JP2009170053A - ヘッドジンバルアセンブリ及び情報記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザをスライダ外部に配置し導波路を用いて浮上スライダに光を導く際、導波路の応力により浮上スライダの安定性が低下する問題、及び浮上スライダ近傍にアクチュエータを配置した際、導波路によりスライダの動き妨げられる問題を解決する。
【解決手段】媒体６上に浮上し媒体に対して光を照射する光照射部１を有するスライダ５中に形成され光照射部まで光を導くための導波路３と、光源からの光をスライダ中の導波路３まで伝達する導波路１０とを有する。２つの導波路３，１０は接触しておらず、相対位置が可動である。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録媒体に対して光照射する浮上スライダを有するヘッドジンバルアセンブリ及びそれを備える情報記録装置に関する。

近年、１Ｔｂ／ｉｎ²以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト磁気記録方式が提案されている（H. Saga, H. Nemoto, H. Sukeda, and M. Takahashi, Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, pp.1839 (1999)）。従来の磁気記録装置では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ²以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。これを解決するために、熱アシスト記録方式では、記録の瞬間、媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ²以上の記録密度実現が可能となる。

この熱アシスト磁気記録装置において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、高効率な近接場光発生器として三角形の形状をした金属散乱体を用いた近接場光発生器が提案されている（Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, the Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55）。金属散乱体に光を入射させると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生器を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。

上記熱アシスト磁気記録方式のためには、磁界を印加するための磁極近傍の媒体を光で加熱する必要がある。そのためには、例えば導波路を磁極脇に形成し、光源である半導体レーザの光を、磁極の先端近傍にまで導く。このとき、半導体レーザは、例えばサスペンションの根元に置いて、そこから浮上スライダまで光ファイバなどの導波路を用いて光を導く（Kenji Kato et al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42, pp.5102-5106 (2003)）。

Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, pp.1839 (1999) Technical Digest of 6th international conference on near field optics and related techniques, the Netherlands, Aug. 27-31, 2000, p.55 Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42, pp.5102-5106 (2003)

半導体レーザから浮上スライダまで導波路で光を導いた場合、導波路の応力が浮上スライダに加わり、スライダの浮上が不安定になってしまう。また、記録密度が大きくなった場合、トラックピッチが狭くなるが、そのときトラッキングサーボには高いトラッキング精度が要求される。このトラッキング精度を向上させるために、浮上スライダ近傍にアクチュエータを搭載し、浮上スライダの位置を、能動的に制御する方式も提案されている（US 2006/0044698 A1）。しかし、光導波路が浮上スライダにつながっていると、スライダの動きの妨げになり、アクチュエータによるスライダの位置制御が困難になる。

本発明は、半導体レーザをスライダ外部に配置し導波路を用いて浮上スライダに光を導く際、導波路の応力により浮上スライダの安定性が低下する問題、及び浮上スライダ近傍にアクチュエータを配置した際、導波路によりスライダの動き妨げられる問題を解決することを目的とする。

本発明のヘッドジンバルアセンブリは、浮上スライダ、サスペンション、マウントから構成され、マウントは浮上スライダが取り付けられた可動部、サスペンションに対し固定され、浮上スライダの位置を調整するためのピエゾ素子と光伝送用の導波路が搭載された固定部より構成される。固定部上の導波路の端部にはミラーを形成し、導波路を出射した光が浮上スライダ中に形成された導波路に直接結合するようにする。可動部側の導波路と固定部側の導波路は接触しておらず、可動部側の導波路は、固定部側の導波路に対して動くようになっている。したがって、固定部側の導波路からの応力が可動部に対して加わることはない。これにより、導波路からの応力により可動部に取り付けられた浮上スライダの浮上安定性が損なわれない。また、ピエゾ素子等により可動部を能動的に動かすことも可能になる。

固定部側の導波路及びスライダ中の導波路のモードフィールド径は、小さすぎると、可動部が動いたときに、スライダ中の導波路に結合する光の強度が揺らいでしまう。ここでモードフィールド径とは、導波路を伝播可能なモードの光強度分布において、光の強度がビーク強度の１／ｅ²となる領域の幅を言う。このことを防ぐためには、固定部側の導波路及びスライダ中の導波路のモードフィールド径の内の小さい方の値が、３．５μｍ以上となるようにすると良い。このようにすることで、光強度の変動を１０％以下に抑えることが出来る。なお、固定部側の導波路のモードフィールド径とスライダ中の導波路のモードフィールド径が異なる場合、小さい方のモードフィールド径が３．５μｍ以上となれば良い。また、ビームの形状は楕円形になるようにしても良い。このとき、可動部の可動方向とビームの長軸方向が平行になるようにすると、可動部が動いたときの光強度の変動を小さくすることが出来る。この場合、可動方向と平行な方向で測定したモードフィールド径が３．５μｍ以上であれば良く、可動方向と直交する方向のモードフィールド径は３．５μｍ以下であっても良い。

光源から光を伝送するための導波路やスライダを固定部や可動部に固定する際、目標位置との位置ずれが大きいと、パワーの変動が大きくなり、また結合効率も低下する。これを防ぐために、トラッキングサーボ用のピエゾにオフセットバイアスを印加することで、位置ずれ量を補正しても良い。

可動部が動くことにより生じる、２つ導波路間のカップリング効率の変動の影響を抑えるために、光源の光強度を調整しても良い。また、光源の強度を変化させることに替えて、レーザのパルス幅、又は変調周波数を変化させることで、パワー変動による媒体の上昇温度の変化を抑えても良い。また、レーザパルスを印加するタイミングと磁界を印加するタイミングのずれを調整することで安定した記録が実現できるように制御しても良い。光強度、パルス幅、変調周波数、タイミングの制御は、すべてを同時に行っても良い。

カップリング効率の変動の影響を抑えるために、光源の強度やパルス幅を調整する場合、導波路のモードフィールド径が３．５μｍ以上であるという条件は、必ずしも満たさなくても良い。

光源の強度は、記録再生信号を基準に求めても良い。例えば、ピエゾの印加電圧を変化させながら記録再生信号を取得し、各電圧ごとに、記録再生信号の信号／ノイズ比が最も高くなるレーザ強度（レーザに入力する電流値）を決定する。このピエゾ印加電圧と、最適レーザ入力電流値の関係を記憶させておき、実際の記録再生時に、その関係を参照しながら、レーザの電流が最適値になるように調整しても良い。

光源の強度は、スライダ内導波路に結合した光の強度を検出し、その強度を元にフィードバックループを形成することにより調整しても良い。すなわち、検出された光強度が大きい場合は光源の強度（又は入力電流）を小さくし、反対の場合には光源の強度を大きくすることで、強度の変動を抑えることが出来る。

光源から光を伝送するための導波路は、可動部に取り付け、スライダを固定部側に取り付けても良い。導波路に応力が加わったとき、その応力を逃がすように可動部が動く。その結果、導波路の応力によりスライダの安定浮上が妨げられることはなくなる。このとき、スライダ内の導波路に結合する光の量をモニタすることによりフィードバックループを形成して、光源の光量を制御しても良い。もしくは、可動部の位置をモニタするための変位センサを設け、その変位量を元に光源の強度を制御しても良い。

トラッキングサーボ用の可動部は、スライダの中に設けても良い。このようにすることで、可動部の重さを小さくすることが出来るので、可動部を動かすときの応答速度を大きくすることが出来る。

光源からの光を伝送する導波路とスライダ中の導波路の間に、レンズ等の光学素子を挿入しても良い。例えば、光源からの光を伝送する導波路の出射部（固定部側）及びスライダ中の導波路の入射部（可動部側）にそれぞれレンズを配置し、２つのレンズの間を光が平行光として伝播するようにする。このように、光が平行に伝播する場合、可動部が動いても光の焦点と導波路端部の距離は変わらないので、可動部が動いたときの２つの導波路間の結合効率の変動を抑えることが出来る。なお、この場合、光源からの光を伝送する導波路側のレンズの焦点距離とモードフィールド径をｆ₁，ｄ₁、スライダ中の導波路側のレンズの焦点距離とモードフィールド径をｆ₂，ｄ₂としたとき、ｆ₁／ｆ₂＝ｄ₁／ｄ₂を満たすようにすると、２つの導波路間の光の結合効率を最も大きくすることが出来る。このとき、ｆ₁＞ｆ₂とすることで、光源と光伝送用導波路結合部における、導波路の位置調整を容易にすることが出来る（フィールド径が大きい方が、位置ずれに対する許容値が大きくなる）。

