えばＳｉ材料からなる。この突起部１５１は、底面をガラス基板１５２側に形成した例えば四角錐形状となってガラス基板１５２上に形成される。ガラス基板１５２上にはシリンドリカルレンズ１６が設けられている。このシリンドリカルレンズ１６は光出射開口の長辺方向にのみ曲率を有していて、この方向のみ入射光を集光する。これと垂直な方向、つまり出射光の短辺方向には集光効果を持たない。この突起部１５１は、先端部分に近接場光を発生させるように設計され、先端部分を光の波長程度あるいは波長以下に形成させることで先端部分に近接場光でない伝搬光を発生させるように設計される。さらに、この突起部１５１の側面は、光が突起部の底面側から入射されたとき、先端部分で光強度が大きくなるように設計されている。ここで、本例の近接場光プローブ・スライダ１５では、突起部１５１の頂点部の形状が、例えば長円形状、長方形状等のいわゆる細長形状をしている。図１５に示す例では、突起部１５１は、その頂点部が長方形状とされている。具体的には後述するが、突起部１５１の頂点部をいわゆる細長形状とすることで、モード間干渉により発生する略楕円状のビームスポットの、長軸方向、すなわち入射光の偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現することができる。また、傾斜部分には金属遮光膜１５３があり伝搬光が漏れないようになっている。金属遮光膜１５３は、例えばＡｌ・Ａｕ等の遮光性材料からなり、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により、光を透過させない程度の膜厚に形成される。この金属遮光膜１５３は、例えばＡｌ材料を用いた場合、約３０ｎｍ程度、あるいはそれ以上の膜厚で形成される。更に、この金属遮光膜１５３は、ガラス基板１５２及び突起部１５１の側面に形成される。このような近接場光プローブ・スライダ１５は、ガラス基板側から光が入射されると、金属遮光膜１５３で光を散乱させて突起部１５１の頂点での光強度が大きくなるように集光し、突起部１５１と試料との間に近接陽光を発生させる。また、金属遮光膜１５３を形成することで、突起部１５１の先端から発生する光以外の光を遮断することができ、読み取り信号のＳ／Ｎを向上させることができる。更に、上述したように、このような近接場光プローブ・スライダでは、モード間干渉効果を利用することで、小スポット化と高効率化とが同時に達成されている。このような突起部１５１の頂点部形状として具体的には、長辺の長さａが、ａ≧λ／２ｎの範囲、すなわち長辺の長さａは、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上であることが必要である。また、短辺の長さｂは、ａ＞ｂを満たすことが必要である。具体的には、シリコン（屈折率ｎ＝３．７）からなる突起部１５１において、波長λを７８０ｎｍとした場合、ａ＞１０５ｎｍとなる。なお、最低次モードのカットオフ径（λ／２ｎ）以上となるように長辺の長さａを設定すれば、ｂはいくらでも小さくしても構わない。突起部１５１がシリコンのような、高屈折率材料で構成されると、突起部内での光の波長がガラスの場合よりも短くなる。具体的にはｎｇｌａｓｓ／ｎＳｉ＝１．５／３．７＝０．４０５倍になる。よって、頂点部で生じる光スポットの大きさも０．４０５倍になるので、記録密度は約２．５倍になる。
【００４４】
図１７は図１６の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図１７の（ａ）に示すように、厚み数１００μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板１７１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層１７２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層１７３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。そして、図１７の（ｂ）に示すように、ガラス基板１７４を単結晶Ｓｉ層１７３の上に乗せ、単結晶Ｓｉ基板１７１とガラス基板１７４に電極１７５，１７６を圧接させる。このガラス基板１７４としては例えば米国コーニング社製＃７７４０を用いる。その厚みは０．１ｍｍから３ｍｍぐらいである。窒素ガス中あるいは真空中で３５０℃に加熱した状態で、単結晶Ｓｉ基板側に正の３００Ｖ程度の電圧を１０分程度印加する。このような方法により図１７の（ｃ）に示すようにガラス基板１７４は単結晶Ｓｉ層１７３に接合される。シリコン基板とシリコン層の間には絶縁層であるＳｉＯ２があるが、温度が高く、電圧も高いので、電流が突き抜けたり、漏れていたり、接合に必要な電流が流れる。この接合方法を陽極接合という。図１７の（ｄ）〜（ｇ）に示すように、ガラス基板１７４上に樹脂のレジスト１７７を積層してからパターン樹脂を形成し、凸レンズ形状樹脂１７８を形成することにより対物シリンドリカルレンズ１７９を作製する。そして、図１７の（ｈ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板１７１を強アルカリエッチングなどで、ＳｉＯ２層１７２をフッ酸などで除去する。この後、図１７の（ｉ）に示すように、プローブを作製する場所にパターン樹脂のレジスト１８０を形成する。そして、図１７の（ｊ），（ｋ）に示すように、このレジスト１８０をマスクにし、先の対物シリンドルカルレンズ１７９を作製したときと同様に、突起形状を高屈折率材料に形成する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。更に、図１７の（ｌ）に示すように、突起側に遮光膜１８１を堆積する。最後に、図１７の（ｍ）に示すように、突起先端部分の遮光膜１８１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。
【００４５】
また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、シリンドリカルマイクロレンズの開口率ＮＡを１、ガラスの屈折率ｎを１．５とすると、入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズにより、このレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約４２０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約５０ｎｍになる。さらに、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより、記録密度はさらに向上する。図１６に示す実施例では突起部が高屈折率なＳｉでできている。よって、突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉで構成される突起内ではガラスの場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので、従来よりも高密度な記録が実現する。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては、高屈折率材料１８１で形成された図１８の（ａ）に示すマイクロレンズ、高屈折率材料１８２の屈折率ｎ１より大きい屈折率ｎ２を有する高屈折率材料１８３が高屈折率材料１８２の基板に設けられた凹円筒部に形成された図１８の（ｂ）に示すマイクロレンズ、図１８の（ｂ）に示すマイクロレンズでレンズ部を対向させて形成された図１８の（ｃ）に示すマイクロレンズ、図１８の（ａ）に示すマイクロレンズでレンズ部を対向させて形成された図１８の（ｄ）に示すマイクロレンズなどの種々のマイクロレンズを用いることができる。特に、ワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。
