JP2009048742A - Optical head and information storing apparatus - Google Patents
Optical head and information storing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009048742A JP2009048742A JP2007216211A JP2007216211A JP2009048742A JP 2009048742 A JP2009048742 A JP 2009048742A JP 2007216211 A JP2007216211 A JP 2007216211A JP 2007216211 A JP2007216211 A JP 2007216211A JP 2009048742 A JP2009048742 A JP 2009048742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- light
- waveguide
- incident
- optical head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光を導いて出射する光学ヘッド、および光を用いて情報を記録媒体に記録する情報記憶装置に関する。 The present invention relates to an optical head that guides and emits light, and an information storage device that records information on a recording medium using light.
情報記憶装置の分野では、コンピュータやITの発達に伴って、記録密度の絶え間ない向上が求められている。現状の磁気記録ヘッドより微細なビットを記録して記録密度の向上を図る方法として、光を記録媒体に照射し、媒体上で局所的に熱を発生させ、その熱により磁気ヘッドでの書き込みを容易にする熱アシスト記録方式が検討されている。この熱アシスト記録に必要な光のスポットサイズは、レンズによる集光スポットで達成できる回折限界以下である。そこで光導波路を用いたヘッドが検討されている。 In the field of information storage devices, the continuous improvement of recording density is required with the development of computers and IT. As a method to improve the recording density by recording finer bits than the current magnetic recording head, light is irradiated onto the recording medium, heat is locally generated on the medium, and writing with the magnetic head is performed by the heat. A heat-assisted recording system that facilitates the development is being studied. The spot size of light necessary for this heat-assisted recording is less than the diffraction limit achievable with a focused spot by a lens. Therefore, a head using an optical waveguide has been studied.
図1は、熱アシスト記録方式の情報記憶装置を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an information storage device of a heat assist recording method.
この図1には、情報記憶装置1のヘッド40周辺が示されている。情報記憶装置1には、図に示す矢印の方向に回転する円盤状の、磁化の向きで情報が記録される情報記録媒体10と、回転する情報記録媒体10の表面に生じる空気の流れによって、情報記録媒体10の表面に近接した状態で表面から浮上するスライダ50と、情報記録媒体10の表面に沿って延びて先端にスライダ50を保持したアーム20が備えられている。スライダ50は、情報記録媒体10表面からの浮上力を生むスライダ本体30を備え、スライダ本体30の側面には、情報記録媒体10に対する情報記録と情報再生を行うヘッド40が搭載されている。ヘッド40は、情報記録媒体10の回転に伴い、情報記録媒体10上の弧状のトラックに沿って情報の記録再生を行う。
FIG. 1 shows the periphery of the head 40 of the
ヘッド40は、情報記録媒体10上の磁化の向きを読み取ることで情報を再生する再生ヘッド41と、情報記録媒体10に磁場を印加して磁化の向きを変えることで情報を記録する磁気ヘッド43と、情報記録媒体10上に光を照射して熱を発生させることで、磁気ヘッド43による磁化の向きの変更を補助する光学ヘッド42とで構成されている。なお、光学ヘッド42の光源については図示を省略したが、半導体レーザが搭載されており、その半導体レーザが出射した光が光学ヘッド42に導かれる。
The head 40 includes a reproducing
光学ヘッド42の基本構造は、いわゆる光導波路となっており、図1の上方から入射された光を図1の下方へと導いて情報記録媒体10に向けて出射する。
The basic structure of the optical head 42 is a so-called optical waveguide, and the light incident from above in FIG. 1 is guided downward in FIG. 1 and emitted toward the
この光学ヘッド42の先端(出射端)では、情報記録媒体10の半径方向(トラック間方向)と円周方向(トラック方向)のそれぞれについて光のスポットサイズを波長以下に絞らなければならないので、光学ヘッド42を構成する光導波路のコアサイズも波長以下でなければならない。図1で言えば、図の奥行き方向がトラック間方向で、図の左右方向がトラック方向である。
At the front end (outgoing end) of the optical head 42, the light spot size must be reduced to a wavelength or less in each of the radial direction (intertrack direction) and the circumferential direction (track direction) of the
ところが半導体レーザを光源とすると、半導体レーザで発生する光束のサイズは、サブミクロンより大きいため、光学ヘッド42内部で光束を縮小する構造が必要である。 However, if a semiconductor laser is used as the light source, the size of the light beam generated by the semiconductor laser is larger than the submicron, and therefore a structure for reducing the light beam inside the optical head 42 is required.
熱アシスト記録方式を採用していない現状の磁気記録ヘッドは、基板平面上に材料を積層してパターンエッチングするリソグラフィー技術によって作製されており、このリソグラフィー技術は技術的な蓄積が豊富で信頼性や経済性が高い。そのため、熱アシスト記録方式を採用した新たなヘッドも、リソグラフィー技術の応用によって作製可能な構造であることが望ましい。リソグラフィー技術でヘッド40を作製する場合には、図1の上下と奥行きの方向が積層の面内方向となり、図1の左右方向は積層の層間方向となる。 Current magnetic recording heads that do not employ the heat-assisted recording method are manufactured by lithography technology that stacks materials on a substrate plane and performs pattern etching. This lithography technology has abundant technical accumulation and is reliable. Economical. Therefore, it is desirable that a new head that employs the heat-assisted recording method has a structure that can be manufactured by application of lithography technology. When the head 40 is manufactured by the lithography technique, the vertical direction and the depth direction in FIG. 1 are in-plane directions of the stack, and the horizontal direction in FIG. 1 is an interlayer direction of the stack.
このリソグラフフィー技術によれば、平面内のパターニングは、電子ビームやステッパ装置により既にサブミクロンの幅(即ち、光の波長以下のサイズ)が実現している。そのためトラック間方向のコアサイズについては、数十ミクロンサイズからサブミクロンにテーパ状パターンをエッチングすることで、容易にサブミクロン幅を実現できる。またテーパ長は、長いほど高い光効率で幅の狭いコアに光を伝搬させることができるが、このような長いテーパ長を作製することも容易である。 According to this lithographic technique, patterning in a plane has already been realized with a submicron width (that is, a size smaller than the wavelength of light) by an electron beam or a stepper device. Therefore, with respect to the core size in the track-to-track direction, the sub-micron width can be easily realized by etching the tapered pattern from several tens of microns to sub-microns. Further, the longer the taper length, the higher the light efficiency and the more light can be propagated to the narrow core. However, it is easy to produce such a long taper length.
一方、トラック方向におけるコアサイズの微細化については、トラック間方向と同様に数十ミクロンサイズからサブミクロンにテーパ状に加工することを考えると、光効率を高めるために長いテーパ面を作製するためには、基板平面の垂線に対して大きい角度のテーパ面を作製しなければならない。しかし、リソグラフィー技術では、このようなテーパ面の作製は難しく、何らかの工夫が必要となる。 On the other hand, regarding the miniaturization of the core size in the track direction, considering that the taper is processed from the tens of micron size to the submicron similarly to the inter-track direction, a long tapered surface is produced in order to increase the light efficiency. In this case, a tapered surface having a large angle with respect to the normal of the substrate plane must be formed. However, in the lithography technique, it is difficult to produce such a tapered surface, and some contrivance is required.
そこで、従来、コアの厚さをサブミクロン厚で作製しておいて、そのコアに光を入射させる方法が提案されている。このようなコアに光が入射することを、光学の分野では、コアの内外における光の結合と称する場合がある。コアに光を入射させる方法の代表的な提案としては、端面結合法(非特許文献1参照)、プリズム結合法(非特許文献2参照)、およびグレーティング法(非特許文献3参照)が知られている。 Therefore, conventionally, a method has been proposed in which a core is manufactured with a submicron thickness and light is incident on the core. In the field of optics, the incidence of light on such a core may be referred to as light coupling inside and outside the core. As typical proposals for the method of causing light to enter the core, an end face coupling method (see Non-Patent Document 1), a prism coupling method (see Non-Patent Document 2), and a grating method (see Non-Patent Document 3) are known. ing.