光源として半導体レーザを用いた場合、半導体レーザからの光を導波路を用いてスライダに伝送する代わりに、マウントの固定部に半導体レーザを配置しても良い。

本発明によると、光源である半導体レーザを浮上スライダ外部に配置し、半導体レーザと浮上スライダの間を導波路で結合した熱アシスト磁気記録装置において、導波路から浮上スライダに加わる力を低減させることが出来、その結果、スライダの安定浮上を実現できる。また、浮上スライダ近傍にアクチュエータを配置することが可能になるため、高精度なトラッキングが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１〜３に、トラッキングサーボ用のスライダ位置調整機構を有するマウント上に導波路及びスライダを形成した場合の構造例を示す。図１はマウントの底面図（媒体側から見た図）、図２（ａ）は、図１における矢印Ｂの方向から見た、線ＤＤ’上における側断面図、図２（ｂ）は、図１における矢印Ａの方向から見た、線ＣＣ’上における側断面図、図３は、矢印Ｂの方向から見たヘッドと媒体の側断面図を示す。本構造は、浮上スライダ５、サスペンション２１、マウントから構成される。マウントは固定部１１、浮上スライダ５が取り付けられた可動部（スライダ保持部）１２、浮上スライダ５の位置を調整するためのピエゾ素子１９、光源からの光を伝送するための導波路１０より構成される。

固定部１１には、スライダの位置を調整するためのピエゾ素子１９を、図中ｘ方向に延び縮みするように取り付けた。ピエゾ素子の１端（図１中左側）は、固定部１１に固定し、反対側の１端は、固定部１１に対し動く可動部１５に固定した。可動部１５は、フレクシャ１６につながっており、フレクシャ１６には可動部１７がつながっている。可動部１７の反対側にも、フレクシャ１６がつながっており、そのフレクシャの他端側は固定部１１に対し固定されている固定部１８に固定されている。ピエゾ素子１９に電圧を印加すると、ピエゾ素子１９がｘ方向に伸縮し、可動部１５がｘ方向に動く。このとき、フレクシャ１６は、ｙ方向に動き、それにより可動部１７もｙ方向に移動する。可動部１７は、スライダ保持部１２につながっている。スライダ保持部１２の中心には回転軸１４を形成した。回転軸１４とスライダ保持部１２はフレレクシャ１３により接続させることにより、スライダ保持部１２が回転軸１４を中心に回転するようにした。スライダ保持部１２には、浮上スライダ５を取り付けた。スライダ保持部１２は、可動部１７につながっているので、可動部１７がｙ方向に動くと、それに合わせて、スライダ保持部１２が回転する。すなわち、ピエゾ１９に印加する電圧を調整することにより、スライダ保持部１２に固定した浮上スライダ５のｙ方向の位置（スライダ中に形成された導波路３のy方向の位置）を調整することが出来る。

光源からの光を伝送するための導波路１０は、固定部１１上に固定した。本実施例では、導波路１０としてクラッドのｘ方向の幅Ｗ₆が５０μｍ、厚さが３０μｍのポリマー導波路を用いた。半導体レーザから出射した光は、この導波路１０中を伝播し、導波路端部に到達する。導波路１０の端部には、図３に示すように、ミラー４３を形成し、導波路中を伝播する光が、スライダ表面に対し実質的に垂直な方向に出射するようにした。

図３に示すように、浮上スライダ５中には、光をスライダ浮上面まで導くための導波路３を形成した。導波路下部（出射端）付近には、径が数１０ｎｍの光スポットを発生させるために近接場光発生素子１及び磁界を印加するための磁界発生素子を形成した。近接場光発生素子１としては、高効率に近接場光を発生させるために、図４に示すように、三角形の形状をした導電性の散乱体を用いた。散乱体の材質は金とし、散乱体の長さＳｙは１００ｎｍ、高さＳｈは５０ｎｍとした。Ｙ方向に偏光した光を散乱体に入射させると、散乱体中にプラズモン共鳴が発生し、散乱体頂点４４に強い近接場光が発生する。

導波路１０から光が出射する位置２０は、図１に示すように、固定部１１の中心からずれた位置にある。したがって、それを受ける側の導波路３及び近接場光発生素子１、磁界発生素子は、図２（ｂ）に示すように、スライダの中心からずれた位置に配置した。

上記構造において、スライダ中の導波路３と固定部１１に固定された導波路１０の間は接合されずに、離れている。したがって、導波路１０からの応力がスライダに加わることはなく、スライダの動きの妨げにならない。その結果、浮上量が不安定になることや、トラッキング精度を上げるためのアクチュエータの動きの妨げになることはない。

スライダ中の導波路３のコアの材質はＳｉＯ_xＮ_yとし、その周辺部（クラッド部）の材質はＡｌ₂Ｏ₃とした。ＳｉＯ_xＮ_yのＯとＮの比率は、ＳｉＯ_xＮ_yの屈折率がＡｌ₂Ｏ₃よりも大きくなるように調節した。ｙ方向の幅Ｗ₂は２００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗ₃は４００ｎｍとした。導波路の材質は、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければ良く、例えば、クラッドの材質をＳｉＯ₂にし、コアの材質をＴａ₂Ｏ₅，ＴｉＯ₂，ＳｉＯ_xＮ_y，ＧｅドープＳｉＯ₂にしても良い。また、クラッドの材質をＡｌ₂Ｏ₃にし、コアの材質をＴａ₂Ｏ₅にしても良い。

導波路３は、近接場光発生素子付近において、シングルモード導波路になるようにするのが好ましい。近接場光発生素子が導波路の中心部にある場合、導波路中を伝わる光の強度は中心で最も強くなるようにすると、近接場光素子に入射する光の強度を強くすることが出来、近接場光を最も効率良く発生させることが出来る。シングルモード導波路の場合、導波路中を伝播する光の強度分布（最低次モードの強度分布）は、上記のように、中心が最も強くなるような分布となるため、近接場光を最も効率良く発生させることが出来る。これに対し、マルチモード導波路の場合、最低次モードの他に、高次モードも励起される。この高次モードでは、中心ではない位置で、光強度が最も強くなる。したがって、近接場光を発生させる効率が低下してしまう。また、マルチモード導波路の場合、シングルモード導波路に比べ、導波路中のモードフィールド径は大きくなる。したがって、マルチモード導波路になると、パワー密度が小さくなり、光利用効率（近接場光のエネルギーに変換される割合）が小さくなってしまう。

導波路３のモードフィールド径は、近接場光発生素子近くにおいては小さい方が良い。しかし、後で述べるように、導波路１０と結合する部分（スライダの上側）においては、導波路１０との結合効率、及び導波路３に結合した光のパワー変動を小さくするためにはなるべく大きくした方が良い。そのために、導波路３の上側にテーパ部を形成し、導波路３の入口側のモードフィールド径が、近接場光発生素子付近におけるモードフィールド径よりも大きくなるようにした。

