JP2006073105A - 光照射ヘッド、情報記憶装置、および複合ヘッド製造方法 - Google Patents

光照射ヘッド、情報記憶装置、および複合ヘッド製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせが容易な光照射ヘッド、加工が容易な光照射ヘッド、そのような光照射ヘッドによって高密度な情報アクセスを行う情報記憶装置、およびそのような光照射ヘッドを有する複合ヘッドの作成に適した複合ヘッド製造方法を提供する。
【解決手段】
光の減衰が実質的に無視できる第１の低消衰材料からなる第１良伝搬部１５１と、光の減衰が実質的に無視できて、屈折率が第１良伝搬部における屈折率よりも大きい第２の低消衰材料からなる、第１良伝搬部を対で挟む第２良伝搬部１５２と、第２良伝搬部における光の伝搬性よりも悪い伝搬性を有する材料からなる、第１良伝搬部および第２良伝搬部を対で挟む難伝搬部１５３とを有する第１構造部１５０、および第１構造部１５０を挟む両側のうちの一方に設けられた、光を第１構造部１５０へと集中させる第２構造部１６０を備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光を照射する光照射ヘッド、所定の記録媒体に対し、光照射ヘッドを用いて情報アクセスを行う情報記憶装置、および光照射ヘッドを有する複合ヘッドを製造する製造方法に関する。
情報化社会の進展に伴い、情報量は増大の一途を辿っている。この情報量の増大に対応して、飛躍的に高い記録密度の情報記録方式や情報記憶装置の開発が待望されている。
光のスポットによって記録媒体（光ディスク）に情報を記録し再生する光ディスク装置では、記録媒体に照射されるスポットサイズの縮小によって高密度化が実現されてきた。しかしレンズで集光されるスポットのサイズは、理論的に入射光の波長程度にしかならず、現段階でも限界に近づいてきている。そこで更なる高密度記録を実現する、スポットサイズが更に縮小可能な記録方式として、入射光の波長よりも小さい微小開口から発生する近接場光を利用して、波長より小さいサイズのスポットを形成する近接場光記録方式が注目されている。この近接場光記録方式では、光照射ヘッドとして、そのような微小開口を備え、その微小開口まで光を伝搬して近接場光を発生させる近接場光ヘッドが用いられる。
近接場光ヘッドの微小開口としては、例えば下記の特許文献１に記載されているような、先鋭化された光ファイバの先端に開口を設けたものが知られている。即ち、加熱と引っ張りや緩衝フッ酸溶液による選択化学エッチング法で先端部が先鋭化された光ファイバを金属膜で被覆して、収束イオンビーム（ＦＩＢ）等の粒子ビームで被覆及び先鋭化した部分の一部を切除して開口を作製したものである。また、光ファイバの先端形状を工夫することによって光伝搬効率やスポットサイズの向上を図る技術も知られている（例えば非特許文献１および非特許文献２参照）。
近接場光ヘッドの微小開口を作成する他の技術としては、平面板に漏斗状の開口を作成する技術が下記の特許文献２に開示されている。この技術では、Ｓｉ基板をリソグラフィ技術でパターニングして方形のパターンを作成し、そのパターンに、基板の結晶性方位を利用した異方性エッチングを施すことによって逆ピラミッド型の窪みを作製し、Ｓｉ基板の裏面の研磨やエッチングによって、基板の最深部となる逆ピラミッドの頂点を基板裏面に貫通させる。
また下記の特許文献３には、ステッパ露光装置などといったリソグラフィ技術によって作成可能な、２次元平面構造の簡単な形状をした光照射ヘッド（近接場光ヘッド）が開示されている。この特許文献３に開示された技術では、透明な誘電体を基板上に積層し、パターニング後に誘電体を金属で覆い、出射開口をＦＩＢなどで切除することで微小な開口を開け、近接場光を発生させている。
特開平１０−２０６６６０号公報 米国特許第５６８９４８０号公報 特開２００４−３０８４０号公報 Ｏｐｔ．Ｒｅｖ．ｖｏｌ５，Ｎｏ．６（１９９８）３６９−３７３ Ａｐｐｌ．Ｐｈｉｓ．ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ７３，Ｎｏ．１５
しかし、従来の近接場光記録方式では、光利用効率がレンズ光学系に比べ数桁低いといった問題がある。また微小開口を形成するために金属の被膜を作成するが、開口で発生するメインのスポットの他に、開口と被膜との境界において無視できない強度の漏れ光が発生してしまうといった問題もある。
また、従来の微小開口の作成方法では、微小開口の切出し位置、金属被膜の膜厚、光を伝搬する媒体自体の長さ等に誤差が生じることにより、作成される開口の径が変り、所望の伝搬効率や電磁場分布を得ることができないといった問題がある。また、例えばマルチヘッドのような場合には、各近接場光ヘッドの開口径を所望のサイズに加工することを繰り返すと、それぞれのヘッドの開口径が同じでも、切出し位置のばらつきにより、記録媒体までの距離がヘッド毎に異なるといったように、他のヘッドとの相対位置関係の問題が発生する。このように従来の近接場光ヘッドは加工上の問題を有している。
更に、近接場光ヘッドは、単体で用いられるだけでなく、光磁気（ＭＯ）ディスク装置や光アシスト磁気記録再生装置のように磁気ヘッドが必要となることが考えられる。特に光アシスト磁気記録再生装置は、１Ｔｂ以上の記録容量の実現が有望視されている。この光アシスト磁気記録再生装置では、情報の書き込み時には、光照射ヘッドから出射された光が磁気記録媒体に照射されて磁気記録媒体の温度が上昇し、その直後に、記録用の磁気ヘッドで発生された磁界によって情報が書き込まれ、情報の読出し時には、再生用の磁気ヘッドで情報が読み出される。この光アシスト磁気記録再生装置の利点としては、小さな磁界強度で磁気記録媒体に情報を書きこむことができ、温度が下がれば記録が固定されるので、熱揺らぎの問題を回避できるということが挙げられる。しかし、これらの装置では、光照射位置に近い場所に磁気を発生させる必要がある。しかし、ファイバーやレンズを用いる近接場光ヘッドに磁気ヘッドを記録媒体のトラックピッチの精度で取り付けることは実際には不可能である。また、特許文献３に開示された近接場光ヘッドであれば、リソグラフィ技術によって磁気ヘッドと一体に作りこむことが可能であるが、近接場光ヘッドの開口径が数百ｎｍあり、その開口中心に光スポットが形成されるので、少なくとも開口径の半分の距離は、光スポットが磁気ヘッドから離れることになる。１Ｔｂの記憶密度でのトラックピッチは約２０ｎｍなので、光スポットが１００ｎｍ以上磁気ヘッドから離れていると、両ヘッドがアームなどで移動されてトラックに対して傾きを生じた場合に、光と磁気が異なるトラックに照射・発生されてしまうという問題を生じる。このように従来の近接場光ヘッドは位置合わせの問題も有している。
本発明は上記事情に鑑み、光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせが容易な光照射ヘッド、加工が容易な光照射ヘッド、およびそのような光照射ヘッドによって高密度な情報アクセスを行う情報記憶装置、そのような光照射ヘッドを有する複合ヘッドの製造に適した複合ヘッド製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の第１の光照射ヘッドは、