図2は、端面結合法の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of the end face coupling method.
この図2(および後述の図3〜図5)には、図1に示す光学ヘッド42に対応する部分が示されているが、説明の便宜上、図の向きが異なっており、図の下方がスライダ本体側で上方がヘッド側となっている。以下説明する図3〜図5でも同様である。 In FIG. 2 (and FIGS. 3 to 5 described later), a portion corresponding to the optical head 42 shown in FIG. 1 is shown. The upper side is the head side on the slider body side. The same applies to FIGS. 3 to 5 described below.
端面結合法は、光源から発射された光束L1を、レンズ51等を用いて収束光に変換し、スライダ52の切断面に露出しているコア53aに入射させる方法である。コア53aはクラッドに53bに挟まれており、入射した光はコア53a内を伝搬する。
The end face coupling method is a method in which a light beam L1 emitted from a light source is converted into convergent light using a
図3は、プリズム結合法の説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the prism coupling method.
プリズム結合法では、光学ヘッドを構成する光導波路のコア54に対してプリズム55を並べ、コア54とプリズム55の底面との間に光の波長以下の間隔を設け、プリズム55底面に当たる光の位相とコア54内の伝搬光の位相が同じとなるように所定の入射角θで光を底面に照射する方法である。そのような入射角θを得るために、プリズム55の入射側には斜面55aが形成されている。
In the prism coupling method, the
図4は、グレーティング法の説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram of the grating method.
グレーティング法は、コア56の上面にグレーティング57を形成し、コア56内の伝搬光の位相とグレーティング57に入射する光の位相が同じとなる回折角を用いて光を結合する方法である。
上記のプリズム結合法は、後述するように作製の容易さという点で欠点を有しているため、リソグラフィー技術での作製が可能な構造に変更することが考えられる。本明細書では、このように構造を変更した結合法(コアへの光の入射方法)をテーパ結合法と称する。 Since the above prism coupling method has a drawback in terms of ease of fabrication as will be described later, it can be considered that the prism coupling method is changed to a structure that can be fabricated by a lithography technique. In the present specification, the coupling method (method of entering light into the core) with the structure changed in this way is referred to as a taper coupling method.
図5は、テーパ結合法の説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the taper coupling method.
テーパ結合法は、プリズム結合法におけるプリズムに替えて、リソグラフィー技術で作製可能な厚い第1コア58を用い、プリズム結合法と同様な入射角θでサブミクロン厚の第2コア59に光を入射させる方法である。
In the taper coupling method, instead of the prism in the prism coupling method, a thick
第1コア58の入射側の端面は入射光に対して垂直となっており、上述の入射角θを得るためにテーパ結合法では、第1コア58の傾斜面58aにおける光反射を用いる。
The end face on the incident side of the
熱アシスト記録方式に用いられる光学ヘッドの場合、上述したどの結合法でも、入射後の光のモードを考慮する必要がある。 In the case of an optical head used for the heat-assisted recording method, it is necessary to consider the mode of light after incidence in any of the coupling methods described above.
図6は、モード光の電界強度分布を表す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the electric field intensity distribution of mode light.
図の縦軸は、光の伝搬方向を横切る方向におけるコア内位置を表しており、図の横軸は、各位置における光の電界強度を表している。 The vertical axis in the figure represents the position in the core in the direction crossing the light propagation direction, and the horizontal axis in the figure represents the electric field strength of light at each position.
モード光の電界強度分布は、基本モードでは山ひとつの分布となるが、1次モードで山2つの分布、2次モードで山3つの分布となる。 The electric field intensity distribution of the mode light has a distribution of one mountain in the basic mode, but two distributions in the primary mode and three distributions in the secondary mode.
熱アシスト記録方式に用いられる光学ヘッドの場合には、同じ出力強度であれば、山ひとつの強度分布を示す基本モードの方が高次のモード光よりも有効である。なぜなら山ひとつの強度分布であれば、情報記録媒体に照射するときの光のピーク強度を強化することができ、情報記録媒体上での温度を局所的に増加できるからである。 In the case of an optical head used for the heat-assisted recording method, the fundamental mode showing the intensity distribution of one mountain is more effective than the higher-order mode light if the output intensity is the same. This is because, if the intensity distribution is one mountain, the peak intensity of light when irradiating the information recording medium can be strengthened, and the temperature on the information recording medium can be locally increased.
このような光のモードも考慮に入れて、上述した各結合法について以下検討する。 Considering such a mode of light, each coupling method described above will be examined below.
まず端面結合法では、スライダの切断面に露出したコアに収束光を照射するが、このとき収束光のNAを小さくすることで、コア中に基本モード光を発生させることができる。また、スライダの切断面に光を照射するので、磁気ヘッドや再生ヘッドで必要な書き込み用や読み込み用の電極パットとレイアウトで重ならないといった利点がある。ところが、基本モードを発生するためにNAを小さくすると、スライダの入射側の端面における収束光のスポットサイズが大きくなってしまう。例えば、コアの材料がTiO2、コア厚が0.6μm、クラッドの材料がAl2O3の光導波路に、660nmのレーザを照射する場合には、基本モードを発生させるNAは0.48である。このNAによって得られるスポットサイズは1.2μmとなり、コア厚より大きいため、コア内に入射する光量が低下する。逆に、スポットサイズが回折限界の0.6μm程度(波長程度)となるようにレーザを集光する場合にはNAが0.9以上となり、コア内では高次モード光が発生して伝搬光の強度分布特性が劣化するといった問題がある。 First, in the end face coupling method, the core exposed to the cut surface of the slider is irradiated with convergent light. At this time, the fundamental mode light can be generated in the core by reducing the NA of the convergent light. In addition, since light is irradiated onto the cut surface of the slider, there is an advantage that it does not overlap with the electrode pads for writing and reading necessary for the magnetic head and the reproducing head. However, if the NA is reduced to generate the fundamental mode, the spot size of the convergent light at the end face on the incident side of the slider is increased. For example, when a 660 nm laser is irradiated onto an optical waveguide having a core material of TiO 2 , a core thickness of 0.6 μm, and a cladding material of Al 2 O 3 , the NA that generates the fundamental mode is 0.48. is there. The spot size obtained by this NA is 1.2 μm, which is larger than the core thickness, so that the amount of light incident on the core decreases. Conversely, when the laser is focused so that the spot size is about 0.6 μm (wavelength), which is the diffraction limit, NA is 0.9 or more, and high-order mode light is generated in the core and propagated light. There is a problem in that the intensity distribution characteristics of the material deteriorate.