図６に示すように、導波路中のモードフィールド径は、導波路のコア幅が小さい程、小さくなるが、ある値Ｗ₀よりも小さくなると、コアの等価屈折率がクラッドの屈折率に近くなるため、コア幅が小さいほどモードフィールド径が逆に大きくなる。本実施例では、近接場光発生素子付近でモードフィールド径が最小になるように、近接場光発生素子付近の導波路の幅Ｗ₃をＷ₀になるようにし、また入口付近のモードフィールド径が大きくなるように、入口付近の導波路の幅Ｗ₄をＷ₀以下になるようにした。実際には、導波路３のクラッドの材質をＡｌ₂Ｏ₃（屈折率＝１．６３）、コアの材質をＳｉＯ_xＮ_yとし、ＳｉＯ_xＮ_yのＯとＮの比率は、ＳｉＯ_xＮ_yの屈折率がＡｌ₂Ｏ₃の屈折率よりも０．０７大きくなるように調整した。導波路３のｙ方向の幅Ｗ₂は２００ｎｍとし、ｘ方向の下部における幅Ｗ₃は４００ｎｍ、入口付近の幅Ｗ₄は１００ｎｍとした。このとき導波路入口付近のモードフィールド径は、ｘ方向が約４μｍ、ｙ方向が約３μｍとなる。

導波路３の入り口は、幅Ｗ₄がＷ₀以上になるようにして、入口付近のモードフィールド径を大きくしても良い。ただし、幅を大きくしすぎると高次のモードが励起されてしまう（図６において幅がＷ_c以上の場合）。導波路３の入口付近がマルチモード導波路で、近接場光発生素子付近がシングルモード導波路となる場合、導波路内部のモード間の干渉により、導波路中の強度が揺らぐ可能性がある（温度が変化するなど、環境の変化により強度が揺らぐ）。その結果、記録が不安定になる可能性がある。したがって、入口付近の導波路の幅は、マルチモードとなる幅Ｗ_cよりも小さくなるようにするのが好ましい。ただし、後で述べるように、導波路３中のパワーの変動を抑制する機構を有する場合は（図１４の場合など）、入口付近でマルチモード導波路となっても良い。

導波路３の入口のモードフィールド径をさらに広げるために、IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 11, No. 1, 2005, p232中の図２に記載されているようなスポット径変換器を導波路３の入口に形成しても良い。本実施例では、導波路３のコアの材料をＴａ₂Ｏ₅（屈折率＝２．１８）とし、導波路下部（出口側）におけるクラッド６１の材料をＡｌ₂Ｏ₃（屈折率＝１．６３）とした。図７に示すように、導波路入口付近においてコアの幅が小さくなるようにし、Ｔａ₂Ｏ₅のコア周辺に、導波路３のコアの屈折率と、クラッドの屈折率の中間の屈折率を有する材料で出来た層６２を形成した。層６２の材料はＳｉＯ_xＮ_yとし、ＳｉＯ_xＮ_yのＯとＮの比率は、ＳｉＯ_xＮ_yの屈折率がＡｌ₂Ｏ₃の屈折率よりも０．０５大きくなるように調整した。導波路３の出口付近の幅Ｗ₂は３００ｎｍ、Ｗ₃は３００ｎｍ、入口付近の幅Ｗ₄は１００ｎｍとした。層６２の幅Ｗ₁₄は４μｍ、幅Ｗ₁₅は３μｍ、長さＷ₁₆は１５０μｍとした。

図３に示すように、近接場光発生素子１近傍には、磁界を発生させるための磁界発生素子を形成した。コイル７を用いて磁界を発生させ、その磁界を主磁極２によって近接場光発生素子１近傍に導いた。磁極が、導波路３のコア近傍に存在すると、磁極の存在により、導波路中を伝播する光の強度が減衰してしまう（クラッド部に染み出たエバネッセント光が磁極にぶつかり、光が磁極により吸収もしく散乱されてしまう）。そこで、主磁極２と導波路３の距離は、なるべく大きくなるようにし、近接場光発生素子近くで距離が短くなるようにした。近接場光が発生する頂点４４と主磁極２の距離は１０〜３０ｎｍとなるようにした。近接場光発生素子１を導波路３の中心に配置する場合、近接場光発生素子近くで主磁極２は導波路コア３の中に入り込むことになるが、そのときの磁極により吸収もしく散乱（反射）される光をなるべく小さくするためには、導波路コア３に入り込む部分の磁極の長さＷ₆はなるべく短くすると良い。ただし磁極の長さＷ₆を短くすると磁界強度が低下してしまうので、短すぎても良くない。本実施例ではＷ₆は２００ｎｍとした。磁極先端部における磁極の幅は、ｙ方向の幅Ｗ_７を２００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗ₈を１００ｎｍとした。閉磁路を形成するために、媒体の記録層４２の下には、軟磁性層４５を形成し、主磁極と反対側には、補助磁極８を形成した。書き込み用のヘッドの脇には、再生用の磁気再生素子４を形成した。本実施例では、磁気再生素子としてGiant Magneto Resistive（ＧＭＲ）素子又はTunneling Magneto Resistive（ＴＭＲ）素子を利用した。磁気再生素子４の周辺には、磁界の漏れを防ぐためのシールド９を形成した。なお、上記実施例では、磁極２が導波路３の中に入り込むように形成したが、中に入り込んだ磁極により光強度が低下しないように、磁極をコア外側に配置しても良い。例えば、コアの側面に接するように磁極を配置しても良い。このとき、近接場光発生素子１の位置は導波路の中心にある必要はなく、磁極側に寄せて配置しても良い。

可動部１２は固定部１１に対して動く。したがって、スライダ中の導波路３の位置は、固定部１１に固定された導波路１０対し変化する。このとき、導波路１０から出射した光が導波路３にカップリングする割合が変化する。図５（ｂ）に、固定部１１に固定された導波路１０のコアとスライダ中の導波路３のコアの中心がずれた時の、ずれ量ｄｘとカップリング効率の関係を示す。この実施例では、導波路１０中を伝播する光のモードフィールド径と導波路３中を伝播する光のモードフィールド径は等しいとし、その値は１，４又は１０μｍとした。光波長は７８０ｎｍとし、導波路１０のコアの中心から導波路３の入射端の中心までの距離Ｗ₁₂は、１２μｍとした。すなわち、導波路１０のコア中心から導波路１０底面までの距離Ｗ₁₁を９μｍ、導波路底面からスライダ表面までの距離Ｗ₁₀を３μｍとした。導波路１０のモードフィールド径は、導波路出射端における値（ミラー４３で反射される直前）、導波路３のモードフィールド径は、導波路入射端における値を示す。また、ずれ量ｄｘとは、２つの導波路の結合部をＡ方向から見た図５（ａ）に示すように、ミラー４３で反射された光の中心（強度が最大となる点）と、導波路３中を伝播する光の中心の距離を表す。

図５（ｂ）に示すように、ずれ量ｄｘが大きくなると、カップリング効率が低下する。実際には、導波路やスライダを固定部１１や可動部１２にマウントする際、位置ずれも発生する。本実施例では、可動部１２のトラッキング用に動く範囲ｄｔを±０．２μｍとした。またマウントの際生じる位置ずれｄｍは、最大で０．５μｍであった。したがって、ｄｘ＝ｄｔ＋ｄｍであるから、マウントの際生じる位置ずれｄｍが最も大きくなるとき、ずれ量ｄｘは０．３μｍから０．７μｍの間で変化することになる。例えば、導波路のモードフィールド径Ｄが４μｍであるとき、カップリング効率の変化量（Δη）は、約８％となる。

上記カップリング効率の変化量（Δη）は、導波路３及び導波路１０のモードフィールド径に依存する。図８に、モードフィールド径とカップリング効率の変化量（導波路３にカップリングする光のパワー変動量に相当）、及びモードフィールド径と２つの導波路間のカップリング効率の関係を示す。図８の横軸はモードフィールド径である。ここで、２つの導波路のモードフィールド径は互いに等しいとし、２つの導波路間の距離は１２μｍとした。また、可動部１２のトラッキング用に動く量ｄｔは±０．２μｍ、導波路やスライダをマウントする際生じた位置ずれｄｍは０．５μｍとした。

