JP2010123226A - Near field light head and information recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導入された光束を集光して該光束から近接場光を発生させる近接場光発生素子により発生された近接場光を利用して磁気記録媒体に各種の情報を超高密度で記録する近接場光ヘッドおよび該近接場光ヘッドを有する情報記録再生装置に関するものである。 The present invention condenses various information on a magnetic recording medium using a near-field light generated by a near-field light generating element that condenses the introduced light flux and generates near-field light from the light flux. The present invention relates to a near-field optical head for recording and an information recording / reproducing apparatus having the near-field optical head.
近年、コンピュータ機器におけるハードディスクなどの容量増加に伴い、単一記録面内における情報の記録密度が増加している。例えば、磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高くする必要がある。ところが、記録密度が高くなるにつれて、記録媒体上で1ビット当たりの占める記録面積が小さくなっている。このビットサイズが小さくなると、1ビットの情報が持つエネルギーが、室温の熱エネルギーに近くなり、記録した情報が熱揺らぎなどのために反転したり、消えてしまったりするなどの熱減磁の問題が生じてしまう。 In recent years, the recording density of information within a single recording surface has increased as the capacity of hard disks and the like in computer equipment has increased. For example, in order to increase the recording capacity per unit area of the magnetic disk, it is necessary to increase the surface recording density. However, as the recording density increases, the recording area occupied by one bit on the recording medium decreases. When this bit size is reduced, the energy of 1-bit information becomes close to the thermal energy at room temperature, and the recorded information is reversed or disappears due to thermal fluctuations, etc. Will occur.
一般的に用いられてきた面内記録方式では、磁化の方向が記録媒体の面内方向に向くように磁気を記録する方式であるが、この方式では上述した熱減磁による記録情報の消失などが起こり易い。そこで、このような不具合を解消するために、記録媒体に対して垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式に移行しつつある。この方式は、記録媒体に対して、単磁極を近づける原理で磁気情報を記録する方式である。この方式によれば、記録磁界が記録膜に対してほぼ垂直な方向を向く。垂直な磁界で記録された情報は、記録膜面内においてN極とS極とがループを作り難いため、エネルギー的に安定を保ち易い。そのため、この垂直記録方式は、面内記録方式に対して熱減磁に強くなっている。 In the in-plane recording method that has been generally used, the magnetism is recorded so that the direction of magnetization is in the in-plane direction of the recording medium. In this method, the recorded information is lost due to the thermal demagnetization described above. Is likely to occur. Therefore, in order to solve such a problem, a shift is being made to a perpendicular recording method in which a magnetization signal is recorded in a direction perpendicular to the recording medium. This method is a method for recording magnetic information on the principle of bringing a single magnetic pole closer to a recording medium. According to this method, the recording magnetic field is directed substantially perpendicular to the recording film. Information recorded by a perpendicular magnetic field is easy to maintain in energy stability because it is difficult for the N pole and the S pole to form a loop in the recording film surface. Therefore, this perpendicular recording method is more resistant to thermal demagnetization than the in-plane recording method.
しかしながら、近年の記録媒体は、より大量且つ高密度情報の記録再生を行いたいなどのニーズを受けて、さらなる高密度化が求められている。そのため、隣り合う磁区同士の影響や、熱揺らぎを最小限に抑えるために、保磁力の強いものが記録媒体として採用され始めている。そのため、上述した垂直記録方式であっても、記録媒体に情報を記録することが困難になっていた。 However, recent recording media are required to have a higher density in response to the need to record and reproduce a larger amount and higher density information. For this reason, in order to minimize the influence of adjacent magnetic domains and thermal fluctuations, those having a strong coercive force have begun to be adopted as recording media. For this reason, it is difficult to record information on a recording medium even in the above-described perpendicular recording system.