次にプリズム結合法では、低屈折率の薄い層(通常は空気)を挟んで入射光とコア内の導波モードとの位相整合によりモード光を励起するので、コアの厚さが波長以下でも光の結合が可能である。しかし、基本モードを発生するには、プリズム底面に対する入射角θを大きくしなければならず、入射角θが小さいと高次モード光が発生してしまう。例えば、0.4μm厚のコアに対して結合を実現するためには、プリズムの屈折率にもよるが、入射角θとしては80〜85度以上という大きな角度が必要となる。このように入射角θが大きいと、プリズム底面で全反射する領域が光束径の1/cosθ倍に増大する。そのためコアに結合した伝搬光が再びプリズム底面側に戻ってしまい結合効率が低下するという問題がある。光束径を小さくするために集光すると、光束内の光線の傾きに差が発生し、プリズム底面への入射角に差が発生するので、コアとの位相整合が実現するスポット領域が限定されて結合効率が低下する。さらに、プリズムを搭載する面が、書き込みや読み込み用の電極パットと同じ面になるので、スライダに搭載するにはサブミリサイズのプリズムが必要となるが、このような微少なサイズのプリズムを単体として作製するのは難しくて高価であるといった問題がある。 Next, in the prism coupling method, mode light is excited by phase matching between the incident light and the guided mode in the core with a low refractive index thin layer (usually air) in between, so even if the core thickness is less than the wavelength Light coupling is possible. However, in order to generate the fundamental mode, the incident angle θ with respect to the bottom surface of the prism must be increased. If the incident angle θ is small, higher-order mode light is generated. For example, in order to realize coupling to a core having a thickness of 0.4 μm, although depending on the refractive index of the prism, the incident angle θ needs to be a large angle of 80 to 85 degrees or more. Thus, when the incident angle θ is large, the total reflection area on the bottom surface of the prism increases to 1 / cos θ times the beam diameter. Therefore, there is a problem that the propagation light coupled to the core returns to the prism bottom side again and the coupling efficiency is lowered. When focusing to reduce the light beam diameter, a difference occurs in the inclination of the light beam in the light beam, and a difference occurs in the incident angle to the prism bottom surface, so that the spot area where phase matching with the core is realized is limited. Coupling efficiency decreases. Furthermore, since the surface on which the prism is mounted is the same surface as the electrode pad for writing and reading, a sub-millimeter size prism is required for mounting on the slider, but such a small size prism is used alone. There is a problem that it is difficult and expensive to manufacture.
グレーティング法は、プリズム法と同じく基板平面内にグレーティングを作製するので、書き込みや読み込み用の電極パットと同じ面に搭載することになるという問題があるが、プリズム法とは異なり、リソグラフィー技術で作製することができるという利点がある。ところが、グレーティングにおける結合効率を向上するには、グレーティングに照射するスポットサイズを大きくしなければならず、光学理論的には、スポットサイズを無限に大きくすると結合効率が1に漸近する。しかし、当然ながらグレーティングの作製領域は有限サイズでなければならないし、スライダに搭載するにはサブミリサイズでなければならないため、結合効率が低下する。また、グレーティングの格子は間隔がサブミクロンであり、その間隔の深さや幅のバラツキによっても結合効率が低下するので作製が難しい。 Unlike the prism method, the grating method produces the grating in the plane of the substrate, so there is a problem that it is mounted on the same surface as the electrode pad for writing and reading. There is an advantage that you can. However, in order to improve the coupling efficiency in the grating, the spot size irradiated on the grating must be increased. From an optical theory, the coupling efficiency gradually approaches 1 when the spot size is increased infinitely. However, of course, the grating fabrication area must be finite in size and must be sub-millimeter size to be mounted on the slider, resulting in reduced coupling efficiency. In addition, the grating lattice has a submicron spacing, and the coupling efficiency is lowered due to variations in the depth and width of the spacing, making it difficult to manufacture.
テーパ結合法では、光線の入射角θを傾斜面による反射で与えており、入射側の端面は入射光に対して垂直となっている。この構造は、量産加工の点から採用された構造であり、プリズム結合法のように入射側の端面に傾斜面を作製することが難しいため採用されている。また、プリズム結合法と同じく、コア内に基本モードを励起するには入射角θを大きくしなければならない。即ち、図5に示す傾斜面58aの傾斜角度αを小さくしなければならないが、エッチングや切削加工において傾斜角度αを小さくすることは難しく、作製上現実的な傾斜角度αを用いるとコア内には高次モードが励起されるという問題がある。
In the taper coupling method, the incident angle θ of the light beam is given by reflection by an inclined surface, and the end surface on the incident side is perpendicular to the incident light. This structure is adopted from the viewpoint of mass production processing, and is adopted because it is difficult to produce an inclined surface on the end face on the incident side as in the prism coupling method. Similarly to the prism coupling method, the incident angle θ must be increased to excite the fundamental mode in the core. That is, the inclination angle α of the
図7は、作製上現実的な傾斜角度αを用いたときの電界強度分布を表した図である。 FIG. 7 is a diagram showing the electric field strength distribution when using an inclination angle α that is realistic in production.
この図7には、コアの材料がTiO2、クラッドの材料がAl2O3、第1コアの厚さが5μm、第2コアの厚さが0.7μm、第1コアと第2コアとの間の中間クラッドが0.1μm、テーパ面の傾斜角α=21.2度、レーザの波長が660nmでの電界強度分布を計算した結果として、電界強度の高い箇所Pが示されている。傾斜角αが21.2度という小さい角度であっても、図7に示すように第2コア内には3次モード光L2が励起されている。基本モード光を励起するためには、傾斜角度を10度以下にしなければならず、工業的量産においては、数ミクロン厚のコアをこのような傾斜角度で加工することは困難である。 In FIG. 7, the core material is TiO 2 , the clad material is Al 2 O 3 , the first core thickness is 5 μm, the second core thickness is 0.7 μm, the first core and the second core As a result of calculating the electric field intensity distribution when the intermediate clad between them is 0.1 μm, the inclination angle α of the taper surface is 21.2 degrees, and the wavelength of the laser is 660 nm, a portion P where the electric field intensity is high is shown. Even when the inclination angle α is as small as 21.2 degrees, the third-order mode light L2 is excited in the second core as shown in FIG. In order to excite fundamental mode light, the inclination angle must be 10 degrees or less, and it is difficult to process a core of several microns thickness at such an inclination angle in industrial mass production.
本発明は、上記事情に鑑み、コア内のモード次数が低く、スライダに搭載することができてリソグラフィー技術で作製することができる構造を有した光学ヘッド、およびそのような光学ヘッドを備えて高記録密度で情報を記録することができる情報記憶装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an optical head having a structure in which the mode order in the core is low, can be mounted on a slider, and can be manufactured by a lithography technique, and such an optical head is provided. An object is to provide an information storage device capable of recording information at a recording density.
上記目的を達成する本発明の光学ヘッドは、
外部から光が入射され、その入射された光を最終的には所定の導波方向に沿って導いて先端から出射する光学ヘッドであって、
所定の光学材料からなる、上記導波方向に沿って層状に延びた、内部に光が入射されてその光をその導波方向に導く導波コアと、
上記導波コアを構成する光学材料と同じ光学材料からなる、その導波コアに導かれる光の入射側でその導波コアにつながり上記導波方向に対して傾いた方向に層状に延びた、内部に光が入射されてその光を導波コアへと導く傾斜コアと、
上記傾斜コアの層に重なった、その傾斜コアを構成する光学材料の屈折率よりも低い屈折率を有する光学材料からなるクラッド膜と、
上記クラッド膜に接した、上記傾斜コアの厚さよりも厚い、そのクラッド膜を構成する光学材料の屈折率よりも高い屈折率を有する光学材料からなる、光が入射されてその光がクラッド膜越しに上記傾斜コアへと入射する入射コアとを備えたことを特徴とする。
The optical head of the present invention that achieves the above object provides:
An optical head that receives light from the outside, finally guides the incident light along a predetermined waveguide direction, and emits the light from the tip.
A waveguide core made of a predetermined optical material, extending in a layered manner along the waveguide direction, and in which light is incident and guides the light in the waveguide direction;
It is made of the same optical material as that constituting the waveguide core, and is connected to the waveguide core on the incident side of light guided to the waveguide core and extends in a layered manner in a direction inclined with respect to the waveguide direction. A tilted core in which light is incident and guides the light to the waveguide core;
A clad film made of an optical material having a refractive index lower than the refractive index of the optical material constituting the inclined core, which overlaps the layer of the inclined core;
Made of an optical material that is in contact with the cladding film and has a refractive index higher than the refractive index of the optical material that constitutes the cladding film, which is thicker than the thickness of the inclined core. And an incident core that is incident on the inclined core.