図８に示すように、モードフィールド径が２．５μｍのとき、パワー変動が最も大きくなり、それよりも大きい、もしくは小さい場合、パワー変動は小さくなる。モードフィールド径が大きくなるとパワー変動が小さくなるのは、モードフィールド径が大きい場合、図５（ｂ）のモードフィールド径が１０μｍの場合の曲線に示されるとおり、ずれ量が大きくなっても、カップリング効率があまり低下しなくなるためである。すなわち、モードフィールド径が大きい場合、導波路から出射する光は広い範囲に分布するため、受ける側の導波路３の位置が中心からずれても、導波路３にカップリングする強度は低下しにくくなる。また、モードフィールド径が小さくなるとパワー変動が小さくなるのは、モードフィールド径が小さい場合、図５（ｂ）のモードフィールド径が１μｍの場合の曲線に示されるとおり、元々のカップリング効率（ｄｘ＝０のときのカップリング効率）が小さいため、変化量も小さくなるためである。パワー変動が大きいと、媒体の加熱温度が変化し、記録ビットのビットピッチやビット幅が変化してしまうため、記録が不安定になってしまう。安定な記録を実現するためには、パワー変動量は１０％以下に抑える必要がある。そのためには、図８に示すように、可動方向のモードフィールド径は３．５μｍ以上にすることが好ましい。なお、モードフィールド径を１．５μｍ以下にすることでも、パワー変動量は１０％以下に抑えることが出来る。しかし、この場合はカップリング効率が１０％以下となり、パワー不足となる。したがって、モードフィールド径は３．５μｍ以上にすることが好ましい。

上記実施例において、２つの導波路のモードフィールド径は等しいとしたが、異なっていても良い。このとき、導波路３のモードフィールド径と導波路１０のモードフィールド径のうち、小さい方の値が３．５μｍ以上となれば、カップリング効率の変動Δηを１０％以下に抑えることが出来る。例えば、導波路３のモードフィールド径を４μｍ、導波路１０のモードフィールド径を７μｍにしても良い。また、導波路中を伝わる光のビーム形状は円形でなく楕円形になるようにしても良い。このとき、楕円の長軸方向が、可動部１２の可動方向になるようにすると好ましい。すなわち、導波路のずれ量ｄｘは、可動方向に大きくなる。したがって、可動方向のモードフィールド径を大きくすることで、パワー変動を小さくすることが出来る。例えば、図１の実施例のように、可動部１２がｘ方向に動く場合、ｘ方向のモードフィールド径が、ｙ方向のモードフィールド径よりも大きくなるようにすると良い。このように可動部の動く方向が１方向である場合は、その方向のモードフィールド径が３．５μｍ以上であれば良く、可動方向と直交する方向のモードフィールド径は３．５μｍ以下であっても良い。本実施例では、導波路３の入り口のおけるモードフィールド径は、ｘ方向を５μｍ、ｙ方向を３μｍ、導波路１０のモードフィールド径は、ｘ方向を８μｍ、ｙ方向を６μｍとした。

図５に示すように、導波路１０やスライダ５をマウントする際生じる目標位置との位置ずれｄｍが大きいと、パワーの変動が大きくなり、また結合効率も低下する。この位置ずれを小さくするために、トラッキングサーボ用のピエゾ１９に加える電圧にオフセットバイアスを加えて、位置ずれｄｘが小さくなるようにしても良い。すなわち、オフセットバイアスを加えることによりスライダが動く量（位置調整量）をｄａ、トラッキングサーボ用の可動部の移動量をｄｔとすると、トータルの位置ずれｄｘは、ｄｘ＝ｄｔ＋ｄｍ＋ｄａとなる。オフセットを加えることによりｄｍ＋ｄａが小さくなるようにすれば、パワーの変動や結合効率の低下を抑制することが出来る。本実施例では、導波路１０やスライダをマウント後、ｄｍ＋ｄａが０になるようにピエゾ１９にオフセットバイアスを加えた。なお、可動部１２の可動範囲は限られているため、マウントの際生じる位置ずれ（ｄｍ）が大きすぎると、オフセットバイアスを加えても、ｄｍ＋ｄａが０になるように出来るとは限らない。この場合は、可動部１２の可動範囲内で、オフセットバイアスを調整すれば良い。例えば、可動部１２の可動量（ピエゾ１９により動く範囲）が±０．５μｍであり、トラッキングサーボ用に可動部１２が動く量ｄｔが±０．２５μｍであるとき、マウント時の位置ずれ量ｄｍは±０．２５μｍ以下であれば、ピエゾ１９にオフセットを加えることによりｄｍ＋ｄａが０になるように調整可能である。それよりも位置ずれ量ｄｍが大きい場合は、ピエゾ１９にオフセットを加えることにより、ずれ量ｄｍを０．２５μｍ分だけ補正し、パワー変動が小さくなるようにする（カップリング効率が上昇するようにする）と良い。

上記実施例において、固定部１１の中心には、可動部１２が存在するために、導波路１０は固定部１１の中心ではなく、脇の方に配置した。その結果、近接場光発生素子１及び磁気ヘッドは中心からずれた位置に配置した。このように中心からずれたところに配置した場合、近接場光発生素子１及び磁気ヘッドは、ｘ方向だけでなくｙ方向にも動いてしまう。すなわち、記録トラックに垂直な方向の位置を調整する際、トラックに平行な方向にも動いてしまう。このことを防ぐためには、図９に示すように、導波路３上にミラー２３を形成することにより、導波路３を曲げて、近接場光発生素子１及び磁気ヘッドがスライダの中心に配置されるようにすると良い。

上記実施例では、導波路３を曲げることにより、近接場光発生素子１及び磁気ヘッドをスライダの中心部に配置したが、導波路３を曲げることに替えて、図１０に示すように、固定部１１に固定された導波路１０上にミラー２３を形成することにより、導波路１０を曲げても良い。これにより、導波路１０とスライダ中の導波路３の結合部２０が、スライダの中心に位置し、また近接場光発生素子１及び磁気ヘッドもスライダの中心に位置するようになる。図１や図９の実施例では、可動部１２がｘ方向に動いたとき、導波路１０とスライダ中の導波路３のずれは、ｘ方向だけでなく、ｙ方向にも生じる。これに対し、図１０の実施例のように、結合部２０がスライダ中心に位置する場合、ｙ方向のずれは小さくなる。その分、２つの導波路間の結合損失が小さくなる。なお、本実施例では、ミラー２３を用いることにより導波路１０を曲げたが、図１０中点線に示すように、導波路を曲線状に曲げることにより、導波路１０と導波路３の結合部２０が中心に位置するようにしても良い。

上記実施例において、導波路１０が導波路３に対して動くため、２つの導波路の結合効率が変化し、導波路３を伝播する光の強度が変化する。この強度の変化を小さくするために、光源の光強度を調整しても良い。すなわち、ピエゾ素子１９の伸び量が決まると２つの導波路のずれ量ｄｘ（ｙ方向にもずれる場合ｄｙ）が決まり、その結果、図１１に示すように、導波路３に結合する光の強度が決まる。いま、変位量ｄにおけるカップリング効率がｆ(ｄ)であるとき、光源のパワーＰを

となるように調整すると、スライダ内導波路に伝わる光の強度を一定にすることが出来る。ここで、Ｐ₀はカップリング効率が最も高くなるときの光源のパワー、ｆ₀はそのときのカップリング効率を表す。カップリング効率は導波路３中の光強度に比例し、ピエゾの変位量はピエゾに加える電圧Ｖ（又はピエゾドライバの入力電圧）に比例する。また、光源として半導体レーザを用いた場合、光源の強度は入力電流Ｉにおよそ比例する。したがって、上記の式は、