そのような不具合を解消するために、近接場光により磁区を局所的に加熱して一時的に保磁力を低下させ、その間に書き込みを行うハイブリッド磁気記録方式(近接場光アシスト磁気記録方式)が提案されている。このハイブリッド磁気記録方式は、微小領域と、近接場光ヘッドに形成された光の波長以下のサイズに形成された光学的開口との相互作用により発生する近接場光を利用する方式である。このように、光の回折限界を超えた微小な光学的開口、すなわち、近接場光発生素子を有する近接場光ヘッドを利用することで、従来の光学系において限界とされていた光の波長以下となる領域における光学情報を扱うことが可能となる。よって、従来の光情報記録再生装置などを超える記録ビットの高密度化を図ることができる。
なお、近接場光発生素子は、上述した光学的微小開口によるものだけでなく、例えば、ナノメートルサイズに形成された突起部により構成しても構わない。この突起部によっても、光学的微小開口と同様に近接場光を発生させることができる。
In order to solve such problems, there is a hybrid magnetic recording method (near-field light assisted magnetic recording method) in which the magnetic domain is locally heated by near-field light to temporarily reduce the coercive force, and writing is performed during that time. Proposed. This hybrid magnetic recording system is a system that uses near-field light generated by the interaction between a minute region and an optical aperture formed in a size equal to or smaller than the wavelength of light formed in the near-field optical head. In this way, by using a small optical aperture exceeding the light diffraction limit, that is, a near-field light head having a near-field light generating element, it is less than the wavelength of light that has been regarded as a limit in conventional optical systems. It is possible to handle the optical information in the region. Therefore, it is possible to increase the recording bit density exceeding that of the conventional optical information recording / reproducing apparatus.
Note that the near-field light generating element is not limited to the above-described optical micro-aperture, and may be constituted by, for example, a protrusion formed in a nanometer size. This projection can also generate near-field light in the same manner as the optical minute aperture.
上述したハイブリッド磁気記録方式による記録ヘッドとしては、各種のものが提案されているが、その一つとして、光スポットのサイズを縮小して記録密度の増大化を図った近接場光ヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Various types of recording heads have been proposed as the above-described hybrid magnetic recording system, and one of them is a near-field optical head in which the recording density is increased by reducing the size of the light spot. (For example, refer to Patent Document 1).
図15に示すように、この近接場光ヘッド102は、スライダ120と、主磁極132と、補助磁極130と、螺旋状の導体パターンが絶縁体の内部に形成されたコイル133と、照射されたレーザ光から近接場光を発生させる近接場光発生素子122と、近接場光発生素子に向けてレーザ光を照射するレーザ光源(不図示)と、レーザ光源から発せられた光束Lを近接場光発生素子まで導く光導波路104と、を備えている。
As shown in FIG. 15, this near-field
主磁極132は、一端側が記録媒体Dに対向した面となっており、他端側が補助磁極130に接続されている。つまり、主磁極132および補助磁極130は、1本の磁極(単磁極)を垂直方向に配置した単磁極型垂直ヘッドを構成している。また、コイル133は、主磁極132と補助磁極130との間を一部が通過するように配置されている。これら主磁極132、補助磁極130およびコイル133は、全体として電磁石を構成している。
One end of the main
このように構成された近接場光ヘッド102を利用する場合には、近接場光Rを発生させると同時に記録磁界を印加することで、記録媒体Dに各種の情報を記録している。
すなわち、レーザ光源から照射されたレーザ光は、光導波路104を経由して近接場光発生素子122に導かれる。すると、近接場光発生素子122のコア140の内部の自由電子がレーザ光の電場によって一様に振動させられるためプラズモンが励起されて先端部分に近接場光Rを発生させる。その結果、記録媒体Dの磁気記録層は、近接場光Rによって局所的に加熱され、一時的に保磁力が低下する。
また、上記レーザ光の照射と同時に、コイル133に駆動電流を供給することで、主磁極132に近接する記録媒体Dの磁気記録層に対して記録磁界を局所的に印加する。これにより、保磁力が一時的に低下した磁気記録層に各種の情報を記録することができる。つまり、近接場光Rと磁場との協働により、記録媒体Dへの記録を行うことができる。
That is, the laser light emitted from the laser light source is guided to the near-field