このクラッド層は、厚さがゼロでもよいが、入射光のクラッド層内の波長以下の厚さが望ましい。 Although this clad layer may be zero in thickness, it is desirable for the thickness to be equal to or less than the wavelength within the clad layer of incident light.
本発明の光学ヘッドによれば、入射コアに入射した光は、光の結合によって傾斜コア内に入射する。このとき位相整合に必要な入射角は上述したプリズム結合法における入射角と同じであるが、本発明では、傾斜コアから導波コアへと光が導かれる際にモード次数を低下させることができる。このため、傾斜コアの傾斜角度が、リソグラフィー技術で作製することができる程度に大きい現実的な角度であっても、最終的に導波コア内に励起されるモード光は低次のモード光となる。また、本発明の光学ヘッドは、傾斜コアの傾斜角度を十分に大きくすることができるので、スライダに搭載することができるサイズ内に収まるように作製することができる。さらに、入射コアの厚さを十分に厚くすることができるので、外部から光学ヘッド内への入射光量を十分に多くして光利用効率を向上させることができる。 According to the optical head of the present invention, the light incident on the incident core is incident on the inclined core by the coupling of light. At this time, the incident angle necessary for phase matching is the same as the incident angle in the prism coupling method described above, but in the present invention, the mode order can be lowered when light is guided from the inclined core to the waveguide core. . For this reason, even if the tilt angle of the tilt core is a realistic angle that is large enough to be produced by lithography technology, the mode light finally excited in the waveguide core is the low-order mode light. Become. In addition, the optical head of the present invention can be manufactured so as to be within a size that can be mounted on the slider because the tilt angle of the tilt core can be sufficiently increased. Furthermore, since the thickness of the incident core can be sufficiently increased, the amount of incident light from the outside into the optical head can be sufficiently increased to improve the light utilization efficiency.
本発明の光学ヘッドにおいて、
「 上記導波コアおよび上記入射コアが、これら導波コアおよび入射コアを構成するいずれの光学材料の屈折率よりも低い屈折率を有する下部クラッドの上に形成されたものであって、
上記下部クラッドと上記導波コアおよび上記入射コアとの間に、所定の反応性エッチングにおけるエッチング性が上記導波コアおよび上記入射コアのエッチング性よりも低い保護膜を備えた」
という形態は好ましい形態である。
In the optical head of the present invention,
The waveguide core and the incident core are formed on a lower clad having a refractive index lower than the refractive index of any optical material constituting the waveguide core and the incident core,
Between the lower clad and the waveguide core and the incident core, there is a protective film whose etching property in a predetermined reactive etching is lower than that of the waveguide core and the incident core. ''
Is a preferred form.
この好ましい形態の光学ヘッドによれば、傾斜コアの傾斜などをエッチングで加工する場合であっても、保護膜によって下部クラッドが保護されるため、下部クラッドを土台として入射コアなどを高い精度で作製することができる。 According to this preferred form of the optical head, even when the inclination of the inclined core is processed by etching, the lower clad is protected by the protective film. can do.
また、本発明の光学ヘッドにおいて、上記導波コアは、上記導波方向の前方ほど層の広がりが狭くなる先細り部分を有するものであることが好ましい。 In the optical head of the present invention, it is preferable that the waveguide core has a tapered portion in which the spread of the layer becomes narrower toward the front in the waveguide direction.
このような先細り部分を有することで、導波コア内を伝搬する光が集光されるので、光学ヘッドからの出射光についてスポットサイズ縮小と強度向上とを図ることができる。 By having such a tapered portion, light propagating in the waveguide core is collected, so that it is possible to reduce the spot size and improve the intensity of the light emitted from the optical head.
また、本発明の光学ヘッドにおいて、上記傾斜コアは、上記入射コア側とは逆側に凸に層が湾曲したものであることが好ましい。 In the optical head according to the aspect of the invention, it is preferable that the inclined core has a convexly curved layer on the side opposite to the incident core side.
このように傾斜コアが湾曲していることで、入射コアから傾斜コアへと入射した光が湾曲面で反射されて集光されることになる。傾斜コアの湾曲の大きさを調整することによって集光位置を調整することができ、光学ヘッドからの出射光についてスポットサイズ縮小と強度向上とを図ることができる。 Since the inclined core is curved in this way, light incident from the incident core to the inclined core is reflected by the curved surface and collected. The condensing position can be adjusted by adjusting the magnitude of the curvature of the inclined core, and the spot size can be reduced and the intensity of the emitted light from the optical head can be reduced.
上記目的を達成する本発明の情報記憶装置は、
光が入射され、その入射された光を最終的には所定の導波方向に沿って導いて先端から出射し、記録媒体の表面をその光で加熱する光学ヘッドと、
上記光学ヘッドによって加熱された記録媒体表面に磁場を印加することによってその記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備え、
上記光学ヘッドが、
所定の光学材料からなる、上記導波方向に沿って層状に延びた、内部に光が入射されてその光をその導波方向に導く導波コアと、
上記導波コアを構成する光学材料と同じ光学材料からなる、その導波コアに導かれる光の入射側でその導波コアにつながり上記導波方向に対して傾いた方向に層状に延びた、内部に光が入射されてその光を導波コアへと導く傾斜コアと、
上記傾斜コアの層に重なった、その傾斜コアを構成する光学材料の屈折率よりも低い屈折率を有する光学材料からなるクラッド膜と、
上記クラッド膜に接した、上記傾斜コアの厚さよりも厚い、そのクラッド膜を構成する光学材料の屈折率よりも高い屈折率を有する光学材料からなる、光が入射されてその光がクラッド膜越しに上記傾斜コアへと入射する入射コアとを備えたものであることを特徴とする。
The information storage device of the present invention that achieves the above object provides:
An optical head that receives light, finally guides the incident light along a predetermined waveguide direction, emits the light from the tip, and heats the surface of the recording medium with the light;
A magnetic head for recording information on the recording medium by applying a magnetic field to the surface of the recording medium heated by the optical head,
The optical head is
A waveguide core made of a predetermined optical material, extending in a layered manner along the waveguide direction, and in which light is incident and guides the light in the waveguide direction;
It is made of the same optical material as that constituting the waveguide core, and is connected to the waveguide core on the incident side of light guided to the waveguide core and extends in a layered manner in a direction inclined with respect to the waveguide direction. A tilted core in which light is incident and guides the light to the waveguide core;
A clad film made of an optical material having a refractive index lower than the refractive index of the optical material constituting the inclined core, which overlaps the layer of the inclined core;
Made of an optical material that is in contact with the cladding film and has a refractive index higher than the refractive index of the optical material that constitutes the cladding film, which is thicker than the thickness of the inclined core. And an incident core that is incident on the inclined core.
本発明の情報記憶装置によれば、光学ヘッドによって低次のモード光を記録媒体表面に照射することができ、記録媒体表面を局所的に加熱して高い記録密度で情報を記録することができる。 According to the information storage device of the present invention, it is possible to irradiate the surface of the recording medium with low-order mode light by the optical head, and it is possible to record information at a high recording density by locally heating the surface of the recording medium. .
以上説明したように、本発明の光学ヘッドは、コア内のモード次数が低く、スライダに搭載することができてリソグラフィー技術で作製することができる構造を有している。また、本発明の情報記憶装置は、高記録密度で情報を記録することができる。 As described above, the optical head of the present invention has a structure in which the mode order in the core is low and can be mounted on a slider and can be manufactured by a lithography technique. The information storage device of the present invention can record information at a high recording density.
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図8は、本発明の情報記憶装置の第1実施形態を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a first embodiment of the information storage device of the present invention.