としても良い。ここでｇ(Ｖ)は各電圧における、導波路３中の光強度、ｇ₀は導波路３中の光強度が最も強くなるときの、導波路３中の光強度、Ｉ₀はそのときの電流を表す。

本実施例では、導波路１０やスライダ５などの部品をアセンブリ後、ピエゾドライバに加える電圧Ｖ_pを変化させながら、導波路３の出口から出射する光の強度を測定することにより、各電圧（Ｖ）における、導波路３中の光強度ｇ(Ｖ)と最大光強度ｇ₀の比ｈ(Ｖ)＝ｇ₀／ｇ(Ｖ)を求めた。その関係は、制御用の参照データとして、ＩＣ回路上に記憶させた。光源としては半導体レーザを用い、その入力電流を変化させることで光源の大きさを変化させた。図１２に示すように、電圧Ｖを入力したとき、電圧ｈ(Ｖ)が出力される演算回路を用意し、そこにピエゾドライバの入力電圧Ｖ_pを入力した。その出力電圧ｈ(Ｖ_p)と、記録用変調信号Ｖ_sをかけ合わせたものを半導体レーザドライバに入力し、その値に比例する電流が半導体レーザに流れるようにした。なお、本実施例では、ピエゾ１９に加わる電圧がＶ₁であるとき導波路３中の光強度をｇ₁、導波路３中の光強度の最大値をｇ₀としたとき、半導体レーザの入力電流の値をｇ₀／ｇ₁倍することで、導波路３を伝わるレーザのパルスのピーク値が一定になるようにしたが、半導体レーザの電流に、（ｇ₀−ｇ₁）に比例するオフセット電流を流すことにより、導波路３中の光強度が一定になるように制御しても良い。

上記実施例のように、光源の光強度を制御する場合、導波路１０と導波路３の間のカップリング効率が変化しても、導波路３中の光強度は変動しない。したがって、上記の導波路のモードフィールド径が３．５μｍ以下であるという条件は、必ずしも満たさなくても良い。

レーザの光強度を調整することに替えて、レーザのパルス幅、又は変調周波数を変化させることで、パワー変動による媒体の上昇温度の変化を抑えても良い。すなわち、導波路３中の光強度が低下したとき、パルス幅を広くする、又は１ビットあたりのパルス数を増やすことで、媒体の上昇温度の低下を防ぐことが出来る。

また、レーザパルスを印加するタイミングと磁界を印加するタイミングのずれを調整することで安定した記録が実現できるように制御しても良い。すなわち図２７に示すように、再生信号の信号／ノイズ比が高くなるように記録するためには、記録に寄与する有効磁界強度の勾配が最大となる位置と熱勾配が最大となる位置が重なる位置（Ｘ_w）が記録ビットの変化する部分（ビットの境界）になるように記録するのが好ましい。磁気ヘッドの位置に対して光スポットの位置がトレーリング側にある場合、その位置は磁界分布のトレーリング側（図２７（ａ））、磁気ヘッドの位置に対して光スポットの位置がリーディング側にある場合、その位置は磁界分布のリーディング側に位置する（図２７（ｂ））。このとき、光パワーが変動すると、熱勾配が最大となる位置がシフトしてしまう。熱勾配が最大となる位置が常に同じ位置にあるようにするためには、熱勾配のピークの位置をずらす必要がある。すなわち、光パルスを印加するタイミングをずらすことによりピークの位置をずらす必要がある。例えば、光強度が低下した場合、パルスを印加するタイミングを遅らせることにより、ピークの位置（Ｘ₂）を、トレーリング側にシフトさせる。なお、上記のような光強度、パルス幅、変調周波数、タイミングの制御は、すべてを同時に行っても良い。

上記実施例では、ピエゾ１９に印加する電圧と、導波路３中の光強度の関係は、導波路１０やスライダなどをアセンブリした直後に、導波路３出口から出射する光をモニタすることで求めたが、ドライブに組み込んだ後、記録再生信号を基準に求めても良い。例えば、ピエゾ１９の印加電圧を変化させながら記録再生信号を取得し、各電圧ごとに、記録再生信号の信号／ノイズ比が最も高くなるレーザ強度（レーザに入力する電流値）を決定する。このピエゾ印加電圧と、最適レーザ入力電流値の関係を記憶させておき、実際の記録再生時に、その関係を参照しながら、レーザの電流が最適値になるように調整しても良い。この最適電流値のデータ取得は、ドライブ組み立て直後に行うと良いが、経時変化により最適電流値は変化する可能性もあるので、ドライブへの電源投入直後やアイドリング状態時、記録開始時などに定期的に取得することが好ましい。また、このデータ取得用に、記録ディスク上の特定の部分（記録セクタの先端、ディスクの内周部、外周部など）に、記録再生テスト専用の領域を設けても良い。

上記実施例では、光源の強度は、予め求めた最適値のデータを元に決定したが、導波路３に結合した光の強度を検出して、その強度を元にフィードバックループを形成することにより光源の強度を調整しても良い。その実施例を図１３に示す。図１３は、図１のＡ方向から見た断面模式図である。図１３に示す実施例では、スライダ中の導波路３に結合した光の一部を、導波路３近傍に配置した第２の導波路２４に結合させ、その光をフォトダイオード２６で検出した。第２の導波路２４は、導波路３との距離ｓが波長以下になるように配置した。これにより、導波路３中の光を、エバネッセント光を介して第２の導波路２４に結合させた。導波路３及び第２の導波路２４のコアの材質はＴａ₂Ｏ₅とし、クラッドの材質はＡｌ₂Ｏ₃とした。導波路３及び第２の導波路２４のコアの幅Ｗ₃は４００ｎｍとし、幅Ｗ₂は２００ｎｍとした。第２の導波路２４の途中にはミラー２５を形成し、伝播する光を記録媒体６と反対方向に伝播させた。第２の導波路２４中を伝播する光が、第２の導波路の端部で反射し導波路中の光と干渉をすると、第２の導波路２４及び導波路３中の光の強度が揺らいでしまう。導波路端部での反射を防ぐために、図１３に示すように、第２の導波路２４の入口側の端部２７の面は、導波路中の光の進行方向に対し傾くようにした。傾き第２の導波路２４から出射する光は、固定部１１上に形成したフォトダイオード２６で検出した。

図１５に示すように、フォトダイオードの出力信号は、電流−電圧変換増幅器により増幅した後、演算回路に入力させた。演算回路は、その電圧Ｖ_dと基準電圧Ｖ_rの比を出力する。その比と変調信号をかけたものが半導体レーザのドライバに入力され、それに比例した電流が半導体レーザに流れるようにした。基準電圧Ｖ_rは、変調信号に依存する。本実施例では、変調信号Ｖ_sに定数Ｇをかけた後、フォトダイオードの帯域と同じ帯域を持つフィルタを透過させて得られた値をＶ_rとした。定数Ｇは、２つの導波路の結合効率が最も高くなったときに、ＧＶ_s／Ｖ_d＝１となる値に設定した。なお、上記実施例では、検出光に比例する電圧Ｖ_dと参照電圧Ｖ_rの比を元に光源の強度（半導体レーザの電流値）を調整したが、電圧Ｖ_dと参照電圧Ｖ_rの差を元に光源の強度を制御しても良い。すなわち、（Ｖ_d−Ｖ_r）にゲインＧ₁をかけたものをＶ_sに足すことで、半導体レーザの電流を制御しても良い。

上記のように、導波路３に結合した光の強度を検出して、その強度を元にフィードバックループを形成する場合、図１４に示すように、導波路３の入口の幅を大きくしてマルチモード導波路になるようにし、幅を徐々に小さくして導波路３の出口付近でシングルモード導波路になるようにしても良い。マルチモード導波路にすることにより、導波路入口付近のモードフィールド径を大きくすることが出来るので、２つの導波路間のカップリング効率を大きくすることが出来る。導波路１０のコアの中心と、導波路３の入口端の距離が離れている場合、ビーム径が大きいほどカップリング効率が大きくなる。