Simultaneously with the irradiation of the laser beam, a recording magnetic field is locally applied to the magnetic recording layer of the recording medium D adjacent to the main
しかしながら、上述した従来の近接場光ヘッドは、近接場光発生素子122における光束Lを受け入れる面に対して光導波路104が直交する方向(光導波路104とディスクDの表面に対向する対向面120aとが平行)に接続されている。このような方向から光束L(スポット径内の光)が近接場光発生素子122に入ってくると、反射面140aにおいて全ての光束Lが反射されず光漏れが発生する。
具体的には、光導波路104がスライダ120の上面と平行な状態で近接場光発生素子122に接続する場合には、図16に示すように、光束Lはコア140内に入射して反射面140aで反射する。ここで、光束Lは反射面140aに対して放射状に入射するため、光束Lの入射角θ8は一定ではない。そのため、光束Lの一部が反射面140aにおいて全反射されずに透過して光損失が発生する。なお、反射面140aに対して入射角θ8が41°未満の場合には、入射光が全反射せずに一部の光がコア140を透過してしまい、光損失が発生する。つまり、コア140を透過した光(屈折透過光成分)は近接場光Rとして生成されないため、近接場光Rを効率良く発生させることができないという問題がある。
また、光束Lと反射面140aとの成す角度(入射角度θ8)が所定角度よりも大きくなるように反射面140aの傾斜角度を調整することが考えられるが、反射面140aは光束集光部140bの側面またはそれ以外の側面と同時に形成されるため、反射面140aの傾斜角度を独立して調整することは困難である。
However, in the conventional near-field light head described above, the direction in which the
Specifically, when the
Further, it is conceivable to adjust the inclination angle of the reflecting
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、導入された光束から近接場光を効率良く発生させることができる近接場光ヘッドおよび情報記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a near-field optical head and an information recording / reproducing apparatus capable of efficiently generating near-field light from an introduced light beam. .
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る近接場光ヘッドは、一定方向に回転する磁気記録媒体を近接場光により加熱するとともに、前記磁気記録媒体に対して記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させる近接場光ヘッドであって、前記磁気記録媒体の表面に対向配置されたスライダと、前記スライダを支持する支持部材と、前記スライダに装着され、前記支持部材側から導入された光束を用いて前記磁気記録媒体側に前記近接場光を発生させる近接場光発生素子と、該近接場光発生素子の前記支持部材側に光束を導入する光束導入手段と、を備え、前記近接場光発生素子は、前記光束を透過する材料で形成され、前記光束導入手段から導入された前記光束を前記磁気記録媒体側に向けて反射する反射面を有するコアと、該コアよりも屈折率が低い材料で形成され前記コアを覆うクラッドと、を備え、前記光束導入手段から導入される前記光束のうちスポット径内の光の全てが前記反射面において反射されるように、前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して前記光束導入手段の光軸が傾斜していることを特徴としている。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
The near-field optical head according to the present invention heats a magnetic recording medium rotating in a certain direction with near-field light and causes a magnetization reversal by applying a recording magnetic field to the magnetic recording medium to record information. A near-field optical head, comprising a slider opposed to the surface of the magnetic recording medium, a support member that supports the slider, and a light beam that is attached to the slider and introduced from the support member side. A near-field light generating element that generates the near-field light on the magnetic recording medium side; and a light-flux introducing unit that introduces a light beam to the support member side of the near-field light generating element. A core formed of a material that transmits the light beam and having a reflecting surface that reflects the light beam introduced from the light beam introducing unit toward the magnetic recording medium, and a material having a refractive index lower than that of the core The magnetic recording medium in the slider so that all of the light within the spot diameter of the light beam introduced from the light beam introducing means is reflected on the reflecting surface. The optical axis of the light beam introducing means is inclined with respect to the surface facing the surface.