【００４６】
図１９は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１６に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長径方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔は頂点部に短冊状に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００４７】
図２０は図１９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。本プロセス工程は図１７に示すプロセス工程とほとんど同じである。異なる工程として、図２０の（ｅ）で突起形状樹脂を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはこの場所だけ露光量を減らして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。図２０の（ｊ）に示すように、これをマスクにし、上述した対物シリンドリカルレンズを作製したときと同様に、突起形状を高屈折率材料に形成する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝２０８ができる。更に、図２０の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２１１を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜が堆積する。最後に、図１９の（ｈ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。上述の溝部分の遮光膜は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２１１が残る。また、マイクロレンズとしては図１８の種々のマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。
【００４８】
図２１は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１６に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、ここではガラス基板ではなく薄いシリコン基板２１０４の上にシリコンでできた、四角錐形状の突起が形成されている。シリコンは屈折率が非常に高い高屈折率材料であり、波長７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの間で３．７程度の大きい屈折率ｎを持つ。突起の下のシリコンは薄いので、上記波長でも、入射光に対して、数十％程度は透過する。突起部の形状、寸法も図１６に示すものと同様に決定される。また、突起部２１０１の底面側にはシリンドリカルマイクロレンズ１６が形成されている。本実施例ではシリンドリカルマイクロレンズ１６と突起部２１０１がともに高屈折率なＳｉでできている。よって、シリンドリカルマイクロレンズ及び突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉ内ではガラス内の場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので、従来よりも高密度な記録が実現する。また、シリンドリカルマイクロレンズと突起部との間に、かつ繋ぎ目がないので、境界面における反射が無く、光利用効率が高くなる。
【００４９】
図２２は図２１の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図２２の（ａ）に示すように、厚み数百μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板２２０１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層２２０２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層２２０３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。次に、図３６の（ｂ）に示すように、光プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂２２０４を形成する。続いて、図２２の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、突起形状を高屈折率材料で突起２２０５を形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料として、一例として、Ｓｉ（シリコン）を用いる。シリコンの屈折率ｎは、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。次に、図２２の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜２２０６を堆積する。そして、図２２の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２２０６をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。引き続いて、図２２の（ｆ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板２２０１の突起が形成されている部分を除去する。さらに、同じ場所のＳｉＯ２層２２０２を除去する。そして、図２２の（ｇ）に示すように、露出した単結晶Ｓｉ層２２０３上に、感光性材料（レジスト）２２０７を塗布する。塗布する感光性材料の厚さは、単結晶Ｓｉ層２２０３上に形成する対物レンズの高さと、後に感光性材料をレジストしてエッチングを行う材料（Ｓｉ）のエッチング速度とレジストのエッチング速度との比（選択比）により設定する。例えば、両者のエッチング速度が等しい場合（選択比１）には、レジストの高さは形成する対物レンズの高さと等しくする。また、単結晶Ｓｉ層２２０３のエッチング速度がレジストのエッチング速度より２倍大きい場合（選択比２）には、レジストの高さは対物レンズの高さの１／２でよい。また、単結晶Ｓｉ層２２０３上に塗布する感光性材料としては、通常の半導体製造に用いられるフォトレジストあるいは感光性ドライフィルムを使用する。具体的には、ＯＦＰＲ−８００（ポジ型レジスト）、ＯＭＲ−８５（ネガ型レジスト）などを用いればよい。ポジ型あるいはネガ型の選択によりレジストに形状を転写する工程（フォトリソ工程）に用いる写真マスクの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらない。なお、この実施の形態ではポジ型レジストを用いる場合について説明する。次に、図２２の（ｈ）に示すように、単結晶Ｓｉ層２２０３上に形成したレジスト２２０７上にシリンドリカルマイクロレンズと同等のパターンを形成したマスク（フォトマスク）を介して光を照射し、感光性材料を感光させる。これにより、光照射後に現像すると単結晶Ｓｉ層２２０３上にシリンドリカルマイクロレンズと同等のパターン樹脂が残る。続いて、残存したパターン樹脂に対し、熱および（あるいは）圧力を加え、重力および表面張力の効果によりレジスト表面を凸レンズ形状に形成する。なお、作用させる温度と圧力はレジスト形状により異なるが、温度においては２００〜４００度、圧力は１〜１０気圧の範囲で選べばよい。