このとき、モード間の干渉により、導波路３の出口付近の強度が揺らぐ可能性がある。すなわち、幅が徐々に変化する部分で高次のモードが低次のモードに変換されるが、その際、モード間の干渉により、導波路中のパワーが揺らいでしまう可能性がある。これに対し、図１４の実施例のように、シングルモードになった部分を伝わる光の強度を検出してその光強度が一定になるようにフィードバックループを形成すれば、パワーの揺らぎを小さくすることが出来る。図１４の実施例では、導波路３のコアの材料はＴａ₂Ｏ₅とし、クラッドの材料はＡｌ₂Ｏ₃とした。導波路３の出口付近の幅Ｗ₂は２００ｎｍ、Ｗ₃は４００ｎｍ、入口付近の幅Ｗ₄は５μｍとした。導波路３のｙ方向の幅は一定であっても良いが、入口付近のｙ方向のモードフィールド径を大きくするために、ｙ方向の幅を途中で変化させても良い。本実施例では、入口付近のｙ方向の幅を５μｍとし、その幅が徐々に小さくなるようにした。

上記実施例では、可動部１２は、トラッキングサーボ用のピエゾ素子１９により能動的に動くようにし、そこにスライダを貼り付けた。しかし、図１６に示すように、可動部２９上に導波路１０を搭載し、固定部側にスライダを搭載してもよい（図１６は媒体側から見た図）。このとき、可動部２９にはピエゾ素子をつけずに自由に動くようにする。これにより、導波路１０に応力が加わったとき、その応力を逃がすように可動部１２が動く。その結果、導波路１０の応力によりスライダの安定浮上が妨げられることはなくなる。本実施例では、シリコンで出来たマウント３０中に可動部２９を形成した。可動部１２とマウント３０の間にはフレクシャ１６を形成し、可動部２９がマウント３０に対して矢印の方向に動くようにした。導波路１０は、スライダの中心に位置するように配置した。図２の実施例と同様に、導波路１０の端部にはミラー４３を形成し、導波路１０から出射する光が、スライダ中の導波路３に結合するようにした。

上記実施例において、導波路１０と導波路３の間の結合効率の変動を抑えるためには、図１の実施例と同様に、それぞれの導波路のモードフィールド径を大きくすることにより変動を抑えると良い。また、変動をより小さくするために、図１３の実施例のように、導波路３中に結合する光の量をモニタすることによりフィードバックループを形成して、光源の光量を制御しても良い。もしくは、上記の方法に替えて、マウント３０に対する可動部２９の位置をモニタして、その変位量を元に光源の強度を制御しても良い。本実施例では、図１６に示すように、マウント３０上に、変位センサ２８として静電容量センサを形成した。可動部２９を連続的に動かしたときの、変位センサ２８の出力と導波路間の結合効率の変化率の関係を予め測定しておき、そのデータを元に、半導体レーザの電流値を調整した。実際の回路構成は、図１２の実施例におけるピエゾドライバの印加電圧Ｖ_pを変位センサの出力電圧に置き換えたものとした。

上記実施例では、トラッキングサーボ用の可動部はスライダの外にあったが、可動部をスライダの中に設けても良い。このようにすることで、可動部の重さを小さくすることが出来るので、可動部を動かすときの応答速度を大きくすることが出来る。図１７は、その実施例を示す。この図は、スライダの流出端側（トレーリングエッジ側）から見た図である。図１７（ａ）に示す実施例では、光源からの光を伝送する導波路１０から出射する光が、スライダ中の導波路３に直接入射するようにした。底面に導波路１０を配置するための溝６０を形成したマウント５９をサスペンション２１の下部に配置し、マウント上の溝６０に導波路１０を接着した。本実施例では、マウントの材質はシリコンとし、シリコンをエッチングすることで溝を形成した。導波路には、ポリマーで出来た導波路を用いた。導波路１０の端部には、図２の実施例と同様にミラー４３を形成し、導波路１０から出射する光が、スライダ中の導波路３に結合するようにした。

スライダ中央部には可動部１２を形成し、可動部１２が記録トラックに垂直な方向に動くようにした。可動部１２はスライダ中に配置したピエゾ素子１９により駆動した。可動部中には、近接場光発生素子１、導波路３及び磁界発生素子を形成した。導波路３上部にはテーパ部２２を形成することで、導波路３入口におけるモードフィールド径を広げた。導波路マウント５９上の導波路１０とスライダ可動部が触れないように、導波路１０とスライダの距離Ｗ₁₀は、０以上になるようにした。本実施例では、導波路マウントの溝６０の深さｔを３５μｍ、導波路の厚さＷ₉を３０μｍとした。このとき、導波路１０とスライダ可動部１２の距離は５μｍとなる。上記実施例では、導波路１０のマウント５９の材質はシリコンとしたが、ポリイミドなどの高分子材料で出来たフィルムであっても良い。このとき、マウント５９とポリマー導波路１０は一体のものとして作製しても良い。また、マウント５９用の高分子材料と、ポリマー導波路１０のクラッドの材質を同じものにしても良い。

図１７（ｂ）に示す実施例では、光源から光を伝送するための導波路１０と、導波路中の導波路３の間に導波路３６を形成した。導波路１０はサスペンション２１上に固定し、導波路１０の脇には、導波路１０の厚さＷ₉と実質的に同じ厚さを持つスペーサ４６を配置した。本実施例では、導波路１０はポリマーで出来た導波路とし、スペーサ４６の材質はポリイミドとした。スペーサ４６は、予めサスペンション２１の表面に形成しておいた。導波路の厚さＷ₉は３０μｍとし、スペーサ３６の厚さｔも３０μｍとした。スライダ５の上部には、導波路３６を形成した。この導波路３６と導波路１０とは、図２の場合と同様に、導波路１０の端部にミラーを形成し、ミラーで反射した光を導波路３６に結合させた。導波路３６のコアの材質はＳｉＯ_xＮ_y、クラッドの材質はＳｉＯ₂とした。導波路１０と導波路３６の間の結合効率を高くするためには、導波路３６のモードフィールド径が導波路１０のモードフィールド径に近くなるようにする方が良い。本実施例では、導波路１０及び導波路３６のモードフィールド径は６μｍとした。

スライダ中には、可動部１２を形成し、その中に、近接場光発生素子、磁界発生素子、磁気再生素子、光を近接場光発生素子に光を導くための導波路３を形成した。トラッキングサーボを行うために、可動部１２には、ピエゾ素子１９を取り付け、可動部１２が図中矢印の方向に動くようにした。可動部１２は、スライダ５に対して動く。したがって、導波路３は、スライダ上部の導波路３６に対して動く。このとき図１の実施例の場合と同様、導波路３の入口のモードフィールド径は大きくした方が、導波路３中の光強度の変動は小さくなる。そのために、図１７（ｂ）に示すように、導波路３の入口側のコア幅Ｗ₄が導波路３の下部のコア幅Ｗ₃よりも小さくなるようにすることにより、導波路３の入口のモードフィールド径を広げた。本実施例では、導波路３入口におけるモードフィールド径は、４μｍとなるようにした。

上記実施例では、光源からの光を伝送する導波路１０から出射する光は、導波路１０の端に形成したミラーで反射した後、スライダ中の導波路３に入射するようにした。この場合、導波路１０の端に形成したミラーを介して接合したが、２つの導波路の間に、レンズ等の光学素子を挿入しても良い。２つの導波路の間にレンズ等の光学素子を挿入しない場合、コストを安く抑えることが出来ると同時に、光伝送用の部品を含むスライダ全体の厚さを薄くすることが出来るので、重心が低くなり、スライダの浮上安定性が向上する。これに対して、２つの導波路の間にレンズ等の光学素子を挿入する場合、コストが高くなる等のデメリットを有するが、一方でレンズにより２つの導波路間を伝播する光のビーム径を広げることが出来るので、２つの導波路間の位置ずれに対する許容値を大きくすることが出来るというメリットを有する。

図１８及び図１９は、２つの導波路の間に、レンズ及び反射プリズムを挿入した実施例を示す。導波路１０としてはガラスで出来た光ファイバを用い、それを固定部１１上に形成したＶ溝３４の中に置いた。導波路１０の出口には、ＧＲＩＮ（Gradient index）レンズを配置し、出射光が平行光になるようにした。ＧＲＩＮレンズ３２を出射した光は、反射プリズム３３で反射させ、可動部１２上に置いたＧＲＩＮレンズ３１で集光した。集光した光は、可動部１２上に形成したミラー３５により反射させ、スライダ中の導波路３に導いた。ＧＲＩＮレンズ３１で集光された光は、導波路３の入口で集光するようにした。