本発明に係る近接場光ヘッドにおいては、近接場光発生素子が反射面を有するコアと、該コアを内部に閉じ込めるクラッドとを有しており、コアの内部に導入された光束を近接場光として外部に発することができる。また、クラッドは、コアよりも屈折率が低い材料によりコアの側面に密着するように形成されており、コアとの間に隙間が生じないようにコアを閉じ込めている。ここで、コアの内部に光束を導入すると、該光束は反射面で反射されて向きが変わる。すなわち、導入方向とは異なる方向に向きが変化する。そして、向きが変化した光束は、磁気記録媒体側に向けてコアの内部を伝播する。 In the near-field light head according to the present invention, the near-field light generating element has a core having a reflective surface and a clad that confines the core inside, and the light flux introduced into the core is reflected in the near-field light. Can be emitted to the outside. The clad is formed so as to be in close contact with the side surface of the core by a material having a refractive index lower than that of the core, and confines the core so that no gap is formed between the clad and the core. Here, when a light beam is introduced into the core, the light beam is reflected by the reflecting surface and changes its direction. That is, the direction changes in a direction different from the introduction direction. Then, the luminous flux whose direction has changed propagates inside the core toward the magnetic recording medium side.
光束はコア内で反射を繰り返しながらコアの内部を伝播していく。特に、コアの側面にはクラッドが密着しているため、コアの外部に光が漏れることなく、導入された光束を無駄にすることなく磁気記録媒体側に伝播させることができる。 The light beam propagates through the core while being repeatedly reflected in the core. In particular, since the cladding is in close contact with the side surface of the core, light does not leak to the outside of the core, and the introduced light beam can be propagated to the magnetic recording medium side without wasting it.
上述したように、コアの支持部材側から導入させた光束を近接場光に変換することができるとともに、磁気記録媒体側からこの近接場光を外部に発することができる。つまり、導入された光束の向きを変えながら集光して該光束から近接場光を効率良く発生させることができる。
なお、ここでいう光束とは光束導入手段から発せられる光のうちスポット径内の光束のことをいう。スポット径とは、一般に中心光強度の1/e2(約13.5%、eは自然対数の底)の範囲内のことをいう。
As described above, the light beam introduced from the core support member side can be converted into near-field light, and the near-field light can be emitted to the outside from the magnetic recording medium side. That is, it is possible to efficiently generate near-field light from the light flux by focusing while changing the direction of the introduced light flux.
The light beam here means a light beam within the spot diameter of the light emitted from the light beam introducing means. The spot diameter generally means within a range of 1 / e 2 (about 13.5%, e is the base of natural logarithm) of the central light intensity.
さらに、光束導入手段の光軸がスライダにおける磁気記録媒体に対向する面に対して傾斜するように光束導入手段を配置し、光束導入手段から近接場光発生素子に導入された光束が反射面において全て反射されるように構成したため、近接場光を効率良く発生させることができる。 Further, the light flux introducing means is arranged so that the optical axis of the light flux introducing means is inclined with respect to the surface of the slider facing the magnetic recording medium, and the light flux introduced from the light flux introducing means to the near-field light generating element is reflected on the reflecting surface. Since all are reflected, near field light can be generated efficiently.
具体的には、光束導入手段の光軸がスライダにおける磁気記録媒体に対向する面に対して傾斜するように光束導入手段を配置することにより、近接場光発生素子(反射面)に入射する光束の入射角度が変化する。光束のうちスポット径内の光の全てが反射面において全反射するように光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を調整する。さらに、入射角度が大きくなりすぎると、その光は反射面においては全反射するものの、その後コア内に伝播した際に、コア内の側面に対するその反射光の入射角度が小さくなってしまい、コア内において光損失が発生する。したがって、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を所定角度に調整して、光束導入手段から近接場光発生素子に導入された光束が反射面において全て反射され、かつ、その反射光が近接場光として発生する端部へ導かれるように構成することにより、光損失が生じることがなくなり、近接場光を高効率で発生させることができる。 Specifically, the light beam entering the near-field light generating element (reflecting surface) by arranging the light beam introducing unit so that the optical axis of the light beam introducing unit is inclined with respect to the surface of the slider facing the magnetic recording medium. The incident angle changes. The angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted so that all the light within the spot diameter of the light beam is totally reflected on the reflecting surface. Furthermore, if the incident angle becomes too large, the light is totally reflected on the reflecting surface, but when it propagates into the core after that, the incident angle of the reflected light with respect to the side surface in the core becomes small, and the inside of the core is reduced. Light loss occurs in Therefore, the angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted to a predetermined angle, and all the light beams introduced from the light beam introducing means to the near-field light generating element are reflected by the reflecting surface. In addition, by configuring the reflected light to be guided to the end portion that generates near-field light, no optical loss occurs, and near-field light can be generated with high efficiency.