入射元から光を入射され、その光を出射先まで伝搬しつつ収束させる光照射ヘッドにおいて、
光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる、上記入射元から上記出射先に至る光軸に沿った第１良伝搬部と、
光の減衰が実質的に無視できる程度に小さく、バルク材料において屈折率が第１良伝搬部における屈折率よりも大きい第２の低消衰材料からなる、上記光軸に交わる少なくとも１つの軸交方向について第１良伝搬部を対で挟む第２良伝搬部と、
第２良伝搬部におけるバルク材料において光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、上記軸交方向について第２良伝搬部の外側から更に第１良伝搬部および第２良伝搬部を対で挟む難伝搬部とを有する第１構造部、および
上記軸交方向について第１構造部を挟む両側のうちの一方に設けられた、上記入射元から上記出射先に至るまでの間に光を第１構造部へと集中させる第２構造部を備えたことを特徴とする。
光の波長より小さい微小なスポットを得るには、高屈折率材料内で光を集光させる手段と、材料の境界に沿って電磁波が表面を伝搬する表面伝搬波を利用する手段との双方を利用するのが有効である。そのためには、表面伝搬波をいかに効率よく発生させ、かつ必要なサイズに集約させるかが重要である。この表面伝搬波は、表面における屈折率差が大きいほど効率よく発生する。例えば、ＳｉＯ2（ｎ＝１．４８）の透明な低屈折率材料とＳｉ（ｎ＝４．３８０，ｋ＝２．０２）の高屈折率材料の境界では、主に屈折率の小さい材料側に表面伝搬波が発生する。但し、本明細書では材料の複素屈折率をｎ−ｊ・ｋと表現することとし、ｎは屈折率の実部、ｋは虚数部、ｊは虚数単位を表すものとする。
しかし屈折率が高いＳｉなどの材料は、減衰率に相当するｋの値も大きいために吸収があり、表面伝搬波が伝搬途中で減衰してしまう。そこで、本発明の第１の光照射ヘッドには、第１構造部が備えられており、この第１構造部では、透明な低屈折率材料（例えばＳｉＯ2；ｎ＝１．４８、ＭｇＦ2；ｎ＝１．３８４等）からなる第１良伝搬部と、吸収のある高屈折率材料（例えばＳｉ等）からなる難伝搬部との間に、透明で中間的な屈折率の材料（例えばＴｉＯ2；ｎ＝２．６、ＺｎＳ；ｎ＝２．４等）からなる第２良伝搬部が存在する。このとき、第１良伝搬部と第２良伝搬部との屈折率差は１．０以上であることが望ましい。
このような第１構造部を備えた光照射ヘッドによれば、第１良伝搬部と第２良伝搬部との境界で伝搬波が発生し、ｋが小さいので減衰は小さい。また、第２良伝搬部に隣接する難伝搬部の高い屈折率によって第２良伝搬部の実効屈折率が高くなるため、伝搬波の発生効率は第１良伝搬部と第２良伝搬部だけの場合よりも高い。さらに、難伝搬部によって膜厚方向には伝搬波が透過しても、膜面内方向には減衰するので、近接場光のような局所的な電磁波の他の層への漏れこみが減少するので、光スポットのプロファイル（強度分布）におけるサイドローブの強度が減少する。
また、この第１構造部によると、光スポットのプロファイルは第１良伝搬部の厚さに依存する。この第１良伝搬部の厚さは成膜装置のÅ単位での精度で再現性が確保されるので、プロファイルも精度良く再現される。
さらに、本発明の第１の光照射ヘッドは、上述した第２構造部を第１構造部の片側に備えているので、磁気ヘッドなどといった他のヘッドと光照射ヘッドによる照射位置とを近接させる必要がある場合であっても、第１構造部の、第２構造部とは逆の側に他のヘッドを作製することで光の照射位置を他のヘッド側に片寄らせることができる。
このように、本発明の第１の光照射ヘッドによれば、光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせが容易である。
本発明の第１の光照射ヘッドは、
「上記第２構造部が、上記光軸に対して傾斜した、第１構造部の方へと光を反射する反射面を有するものである」という形態であってもよく、
「上記第２構造部が、第１構造部に近いほど屈折率が高い逐次的あるいは連続的な屈折率分布を有するものである」という形態であってもよく、あるいは
「上記第２構造部が、屈折率が互いに異なる複数種類の層の組が上記光軸に沿って延びるとともに、その組が上記軸交方向に第１構造部の幅よりも広い繰り返し間隔で複数繰り返した層構造を有するものである」という形態であってもよい。
ここで、第２構造部が屈折率分布を有する形態では、第１構造部に光を集中させるために、屈折率分布における屈折率の上限は、第１構造部における総合的な実効屈折率より低いことが望ましい。
層の組が複数繰り返した層構造を有する場合には、
「その組が、光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１種層と、光の減衰を生じる第２種層とを含んだものである」という形態や、
「上記第２構造部が、その組を構成する複数種類の層における層厚比が各組で互いに等しく、各組における総層厚が互いに異なるものである」という形態が好適である。
なお、第１種層の層厚は、屈折率ｎと伝搬光の波長λとに応じたいわゆるカットオフサイズλ／２ｎよりも小さいことが望ましい。
これらの層構造によって光は第１構造部に効率よく集中される。
上記目的を達成する本発明の第２の光照射ヘッドは、
所定の対称軸に対して線対称な先細りの２次元形状を有する、光を伝搬する伝搬体と、上記対称軸を囲むように伝搬体を覆う、伝搬体内に光を閉じ込める被覆体とを備えた、伝搬体を伝搬する光を伝搬体の先から照射する光照射ヘッドであって、
上記伝搬体が、上記対称軸と交わる底縁と、その対称軸を挟んで存在する、底縁側から離れるにつれて間隔が狭まる一対の反射縁と、それら一対の反射縁の、間隔が狭い方の端から上記対称軸に沿って延びる一対の延長縁とを有する２次元形状を有するものであることを特徴とする。
このような２次元形状はリソグラフィ技術によって容易かつ精度良く作成することができる。また、基板材料の結晶方位に制約されないので、２次元形状のサイズや角度などについて自由度が高い。また、一対の延長縁を有するので、その一対の延長縁の間を、反射縁によって集光された光が伝搬することとなり、この延長縁の途中の任意の位置で微小開口を切出すことができる。このように、本発明の第２の光照射ヘッドは加工が容易である。
本発明の第２の光照射ヘッドは、
上記伝搬体が、上記２次元形状を有する複数の層からなる積層構造を有し、その積層構造が、
光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる第１良伝搬層と、
光の減衰が実質的に無視できる程度に小さく、屈折率が前記第１良伝搬部における屈折率よりも大きい第２の低消衰材料からなる、第１良伝搬層を対で挟む第２良伝搬層と、
第２良伝搬層における光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、第２良伝搬層の外側から更に第１良伝搬層および第２良伝搬層を対で挟む難伝搬層とを有する第１構造部、および
第１構造部の両面のうちの一方に設けられた、伝搬光を第１構造部へと集中させる第２構造部を備えたものであることが好適である。