上記実施例では、固定部１１と可動部１２の間は、平行光で光を伝播させる。この場合、レンズ３１が光の進行方向に対し水平、もくしは垂直に動いたとしても、集光点は常に導波路３の入口に位置する。したがって、可動部１２が動いたときの、導波路３中における光強度の変動を抑えることが出来る。なお、本実施例では、導波路１０としてガラスで出来た光ファイバを用いたが、これに替えて、プラスチックで出来た光ファイバもしくはポリマー導波路を用いても良い。また、レンズとしてＧＲＩＮレンズを用いたが、ＧＲＩＮレンズに替えて、微小な凸レンズ、フレネルレンズ等を用いても良い。

上記実施例において、レンズ３１及び３２の焦点距離は、固定部側のレンズ３２の焦点距離をｆ₁、可動部上のレンズ３１の焦点距離をｆ₂、導波路１０中のモードフィールド径をｄ₁、導波路３中のモードフィールド径をｄ₂としたとき、ｆ₁／ｆ₂＝ｄ₁／ｄ₂を満たすようにすると、２つの導波路間の光の結合効率を最も大きくすることが出来る。本実施例では、スライダ中の導波路３入口のモードフィールド径を４μｍ、導波路１０のモードフィールド径を８μｍとした。したがって、ｆ₁を６００μｍ、ｆ₂を３００μｍとした。このようにｆ₁＞ｆ₂となるようにして導波路１０のモードフィールド径を大きくすることで、半導体レーザと導波路１０結合部における、導波路１０の位置調整を容易にすることが出来る。フィールド径が大きい方が、位置ずれに対する許容値が大きくなる。なお、導波路中の光強度分布の形状が楕円であるとき、長軸及び短軸方向のモードフィールド径をｄ_x，ｄ_yとすると、その導波路のモードフィールド径ｄは、ｄ＝√（ｄ_x・ｄ_y）として考えれば良い。

図１８の実施例において、可動部１２上のレンズ３１は、レンズの軸が可動部１２の移動方向に対して平行になるように配置したが、レンズの軸が可動部１２の移動方向に対して垂直になるよう配置しても良い。図２０の実施例では、導波路１０の端面に反射ミラー４３を形成し、そこからの出射光をＧＲＩＮレンズ３２で平行光にした。その光を、反射プリズム３３で反射させ、レンズ３１で集光した。

図１８の実施例において、導波路１０からの出射光は、レンズ３２を用いて並行光にしたが、ミラーを用いて並行光にしても良い。図２１の実施例では、導波路１０から出射した光を、固定部１１上に配置した非球面のミラー３７で平行光にした。ミラー３７で反射した光は、可動部１２上の非球面ミラー３７によりスライダ方向に反射されると同時に集光され、光が、スライダ中の導波路３の入口に集まるようにした。

上記実施例において、光源（半導体レーザ）からの光は導波路１０を用いてスライダまで伝送したが、半導体レーザを固定部１１上に配置しても良い。図２２に示す実施例では、固定部１１に配置した半導体レーザ３８からの光をＧＲＩＮレンズ３２で平行光にし、それを反射プリズム３５で可動部１２の方向に折り曲げた。可動部１２上にはＧＲＩＮレンズ３１を配置し、反射プリズム３５からの光を、スライダ中の導波路３の入口に集めた。

図２３に示す実施例では、半導体レーザ３８は、出射方向がｘ方向になるように配置した。半導体レーザ３８から出射した光は、ＧＲＩＮレンズ３２により集光され、図２４（ａ）に示すように、スライダ中の導波路３の入口に光が集まるようにした。ＧＲＩＮレンズ３１を出た光は、固定部１１上に形成したミラー３５によりスライダ側に折り曲げた。図２４（ｂ）の実施例では、ＧＲＩＮレンズ３９上にミラー４０を形成することにより、ＧＲＩＮレンズ３９を透過した光がスライダ側に出射するようにした。図２４（ｃ）の実施例では、半導体レーザ３８の出射面近くにミラー４１を形成した。この場合、半導体レーザ３８を出射する光は、直接導波路３に入射する。

図２５に、上記ヘッドジンバルアセンブリを用いた記録装置全体図を示す。浮上スライダ５はサスペンション２１に固定し、ボイスコイルモータ４９からなるアクチュエータによって磁気ディスク６上の所望トラック位置に位置決めした。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク６の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。記録ディスク６は、モータによって回転駆動されるスピンドル４８に固定し回転させた。半導体レーザ３８は、サブマウント５１上にはんだで固定後、そのサブマウント５１をサスペンションが取り付けられたアームの根元（e-blockと呼ばれる部分）に配置した。半導体レーザ３８のドライバは、e-block横に配置される回路基板５２の上に配置した。この回路基板５２には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。半導体レーザ３８が搭載されたサブマウント５１は、e-block上に直接配置しても良いし、ドライバ用回路基板５２の上に配置しても良い。半導体レーザ３８からの出射光は、導波路１０を半導体レーザに直接接合させるか、導波路１０と半導体レーザの間にレンズを入れることで、導波路１０に結合させた。このとき、導波路１０、半導体レーザ３８、及びそれを結合させるための素子や部品は、モジュールとして一体化し、それをe-block上又は、e-block横の回路基板上に配置しても良い。また、半導体レーザ３８の寿命を長くするために、モジュール内を気密封じしても良い。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ４７で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、浮上スライダ５中に設けたコイルにより磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。記録媒体６上に記録されたデータは、浮上スライダ５中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路４７により行った。

上記実施例では、記録情報を再生するために、ＧＭＲ又はＴＭＲ素子を利用したが、光を利用して再生しても良い。すなわち、記録ビットに当り戻ってくる光はスライダ中の導波路３及び光源とスライダを結ぶ導波路１０を光源の方向に向かって伝播する。この記録ビットからの戻り光の偏光の回転を検出することで、記録ビットの磁化の向きを検出した。検出には、図２６に示す光学系を利用した。半導体レーザ３８からの出射光はコリメートレンズ５５により平行光にした後、カップリングレンズ５３により集光し、導波路１０に導入した。導波路１０から出射する記録ビットからの戻り光は、カップリングレンズ５３により平行光にした後、ビームスプリッタ５４に通すことで、入射光と分離した。分離した記録ビットからの戻り光は、１／２波長板５６及びビームスプリッタ５８に導入することにより、記録ビットからの戻り光を、偏光方向が互いに直交する２つの光に分離した。それぞれの光はフォトダイオード５７で検出し、検出信号の強度の差をモニタすることで、記録ビットの磁化の向きを読み取った。このとき、１／２波長板５６の向きは、信号強度が最大になるように調整した。上記光学系はモジュール内に形成し、そのモジュールは、アームの根元に配置した。

なお、上記実施例では、記録媒体として磁気記録媒体を利用したが、相変化媒体、フォトクロミック媒体、色素媒体など、他の記録媒体を利用しても良い。たとえば相変化媒体の場合、記録ビットからの戻り光の強度変化を検出することで、記録情報を読み取る。このときは、図２６における波長板５６及び偏光ビームスプリッタ５８を除き、戻り光を直接、１つのフォトダイオードで検出する。記録媒体が相変化媒体、フォトクロミック媒体、色素媒体など光照射によって記録を行う方式の媒体の場合、磁界発生用の磁極やコイルは必要なく、記録媒体に光照射することで情報の記録及び再生を行うことができる。