この図8には、図1と同様に、情報記憶装置100のヘッド140周辺が示されている。この図8に示されている情報記憶装置100は熱アシスト記録方式の情報記憶装置であり、この図8に示されている部分以外の他の部分の構造は、情報記憶装置における周知の構造と同様な構造であるため説明は省略する。また、この図8に示されている情報記憶装置100の基本構造は、図1に示す情報記憶装置1の基本構造と同様であり、図に示す矢印の方向に回転する円盤状の情報記録媒体110と、情報記録媒体110の表面に近接した状態で表面から浮上するスライダ150と、情報記録媒体110の表面に沿って延びて先端にスライダ150を保持したアーム120が備えられている。
FIG. 8 shows the periphery of the
スライダ150は、スライダ本体130にヘッド140が搭載された構成となっており、ヘッド140は、再生ヘッド141と光学ヘッド142と磁気ヘッド143とで構成されている。ここで光学ヘッド142は、本発明の光学ヘッドの第1実施形態に相当している。
The
なお、光学ヘッド142の光源についてはここでも図示を省略したが、情報記憶装置100には半導体レーザが搭載されており、その半導体レーザが出射した光が、数十ミクロンの太さの光導波路で光学ヘッド142に導かれる構造となっている。
Although the illustration of the light source of the
次に、光学ヘッド142の構造について説明する。
Next, the structure of the
図9は、光学ヘッドの断面図、図10は、光学ヘッドの斜視図である。ただし、図9には、光学ヘッドの、主に、光が入射する側の構造が示されており、図10には、光学ヘッドを構成する導波路の主にコア部分が示されている。また、図8とは異なり、これら図9図10では、図示の便宜上、光を導く方向が図の横方向となる向きに光学ヘッドが示されている。また、以下の説明では、図9の上下方向をヘッドにおける上下として説明する。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical head, and FIG. 10 is a perspective view of the optical head. However, FIG. 9 shows the structure of the optical head mainly on the light incident side, and FIG. 10 mainly shows the core portion of the waveguide constituting the optical head. 9 and 10, the optical head is shown in a direction in which the light guiding direction is the horizontal direction in the drawing, for convenience of illustration. In the following description, the vertical direction in FIG.
本実施形態の光学ヘッド142は、再生ヘッド141の上部シールド204上に形成されており、上部シールド204上には屈折率の低い下部クラッド1421が存在し、その下部クラッド1421上には保護膜1422が設けられている。そして、保護膜1422上には、傾斜面を有しミクロンサイズの厚さを有する屈折率の高い第1コア1423が存在する。そして、第1コア1423の傾斜面上を、屈折率が低く薄膜状の中間クラッド1424が覆い、さらにその中間クラッド1424上には、第1コア1423よりも厚さが薄いサブミクロンサイズで屈折率の高い第2コア1425が設けられている。第2コア1425は、第1コア1423の傾斜面に沿った傾斜部分1425aと、その傾斜部分1425aにつながって保護膜1422上を延びた延長部分1425bとを有しており、延長部分1425bは、図10に示すように、テーパ状に先細りの形状を有している。光学ヘッド142の最上部は屈折率の低い上部クラッド1426で覆われている。
The
第1コア1423は、本発明にいう入射コアの一例に相当し、中間クラッド1424は、本発明にいうクラッド膜の一例に相当し、第2コア1425の延長部分1425bは、本発明にいう導波コアの一例に相当し、第2コア1425の傾斜部分1425aは、本発明にいう傾斜コアの一例に相当する。
The
下部クラッド1421、中間クラッド1424、上部クラッド1426の材料としては、Al2O3やSiO2などを用いることができ、第1コア1423、第2コア1425の材料としては例えばTiO2を用いることができる。また、保護膜1422は、後述するように第1コア1423をエッチングで加工する時に下部クラッドを保護するためのものであり、エッチングで用いられる反応ガスの種類に応じた材料を使用することができ、材料によっては膜厚が数十nm以下で十分に効果がある。例えばCF4反応性ガスを用いるエッチングの場合にはMgF2などのフッ素系材料で形成することができる。
As a material of the
このような構造の光学ヘッド142に対し、光源からの光L3は図の左側から入射されて第1コア1423内を伝搬し、第1コア1423の傾斜面に所定の入射角θで照射される。そして、傾斜面での位相整合により、第1コア1423内の光と第2コア1425の傾斜部分1425a内の光が結合して効率よく第2コア1425内に光が導入される。傾斜面の傾斜角αが、工業的量産に適合可能な十分に大きい角度である場合には、第1コア1423の傾斜面から第2コア1425内に導入された光は高次モード光となるが、その高次モード光が第2コア1425内を伝搬されて傾斜部分1425aの端で伝搬方向が変わると光は低次モード光に変換されて延長部分1425bを進むこととなる。本実施形態では、第2コア1425の延長部分1425bは、図10に示すようにテーパ形状に先細りとなっており、延長部分1425b内を伝搬される低次モード光はテーパ形状により延長部分1425b内部に反射されながら集光され、光学ヘッド142の先端部142aから強い光が効率よく媒体に照射される。なお、本実施例では、テーパ形状の先細り構造を一例として採用しているが、楕円や放物線形状の先細り構造を採用しても集光に寄与することができる。
The light L3 from the light source is incident on the
図11は、図9および図10に示す構造の光学ヘッドにおける電界強度分布を表した図である。 FIG. 11 is a diagram showing the electric field strength distribution in the optical head having the structure shown in FIGS. 9 and 10.
ここではFDTD法を用いて電場強度分布を計算した結果を示しており、第1コアおよび第2コアの材料はTiO2を用い、下部クラッド、中間クラッド、および上部クラッドの材料はAl2O3を用い、計算の簡便のため保護膜は省略した。また、第1コアの厚さが10μm、第2コアの厚さが0.7μm、中間クラッドの厚さが0.1μm、第1コアの傾斜面の傾斜角α=38.5度、入射光は660nmの波長のレーザであるものとして計算を行った。 Here, the result of calculating the electric field intensity distribution using the FDTD method is shown, and the material of the first core and the second core is TiO 2, and the material of the lower cladding, the intermediate cladding, and the upper cladding is Al 2 O 3. The protective film was omitted for simplicity of calculation. Further, the thickness of the first core is 10 μm, the thickness of the second core is 0.7 μm, the thickness of the intermediate cladding is 0.1 μm, the inclination angle α of the inclined surface of the first core is 38.5 degrees, the incident light Was calculated as a laser with a wavelength of 660 nm.
この図11には、計算の結果として電場強度が強い箇所Pが示されており、第2コアの傾斜部分内では一度3次モード光L3_1が励起され、第2コア内での伝搬方向の屈曲によって主に基本モード光L3_2が励起されることを表した強度分布となっている。つまり、本実施形態に示すような光学ヘッド構造を用いると、38.5度というような十分に大きな傾斜角αであっても光を低次モード光で効率よく光学ヘッド内に励起することができる。 FIG. 11 shows a point P where the electric field strength is strong as a result of the calculation. The third-order mode light L3_1 is once excited in the inclined portion of the second core and bent in the propagation direction in the second core. Thus, the intensity distribution mainly represents that the fundamental mode light L3_2 is excited. In other words, when the optical head structure as shown in the present embodiment is used, light can be efficiently excited into the optical head with low-order mode light even at a sufficiently large inclination angle α such as 38.5 degrees. it can.