また、近接場光を効率良く発生することができる近接場光発生素子を備えているため、近接場光ヘッド自体の書き込みの信頼性を高めることができ、高品質化を図ることができる。また、光束を光束導入手段を介して近接場光発生素子へ導入しているため、光束を空中伝播させて導入する場合に比べて導光損失を極力低下させることができる。 In addition, since the near-field light generating element capable of efficiently generating near-field light is provided, the writing reliability of the near-field light head itself can be improved, and high quality can be achieved. Further, since the light beam is introduced into the near-field light generating element via the light beam introducing means, the light guide loss can be reduced as much as possible compared with the case where the light beam is propagated in the air and introduced.
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、前記近接場光発生素子は、前記光軸に直交する前記コアの断面積が前記支持部材側から前記磁気記録媒体側に向かって漸次減少するように形成された光束集光部と、集光された前記光束から前記近接場光を生成する近接場光生成部と、を備え、前記反射面は、前記光束導入手段から導入された前記光束を前記光束集光部に向けて反射するものであり、前記光束導入手段から導入される前記光束のうちスポット径内の光の全てが前記反射面において反射され、反射された光の全てが前記光束集光部の内部を伝播されて前記近接場光生成部へ導かれるように、前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して前記光束導入手段の光軸が傾斜していることを特徴としている。 In the near-field light head according to the present invention, the near-field light generating element may be configured such that a cross-sectional area of the core perpendicular to the optical axis gradually decreases from the support member side toward the magnetic recording medium side. A formed light flux condensing unit; and a near-field light generating unit that generates the near-field light from the collected light flux, and the reflecting surface receives the light flux introduced from the light flux introducing means. All of the light within the spot diameter is reflected by the reflecting surface, and all of the reflected light is reflected by the light flux collecting portion. The optical axis of the light flux introducing means is inclined with respect to the surface of the slider facing the magnetic recording medium so that it is propagated through the optical part and guided to the near-field light generating part. Yes.
本発明に係る近接場光ヘッドにおいては、近接場光発生素子が反射面、光束集光部および近接場光生成部により一体的に形成された多面体のコアと、該コアを内部に閉じ込めるクラッドとを有しており、コアの内部に導入された光束を近接場光として外部に発することができる。また、クラッドは、コアよりも屈折率が低い材料によりコアの側面に密着するように形成されており、コアとの間に隙間が生じないようにコアを閉じ込めている。ここで、コアの内部に光束を導入すると、該光束は反射面で反射されて向きが変わる。すなわち、導入方向とは異なる方向に向きが変化する。そして、向きが変化した光束は、光束集光部によって支持部材側から磁気記録媒体側に向けてコアの内部を伝播する。 In the near-field light head according to the present invention, a polyhedral core in which the near-field light generating element is integrally formed by the reflecting surface, the light beam condensing unit, and the near-field light generating unit, and a clad for confining the core inside The luminous flux introduced into the core can be emitted to the outside as near-field light. The clad is formed so as to be in close contact with the side surface of the core by a material having a refractive index lower than that of the core, and confines the core so that no gap is formed between the clad and the core. Here, when a light beam is introduced into the core, the light beam is reflected by the reflecting surface and changes its direction. That is, the direction changes in a direction different from the introduction direction. Then, the light flux whose direction has changed is propagated in the core from the support member side to the magnetic recording medium side by the light flux condensing part.
また、光束集光部は、支持部材側から磁気記録媒体側に向かう長手方向に直交する断面積が漸次減少するように絞り成形されている。そのため、光束はこの光束集光部を通過する際に、側面で反射を繰り返しながら徐々に集光されてコアの内部を伝播していく。特に、コアの側面にはクラッドが密着しているため、コアの外部に光が漏れることなく、導入された光束を無駄にすることなく絞りながら磁気記録媒体側に伝播させることができる。 In addition, the light beam condensing part is formed by drawing so that the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction from the support member side toward the magnetic recording medium side gradually decreases. Therefore, when the light beam passes through the light beam condensing part, it is gradually condensed while repeating reflection on the side surface and propagates through the core. In particular, since the clad is in close contact with the side surface of the core, light does not leak to the outside of the core, and the introduced light beam can be propagated to the magnetic recording medium side without being wasted.