更に、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとして単結晶Ｓｉ層２２０３を垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。このエッチングの手段としては、半導体製造プロセスで通常用いられるドライエッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）や電子サイクロトロン共鳴エッチング法（ＥＣＲ）などである。ドライエッチングに用いるガスは基板材料により選択する。例えば基板材料がＳｉの場合は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６などを用いる。また、エッチング速度や選択性の調整のために上記のエッチッグガスに、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒなどのガスを混入してもよい。すなわち、上記工程により、単結晶Ｓｉ層２２０３上にシリンドリカルマイクロレンズ２２０８が形成される。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００５０】
図２３は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１２１に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、突起部と薄いシリコン基板を支えるガラス基板２３０１を設けている。これにより近接場光スライダ・プローブの剛性が向上する。更に、シリンドリカルマイクロレンズを作製するフォトリソが容易になる。
【００５１】
図２４は図２２の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。先ず、図２４の（ａ）に示すように、厚み数百μｍの単結晶Ｓｉ（シリコン）基板２４０１上に約１μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）層２４０２と約５〜１０μｍの単結晶Ｓｉ層２４０３が積層されている。所謂ＳＯＩ基板を用いる。次に、図２４の（ｂ）に示すように、単結晶Ｓｉ層２４０３上に、感光性材料（レジスト）２４０４を塗布し、マイクロレンズ形状のレジストパターンを形成する。この時、後にガラスを接合する面をマイクロレンズ周辺に残しておくようにレジストパターンを形成する。更に、図２４の（ｃ）に示すように、このようにして形成した凸レンズ形状の樹脂をマスクとしてＳｉを垂直な方向にエッチング（異方性エッチング）する。この時レンズ周辺にガラス接合面も残す。エッチングの方法は図２２と同様である。そして、図２４の（ｄ）に示すように、ガラス２４０６を単結晶Ｓｉ層の上に乗せ、Ｓｉとガラスに電極２４０７，２４０８を圧接させる。このガラスとしては例えば米国コーニング社製＃７７４０を用いる。その厚みは０．１ｍｍから３ｍｍぐらいである。窒素ガス中あるいは真空中で３５０℃に加熱した状態で、単結晶Ｓｉ基板側に正の３００Ｖ程度の電圧を１０分程度印加する。このような方法により、図２４の（ｅ）に示すようにガラス２４０６は単結晶シリコン層に接合される。シリコン基板とシリコン層の間には絶縁層であるＳｉＯ２があるが、温度が高く、電圧も高いので、電流が突き抜けたり、漏れていたり、接合に必要な電流が流れる。この接合方法を陽極接合という。このようにして、ガラス２４０２と単結晶Ｓｉ層２４０３が接合される。次に、図２４の（ｆ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板２４０１を除去する。更に、ＳｉＯ２（酸化シリコン）層２４０２も除去する。そして、図２４の（ｇ）に示すように、プローブを作製する場所にフォトレジストなどで突起形状樹脂２４０９を形成する。次に、図２４の（ｈ）に示すように、これをマスクにし、突起２４１０を単結晶Ｓｉ層２４０３に形成（樹脂パターンの転写）する。更に、図２４の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２４１１を堆積する。最後に、図２４の（ｊ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２４１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。また、フォトレジストを塗布する場合に、段差がないので、均一にフォトレジストが塗布できるので、凸レンズ形状樹脂のパターンを精度良く形成できる。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のようないわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。
【００５２】
なお、このような近接場光プローブを使って突起部頂点での近接場光を走査する方法は図１、図５〜図７に示した実施例で述べた方法で可能である。また、小さい光スポット径を得るための他の方法として高ＮＡのシリンドリカルマイクロレンズを対物レンズに用いることができる。例えば、真空での波長を７８０ｎｍの光を用い、マイクロレンズ（ＳＩＬ）の開口率ＮＡを１、Ｓｉの屈折率ｎを３．７とすると入射してくる波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件で考えると、突起先端にシリンドリカルマイクロレンズによりこのレンズの曲率がある方向のみ集光される。この方向に関して、ピーク値の１／ｅ２になるビーム幅は約１７０ｎｍ、ピーク値の半値になるビーム幅は約１００ｎｍになる。更に、突起の短辺を数十ｎｍ、例えば５０ｎｍにすることによりスポットの大きさは短辺長により制限されるので、これにより記録密度は更に向上する。実施例では対物レンズと突起部が共に高屈折率なＳｉでできている。よって、レンズ及び突起部内での光の波長は従来のガラスの場合よりも短くなる。具体的にはガラスの屈折率ｎは約１．５であるので、ガラスの場合の０．４倍になる。例えば真空中で波長７８０ｎｍの光はＳｉ内では約２１０ｎｍになる。上記のモード間干渉あるいは高ＮＡレンズを用いる場合でも、Ｓｉ内ではガラス内の場合よりも波長が上記のように短くなるので、スポットの大きさは全て従来例の０．４倍になるので従来よりも高密度な記録が実現する。
【００５３】
図２５は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図１２１に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００５４】
図２６は図２５の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。図２２とほとんど同じであるが、図２６の（ｂ）に示すように、突起形状樹脂２６０４を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。次に、図２６の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、先の対物レンズを作製したときと同様に、突起２６０５を高屈折率材料に形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率ｎは、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。また、５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝ができる。更に、図２６の（ｄ）に示すように、突起側に遮光膜２６０６を堆積する。短冊状の溝部分にも遮光膜２６０６が堆積する。そして、図２６の（ｅ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２６０６をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜２６０６は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２６０６が残る。以下のプロセスは図２２の（ｆ）以降と同じである。このような近接場光プローブを使って突起部頂点での近接場光を走査する方法は図１、図５〜図７の実施例で述べた方法で可能である。光の走査と遮光膜による効果などは第１の実施例と同様である。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５のようないわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。