このような積層構造を有することによって、本発明の第２の光照射ヘッドは、光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせも容易となる。
また、本発明の第２の光照射ヘッドは、上記被覆体が、伝搬体の屈折率よりも低い屈折率あるいは負の比誘電率を有するものであることが好ましい。
このような被覆体を備えた光照射ヘッドによれば、上記反射縁によって光が効率よく反射されて集光されることとなる。
また、本発明の第２の光照射ヘッドは、
「上記伝搬体が、その伝搬体の屈折率ｎと伝搬する光の波長λとに対して延長縁どうしの間隔ｄがｄ≦λ／２ｎとなっているものであり、
上記被覆体が、伝搬体の少なくとも延長縁に接する部分については、伝搬体の屈折率よりも１．０以上低い屈折率を有するものである」
という形態が好適である。
この好適な形態の光照射ヘッドによれば、いわゆるカットオフサイズλ／２ｎよりも小さい間隔内を効率よく光が伝搬することとなる。
上記目的を達成する本発明の第１の情報記憶装置は、
所定の情報記憶媒体に光を照射し、その照射した光を情報再生と情報記録とのうち少なくともいずれか一方に用いる情報記憶装置であって、
複素屈折率の虚数部が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる、上記入射元から上記出射先に至る光軸に沿った第１良伝搬部と、
複素屈折率の虚数部が実質的に無視できる程度に小さく、複素屈折率の実数部が第１良伝搬部における複素屈折率の実数部よりも大きい第２の低消衰材料からなる、上記光軸に交わる少なくとも１つの軸交方向について第１良伝搬部を対で挟む第２良伝搬部と、
第２良伝搬部における光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、上記軸交方向について第２良伝搬部の外側から更に第１良伝搬部および第２良伝搬部を対で挟む難伝搬部とを有する第１構造部、および
上記軸交方向について第１構造部を挟む両側のうちの一方に設けられた、第１構造部に光を集約させる第２構造部を備えた光照射ヘッド、
光を発する光源、および
光源から発せられた光を光照射ヘッドの入射元から光照射ヘッド中に入射させる光導入部を備えたことを特徴とする。
本発明の第１の情報記憶装置によれば、光照射ヘッドが、光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせが容易なものであるため、記録媒体に対する高密度な情報アクセスが可能である。
また、本発明の第１の情報記憶装置は、光照射ヘッドの第１構造部を挟んで第２構造部とは逆の側に隣接した磁気ヘッドを備えることが好適である。
本発明の第１の情報記憶装置は、このような磁気ヘッドを備えることによって、光照射位置に近接した位置での磁場発生が可能となる。
媒体面内に発生させる熱源として光を用いるいわゆる光アシスト磁気記録再生装置であれば、磁気ヘッドのサイズによって情報の記録密度が決まるため、光スポットのサイズよりも小さいサイズの磁気ヘッドによって更なる記録密度の向上が可能となる。また、この光アシスト磁気記録再生装置による情報の書き込み時は、光照射ヘッドから出射された光が磁気記録媒体に照射されて磁気記録媒体の温度が上昇し、その直後にコイルで発生される磁界によって情報が書き込まれるため、小さな磁界強度による情報書込みが可能となる。
１Ｔｂの記憶密度での磁気ヘッドの書込み用磁気コアのサイズは数十ナノのサイズである。このようなサイズの構造物と光照射ヘッドとの位置合せは、一般には非常に困難であるが、上述した好適な形態の情報記憶装置によれば、磁気ヘッドが光照射ヘッドの第１構造部を挟んで第２構造部とは逆の側に隣接して形成されることによって磁気ヘッドと光照射ヘッドが一体に作成されるので、位置合わせは磁気ヘッドと同様のリソグラフィ技術を用いた作成精度で実現される。
上記目的を達成する本発明の第２の情報記憶装置は、
所定の情報記憶媒体に光を照射し、その照射した光を情報再生と情報記録とのうち少なくともいずれか一方に用いる情報記憶装置であって、
所定の対称軸に対して線対称な先細りの２次元形状を有する、光を伝搬する伝搬体と、上記対称軸を囲むように伝搬体を覆う、伝搬体内に光を閉じ込める被覆体とを備えた、伝搬体を伝搬する光をその伝搬体の先から照射する光照射ヘッド、
光を発する光源、および
光源から発せられた光を光照射ヘッドの入射元から光照射ヘッド中に入射させる光導入部を備え、
上記光照射ヘッドの伝搬体が、上記対称軸と交わる底縁と、その対称軸を挟んで存在する、底縁側から離れるにつれて間隔が狭まる一対の反射縁と、それら一対の反射縁の、間隔が狭い方の端から上記対称軸に沿って延びる一対の延長縁とを有する２次元形状を有するものであることを特徴とする。
本発明の第２の情報記憶装置によれば、光照射ヘッドの加工が容易であるので、高密度な情報アクセスが可能な装置が容易に得られる。
なお、本発明にいう情報記憶装置については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう情報記憶装置には、上記の基本形態のみではなく、前述した光照射ヘッドの各形態に対応する各種の形態が含まれる。
上記目的を達成する本発明の複合ヘッド製造方法は、
記録用光照射ヘッドと記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドとを有する、スライダに搭載された複合ヘッドを製造する複合ヘッド製造方法において、
犠牲基板上に、再生用磁気ヘッドと記録用磁気ヘッドとを、この順番で重なった状態に形成する磁気ヘッド形成過程と、
記録用磁気ヘッド上に記録用光照射ヘッドを形成する光照射ヘッド形成過程と、
記録用光照射ヘッドと、スライダの本体とを接合する接合過程と、
犠牲基板を切除する切除過程とを有することを特徴とする。
ここで、「スライダの本体」とは、スライダの形状に加工済のものに限らず、スライダの本体として将来用いられる未加工の基板などであってもよい。
情報記憶装置のヘッドを記録媒体に近接させるために、従来より、スライダにヘッドを搭載してスライダを記録媒体上で浮上させるという技術が知られている。
このスライダでは、浮上の安定性が考慮されて、ヘッドが、記録媒体の移動方向で下流側の端面上に搭載されることが多い。また、情報記録に光照射と磁気印加の双方が用いられる場合には、通常、記録媒体の移動方向の上流側で光が照射され、下流側で磁気が印加される必要がある。従って、スライダ側から見て記録用光照射ヘッド、記録用磁気ヘッドの順で重なった状態に形成されることが望ましい。
しかし、スライダの本体となる基板上に記録用光照射ヘッドを形成し、その記録用光照射ヘッドの上に記録用磁気ヘッドや再生用磁気ヘッドを形成する場合には、記録用光照射ヘッドよりも記録用磁気ヘッドや再生用磁気ヘッドが小さいと、記録用磁気ヘッドや再生用磁気ヘッドの加工に用いられるＦＩＢやイオンミリングなどによって記録用光照射ヘッドも加工されて損傷するという問題がある。また、記録用光照射ヘッド上に、損傷を避け得る程度の厚さのバッファ層を設ける場合には、数μｍ程度の厚さのバッファ層が必要となり、記録用光照射ヘッドと記録用磁気ヘッドとの間隔が離れすぎて情報記録が不可能となるという問題を生じる。