上述したように、コアの支持部材側から導入させた光束を近接場光に変換することができるとともに、磁気記録媒体側からこの近接場光を外部に発することができる。つまり、導入された光束の向きを変えながら集光して該光束から近接場光を効率良く発生させることができる。 As described above, the light beam introduced from the core support member side can be converted into near-field light, and the near-field light can be emitted to the outside from the magnetic recording medium side. That is, it is possible to efficiently generate near-field light from the light flux by focusing while changing the direction of the introduced light flux.
さらに、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を所定角度に調整して光束導入手段から近接場光発生素子に導入された光束が反射面において全て反射され、かつ、その反射光が近接場光生成部へ導かれるように構成したため、近接場光を効率良く発生させることができる。 Further, the angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted to a predetermined angle, and all the light beams introduced from the light beam introducing means to the near-field light generating element are reflected on the reflecting surface, And since it was comprised so that the reflected light might be guide | induced to a near-field light production | generation part, a near-field light can be generated efficiently.
具体的には、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を調整することにより、近接場光発生素子(反射面)に入射する光束の入射角度が変化する。光束のうちスポット径内の光の全てが反射面において全反射するように光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を調整する。さらに、入射角度が大きくなりすぎると、その光は反射面においては全反射するものの、その後光束集光部に伝播した際に、光束集光部の側面に対するその反射光の入射角度が小さくなってしまい、光束集光部において光損失が発生する。したがって、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を所定角度に調整して、光束導入手段から近接場光発生素子に導入された光束が反射面において全て反射され、かつ、その反射光が近接場光生成部へ導かれるように構成することにより、光損失が生じることがなくなり、近接場光を高効率で発生させることができる。 Specifically, the incident angle of the light beam incident on the near-field light generating element (reflection surface) is changed by adjusting the angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium. The angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted so that all the light within the spot diameter of the light beam is totally reflected on the reflecting surface. Furthermore, if the incident angle becomes too large, the light is totally reflected on the reflecting surface, but when the light is subsequently propagated to the light beam condensing unit, the incident angle of the reflected light with respect to the side surface of the light beam condensing unit becomes small. As a result, light loss occurs in the light beam condensing part. Therefore, the angle formed between the light beam introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted to a predetermined angle, and all the light beams introduced from the light beam introducing means to the near-field light generating element are reflected by the reflecting surface. In addition, by configuring the reflected light to be guided to the near-field light generation unit, no optical loss occurs, and near-field light can be generated with high efficiency.
また、近接場光を効率良く発生することができる近接場光発生素子を備えているため、近接場光ヘッド自体の書き込みの信頼性を高めることができ、高品質化を図ることができる。また、光束を光束導入手段を介して近接場光発生素子へ導入しているため、光束を空中伝播させて導入する場合に比べて導光損失を極力低下させることができる。 In addition, since the near-field light generating element capable of efficiently generating near-field light is provided, the writing reliability of the near-field light head itself can be improved, and high quality can be achieved. Further, since the light beam is introduced into the near-field light generating element via the light beam introducing means, the light guide loss can be reduced as much as possible compared with the case where the light beam is propagated in the air and introduced.
また、本発明に係る近接場光ヘッドは、前記光束導入手段における前記近接場光発生素子に接続される先端部近傍が前記スライダの上面に載置可能な構造体に収容され、該構造体において前記光束導入手段が前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して傾斜するように保持された状態で前記光束導入手段と前記コアとが前記所定角度で接続されていることを特徴としている。 In the near-field light head according to the present invention, the vicinity of the tip connected to the near-field light generating element in the light flux introducing means is accommodated in a structure that can be placed on the upper surface of the slider. The light flux introducing means and the core are connected at the predetermined angle in a state where the light flux introducing means is held so as to be inclined with respect to a surface of the slider facing the magnetic recording medium. .