【００５５】
図２７は本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。同図の（ａ）は近接場光プローブ・スライダを上面から見た図、同図の（ｂ）は断面図、同図の（ｃ）は近接場光プローブ・スライダの底面図、同図の（ｄ）は近接場光プローブ・スライダの側面図である。同図の（ｂ）に示すように、図２３に示す近接場光プローブ・スライダとほとんど同じであるが、複数の遮光材が、頂点部の長辺方向において複数個配設された光出射開口を形成する。光出射開口は、Ａ方向において一次元方向に約５０ｎｍ程度の間隔Ｌで複数個配列されてなる。この間隔Ｌは頂点部に形成するレジストパターンで決まる。よって、その寸法精度が非常に高い。
【００５６】
図２８は図２７の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。図２４とほとんど同じであるが、図２８の（ｂ）に示すように、突起形状樹脂２８０４を形成する際に、後に短冊状の遮光膜を形成する場所の樹脂膜厚を少々薄くする。これはポジレジストを使った場合、この場所だけ露光量を増やして、フォトマスクを介して露光することにより実現できる。次に、図２６の（ｃ）に示すように、これをマスクにし、先の対物レンズを作製したときと同様に、突起２８０５を高屈折率材料で形成（樹脂パターンの転写）する。このときの高屈折率材料としてはシリコンとなる。シリコンの屈折率は、波長λ＝７８０ｎｍにおいて屈折率ｎ＝３．７と非常に高い。５μｍ程度の厚みだと４０％程度の透過率を示す。短冊状に樹脂膜厚を薄くしたところの高屈折率材料には、溝ができる。また、図２８の（ｉ）に示すように、突起側に遮光膜２８１１を堆積する。最後に、図２８の（ｊ）に示すように、突起先端部分の遮光膜２８１１をＦＩＢあるいは化学機械研磨などの方法で除去する。先の溝部分の遮光膜２８１１は除去されないで残るので、短冊状に遮光膜２８１１が残る。なお、図２８の（ｆ）以前のプロセスは図２４の（ｄ），（ｅ）と同じである。また、シリンドリカルマイクロレンズとしては必ずしも、円筒面レンズである必要はなく、非円筒面レンズや、楕円筒面レンズでも良い。このシリンドリカルマイクロレンズ形状のフォトレジストパターンを形成する方法としては、ここで挙げたリフローの方式の他に、図１５ような、いわゆる中間調マスクパターンのフォトマスクを使っても良い。突起部先端での出射光スポットを小さくする方法としては、モード間干渉を使う方法とマイクロシリンドリカルマイクロレンズの高いＮＡを利用する方法のどちらを使っても良い。
【００５７】
ここまで述べてきた実施例では凸型のレンズを用いて説明してきたが、特にこれに限定されるものではなく、シリンドリカルマイクロレンズとしては図１８の種々のマイクロレンズを用いることができる。特にワーキングディスタンスを短くして、ＮＡを高くするためには図１８の（ｃ）のマイクロレンズを用いると良い。
【００５８】
図２９は本発明に係る光プローブ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。基本的な構成は図７と同じであるが、ＥＯモデュレータ７１のより具体的構成が示されている。なお、図２９の近接場光プローブ・スライダ１５に関しては、図７の構成のものを実施例では使っているが、特にこれに限定されるものではない。ＥＯモデュレータ７１にはメディアから近接場光プローブ・スライダ１５を介してＰＤ１９に入射する光をＰＤ１９にて電気信号に変換して、これをフィードバック回路２９０１に入力する。これと交流電圧源２９０２からＥＯモデュレータ７１を制御する信号を出力する。トラッキングエラー検出のためにビームをウォブリングするには、この交流電圧を、必要な振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧のバイアス値を制御することにより、出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにＥＯモデュレータ７１を制御することができる。
【００５９】
本実施例の構成の使用方法としては、高速記録・再生を目的とするものがある。ビームを振らせることにより複数トラックに記録あるいは再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。本実施例では出射光の走査を行うシステムを提供できる。なお、ＥＯモデュレータ７１としてはＴｉ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）、ＭｇＯ等を用いることができる。
【００６０】
図３０はＥＯモデュレータの具体的構成を示す図である。同図において、電気光学結晶の形状は立方体で、光の透過する方向（ｘ方向）に長く、電極が形成されている面に垂直な方向（ｚ方向）に薄いことが好ましい。電極のｙ方向の長さ（幅）はｘ方向に関して変化するように形成されている。最も単純な形は直角三角形又は図３０のように台形である。電気光学結晶は電界を印加することで屈折率ｎが変化する。ここでは特に、電界に比例して屈折率ｎが変化するポッケルス効果を利用する。図３０では電極が形成されている部分のみに電界が印加されるので、電圧源により、この部分の屈折率ｎが他の部分のそれよりも増加又は減少する。これによりスネルの式から結晶を透過する光は結晶内で屈折して、結晶を出射した光は偏向する。出射した光を先に述べた近接場光プローブに照射すれば、その先端の近接場光は走査されることとなる。
【００６１】
このように、動作を効率よく、つまり電源の電圧、消費電力がより低くて済む構成により、光を走査できる動作を説明する。一般に、ポッケルス効果における結晶の屈折率の状態を表す屈折率楕円体の式は電気光学定数テンソルと印加電界ベクトルを用いて次のように表せられる。
【００６２】
【数１】
本発明の実施例で使用するＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶の場合、電気光学定数テンソルの各成分の値は、
【００６４】
【数２】
となる。
【００６６】
図３１で、ＬＮ結晶の光学軸（ｚ軸）に電界を印加し、光がｘ方向へ伝搬した場合を考える。ただし、光学軸とは、結晶中を伝搬する伝搬光が偏光に依存無く、常に常光線となる方向を光学軸という。式（１）〜式（３）より（ここでｎ０、ｎｅはＥ＝０のときのｎｙ、ｎｚを表している）、
【００６７】
【数３】
電界を印加したことによる屈折率変化は少ないので、
【００６９】
【数４】
この近似により、
【００７１】
【数５】
従って、ｚ偏光とｙ偏光で屈折率は、
【数６】
のように変化することが分かる。
【００７４】
ここで、図３２のように屈折率分布をもつ領域を作り、ビーム径Ｄの光を伝搬させるときのことを考える。図３１に示すように上から見たとき、このビームの上端を通る光（以下ビームＡと称す）とビームの下端を通る光（ビームＢと称す）に注目すると、それぞれのビームが結晶を通り抜けるのにかかる時間は次のように表せられる。