これに対し、本発明の複合ヘッド製造方法によれば、記録用磁気ヘッドや再生用磁気ヘッドの形成が終わった後で記録用光照射ヘッドが形成されるので、記録用光照射ヘッドの損傷が回避されると共に、記録用光照射ヘッドと記録用磁気ヘッドとを十分に接近させて形成することができる。また、記録用光照射ヘッドの形状とと記録用磁気ヘッドの形状とを独立に設計することができるという利点もある。
以上説明したように、本発明によれば、光利用効率が高く、他のヘッドとの位置合わせが容易な光照射ヘッド、加工が容易な光照射ヘッド、そのような光照射ヘッドによって高密度な情報アクセスを行う情報記憶装置、およびそのような光照射ヘッドを有する複合ヘッドの製造に適した複合ヘッド製造方法が得られる。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
この図１に示す光アシスト磁気記録再生装置１は、本発明の情報記憶装置の第１実施形態に相当するものであり、本発明の光照射ヘッドの第１実施形態が組み込まれている。この図１には、光アシスト磁気記録再生装置１のハウジング内が露出した状態が示されており、この光アシスト磁気記録再生装置１には、矢印Ｒが示す方向に回転する磁気ディスク２と、磁気ディスク２に対して情報記録と情報再生を行う、後述する複合ヘッドが搭載されたスライダ５と、スライダ５を保持して、アーム軸３ａを中心に磁気ディスク２表面に沿って移動するキャリッジアーム３と、キャリッジアーム３を駆動するアームアクチュエータ４が備えられている。ハウジングの内部空間は、図示しないカバーによって閉鎖される。
磁気ディスク２への情報の記録および磁気ディスク２からの情報の再生にあたっては、磁気回路で構成されたアームアクチュエータ４によってキャリッジアーム３が駆動され、サンプルサーボ方式によって複合ヘッドが、回転する磁気ディスク２上の所望のトラックに高精度に位置決めされる。スライダ５に搭載された複合ヘッドは、磁気ディスク２の回転に伴って、磁気ディスク２の各トラックに並ぶ各微小領域に順次近接する。
図１に示す磁気ディスク２の回転に伴って、磁気ディスク２上の、所望の情報が記録されあるいは再生される微小領域は、光照射ヘッド１０、記録磁気ヘッド２０、再生磁気センサヘッド３０の順で通過していく。
図２は、スライダ５に搭載されている複合ヘッドの拡大図である。
この図２に示す複合ヘッドは、リソグラフィ技術によって、光照射ヘッド１０と記録磁気ヘッド２０と再生磁気センサヘッド３０とが一体に形成されたものであり、図１に示すスライダ５の先端に、スライダ５側から、光照射ヘッド１０、記録磁気ヘッド２０、再生磁気センサヘッド３０の順番で形成され、磁気ディスク２に近接して配置されている。
光照射ヘッド１０は、本発明の光照射ヘッドの第１実施形態に相当し、レーザダイオード１６からのレーザ光を導く光導波路１５に接続されている。この光導波路１５は、本発明にいう光導入部の一例に相当し、一例として端面入射によってレーザダイオード１６からのレーザ光とカップリングされている。
光照射ヘッド１０は、光導波路１５によって導かれてきた光を磁気ディスク２上に照射するものである。但し、光照射ヘッド１０は、上述した近接場光ヘッドの一種であり、光は伝搬波として出射されるのではなく、光照射ヘッド１０の近傍（光の波長の１０分の１以下）に振動電場として偏在しており、その光照射ヘッド１０が磁気ディスク２に十分に接近することにより、その振動電場が、波としての光と同様に作用する。
記録磁気ヘッド２０は、上部コア２１と、磁場発生用のコイル２２と、磁気シールドを兼ねた下部コア２３とで構成されており、上部コア２１と下部コア２３との隙間に磁界が発生する。この記録磁気ヘッド２０の上部コア２１は光照射ヘッド１０の光出射口に隣接して設けられており、リソグラフィ技術による一体形成によって精度の良い位置合わせが得られているので、記録磁気ヘッド２０は、光照射ヘッド１０による光の照射位置に近接した位置に磁界を発生させる。後で詳述するように、これらの位置の相互間距離は数十ｎｍ以下の微小距離であり、この結果、磁気ディスクの外周から内周に至るまで、光と磁界は同一のトラックに照射・発生される。
再生磁気センサヘッド３０は、いわゆるＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）膜を有するものであり、磁界を精度良く検知することができる。
情報記録時には、電気的な記録信号に従って、光照射ヘッド１０によって光が照射されて磁気ディスク２上の所望の位置が熱せられ、直後に記録磁気ヘッド２０によって磁場が印加される。これにより、小さな磁界強度での情報記録が可能となる。
また、情報再生時には、再生磁気センサヘッド２０によって、各微小領域の磁化方向として記録された情報が、それらの磁化それぞれが発生する磁界に応じた電気的な再生信号として取り出される。
次に光照射ヘッド１０の構造の詳細について説明する。
図３は、光照射ヘッド１０の拡大斜視図である。
光照射ヘッド１０は、図２に示す光導波路１５に接続されて光が導入される、ＺｎＳからなるコア１３０と、コア１３０に光を閉じ込める、ＭｇＦ2からなるクラッド１４０と、コア１３０に導入された光を伝搬させ集光して先端から照射する、多層の誘電体材料で形成された先細り形状の伝搬体１１０と、伝搬体１１０を覆って伝搬体内に光を閉じ込める、Ａｌからなる被覆体１２０とを有している。
この光照射ヘッド１０の先端は、伝搬体１１０による集光によって電磁場強度が最も増大する位置に設けられている。また、伝搬体１１０とコア１３０とは光学的に接続している。コア１３０の屈折率と伝搬体１１０の屈折率とは異なっており、コア１３０側に突き出した底縁によってコア１３０からの光が中心側に屈折して伝搬体１１０に入射することによって、伝搬体１１０内での集光効率が向上している。
被覆体１２０は、伝搬体１１０内部に伝搬光を反射させることで、光を集光させると同時に先端以外からの伝搬光の染み出しを防止している。この被覆体１２０の材料として金属が採用されることによって、伝搬体１１０の先細り部分の側面における光の入射角が小さくても十分な反射が得られるので、先細り部分の頂角が大きくても十分な集光能力が得られることとなる。そのように頂角が大きいと、伝搬体１１０内部での光の伝搬距離が短くて内部損失が小さく、伝搬体１１０の伝搬効率は高い。本実施形態では金属の一例としてＡｌ（ｎ＝０．４９，ｋ＝４．８６）が用いられている。
また伝搬体１１０は、誘電体からなる層構造を有している。層構造の詳細については後述するが、大きく分けて、光が集約される第１構造部１５０と、伝搬光をその第１構造部１５０へと偏らせる第２構造部１６０とに分けることができる。第２構造部１６０は、第１構造部１５０の片側にのみ設けられている。
このような光照射ヘッド１０の作製手順の一例としては、先ず、基板表面全体に伝搬体１１０と同じ層構造を成膜する。次にリソグラフィ露光工程により、伝搬体１１０のパターンをレジストで作製しエッチングすることで伝搬体１１０を形成する。次にリフトオフ法などを用いて、伝搬体１１０に接続するコア１３０を形成する。また同じくリフトオフ法などを用いて、コア１３０をレジスト等で隠し、伝搬体１１０の先細り部分などをアルミで被覆して被覆体１２０を形成する。そして伝搬体１１０とコア１３０を被覆するようにクラッド１４０を成膜する。最後にＦＩＢやイオンミリング等によって伝搬体１１０の先端を削って光照射開口を作成する。