また、ここに結果を示した計算では、簡便のために保護膜を省略した構造が用いられているが、保護膜が存在すると下部クラッドの平滑度が保たれるため、下部クラッド、中間クラッド、および上部クラッドの材料として、例えば、反応ガスによってエッチングされるSiO2を使用することができる。この結果、コアとクラッドの屈折率差が大きくなって全反射角が小さくなるためコア内の光の伝搬効率が高く、特に、第2コア内で伝搬方向が屈曲する際の伝搬効率が向上する。また、全反射角が小さくなると傾斜面の傾斜角αもさらに大きくすることができるので加工性も向上する。逆に、下部クラッド、中間クラッド、および上部クラッドの材料としてAl2O3を用い、第1コアおよび第2コアの材料としてTiO2を用いた場合には、Al2O3のエッチング性がTiO2のエッチング性よりも大幅に低いため保護膜を省略することも可能となる。 Moreover, in the calculation shown here, a structure in which the protective film is omitted is used for the sake of simplicity, but since the smoothness of the lower cladding is maintained when the protective film is present, the lower cladding, the intermediate cladding, As the material of the upper clad, for example, SiO 2 etched by a reactive gas can be used. As a result, the refractive index difference between the core and the clad increases and the total reflection angle decreases, so that the light propagation efficiency in the core is high, and in particular, the propagation efficiency when the propagation direction is bent in the second core is improved. . Further, when the total reflection angle is reduced, the inclination angle α of the inclined surface can be further increased, so that the workability is improved. Conversely, when Al 2 O 3 is used as the material of the lower cladding, the intermediate cladding, and the upper cladding, and TiO 2 is used as the material of the first core and the second core, the etching property of Al 2 O 3 is TiO 2. Since it is much lower than the etching property of 2 , it is possible to omit the protective film.
また、ここに結果を示した計算では、中間クラッドの材料にその他のクラッドと同じ材料を使用しているが、中間クラッドの材料に、例えば、第1コアや第2コアの屈折率より低い屈折率を有するMgF2材料のようなフッ素系材料を使用すると、CF4反応性ガスによる第2コア以外のエッチングを抑制することができる。 In the calculation shown here, the same material as the other cladding is used as the material of the intermediate cladding, but the refractive index lower than the refractive index of the first core or the second core is used as the intermediate cladding material. When a fluorine-based material such as an MgF 2 material having a rate is used, etching other than the second core due to the CF 4 reactive gas can be suppressed.
次に、本発明の情報記憶装置の第2実施形態について説明する。この第2実施形態の情報記憶装置は、光学ヘッドの第2実施形態を搭載している点を除いて上述の第1実施形態の情報記憶装置と同様の装置であるので、以下では光学ヘッドの第2実施形態について説明する。また、この第2実施形態の光学ヘッドは、第2コアの形状が異なっている点を除いて上述の第1実施形態の光学ヘッドとほぼ同様の構成を有しているので、第2コアの形状に着目して以下説明する。 Next, a second embodiment of the information storage device of the present invention will be described. The information storage device of the second embodiment is the same device as the information storage device of the first embodiment described above except that the second embodiment of the optical head is mounted. A second embodiment will be described. The optical head of the second embodiment has substantially the same configuration as the optical head of the first embodiment described above except that the shape of the second core is different. The following description will be given focusing on the shape.
図12は、第2実施形態の光学ヘッドの斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view of the optical head of the second embodiment.
この図12には、図10と同様に、光学ヘッドを構成する導波路の主にコア部分が示されている。 In FIG. 12, as in FIG. 10, the core portion of the waveguide constituting the optical head is mainly shown.
第2実施形態の光学ヘッド242では、第1コア2423の傾斜面が、光学ヘッド242の先端242a側に凸に湾曲しており、第1実施形態と同様な薄膜状の中間クラッド(図示は省略)を挟んでその傾斜面に沿って第2コア2425が形成されている。このため、第2コア2425の、その傾斜面に沿った傾斜部分2425aも先端242a側に凸に湾曲している。また、第2実施形態の光学ヘッド242では、傾斜部分2425aの端から延びる延長部分2425bは、第1実施形態とは異なり矩形状となっている。従って、この第2実施形態の光学ヘッド242では、延長部分2425bの形状による集光効果はないが、第1コア2423の傾斜面および第2コア2425の傾斜部分2425aが湾曲しているために、この光学ヘッド242に入射される光L4は、傾斜面や傾斜部分2425aで反射され伝搬されることで第2コア2425の中心方向に集光されることとなる。延長部分2425bを伝達された光が延長部分2425bの端で最もよく集光されるように、傾斜面および傾斜部分2425aの湾曲度と延長部分2425bの長さとが幾何光学的に設計されており、光学ヘッド242の先端242aからは強い光が効率よく出射されることとなる。
In the
なお、この第2実施形態では、傾斜面および傾斜部分2425aの湾曲による集光の効果を明示するために延長部分2425bの形状に矩形形状を採用しているが、本発明の光学ヘッドでは、第1実施形態のような先細り構造も併用して、傾斜面などの湾曲による集光と、延長部分の先細り構造による集光との双方を利用するものであってもよい。
In the second embodiment, a rectangular shape is adopted as the shape of the
また、上述した各実施形態では、第1コアが第2コアの傾斜部分の下方に設けられており、光学ヘッドに入射されてくる光の進行方向は光学ヘッドの先端方向とほぼ同じ方向であるが、本発明にいう第1コアは、第2コアの傾斜部分の上方に設けられたものであってもよく、そのような第1コアを備えた光学ヘッドでは、光学ヘッドに入射されてくる光の進行方向は、光学ヘッドの先端方向に対して大きく傾いた方向(図9で言うと傾斜角αの約2倍の角度を持った上方から進入してくる方向)となる。 In each of the embodiments described above, the first core is provided below the inclined portion of the second core, and the traveling direction of the light incident on the optical head is substantially the same as the tip direction of the optical head. However, the first core referred to in the present invention may be provided above the inclined portion of the second core, and in an optical head having such a first core, the light enters the optical head. The traveling direction of light is a direction that is greatly inclined with respect to the tip direction of the optical head (in FIG. 9, a direction that enters from above with an angle that is approximately twice the inclination angle α).
以下では、上述した各実施形態の構造の製造方法を説明する。 Below, the manufacturing method of the structure of each embodiment mentioned above is demonstrated.
図8に示す情報記憶装置100のスライダ150は、上述したように、スライダ本体130にヘッド140が搭載された構成となっており、このような構成のスライダ150をリソグラフィー技術によって製造する基本的な工程は従来からよく知られている。すなわち、(1)多数のスライダ本体130の元となる基板を準備する工程と、(2)その基板上に多数の再生ヘッド141を作成する工程と、(3)各再生ヘッド141上に光学ヘッド142を作成する工程と、(4)各光学ヘッド142上に記録ヘッド143を作成する工程と、(5)個々のヘッド140を基板ごと切り出し、基板部分をスライダ本体130に加工してスライダ150を完成させる工程である。これらの工程のうち、光学ヘッド142を作成する工程を除く他の工程は従来と同様の工程であるのでこれ以上の説明は省略し、以下では光学ヘッド142を作成する工程について詳細に説明する。
As described above, the
図13〜図24は、第1実施形態の光学ヘッドの製法例を表す工程図であり、各工程図には、側面図(A)と上面図(B)が記載されている。また、説明の簡便のために、各工程図では、多数同時に作成される光学ヘッドのうちの1つ分のみが示されている。 FIG. 13 to FIG. 24 are process diagrams showing an example of a manufacturing method of the optical head according to the first embodiment. Each process diagram includes a side view (A) and a top view (B). Further, for the convenience of explanation, in each process diagram, only one of the optical heads that are created simultaneously is shown.