本発明のヘッド及びヘッドジンバルアセンブリを示す図で、記録媒体側から見た図。 本発明のヘッド及びヘッドジンバルアセンブリを示す図で、サスペンションの軸に対し垂直な方向にみた断面図。 本発明のヘッド及びヘッドジンバルアセンブリを示す図で、サスペンションの軸に対し平行な方向にみた断面図。 近接場光発生素子及び磁極の斜視図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路と、スライダ中の導波路の間の位置ずれと結合効率の関係を示した図で、（ａ）は導波路の位置関係を示す図、（ｂ）は結合効率依存性を示す図。 導波路幅とモードフィールド径の関係を示す図。 導波路入口部のクラッドの屈折率を小さくした場合を示す図。 導波路のモードフィールド径と光強度の変動の大きさの関係を示した図。 スライダ中の導波路の光路を曲げた実施例を示す図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路を曲げた実施例を示す図。 ２つの導波路間の変位量と結合効率の関係を示す図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路が搭載されたマウント又はスライダ中の導波路が搭載されたマウントの位置を動かすための素子の変位量を元に光源の強度を調整するための回路構成を示す図。 導波路中の光強度を検出する機構を示す図でシングルモード導波路を用いた場合の図。 導波路中の光強度を検出する機構を示す図でマルチモード導波路を用いた場合の図。 導波路中の光強度を検出する検出器の出力を元に、光源の強度を調整する機構を示す図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路が動く場合の実施例を示す図。 スライダ中の導波路が動く場合の実施例を示す図で、（ａ）は、光源からの光をスライダに伝播する導波路とスライダ中の導波路が直接結合する場合、（ｂ）は光源からの光をスライダに伝播する導波路とスライダ中の導波路の間に別の導波路が存在する場合を示す図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路と、スライダ中の導波路の間にレンズが配置された場合の実施例を示す図で、媒体側から見た図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路と、スライダ中の導波路の間にレンズが配置された場合の実施例を示す図で、スライダの側面から見た図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路と、スライダ中の導波路の間にレンズが配置され時、レンズ間を伝播する光の伝播方向と可動部の可動方向が垂直である場合の実施例を示す図。 光源からの光をスライダに伝播する導波路と、スライダ中の導波路の間にミラーが配置された場合の実施例を示す図。 半導体レーザが、スライダ近傍に形成された場合の実施例を示す図で、半導体レーザとスライダ中の導波路の間にミラーが２つ形成された場合の実施例を示す図。 半導体レーザが、スライダ近傍に形成された場合の実施例を示す図で、半導体レーザとスライダ中の導波路の間にミラーが１つ形成された場合の実施例を示す図。 半導体レーザが、スライダ近傍に形成された場合の実施例を示す図で、（ａ）は半導体レーザとスライダ中の導波路の間にミラーが１つ形成された場合の側面図、（ｂ）は、ミラーつきＧＲＩＮレンズが形成された場合の側面図、（ｃ）はミラーつきレーザを用いた場合の側面図。 記録再生装置の構成例を示す図。 光再生用の光学系を示す図。 印加磁界と熱分布の関係を示す図で、（ａ）は加熱位置がトレーリング側にある場合の図、（ｂ）はリーディング側にある場合の図。

符号の説明

１ 近接場光発生素子
２ 主磁極
３ 導波路
４ 再生素子
５ スライダ
６ 磁気ディスク
７ コイル
８ 補助磁極
９ シールド
１０ 導波路
１１ 固定部
１２ 可動部
１３ フレクシャ
１４ 回転軸
１５ ｘ方向可動部
１６ フレクシャ
１７ ｙ方向可動部
１８ 固定部
１９ ピエゾ素子
２０ 導波路結合位置
２１ サスペンション
２２ 導波路テーパ部
２３ 導波路上ミラー
２４ パワーモニタ用導波路
２５ 光折り返し用ミラー部
２６ 光検出器
２７ パワーモニタ用導波路入力端
２８ 変位センサ
２９ 導波路固定用可動部
３０ マウント
３１ 可動部側集光レンズ
３２ 固定部側集光レンズ
３３ 反射プリズム
３４ Ｖ溝
３５ 反射ミラー
３６ スライダ上部の導波路
３７ 集光ミラー
３８ 半導体レーザ
３９ 分布屈折率レンズ
４０ ミラー形成部
４１ 半導体レーザ上に形成したミラー
４２ 記録膜
４３ 導波路端部上ミラー
４４ 近接場光が発生する頂点
４５ 軟磁性層
４６ スペーサ
４７ 信号処理用ＬＳＩ
４８ スピンドルモータ
４９ ボイスコイルモータ
５０ ＦＰＣ
５１ サブマウント
５２ ドライバ用回路基板
５３ カップリングレンズ
５４ ビームスプリッタ
５５ コリメートレンズ
５６ １／２波長板
５７ フォトダイオード
５８ 偏光ビームスプリッタ
５９ 導波路マウント
６０ 導波路用溝
６１ 導波路クラッド
６２ 低屈折率の導波路クラッド

Claims (11)

1. 移動する媒体上に浮上し前記媒体に対して光を照射する光照射部を有するスライダと、
   前記スライダ中に形成され前記光照射部まで光を導くための第１の導波路と、
   光源からの光を前記スライダ中の前記第１の導波路まで伝達する第２の導波路とを有し、
   前記第１の導波路と第２の導波路の相対位置が可動であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
2. 請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第２の導波路の端面に反射ミラーが形成され、前記第１の導波路の入射端が前記第２の導波路の出射面近傍に配置されていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
3. 請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第１の導波路の可動方向のモードフィールド径及び前記第２の導波路の可動方向のモードフィールド径が、３．５μｍ以上であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
4. 請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第１の導波路の可動方向のモードフィールド径及び／又は前記第２の導波路の可動方向のモードフィールド径が、前記可動方向に垂直な方向のモードフィールド径よりも大きいことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
5. 請求項１記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第１の導波路又は前記第２の導波路が、電圧印加により位置が変化するマウント上に形成されていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
6. 請求項５記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第２の導波路の出射部と前記第１の導波路の入力部にそれぞれレンズが形成され、前記２つのレンズの間を伝播する光が平行光であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
7. 請求項６記載のヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記第２導波路側のレンズの焦点距離をｆ₁、前記第１の導波路側に位置するレンズの焦点距離をｆ₂とするとき、ｆ₁＞ｆ₂であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
8. 記録媒体と、
   前記記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
   光源と、
   前記記録媒体上に浮上し前記記録媒体に対して光を照射する光照射部を有するスライダ、前記スライダ中に形成され前記光照射部まで光を導くための第１の導波路、及び前記光源からの光を前記スライダ中の前記第１の導波路に伝達する第２の導波路を有し、前記第１の導波路と第２の導波路の相対位置が可動であるヘッドジンバルアセンブリと、
   前記スライダの光照射部を前記記録媒体上の所望位置に位置決めするアクチュエータと
   を有することを特徴とする情報記録装置。
9. 請求項８記載の情報記録装置において、
   前記第１の導波路又は前記第２の導波路が電圧印加により位置が変化するマウント上に形成されており、
   前記印加電圧と前記第１と第２の導波路間の結合効率との関係を予め記録した記憶部と、
   前記記憶部に記憶した関係に基づいて、前記光照射部から照射される光強度が一定になるように、前記印加電圧に応じて前記光源の強度を調整する制御部と
   を有することを特徴とする情報記録装置。
10. 請求項８記載の情報記録装置において、前記第１の導波路に結合する光の強度を検出する検出器と、前記検出器で検出される光の強度が一定になるように前記光源の光強度を調整する制御部とを有することを特徴とする情報記録装置。
11. 請求項８記載の情報記録装置において、
    前記第１の導波路の入射端と前記第２の導波路の出射端の位置ずれ量と当該２つの導波路間の結合効率の関係を予め記録した記憶部と、
    前記第１の導波路の入射端と前記第２の導波路の出射端の位置ずれ量を測定する変位センサと、
    前記記憶した関係に基づいて、前記光照射部から照射される光強度が一定になるように、前記変位センサの出力に応じて前記光源の強度を調整する制御部と
    を有することを特徴とする情報記録装置。

Images