図４は、光照射ヘッド１０の層構造を表す真空波長４００ｍｍの光に対するバルク材料で表した屈折率分布のグラフである。
グラフの横軸は、光照射ヘッドの出射光の中心位置を原点とした膜分布距離を示しており、縦軸は各膜における屈折率を示している。
この図４のグラフには、厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2（ｎ＝１．４８）からなる第１層１５１と、厚さが２０ｎｍのＺｎＳ（ｎ＝２．４３７）からなる、第１層１５１を挟んだ１対の第２層１５２と、厚さが２０ｎｍのＳｉ（ｎ＝４．３８０，ｋ＝２．０２）からなる、それら第１層１５１および第２層１５２を更に挟んだ１対の第３層１５３とで構成された第１構造部１５０が示されている。ここでＳｉは、比誘電率が高く不透明な誘電体材料であり、ＳｉＯ2は、透明な誘電体材料であり、ＺｎＳは、ＳｉＯ2よりも屈折率がほぼ１．０大きい透明な誘電体材料である。また、光スポットのプロファイルが非対称であっても良い場合には、本実施形態で設けられている１対の第２層１５２に替えて第１層１５１の片側のみ第２層１５２が隣接した層構造も採用され得る。
この図４のグラフに示すように、低屈折率のＳｉＯ2からなる第１層１５１と高屈折率のＳｉからなる第３層１５３との間に中間的な屈折率のＺｎＳからなる第２層１５２が設けられていることによって、第１層１５１が、減衰を有する第３層１５３に接触することが回避されており、更に、第３層１５３の高い屈折率に影響されて第２層１５２の実行屈折率が向上しているので、第１層１５１と第２層１５２との境界を伝搬波が効率よく伝搬する。
また、この図４のグラフには、厚さが１００ｎｍのＳｉＯ2からなる低屈折率層１６１ａと、３０ｎｍのＳｉからなる高屈折率層１６２ａと、厚さが１４０ｎｍのＳｉＯ2からなる低屈折率層１６１ｂと、厚さが４２ｎｍのＳｉからなる高屈折率層１６２ｂとで構成された第２構造部１６０も示されている。第２構造部１６０は、このように、屈折率が１．０以上異なる低屈折率層と高屈折率層との組が繰り返した構造を有し、各組において低屈折率層と高屈折率層との層厚比は一定であり、各組における総層厚は互いに相違している。このような第２構造部１６０における層構造によって、層に沿った伝搬光が層の相互間で干渉し合い、その結果、伝搬光は第１構造部１５０の方へと偏って行って最終的には第１構造部１５０に集光されることとなる。なお、この図４に示す層構造では、第１構造部１５０に近い方の組における総層厚の方が薄くなっているが、層の組の繰り返しが３つ以上であるときには第１構造部１５０に近い方の組における総層厚の方が厚いことが望ましい。また、低屈折率層１６１ａ，１６１ｂの層厚は、いわゆるカットオフサイズλ／２ｎ（λは波長、ｎは実効屈折率）よりも小さく、このように低屈折率層１６１ａ，１６１ｂの層厚が小さいことによって伝搬光は効率よく第１構造部１５０側へと偏っていく。なお、この第２構造部１６０が十分な集光能力を発揮するためには、十分な伝搬距離を持つことが必要であり、図３に示す伝搬体１１０の長さは１４００ｎｍという十分な長さとなっている。
これら第１構造部１５０および第２構造部１６０の層構造を構成している各層の層厚の設計に際しては、伝搬効率や集光効率が向上するように設計することが望まれるが、伝搬光が各層において多重に反射するので、光の伝搬状態を電磁界シミュレータによって確認しながら設計する設計手法が現実的である。上述した各層の層厚は、このような設計手法によって設計された層厚の一例であって、例えば第１構造部１５０の第１層１５１は３０ｎｍであるが、光スポットのプロファイルとして本実施形態におけるプロファイルよりも大きいものが必要な場合には、この第１層１５１の層厚をより厚く設計すればよい。
この図４のグラフには、第２構造部１６０とは逆の側で第１構造部１５０に隣接した上部コア２１（図２参照）も示されており、第１構造部１５０の中心から上部コア２１迄の距離は数十ｎｍ程度という短い距離になっている。このグラフでは上部コア２１はＭｇＦ2（ｎ＝１．３８４）からなるものとして示されているが、これは上述したシミュレータにおける計算の便宜上設定された材料であって、本来の上部コア２１は磁気ヘッドの材料で構成される。
また、この図４のグラフには、第２構造部１６０に隣接した、Ａｌからなる被覆体１２０と、その被覆体１２０に隣接した、ＭｇＦ2からなるクラッド１４０も示されている。
ところで、この図４のグラフには、ＺｎＳからなる第２層１５２が示されているが、この第２層１５２を構成する材料としては、酸化物の高屈折率材料も考え得る。但し、酸化物の高屈折率材料がＳｉからなる第３層１５３に隣接することによって成膜時に第３層１５３が酸化される可能性を極力減少させることが必要となる。この図４に示すような層厚の場合には、第３層１５３の酸化が約３ｎｍ以下でないと光スポットのプロファイル形状が悪化する。
図５は、酸化物の高屈折率材料からなる第２層が用いられる場合の層構造を示す図である。
この図５には、酸化物の高屈折率材料としてＴａ2Ｏ5が用いられた第２層１５２’が示されており、この第２層１５２’を挟んで、ＳｉＯ2からなる第１層１５１とＳｉからなる第３層１５３が設けられている。第３層１５３には更に、上述したＳｉＯ2からなる低屈折率層１６１ａが隣接している。
ここに示す第２層１５２’は、２０ｎｍ程度の本体部分１５２ａと、５ｎｍ程度の、ＴａXＯY（Ｘ＝１，２，Ｙ＝０，１，２，３，４，５）からなる酸化防止膜１５２ｂとで構成されており、この酸化防止膜１５２ｂによって第３層１５３の酸化が防止されている。なお、酸化防止膜１５２ｂの材料としては、伝搬効率を劣化する金属よりも、誘電体材料が望ましい。また、酸化防止膜１５２ｂの厚さは成膜装置の性能に依存して決まり、より薄い酸化防止膜であってもよい。
図６は、本実施形態における電場強度分布のシミュレーション結果を示す正面図であり、図７は、そのシミュレーション結果を示す側面図である。
伝搬体１１０には、コア１３０からλ＝４００ｎｍの光が入射し、伝搬体１１０と被覆体１２０との境界での反射や、第２構造部１６０による第１構造部１５０への集光によって伝搬体１１０の先端に強い光スポットが形成されている。また、この光スポットは、光照射ヘッド１０の端に位置する第１構造部１５０の先端に形成されるので、光スポットと記録磁気ヘッド２０との距離が短い。このため、記録磁気ヘッド２０によって発生される磁場と光スポットとの距離も短く、高密度な情報記録が可能となっている。
本実施形態における伝搬体１１０の伝搬効率は、入射光量に対する第１構造部１５０の先端の光スポットにおける光量の比で、約４％である。なお第１構造部１５０の厚さなどが目的に応じて最適化されることによってスポットプロファイルや伝搬効率は変わる。例えば、他が同じで第１構造部１５０の第１層（ＳｉＯ2の層）のみが薄くなると、伝搬効率は低下するがスポットプロファイルは縮小する。
図８および図９は、光スポットのプロファイル（強度分布）を示すグラフである。