この発明に係る近接場光ヘッドにおいては、近接場光発生素子のコアに対して光束導入手段の配置角度を固定することができる。したがって、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度が所定角度になるように、光束導入手段の配置角度を設定して形成することで、光束導入手段から近接場光発生素子のコアに導入された光束が反射面において全て反射され、かつ、その反射光を近接場光生成部へ導くことができる。つまり、近接場光を効率良く発生させることができる。 In the near-field light head according to the present invention, the arrangement angle of the light beam introducing means can be fixed with respect to the core of the near-field light generating element. Therefore, by forming the arrangement angle of the light flux introducing means so that the angle formed between the light flux introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is a predetermined angle, All of the light flux introduced into the core of the light generating element is reflected by the reflecting surface, and the reflected light can be guided to the near-field light generating unit. That is, near-field light can be generated efficiently.
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記本発明のいずれかの近接場光ヘッドと、前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に移動可能に構成されるとともに、前記近接場光ヘッドを先端側で支持する回動部材と、前記光束導入手段に対して前記光束を入射させる光源と、前記回動部材の基端側を支持するとともに、該回動部材を前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、前記磁気記録媒体を前記一定方向に回転させる回転駆動部と、前記光源の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴としている。 An information recording / reproducing apparatus according to the present invention is configured to be movable in a direction parallel to the surface of the magnetic recording medium, and the near-field optical head according to any one of the present inventions described above. A rotating member that is supported on the front end side, a light source that causes the light beam to enter the light beam introducing means, a base end side of the rotating member, and a rotating member that is attached to the surface of the magnetic recording medium An actuator for moving in a parallel direction, a rotation driving unit for rotating the magnetic recording medium in the fixed direction, and a control unit for controlling the operation of the light source are provided.
この発明に係る情報記録再生装置においては、上述した近接場光ヘッドを備えているため、書き込みの信頼性が高く、高密度記録化に対応することができ、高品質化を図ることができる。 Since the information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes the near-field optical head described above, writing reliability is high, high-density recording can be achieved, and high quality can be achieved.
本発明に係る近接場光ヘッドによれば、光束導入手段とスライダにおける磁気記録媒体に対向する面との間のなす角度を所定角度に調整して光束導入手段から近接場光発生素子に導入された光束が反射面において全て反射され、かつ、その反射光が全て近接場光として生成されるように構成したため、近接場光を効率良く発生させることができる。したがって、書き込みの信頼性が高く、高密度記録化に対応することができ、高品質化を図ることができる。 According to the near-field light head of the present invention, the angle formed between the light flux introducing means and the surface of the slider facing the magnetic recording medium is adjusted to a predetermined angle and introduced from the light flux introducing means to the near-field light generating element. Since all the reflected light beams are reflected on the reflecting surface and all the reflected light is generated as near-field light, the near-field light can be generated efficiently. Therefore, the writing reliability is high, high-density recording can be supported, and high quality can be achieved.