【００７５】
【数７】
従って、ちょうどビームＡが結晶端にたどり着いたとき、ビームＢはΔｘだけ結晶を飛び出している。
【００７７】
【数８】
このことから、光は位相をそろえるため角度ａ偏向することになる。
【数９】
更に、このビームがガウシアンビームのウェイストに置かれていたとした場合、無限遠での回折広がり半頂角は、
【００８０】
【数１０】
となる。ここから、集光したときに１スポット半径のＮ個分スポットを動かすことができる量（分解点数Ｎと呼ぶ）は、
【００８２】
【数１１】
で表される。
【００８４】
以上のことから、ＬＮ結晶に図３２の斜線で示すような形の電極を作製することで偏向器となることが分かる。
【００８５】
更に、（式７）と（式１３）を用いてＬＮ結晶に入射した光の分解点数Ｎは
【００８６】
【数１２】
と表せる。
【００８８】
ＬＮ結晶の場合、ｒ３３＞ｒ１３、ｎ０≒ｎｅであるため、偏向の効果が大きい光学軸に平行な、すなわちｚ軸方向の偏光（ｚ偏光）の光を入射させる。図で表すと、図３３のようになる。トラッキング信号検出を可能とするためには、記録されているマークの中心からビームをその半径程度移動させる必要がある。すなわち、偏向素子に求める分解点数は１以上が必要となる。これを目標にＬＮ結晶に図３４のような電極を作製した。（式１４）より、このような大きさをもつ偏向器では光学軸に平行な偏光に対して分解点数Ｎは、
【００８９】
【数１３】
となり、１６０Ｖ程度で分解点数Ｎ＝１が実現できる。ここで、波長は８３０ｎｍ、屈折率ｎ０＝２．２とした。
【００９１】
図３５のようにＬＮ結晶の光学軸に平行に電界を印加し、かつ光学軸方向に平行な直線偏光の光（Ｅ／／）をｘ軸方向に入射した場合の出射ビームの移動量（偏向量）を図３６の（ｂ）に、垂直な光（Ｅ⊥）のそれを図３６の（ａ）に示す。両者を比較すれば明らかなように、前者の場合の方が、移動量が大きいことが解る。すなわち、より低い電圧でビームを振ることができる。
【００９２】
図３７は電気光学偏向器の一例を示す図である。図中の電極に電圧源より電圧を印加すると電気光学結晶に電界が発生する。斜線で示した部分とそれ以外の部分は、同じ電界が掛かった場合に生じる屈折率の変化が異なるようになっている。それぞれは楔形をしていて、交互にスタックされている。ここで、図３７の（ａ）のように光が入射すると、斜線の部分とそれ以外の部分の境界で屈折率差による屈折が生じる。この現象が、光が境界を通るたびに生じるので、結晶から出る光は偏向される。この偏向の度合いは結晶に印加する電圧により制御できるので、結晶を出た光を先に述べた近接場光プローブに照射すれば、その先端の近接場光は走査されることとなる。
【００９３】
本実施例では、上記動作を効率よく、つまり電源の電圧、消費電力がより低くて済む構成とした。結晶の光学軸の方向、入射する光の偏光方向、印加する電界の方向などは図３３に示すものと同じである。ただし、図３７の斜線部分とそれ以外の部分の光学軸方向が反対になる構成とする。この構成で光を走査できる原理はドメイン反転型の電気光学結晶と同じであるが、図３３で述べた理由により、効率がよい。
【００９４】
また、本発明で使用される近接場光プローブ・スライダとしては、図３８のように、遮光膜３８０３と突起３８０２の頂点の面が同一面になるようにしてもよい。メディアと対向させて使用する場合、頂点部に応力が集中せず破損しにくい。
【００９５】
なお、図３９に示すように、シリンドリカルマイクロレンズの曲率のある方向の幅、すなわち突起部底面の長辺方向の幅つまり図３９のＡ方向は、突起部底面の長辺方向の幅よりも長くても良い。これは上記実施例の全てに適用される。また、上記実施例において、陽極接合に用いるガラスとしては、米国コーニング社製＃７７４０を一例として挙げたが、特にこれに限定されるわけではなく、米国コーニング社製＃７０７０、あるいは岩城硝子のＳＷ−３等を用いることもできる。更に、単結晶Ｓｉ層とガラス基板を接合する方法として、上記各実施例では陽極接合を挙げたが、特にこれに限るわけではなく、常温の直接接合を用いても良い。常温接合は、鏡面研磨したシリコンウェファやガラス基板、金属基板をいわゆるＲＣＡ洗浄した後、１０−９Ｔｏｒｒの真空チャンバ内でＡｒのＦＡＢ（Ｆａｓｔ Ａｔｏｍｉｃ Ｂｅａｍ）を２枚の基板にそれぞれに３００ｓｅｃ程度、同時に照射した後、１０ＭＰａの圧力で圧着する。大気に戻した後の接合強度は１２Ｍｐａ以上になる。また、透光性基板として、コーニング社の＃７７４０を挙げたが、特にこれ限るものではなく、直接接合を用いる場合は石英基板や、透光性の樹脂を用いることもできる。特に石英を用いた場合は、高温の直接接合により透光性基板とＳｉ層を接合することができる。この方法は、基板表面を充分に洗浄して、ゴミや汚れを除去して乾燥させ、正常な雰囲気中で面同士を接触させる。この後９００℃以上の熱処理を窒素中で行うことにより基板が接合される。また、低融点ガラス（フリットガラス）を用いたガラス接合によりＳｉ層と透光性基板を接合することもできる。更に、接着材により突起部を作製した層と透光性基板の接合を行うこともできる。この場合、ガラス基板を用い、ガラスと屈折率が等しくなるように製造された光学用接着剤、例えば駿河精機製Ｖ４０−Ｊ９１を用いることができる。また、突起部を形成する基板は特に単結晶Ｓｉ基板を用いることはなく、数十ｎｍから数百ｎｍの突起部頂点寸法を実現できるのであれば化合物半導体やガラス基板（遮光膜は必須）、樹脂基板、金属基板であっても良い。更に、上記各実施例において、いわゆるシリンドリカルな凹レンズ、又は凸レンズを用いているが、特にこれに限られるものではなく、一方向のみに回折する回折格子型のレンズ、又はフレネルレンズでも良い。また、上記各実施例において、突起部及びマイクロレンズを形成する材料として、主としてＳｉを用いた一例について説明したが、これに限られず、以下の材料も使用可能である。
【００９６】
以下プローブ材料を列記する。
単結晶Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｇｅ、ガラス、結晶石英、Ｃ（ダイヤモンド）、アモルファスＳｉ、マイクロクリスタル（微小結晶）Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、ＳｉｘＮｙ（ｘ、ｙは任意）、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＴｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ２Ｓ、ＬｉＧａＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３（ＫＴＮ）、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ２、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｈｆ，Ｔｉ）Ｏ３、ＰｂＧｅＯ３、Ｌｉ２ＧｅＯ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ２Ｏ６、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｂａ２ＴｉＳｉ１２Ｏ８、Ｐｂ５Ｇｅ３Ｏ１１、Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、Ｂｉ４Ｓｉ３Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、（Ｇｄ，Ｂｉ）３Ｆｅ５Ｏ１２、Ｂａ２ＮＡＮｂＯ１５、Ｂｉ１２ＧｅＯ２Ｏ、Ｂｉ１２ＳｉＯ２、Ｃａ１２Ａｌ１４Ｏ３３、ＬｉＦ、ＮＡＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＮＡＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＡｇＣｌ、ＴｌＣｌ、ＣｕＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮＡＢｒ、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、ＡｇＢｒ、ＴｌＢｒ、ＬｉＩ、ＮＡＩ、ＫＩ、ＣｓＩ、Ｔｌ（Ｂｒ，Ｉ）、Ｔｌ（Ｃｌ、Ｂｒ）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＰｂＦ２、Ｈｇ２ＣＩ２、ＦｅＦ３、ＣｓＰｂＣｌ３、ＢａＭｇＦ４、ＢａＺｎＦ４、ＮＡ２ＳｂＦ５、ＬｉＣｌＯ４・３Ｈ２Ｏ、ＣｄＨｇ（ＳＣＮ）４、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、α−ＨｇＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＥｕＳ、ＥｕＳｅ、ＧａＳｅ、ＬｉＩｎＳ２、ＡｇＧａＳ２、ＡｇＧａＳｅ２、ＴｉＩｎＳ２、ＴｉＩｎＳｅ２、ＴｌＧａＳｅ２、ＴｌＧａＳ２、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｇ３ＡｓＳ３、Ａｇ３ＳｂＳ３、ＣｄＧａ２Ｓ４、ＣｄＣｒ２Ｓ４、ＴｌＴａ３Ｓ４、Ｔｌ３ＴａＳｅ４、Ｔｌ３ＶＳ４、Ｔｌ３ＡｓＳ４、Ｔｌ３ＰＳｅ４、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓ、Ｇａ（Ａｓ，Ｐ）、（ｌｎＧａ）Ｐ、（ｌｎＧａ）Ａｓ、（Ｇａ，ＡＩ）Ｓｂ、Ｇａ（ＡｓＳｂ）、（ｌｎＧａ）（ＡｓＰ）、（ＧａＡＩ）（ＡｓＳｂ）、ＺｎＧｅＰ２、ＣａＣＯ３、ＮＡＮＯ３、α−ＨＩＯ３、α−ＬｉＩＯ３、ＫＩＯ２Ｆ２、ＦｅＢＯ３、Ｆｅ３ＢＯ６、ＫＢ５Ｏ８・４Ｈ２Ｏ、ＢｅＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ、Ｌｉ２ＳＯ４・Ｈ２Ｏ、ＫＨ２ＰＯ４，ＫＤ２ＰＯ４、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４、ＫＨ２ＡｓＯ４、ＫＤ２ＡｓＯ４ＣＳＨ２ＡｓＯ４、ＣｓＤ２ＡｓＯ４、ＫＴｉＯＰＯ４，ＲｂＴｉＯＰＯ４、（Ｋ，Ｒｂ）ＴｉＯＰＯ４、ＰｂＭｏＯ４、β−Ｇｄ２（ＭｏＯ４）３、β−Ｔｂ２（ＭｏＯ４）３、Ｐｂ２ＭｏＯ５、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｋ２ＭｏＯＳ３・ＫＣｌ、ＹＶＯ４Ｃａ３（ＶＯ４）２、Ｐｂ５（ＧｅＯ４）（ＶＯ４）２、ＣＯ（ＮＨ２）２，Ｌｉ（ＣＯＯＨ）・Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＣＯＯＨ）２、（ＮＨ４ＣＨ２ＣＯＯＨ）３Ｈ２ＳＯ４、（ＮＤ４ＣＤ２ＣＯＯＤ）３Ｄ２ＳＯ４、（ＮＨ４ＣＨ２ＣＯＯＨ）３Ｈ２ＢｅＦ、（ＮＨ４）２Ｃ２Ｏ４・Ｈ２Ｏ、Ｃ４Ｈ３Ｎ３Ｏ４、Ｃ４Ｈ９ＮＯ３、Ｃ６Ｈ４（ＮＯ２）、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２Ｂｒ、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２ＣＩ、Ｃ６Ｈ４ＮＯ２ＮＨ２、Ｃ６Ｈ４（ＮＨ４）ＯＨ、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２）２ＨＣｓ、Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２）２ＨＲｂ、Ｃ６Ｈ３ＮＯ２ＣＨ３ＮＨ２、Ｃ６Ｈ３ＣＨ３（ＮＨ２）２、Ｃ６Ｈ１２Ｏ５・Ｈ２ＯＫＨ（Ｃ８Ｈ４Ｏ４）、Ｃ１ＯＨ１１Ｎ３Ｏ６、［ＣＨ２・ＣＦ２］ｎ。
【００９７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光プローブは、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、この対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、位置合わせ精度の低い露光機を用いても、光利用効率が低下せずに済み、トラッキングエラー検出とアクチュエーション、あるいは高速記録・再生を行い、実質的に記録・再生速度を向上させることができる。
【００９９】
また、別の発明の光プローブは、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有している。更に、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できる。
【０１００】
更に、別の発明の光プローブは、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有している。更に、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことに特徴がある。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できる。
【０１０１】
また、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされていることにより、高速な入出力ビットレートを実現できる。
【０１０２】
更に、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが好ましい。
【０１０３】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０４】
更に、別の発明としての光ピックアップ装置は、透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている透過性基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、入射光の偏光方向と平行な方向についての更なる小スポット化と、更なる高効率化を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０５】
また、別の発明としての光ピックアップ装置は、高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を突起部の頂点部に集光するため、高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブと、突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、突起部は高屈折率材料基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる。そして、本発明の光ピックアップ装置では、対物レンズを一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、この対物レンズの曲率がない方向を突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、対物レンズの曲率がない方向の長さを突起部の頂点部の短辺よりも長くした。よって、小さい光スポットを実現し、記録密度を向上でき、更にガラス−シリコン界面での反射による光利用効率の低下を防ぎ、更なる光利用効率の向上を実現できると共に、精度の高いトラッキング制御ができる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０６】
更に、突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている。よって、高速な入出力ビットレートを実現できる光ピックアップ装置を提供できる。