図８の横軸は、光照射ヘッドの積層構造の層内方向（Ｘ方向）における位置を表しており、図９の横軸は、光照射ヘッドの積層構造の層厚方向（Ｙ方向）における位置を表している。また、これらの図の縦軸は、光スポットの中心強度を１．０として規格化された光強度を表している。
これらの図のグラフには、出射面から１５ｎｍ程度離れた近接領域における光スポットのプロファイルが示されている。
本実施形態では、Ｘ方向における半値幅が９６ｎｍでＹ方向における半値幅が８６ｎｍという微少な光スポットが得られている。また、プロファイルにおける不要なサイドローブも、中心強度に対して数％以下に小さく押さえられている。これらのプロファイルは、出射面から１５ｎｍであるが、出射面からの距離が小さくなる、すなわち、浮上量が小さくなる程、Ｙ方向のプロファイルは、第一層１５１の厚さに近づく。
このような小さな光スポットによって磁気ディスクの必要最小限の領域のみが加熱されて磁気記録が行われるので、本実施形態の光アシスト磁気記録再生装置では、１Ｔｂレベルの高い記憶密度による情報の記録再生が可能となっている。
以上で本発明の第１実施形態の説明を終了し、以下、他の実施形態について説明する。なお、以下説明する各実施形態では、光アシスト磁気記録再生装置の基本形態は共通しており、光照射ヘッドの部分のみが相違するので、以下では光照射ヘッドのみについて説明する。また、各実施形態において共通する構成部分には適宜に同一符号を付して重複説明を省略する。
図１０は、本発明の光照射ヘッドの第２実施形態を示す図である。
この図１０に示す光照射ヘッド４０には、第１構造部１５０と第２構造部１７０が備えられており、第２構造部１７０は、屈折率が互いに異なる１０層の誘電体層１７０＿１，…，１７０＿１０が順次に積層されたものである。各誘電体層１７０＿１，…，１７０＿１０の屈折率は、第１構造部１５０に近い方から順に、ｎ＝２．４，２．３，…，１．６，１．５となっており、各層の層圧は３０ｎｍである。このような誘電体層１７０＿１，…，１７０＿１０は、例えばＺｎＳ（ｎ＝２．４３７）とＳｉＯ2（ｎ＝１．４８）が、光学的に均質媒体と見なせる程度に薄い多層膜として重ね合わされ、構成比が調整されることによって中間的な屈折率の層として作成される。
この第２実施形態における第２構造部１７０に入射した光は、誘電体層１７０＿１，…，１７０＿１０の屈折率の差によって高屈折率側（すなわち第１構造部１５０側）に偏って行き、最終的には第１構造部１５０へと集光される。
図１１は、本発明の光照射ヘッドの第３実施形態を示す図である。
この図１１に示す光照射ヘッド５０には、屈折率がｎ＝２．１からｎ＝１．６までの、連続かつ一様な屈折率分布を有する第２構造部１８０が備えられており、この屈折率分布は、第１構造部１５０側ほど屈折率が高い分布となっている。このような第２構造部１８０によれば、屈折率の高い方へと伝搬光が偏って進むので第１構造部１５０へと光が集光される。また、このような第２構造部１８０によれば、屈折率が異なる材料の境界で発生する反射が抑制されるので伝搬効率が高い。
この第２構造部１８０における連続的な屈折率分布は、屈折率の異なる２種類以上の材料の混合によって実現することができる。例えば、ＳｉＯ2とＮｂ2Ｏ5がスパッタ装置ＲＡＳ（Ｒａｄｉｃａｌ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｓｕｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）によって混合されて成膜され、膜厚の成長と共に混合比が徐々に変更されることで屈折率が１．６〜２．１に制御された第２構造部１８０が形成される。
なお、このような屈折率分布を有する第２構造部１８０の場合、第２構造部１８０の厚さがカットオフサイズを超えるため、図１１に示すように、伝搬光は第２構造部１８０の内部を反射しながら伝搬することとなる。このため、第２構造部１８０の先端側に不要な光のピークが生じることを防ぐためには、反射も考慮して、光が第１構造部１５０側に最も寄ったところで先端に達するような長さに第２構造部１８０を形成することが望ましい。
図１２は、本発明の光照射ヘッドの第４実施形態を示す図である。
この図１２に示す光照射ヘッド６０には、均一な屈折率を有する均質な材料からなる第２構造部１９０が備えられている。この均一な屈折率を有する材料自体には光を第１構造部１５０側に集める能力がないので、この第２構造部１９０の先端側はＦＩＢやミリングで斜めに切除されて被覆体１２０で覆われており、この斜めに切除された部分が反射面となっている。この第２構造部１９０では、この反射面によって光が第１構造部１５０側に反射されて集光される。
図１３は、本発明の光照射ヘッドの第５実施形態を示す図である。
この図１３に示す光照射ヘッド２００には、第１実施形態の光照射ヘッドと同様に、ＺｎＳからなるコア２３０と、コア２３０に光を閉じ込める、ＭｇＦ2からなるクラッド２４０が備えられている。また、図２に示す記録磁気ヘッド２０の上部コア２１の先端の幅と同じ、例えば２４ｎｍ幅の延長部２１１を有する伝搬体２１０も備えられており、この伝搬体２１０はクラッド２４０で覆われている。つまり、この第５実施形態では、第１実施形態に備えられている被覆体１２０が存在せず、作製工程の単純化が可能である。ただし、十分な伝搬効率が得られるためには、伝搬体２１０の傾斜側面部における傾斜角度が、伝搬光の全反射角を満たす角度であることが望まれる。図１３に示す例では、傾斜側面の頂角は上部コアと同じ角度で、例えば、９０度となっている。
また、ここに示す伝搬体２１０は、第１実施形態における伝搬体の層構造と同様な層構造を有する、第１構造部２５０と第２構造部２６０とを備えている。
このような光照射ヘッド２００の作製手順の一例としては、まず、基板表面全体に伝搬体２１０と同じ層構造を成膜する。そしてリソグラフィ露光工程により、伝搬体２１０のパターンをレジストで作製しエッチングすることで伝搬体２１０を形成する。このとき、延長部２１１を記録磁気ヘッド２０の上部コア２１（図２参照）の位置に合わせて形成することによって精度の良い位置合わせが実現する。次にリフトオフ法などの方法を用いて、伝搬体２１０に接続するコア２３０を形成する。そして伝搬体２１０とコア２３０との全体を被覆するようにクラッド２４０を形成する。最後にＦＩＢやイオンミリング等によって延長部２１１の先端を磁気ヘッド２０の上部コアと同時に削って光照射開口を作成する。
この光照射ヘッド２００の伝搬体２１０には延長部２１１が存在するため、光照射開口の作成位置は自由度が高く、この光照射ヘッド２００は加工性に優れている。
図１４は、本発明の光照射ヘッドの第６実施形態を示す図である。
この図１３に示す光照射ヘッド３００は、第５実施形態の光照射ヘッド２００と同様に、コア２３０と、クラッド２４０と、延長部３１１を有する伝搬体３１０とを備えており、この伝搬体３１０は、上述した第４実施形態における伝搬体の層構造と同様な層構造を有する、第１構造部３５０と第２構造部３６０とを備えている。
図１５は、第６実施形態の光照射ヘッドにおける層構造を示す図である。