図13には、基板201上に再生ヘッド141まで形成された状態が示されており、再生ヘッド141は、下部シールド202と上部シールド204とに再生素子203が挟まれた構造となっている。光学ヘッドはこの上部シールド204上に形成される。
FIG. 13 shows a state where the reproducing
図14に示すように、上部シールド204上には、イオンプレーティング法などによって順に、光学ヘッドの下部クラッドとなるSiO2の下部クラッド膜205と、MgF2の保護膜206と、光学ヘッドの第1コアに加工されるTiO2の第1コア膜207を成膜する。
As shown in FIG. 14, on the
次に、第1コア膜207を、図9に示す第1コア1423の形に加工するために、図15に示すように、第1コア膜207上に、第1コア1423の上面の形と同等の形にレジストパターン208をステッパ装置等によって形成する。但し、図9では図の右側が光学ヘッドの先端側であったのに対し、この図15では、図の左側が光学ヘッドの先端側となっている。このため、再生ヘッドの再生素子203は、この図15では図の左側によった位置に形成されており、レジストパターン208は右側の端に形成されている。
Next, in order to process the
次にRIE装置に、反応電極に対して50度〜70度の角度で基板201を設置し、図16に示すようにレジストパターン208をマスクとして斜めに反応性エッチングを行う。この反応性エッチングにおける反応ガスとしては、ここでは一例としてCF4ガスを用いる。このガスは、TiO2に反応するが、MgF2の保護膜206には反応しないので、第1コア膜207が台形状に加工されて図9に示す第1コア1423の形が出来る。保護膜206が存在することで、CF4ガスに反応するSiO2の下部クラッド膜205が保護されて平滑性が維持されている。第1コア膜207の加工後はレジストパターン208を除去し、図17に示すように台形状の第1コア膜207(即ち第1コア1423)を露出させる。
Next, the
次に、図18に示すように、第1コア膜207および保護膜206の上に、光学ヘッドの中間クラッドとなるSiO2の中間クラッド膜209と、光学ヘッドの第2コアに加工されるTiO2の第2コア膜210を成膜する。そして、第2コア膜210を図10に示す第2コア1425の形状に加工するために、図19に示すように、第2コア1425の形状と同様なテーパ形状のレジストパターン211をステッパ装置等で第2コア膜210上に形成する。このときレジストパターン211のテーパ形状(即ち第2コアの延長部分の形状)は、再生素子203に対応する位置に光が効率よく集光されるように設計されており、再生素子203に対応する設計上の所定位置にレジストパターン211を形成する。
Next, as shown in FIG. 18, on the
次にRIE装置に、反応電極に対して垂直に基板201を設置し、図20に示すようにレジストパターン211をマスクとして垂直にCF4ガスで反応性エッチングを行う。CF4ガスはTiO2とSiO2に反応するので中間クラッド膜209と第2コア膜210がレジストパターン211と同様なテーパ形状に加工され、図10に示す第2コア1425の形状が出来る。上述したように保護膜206によって下部クラッド膜205の平滑性が維持されているため、第2コア1425の傾斜部分と延長部分との角度が精度よく得られ、傾斜部分と延長部分との間での光の伝搬や光モードの変換における効率がよい。
Next, the
このように第2コア膜210を加工した後はレジストパターン211を除去して図21に示すようにテーパ形状の第2コア膜210(即ち第2コア1425)を露出させる。そして図22に示すように、光学ヘッドの上部クラッドとなるSiO2の上部クラッド膜212を全体に成膜することで光学ヘッドの上述した第1実施形態の構造が完成する。
After the
このように光学ヘッドを形成した後、光学ヘッドの上部クラッド膜212のさらに上には、図23に示すように記録ヘッド143を形成する。そして、図24に示すように、再生素子203の位置で切り出し、研磨によって正確なサイズに仕上げることで図8に示すヘッド140の構造が完成する。
After the optical head is formed in this manner, a
図25〜図32は、第2実施形態の光学ヘッドの製法例を表す工程図であり、これらの工程図にも、側面図(A)と上面図(B)が記載され、説明の簡便のために、各工程図では、多数同時に作成される光学ヘッドのうちの1つ分のみが示されている。 FIGS. 25 to 32 are process diagrams showing an example of a method of manufacturing the optical head according to the second embodiment. These process diagrams also include a side view (A) and a top view (B), and are easy to explain. For this reason, in each process drawing, only one of the optical heads produced at the same time is shown.
この第2実施形態の光学ヘッドの製法例は、上述した第1実施形態の製法例における各工程とほぼ同様の工程を含んでいるので、以下では、第1実施形態の製法例とは異なる箇所に着目して説明する。 Since the manufacturing method example of the optical head according to the second embodiment includes substantially the same steps as those in the manufacturing method example according to the first embodiment described above, the following is different from the manufacturing method example according to the first embodiment. This will be explained with a focus on.
第1実施形態の製法例と同様に第1コア膜207まで成膜し、第1コア膜207を図12に示す第1コア2423の形状に加工するために、図25に示すように、第1コア膜207上に、第1コア2423の上面の形と同等の形にレジストパターン213を形成する。第2実施形態では第1コア2423の傾斜面が湾曲しているのでレジストパターン213の縁が丸くなっている。
As shown in FIG. 25, in order to form up to the
次にRIE装置に、反応電極に対して50度〜70度の角度で基板201を設置し、図26に示すようにレジストパターン213をマスクとして斜めに反応性エッチングを行う。これにより第1コア膜207が台形状に加工されるとともに斜面は湾曲した面となって図12に示す第1コア2423の形が出来る。第1コア膜207の加工後はレジストパターン213を除去し、図27に示すように台形状の第1コア膜207(即ち第1コア2423)を露出させる。
Next, the
次に、図28に示すように、第1コア膜207および保護膜206の上に、光学ヘッドの中間クラッドとなるSiO2の中間クラッド膜214と、光学ヘッドの第2コアに加工されるTiO2の第2コア膜215を成膜する。そして、図29に示すように、第2コア2425の形状と同様な矩形状のレジストパターン216をステッパ装置等で第2コア膜215上に形成する。
Next, as shown in FIG. 28, on the
次にRIE装置に、反応電極に対して垂直に基板201を設置し、図30に示すようにレジストパターン216をマスクとして垂直にCF4ガスで反応性エッチングを行い中間クラッド膜214と第2コア膜215をレジストパターン216と同様な矩形状に加工する。これにより、図12に示す第2コア2425の形状が出来る。
Next, the
このように第2コア膜215を加工した後はレジストパターン216を除去して図31に示すように矩形状の第2コア膜215(即ち第2コア2425)を露出させる。そして図32に示すように、光学ヘッドの上部クラッドとなるSiO2の上部クラッド膜217を全体に成膜することで図12に示す第2実施形態の光学ヘッド242の構造が完成する。
After the
第3実施形態では、本実施形態1及び2は、再生ヘッド側が平坦で、記録ヘッド側に入射コアがあり、傾斜コアは、磁気ヘッド側に傾斜しているが、これは図33に示すように、記録ヘッド側が平坦で再生ヘッド側に入射コアがあり、傾斜コアは、再生ヘッド側に傾斜していても、同様の効果を得ることができる。この形態の製法は、再生ヘッド141を作製後、再生ヘッド141に本実施形態1及び2の反転パターンのエッチングを行う。そして下部クラッド膜205と、第2コア膜215と、中間クラッド214と、第一コア膜207を順次成膜する。そして第一コアを平坦処理後に上部クラッド膜217を成膜する。
In the third embodiment, in the first and second embodiments, the reproducing head side is flat, the recording core side has an incident core, and the inclined core is inclined to the magnetic head side, as shown in FIG. In addition, even if the recording head side is flat and the reproducing core side has an incident core, and the inclined core is inclined to the reproducing head side, the same effect can be obtained. In the manufacturing method of this embodiment, after the
第4実施形態は、図34に示すように本実施形態1及び2及び3において、中間クラッド層214の厚さがゼロの光学ヘッドであり、第2コア膜215の屈折率が、第一コア膜207より大きい。この製法は、本実施形態1及び2及び3の製法において、中間クラッド層の成膜を省略することで作製できる。この形態においては、光学ヘッドの第1コアに加工されるTiO2の第1コア膜207、第2コア膜に加工されるSi膜215を成膜する。
The fourth embodiment is an optical head in which the thickness of the
なお、第1コア膜207と第2コア膜215が同じ材料である場合は、コア径を変換する光導波路になり、傾斜面を階段状にすることで近似することもできる。
When the
100 情報記憶装置
110 情報記録媒体
120 アーム
130 スライダ本体
140 ヘッド
141 再生ヘッド
142 光学ヘッド
143 磁気ヘッド
1421 下部クラッド
1422 保護膜
1423 第1コア
1424 中間クラッド
1425 第2コア
1425a 傾斜部分
1425b 延長部分
1426 上部クラッド
DESCRIPTION OF
Claims (7)
所定の光学材料からなる、前記導波方向に沿って層状に延びた、内部に光が入射されて該光を該導波方向に導く導波コアと、
前記導波コアを構成する光学材料と同じ光学材料からなる、該導波コアに導かれる光の入射側で該導波コアにつながり前記導波方向に対して傾いた方向に層状に延びた、内部に光が入射されて該光を該導波コアへと導く傾斜コアと、
前記傾斜コアの層に重なった、該傾斜コアを構成する光学材料の屈折率よりも低い屈折率を有する光学材料からなるクラッド膜と、
前記クラッド膜に接した、前記傾斜コアの厚さよりも厚い、該クラッド膜を構成する光学材料の屈折率よりも高い屈折率を有する光学材料からなる、光が入射されて該光が該クラッド膜越しに前記傾斜コアへと入射する入射コアとを備えたことを特徴とする光学ヘッド。 An optical head that receives light from the outside, finally guides the incident light along a predetermined waveguide direction, and emits the light from the tip.