【０１０７】
また、入射された光の偏光を、突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、突起部の頂点部の短辺の長さをａとし、突起部の頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たすことが、光ピックアップ装置においても好ましい。
【０１０８】
更に、光走査手段として、振動鏡、回転多面鏡、音響光学偏向器又は電気光学偏向器を用いることが好ましい。
【０１０９】
また、上記電気光学偏向器が立方体の電気光学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な電気光学結晶の面に電極が形成され、電極の幅が、光が透過する方向に関して変化する形状に形成されていることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【０１１０】
更に、電気光学偏向器がドメイン反転型の電気光学結晶であることにより、簡単な構造で記録・再生速度を向上できる。
【０１１１】
また、上記電気光学結晶としてＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶を用い、ＬＮ結晶の光学軸に平行にＬＮ結晶に電界がかかるように電極と結晶の形状を定めると共に、光を光学軸と平行な方向の直線偏光としたことにより、電気光学偏向器の動作を効率良く、つまり電源の電圧、消費電力をより一層低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。
【図３】本発明の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。
【図４】図３の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第５の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図１０】図９の近接場光プローブ・スライダを記録媒体上で使用する際の様子を示す図である。
【図１１】図９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スラダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第７の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第８の実施例に係る光プローブを有する近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１５】中間調マスクパターンのフォトマスクを用いたフォトレジストパターンを形成する方法の中間調マスクパターンを示す図である。
【図１６】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図１７】図１６の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図１８】シリンドリカルマイクロレンズの一例を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２０】図１９の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２１】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２２】図２１の近接場光スライダ・プローブを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２３】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２４】図２２の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２５】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２６】図２５の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２７】本発明の近接場光プローブ・スライダの他の例の構成を示す図である。
【図２８】図２７の近接場光プローブ・スライダを作製するプロセス例を示す工程断面図である。
【図２９】本発明に係る光プローブ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図３０】ＥＯモデュレータの具体的構成を示す図である。
【図３１】ＬＮ結晶の光学軸（ｚ軸）に電界を印加し、光がｘ方向へ伝搬した場合の電気光学偏向器の構造を示す図である。
【図３２】ＥＯモデュレータにおける屈折率分布領域を示す図である。
【図３３】ｚ軸方向の偏光（ｚ偏光）の光を入射させる場合の電気光学偏向器内の光の偏向の様子を示す図である。
【図３４】電極の具体例を示す図である。
【図３５】ＬＮ結晶に電界を印加した際の光の偏向の様子を示す図である。
【図３６】光学軸方向に平行な直線偏向光をｘ軸方向に入射した場合の出射ビームの移動量を示す図である。
【図３７】電気光学偏向器の一例を示す図である。
【図３８】本発明の近接場光プローブ・スライダの構成を示す図である。
【図３９】本発明の近接場光プローブ・スライダの別の構成を示す図である。
【図４０】従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す図である。
【図４１】従来の近接場光プローブ・スライダの一例の構成を示す斜視図である。
【図４２】従来の近接場光プローブ・スライダ搭載の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１１；ＬＤ、１２；コリメートレンズ、１３；ＢＳ、
１４；ガルバノミラー、１５；近接場光プローブ・スライダ、
１６；シリンドリカルマイクロレンズ、１７；光入射開口、１８；光出射開口、
１９；ＰＤ。
Claims (17)
- 透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記透過性基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブにおいて、
前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光プローブ。 - 透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記透過性基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブにおいて、
前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光プローブ。 - 高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブにおいて、
前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光プローブ。 - 前記突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている請求項１〜３のいずれかに記載の光プローブ。
- 入射された光の偏光を、前記突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、前記突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、前記突起部の前記頂点部の短辺の長さをａとし、前記突起部の前記頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たす請求項１〜４のいずれかに記載の光プローブ。