この図１５には、図１４に示す延長部３１１の先端側から見たときの層構造が示されており、カットオフサイズ以下の２４ｎｍ幅の層が積み重なった構造となっている。第６実施形態の光照射ヘッドは、上述した各実施形態と同様にＳｉＯ2第１層とＺｎＳ層とＳｉ層とからなる第１構造部３５０を備えており、その第１構造部３５０に隣接して、均質なＺｎＳからなる、厚さがカットオフサイズを超える４００ｎｍの第２構造部３６０を備えている。この第２構造部３６０の先端付近は、図１４に示すように斜めに切除されていて、この切除された面で光が反射して第１構造部３５０側に光が集まる。
第１構造部３５０を挟んで第２構造部３６０とは逆の側には上部コア２１が隣接しており、第１構造部３５０と上部コア２１とは成膜の過程で精度良く位置合わせが成されている。
また、２４ｎｍ幅に形成された第１構造部３５０や第２構造部３６０の中を光が伝搬しなければならないので、クラッド２４０の材料としては、延長部の屈折率よりも十分に小さいＭｇＦ2が採用されている。
図１６は、第６実施形態の光照射ヘッドにおける電場強度分布のシミュレーション結果を示す正面図であり、図１７は、そのシミュレーション結果を示す側面図である。
伝搬体３１０には、コア２３０からλ＝４００ｎｍの光が入射し、延長部３１１の根本で強い電磁場ピークが形成される。そして、この強い電磁場は、２４ｎｍ幅という狭い延長部３１１内を効率よく伝搬され、延長部３１１の先端に十分な強度の光スポットが形成される。
なお、図１６で延長部３１１内に生じている強度の節は、先端に向かう伝搬波と先端端で反射した伝搬波との干渉による節であって、先端に向かう伝搬波のみの強度分布は、延長部３１１内で徐々に減衰している。
この第６実施形態の光照射ヘッドでは、光スポットの層内方向のサイズは、延長部３１１の幅に依存しており、第１実施形態における光スポットのサイズよりも大幅に小さい。
以上説明した各実施形態によれば、第１構造部によって光が光照射ヘッドの先端まで効率よく伝搬され、光の利用効率が高い。また、第１構造部の片側に第２構造部が設けられていることによって光スポットが、光照射ヘッドの先端の、第１構造部側に偏った位置に形成されるので、記録磁気ヘッドとの距離が十分に近い配置が実現される。さらに、延長部を有する実施形態の場合には、光照射ヘッドの先端が削られて微小開口が作成される際における作成位置に余裕が有り、加工性に優れている。
最後に、光照射ヘッドと他のヘッドとを図２で説明したような複合ヘッドとして作成するための作成手順について説明する。ここで説明する手順は、上述した各実施形態の光照射ヘッドに適用することができるが、ここでは代表として第１実施形態の光照射ヘッドに適用したものとして説明する。
図１８は、複合ヘッドの作成手順を表す図である。
先ず、後で削除される犠牲基板６が用意され（ステップＡ）、その犠牲基板６上に、再生磁気センサヘッド３０と記録磁気ヘッド２０がこの順番で形成される（ステップＢ）。このステップＢは、本発明にいう磁気ヘッド形成過程の一例に相当する。この記録磁気ヘッド２０上には光照射ヘッドを形成するに十分な広さの平面が得られない場合には、Ａｌ材料やクラッドなどで被膜が形成され、表面研磨などが施されて、記録磁気ヘッド２０の上面が平坦化される。
次に、記録磁気ヘッド２０上に、上部コアと微小開口とが位置合わせされた状態で光照射ヘッド１０が形成される（ステップＣ）。このステップＣは、本発明にいう光照射ヘッド形成過程の一例に相当する。
そして、光照射ヘッド１０の表面に例えばＳｉＯ2で被膜が形成されたうえに、光照射ヘッド１０との密着力が高い融着材料７（例えばパイレックス（登録商標）ガラスなど）が光照射ヘッド１０上に成膜される（ステップＤ）。融着材料７には、スライダ５となる例えばＳｉ材料が密着されて、光照射ヘッド１０とスライダ５との間に高温高電圧が印加され（ステップＥ）、陽極接合によって融着材料７が光照射ヘッド１０とスライダ５とを接合する。これらステップＤおよびステップＥは、本発明にいう接合過程の一例を成している。
最後にエッチングなどで犠牲基板６が切除されることによって、スライダ５側から順に、光照射ヘッド１０、記録磁気ヘッド２０、再生磁気センサヘッド３０が並んだ複合ヘッドが得られる（ステップＦ）。このステップＦは、本発明にいう切除過程の一例に相当する。
なお、上述した陽極接合に替えて、直接接合やＡｇやＡｕを用いたろう材による接合も適用可能である。
また、上記説明では、本発明の情報記憶装置の一実施形態として光アシスト磁気記録再生装置が示されているが、本発明の情報記憶装置は、相変化型の光ディスク装置や光磁気ディスク装置であってもよい。
また、本発明の光照射ヘッドは、情報記憶装置の光照射ヘッドに適したものではあるが、情報記憶装置以外の装置などで、微小な光スポットを形成するためなどといった目的で利用されても良い。
本発明の一実施形態を示す図である。 スライダに搭載されている複合ヘッドの拡大図である。 光照射ヘッドの拡大斜視図である。 光照射ヘッドの層構造を表す屈折率分布のグラフである。 酸化物の高屈折率材料からなる第２層が用いられる場合の層構造を示す図である。 本実施形態における電場強度分布のシミュレーション結果を示す正面図である。 本実施形態における電場強度分布のシミュレーション結果を示す側面図である。 光スポットのＸ方向のプロファイル（強度分布）を示すグラフである。 光スポットのＹ方向のプロファイル（強度分布）を示すグラフである。 本発明の光照射ヘッドの第２実施形態を示す図である。 本発明の光照射ヘッドの第３実施形態を示す図である。 本発明の光照射ヘッドの第４実施形態を示す図である。 本発明の光照射ヘッドの第５実施形態を示す図である。 本発明の光照射ヘッドの第６実施形態を示す図である。 第６実施形態の光照射ヘッドにおける層構造を示す図である。 第６実施形態の光照射ヘッドにおける電場強度分布のシミュレーション結果を示す正面図である。 第６実施形態の光照射ヘッドにおける電場強度分布のシミュレーション結果を示す側面図である。 複合ヘッドの作成手順を表す図である。
符号の説明
１ 光アシスト磁気記録再生装置
２ 磁気ディスク
３ キャリッジアーム
３ａ アーム軸
４ アームアクチュエータ
５ スライダ
６ 犠牲基板
７ 融着材料
１０，４０，５０，６０，２００，３００ 光照射ヘッド
１５ 光導波路
１６ レーザダイオード
２０ 記録磁気ヘッド
２１ 上部コア
２２ コイル
２３ 下部コア
３０ 再生磁気センサヘッド
１１０，２１０，３１０ 伝搬体
１２０ 被覆体
１３０，２３０ コア
１４０，２４０ クラッド
１５０，２５０，３５０ 第１構造部
１５１ 第１層
１５２，１５２’ 第２層
１５２ａ 本体部分
１５２ｂ 酸化防止膜
１５３ 第３層
１６０，１７０，１８０，１９０，２６０，３６０ 第２構造部
１６１ａ，１６１ｂ 低屈折率層
１６２ａ，１６２ｂ 高屈折率層
１７０＿１，…，１７０＿１０ 誘電体層
２１１，３１１ 延長部

Claims (14)

  1. 入射元から光を入射され、該光を出射先まで伝搬しつつ収束させる光照射ヘッドにおいて、
    光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる、前記入射元から前記出射先に至る光軸に沿った第１良伝搬部と、