A waveguide core made of a predetermined optical material, which extends in a layered manner along the waveguide direction, and in which light is incident and guides the light in the waveguide direction;
It is made of the same optical material as the optical material constituting the waveguide core, and is connected to the waveguide core on the incident side of light guided to the waveguide core and extends in a layered direction in a direction inclined with respect to the waveguide direction. An inclined core that receives light therein and guides the light to the waveguide core;
A clad film made of an optical material having a refractive index lower than the refractive index of the optical material constituting the inclined core, overlapping the inclined core layer;
The clad film is made of an optical material having a refractive index higher than the refractive index of the optical material constituting the clad film, which is in contact with the clad film and is thicker than the inclined core. An optical head comprising an incident core that is incident on the inclined core.
前記下部クラッドと前記導波コアおよび前記入射コアとの間に、所定の反応性エッチングにおけるエッチング性が前記導波コアおよび前記入射コアのエッチング性よりも低い保護膜を備えたことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 The waveguide core and the incident core are formed on a lower clad having a refractive index lower than the refractive index of any optical material constituting the waveguide core and the incident core,
A protective film is provided between the lower clad and the waveguide core and the incident core. The protective film has an etching property in a predetermined reactive etching lower than that of the waveguide core and the incident core. The optical head according to claim 1.
前記光学ヘッドによって加熱された記録媒体表面に磁場を印加することによって該記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備え、
前記光学ヘッドが、
所定の光学材料からなる、前記導波方向に沿って層状に延びた、内部に光が入射されて該光を該導波方向に導く導波コアと、
前記導波コアを構成する光学材料と同じ光学材料からなる、該導波コアに導かれる光の入射側で該導波コアにつながり前記導波方向に対して傾いた方向に層状に延びた、内部に光が入射されて該光を該導波コアへと導く傾斜コアと、
前記傾斜コアの層に重なった、該傾斜コアを構成する光学材料の屈折率よりも低い屈折率を有する光学材料からなるクラッド膜と、
前記クラッド膜に接した、前記傾斜コアの厚さよりも厚い、該クラッド膜を構成する光学材料の屈折率よりも高い屈折率を有する光学材料からなる、光が入射されて該光が該クラッド膜越しに前記傾斜コアへと入射する入射コアとを備えたものであることを特徴とする情報記憶装置。 An optical head that receives light, finally guides the incident light along a predetermined waveguide direction, emits the light from the tip, and heats the surface of the recording medium with the light;
A magnetic head for recording information on the recording medium by applying a magnetic field to the surface of the recording medium heated by the optical head,
The optical head is
A waveguide core made of a predetermined optical material, which extends in a layered manner along the waveguide direction, and in which light is incident and guides the light in the waveguide direction;
It is made of the same optical material as the optical material constituting the waveguide core, and is connected to the waveguide core on the incident side of light guided to the waveguide core and extends in a layered direction in a direction inclined with respect to the waveguide direction. An inclined core that receives light therein and guides the light to the waveguide core;
A clad film made of an optical material having a refractive index lower than the refractive index of the optical material constituting the inclined core, overlapping the inclined core layer;
The clad film is made of an optical material having a refractive index higher than the refractive index of the optical material constituting the clad film, which is in contact with the clad film and is thicker than the inclined core. An information storage device comprising an incident core that is incident on the inclined core.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007216211A JP2009048742A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Optical head and information storing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007216211A JP2009048742A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Optical head and information storing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009048742A true JP2009048742A (en) | 2009-03-05 |
Family
ID=40500808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007216211A Withdrawn JP2009048742A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Optical head and information storing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009048742A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011086361A (en) * | 2009-09-18 | 2011-04-28 | Sony Corp | Thermally assisted magnetic head and information recording device |
CN105039929A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-11 | 东京毅力科创株式会社 | Film forming method and film forming apparatus |
-
2007
- 2007-08-22 JP JP2007216211A patent/JP2009048742A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011086361A (en) * | 2009-09-18 | 2011-04-28 | Sony Corp | Thermally assisted magnetic head and information recording device |
CN105039929A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-11 | 东京毅力科创株式会社 | Film forming method and film forming apparatus |
JP2015213108A (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-26 | 東京エレクトロン株式会社 | Deposition method and deposition device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4899134B2 (en) | Thermally assisted magnetic recording transducer | |
JP4130656B2 (en) | Optical head and information storage device | |
JP4081480B2 (en) | Head for magneto-optical fusion recording apparatus and magneto-optical fusion recording apparatus | |
US9378757B2 (en) | Methods of making a near field transducer with a flare peg | |
US20090303858A1 (en) | Optical recording head, magneto-optical recording head and optical recording apparatus | |
JP4885973B2 (en) | Surface plasmon polariton direction changer, information recording / reproducing head, optically assisted magnetic recording apparatus, and optical circuit | |
JP2013101748A (en) | Near-field light generation element, near-field optical head and information recording and reproducing apparatus | |
JP2004213000A (en) | Optical element, optical head using the same, and optical recording and reproducing device | |
JP2006073105A (en) | Optical irradiation head, information storage device, and combined head manufacturing method | |
JP2009048742A (en) | Optical head and information storing apparatus | |
JP4481243B2 (en) | Electromagnetic field conversion element, electromagnetic field generating unit, and recording apparatus | |
JP4735412B2 (en) | Optical recording head and optical recording apparatus | |
JP4241963B2 (en) | Information recording / reproducing device | |
JP4837521B2 (en) | Surface plasmon polariton concentrator, information recording head, and recording apparatus | |
JP4567071B2 (en) | Optical head and information storage device | |
US20080225673A1 (en) | Information recording device and head | |
JP2009104734A (en) | Micro-spot formation structure and optical head | |
JP5692797B2 (en) | Near-field optical element, recording head, information recording / reproducing apparatus, manufacturing method of near-field optical element, and manufacturing method of recording head | |
JP2009070476A (en) | Optical head and optical recording device | |
JP2009110562A (en) | Optical element and optical head | |
JP5550049B2 (en) | Recording head and information recording / reproducing apparatus | |
JP6029185B2 (en) | Recording head and information recording / reproducing apparatus | |
JP5740769B2 (en) | Recording head and information recording / reproducing apparatus | |
US8331204B2 (en) | Near-field light generating device, recording head, and recording device | |
JP5550048B2 (en) | Recording head and information recording / reproducing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20101102 |