- 透過性基板上に光透過性材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記透過性基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、前記突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、前記突起部は前記透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる光ピックアップ装置において、前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 透過性基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記透過性基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記透過性基板に形成された対物レンズとを有する光プローブと、前記突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、前記突起部は前記透過性基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる光ピックアップ装置において、前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 高屈折率材料により構成された基板上に高屈折率材料で形成されて外壁に単数又は複数のテーパ角度を有し、頂点部が長方形である突起部と、該突起部が形成されている前記高屈折率材料基板の面と反対側の面から入射する光を前記突起部の頂点部に集光するため、前記高屈折率材料に形成された対物レンズとを有する光プローブと、前記突起部の頂点部の長辺方向に入射された光を走査する光走査手段とを有し、前記突起部は前記高屈折率材料基板からの光を入射して、先端部分で近接場光、伝搬光、或いは近接場光及び伝搬光の両方を発生させる光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは一方向にのみ曲率があるシリンドリカルレンズとし、前記対物レンズの曲率がない方向を前記突起部の頂点部の短辺方向と平行にすると共に、前記対物レンズの曲率がない方向の長さを前記突起部の頂点部の短辺よりも長くしたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記突起部の頂点部には、複数の遮光材を長辺方向に略等間隔で複数個配設することで複数の開口を形成してスリット状になされている請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 入射された光の偏光を、前記突起部の頂点部の短辺方向に、平行な直線偏光とすると共に、前記突起部分の屈折率をｎとし、入射された光の真空中での波長をλとし、前記突起部の前記頂点部の短辺の長さをａとし、前記突起部の前記頂点部の長辺の長さをｂとしたときに、ａ≧λ／２ｎかつｂ＜λ／２ｎの条件を満たす請求項６〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光走査手段として、振動鏡を用いた請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光走査手段として、回転多面鏡を用いた請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光走査手段として、音響光学偏向器を用いた請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光走査手段として、電気光学偏向器を用いた請求項６〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記電気光学偏向器が立方体の電気光学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な前記電気光学結晶の面に電極が形成され、前記電極の幅が、光が透過する方向に関して変化する形状に形成されている請求項１４記載の光ピックアップ装置。
- 前記電気光学偏向器がドメイン反転型の電気光学結晶である請求項１４記載の光ピックアップ装置。
- 前記電気光学結晶としてＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）結晶を用い、前記ＬＮ結晶の光学軸に平行に前記ＬＮ結晶に電界がかかるように前記電極と結晶の形状を定めると共に、光を前記光学軸と平行な方向の直線偏光とした請求項１５又は１６に記載の光ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190065A JP2005025860A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光プローブ及び光ピックアップ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190065A JP2005025860A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光プローブ及び光ピックアップ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005025860A true JP2005025860A (ja) | 2005-01-27 |
Family
ID=34188056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003190065A Pending JP2005025860A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光プローブ及び光ピックアップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005025860A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013517625A (ja) * | 2010-01-12 | 2013-05-16 | ボリス コブリン | ナノパターン形成方法および装置 |
| CN109358023A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-19 | 云南大学 | 一种快速测量随溶液浓度变化的液相扩散系数的平台及方法 |
-
2003
- 2003-07-02 JP JP2003190065A patent/JP2005025860A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013517625A (ja) * | 2010-01-12 | 2013-05-16 | ボリス コブリン | ナノパターン形成方法および装置 |
| CN109358023A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-19 | 云南大学 | 一种快速测量随溶液浓度变化的液相扩散系数的平台及方法 |
| CN109358023B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-01-05 | 云南大学 | 一种快速测量随溶液浓度变化的液相扩散系数的平台及方法 |
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