    光の減衰が実質的に無視できる程度に小さく、屈折率が前記第１良伝搬部におけるバルク材料での屈折率よりも大きい第２の低消衰材料からなる、前記光軸に交わる少なくとも１つの軸交方向について前記第１良伝搬部を対で挟む第２良伝搬部と、
    前記第２良伝搬部におけるバルク材料での光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、前記軸交方向について前記第２良伝搬部の外側から更に前記第１良伝搬部および前記第２良伝搬部を対で挟む難伝搬部とを有する第１構造部、および
    前記軸交方向について前記第１構造部を挟む両側のうちの一方に設けられた、前記入射元から前記出射先に至るまでの間に光を該第１構造部へと集中させる第２構造部を備えたことを特徴とする光照射ヘッド。
  2. 前記第２構造部が、前記光軸に対して傾斜した、前記第１構造部の方へと光を反射する反射面を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光照射ヘッド。
  3. 前記第２構造部が、前記第１構造部に近いほど屈折率分布高い逐次的あるいは連続的な屈折率分布を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光照射ヘッド。
  4. 前記第２構造部が、屈折率が互いに異なる複数種類の層の組が前記光軸に沿って延びるとともに、該組が前記軸交方向に前記第１構造部の幅よりも広い繰り返し間隔で複数繰り返した層構造を有するものであることを特徴とする請求項１記載の光照射ヘッド。
  5. 前記組が、光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１種層と、光の減衰を生じる第２種層とを含んだものであることを特徴とする請求項４記載の光照射ヘッド。
  6. 前記第２構造部が、前記組を構成する複数種類の層における層厚比が各組で互いに等しく、各組における総層厚が互いに異なるものであることを特徴とする請求項４記載の光照射ヘッド。
  7. 所定の対称軸に対して線対称な先細りの２次元形状を有する、光を伝搬する伝搬体と、前記対称軸を囲むように前記伝搬体を覆う、該伝搬体内に光を閉じ込める被覆体とを備えた、前記伝搬体を伝搬する光を該伝搬体の先から照射する光照射ヘッドであって、
    前記伝搬体が、前記対称軸と交わる底縁と、該対称軸を挟んで存在する、該底縁側から離れるにつれて間隔が狭まる一対の反射縁と、該一対の反射縁の、間隔が狭い方の端から前記対称軸に沿って延びる一対の延長縁とを有する２次元形状を有するものであることを特徴とする光照射ヘッド。
  8. 前記伝搬体が、前記２次元形状を有する複数の層からなる積層構造を有し、
    光の減衰が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる第１良伝搬層と、
    光の減衰が実質的に無視できる程度に小さく、屈折率が前記第１良伝搬部における屈折率よりも大きい第２の低消衰材料からなる、前記第１良伝搬層を対で挟む第２良伝搬層と、
    前記第２良伝搬層における光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、前記第２良伝搬層の外側から更に前記第１良伝搬層および前記第２良伝搬層を対で挟む難伝搬層とを有する第１構造部、および
    前記第１構造部の両面のうちの一方に設けられた、伝搬光を該第１構造部へと集中させる第２構造部を備えたものであることを特徴とする請求項７記載の光照射ヘッド。
  9. 前記被覆体が、前記伝搬体の屈折率よりも低い屈折率あるいは負の比誘電率を有するものであることを特徴とする請求項７記載の光照射ヘッド。
  10. 前記伝搬体が、該伝搬体の屈折率ｎと伝搬する光の波長λとに対して前記延長縁どうしの間隔ｄがｄ≦λ／２ｎとなっているものであり、
    前記被覆体が、前記伝搬体の少なくとも前記延長縁に接する部分については、該伝搬体の屈折率よりも１．０以上低い屈折率を有するものであることを特徴とする請求項７記載の光照射ヘッド。
  11. 所定の情報記憶媒体に光を照射し、その照射した光を情報再生と情報記録とのうち少なくともいずれか一方に用いる情報記憶装置であって、
    複素屈折率の虚数部が実質的に無視できる程度に小さい第１の低消衰材料からなる、前記入射元から前記出射先に至る光軸に沿った第１良伝搬部と、
    複素屈折率の虚数部が実質的に無視できる程度に小さく、複素屈折率の実数部が前記第１良伝搬部における複素屈折率の実数部よりも大きい第２の低消衰材料からなる、前記光軸に交わる少なくとも１つの軸交方向について前記第１良伝搬部を対で挟む第２良伝搬部と、
    前記第２良伝搬部における光の伝搬性よりも悪い、非伝搬であることも許容された任意の伝搬性を有する材料からなる、前記軸交方向について前記第２良伝搬部の外側から更に前記第１良伝搬部および前記第２良伝搬部を対で挟む難伝搬部とを有する第１構造部、および
    前記軸交方向について前記第１構造部を挟む両側のうちの一方に設けられた、該第１構造部に光を集約させる第２構造部を備えた光照射ヘッド、
    光を発する光源、および
    前記光源から発せられた光を前記光照射ヘッドの入射元から該光照射ヘッド中に入射させる光導入部を備えたことを特徴とする情報記憶装置。
  12. 前記光照射ヘッドの前記第１構造部を挟んで前記第２構造部とは逆の側に隣接した磁気ヘッドを備えたことを特徴とする請求項１１記載の情報記憶装置。
  13. 所定の情報記憶媒体に光を照射し、その照射した光を情報再生と情報記録とのうち少なくともいずれか一方に用いる情報記憶装置であって、
    所定の対称軸に対して線対称な先細りの２次元形状を有する、光を伝搬する伝搬体と、前記対称軸を囲むように前記伝搬体を覆う、該伝搬体内に光を閉じ込める被覆体とを備えた、前記伝搬体を伝搬する光を該伝搬体の先から照射する光照射ヘッド、
    光を発する光源、および
    前記光源から発せられた光を前記光照射ヘッドの入射元から該光照射ヘッド中に入射させる光導入部を備え、
    前記光照射ヘッドの伝搬体が、前記対称軸と交わる底縁と、該対称軸を挟んで存在する、該底縁側から離れるにつれて間隔が狭まる一対の反射縁と、該一対の反射縁の、間隔が狭い方の端から前記対称軸に沿って延びる一対の延長縁とを有する２次元形状を有するものであることを特徴とする情報記憶装置。
  14. 記録用光照射ヘッドと記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドとを有する、スライダに搭載された複合ヘッドを製造する複合ヘッド製造方法において、
    犠牲基板上に、前記再生用磁気ヘッドと前記記録用磁気ヘッドとを、この順番で重なった状態に形成する磁気ヘッド形成過程と、
    前記記録用磁気ヘッド上に前記記録用光照射ヘッドを形成する光照射ヘッド形成過程と、
    前記記録用光照射ヘッドと、スライダの本体とを接合する接合過程と、
    前記犠牲基板を切除する切除過程とを有することを特徴とする複合ヘッド製造方法。
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