(第一実施形態)
以下、本発明に係る近接場光ヘッドおよび情報記録再生装置の第一実施形態を、図1〜図10を参照して説明する。なお、本実施形態の情報記録再生装置1は、垂直記録層d2を有するディスク(磁気記録媒体)Dに対して、垂直記録方式で書き込みを行う装置である。また、本実施形態では、ディスクDが回転する空気の流れを利用して近接場光ヘッド2を浮かせた空気浮上タイプを例に挙げて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a near-field optical head and an information recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the information recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus for writing on a disk (magnetic recording medium) D having a perpendicular recording layer d2 by a perpendicular recording method. In the present embodiment, an air floating type in which the near-field
本実施形態の情報記録再生装置1は、図1に示すように、後述するスポットサイズ変換器(近接場光発生素子)22を有する近接場光ヘッド2と、ディスク面(磁気記録媒体の表面)D1に平行なXY方向に移動可能とされ、ディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在な状態で近接場光ヘッド2を先端側で支持するサスペンション3と、光ファイバ(光束導入手段)4の基端側から該光ファイバ4に対して光束Lを入射させるレーザ光源(光源)5と、サスペンション3の基端側を支持すると共に、該サスペンション3をディスク面D1に平行なXY方向に向けてスキャン移動させるアクチュエータ6と、ディスクDを一定方向に回転させるスピンドルモータ(回転駆動部)7と、情報に応じて変調した電流を後述するコイル33に対して供給すると共に、レーザ光源5の作動を制御する制御部8と、これら各構成品を内部に収容するハウジング9とを備えている。
As shown in FIG. 1, the information recording / reproducing apparatus 1 of this embodiment includes a near-field
ハウジング9は、アルミニウムなどの金属材料により、上面視四角形状に形成されていると共に、内側に各構成品を収容する凹部9aが形成されている。また、このハウジング9には、凹部9aの開口を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。凹部9aの略中心には、スピンドルモータ7が取り付けられており、該スピンドルモータ7に中心孔を嵌め込むことでディスクDが着脱自在に固定される。凹部9aの隅角部には、上記アクチュエータ6が取り付けられている。このアクチュエータ6には、軸受10を介してキャリッジ11が取り付けられており、該キャリッジ11の先端にサスペンション3が取り付けられている。そして、キャリッジ11およびサスペンション3は、アクチュエータ6の駆動によって共に上記XY方向に移動可能とされた回動部材13を構成している。
The
なお、キャリッジ11およびサスペンション3(回動部材13)は、ディスクDの回転停止時にアクチュエータ6の駆動によって、ディスクD上から退避するようになっている。また、近接場光ヘッド2とサスペンション3とで、ヘッドジンバルアセンブリ12を構成している。また、レーザ光源5は、アクチュエータ6に隣接するように凹部9a内に取り付けられている。そして、レーザ光源5に隣接して、制御部8が取り付けられている。
The
近接場光ヘッド2は、回転するディスクDを加熱すると共に、ディスクDに対して垂直方向の記録磁界を与えることで磁化反転を生じさせ、情報を記録させるものである。この近接場光ヘッド2は、図2および図3に示すように、ディスク面D1から所定距離Hだけ浮上した状態でディスクDに対向配置され、ディスク面D1に対向する対向面20aを有するスライダ20と、該スライダ20の先端面(以降、流出端側の側面と表現する)に固定された記録素子21と、該記録素子21に隣接して固定されたスポットサイズ変換器22と、該スポットサイズ変換器22の後述するコア40内にレーザ光源5からの光束Lを導入する光ファイバ4とを備えている。また、本実施形態の近接場光ヘッド2は、スポットサイズ変換器22に隣接して固定された再生素子23を備えている。
The near-field
ここで、図4に示すように、光ファイバ4は、スライダ20上において樹脂構造体50内に内包されて配されている。また、樹脂構造体50内において、光ファイバ4は途中で折曲されており、スポットサイズ変換器22に対して斜め上方から接続されている。例えば、水平方向(XY面内方向)と光ファイバ4とのなす角度θ1は10°で設定されている。なお、光ファイバ4は樹脂構造体50内で折曲せずに水平方向(XY面内方向)と光ファイバ4とのなす角度がθ1になるように直線状に光ファイバ4を樹脂構造体50内に配置してもよい。
Here, as shown in FIG. 4, the optical fiber 4 is disposed inside the
スライダ20は、石英ガラスなどの光透過性材料や、AlTiC(アルチック)などのセラミックなどによって直方体状に形成されている。このスライダ20は、対向面20aをディスクD側にした状態で、ジンバル部24を介してサスペンション3の先端にぶら下がるように支持されている。このジンバル部24は、X軸回りおよびY軸回りにのみ変位するように動きが規制された部品である。これによりスライダ20は、上述したようにディスク面D1に平行で且つ互いに直交する2軸(X軸、Y軸)回りに回動自在とされている。
The
スライダ20の対向面20aには、回転するディスクDによって生じた空気流の粘性から、浮上するための圧力を発生させる凸条部20bが形成されている。本実施形態では、レール状に並ぶように、長手方向に沿って延びた凸条部20bを2つ形成している場合を例にしている。但し、この場合に限定されるものではなく、スライダ20をディスク面D1から離そうとする正圧とスライダ20をディスク面D1に引き付けようとする負圧とを調整して、スライダ20を最適な状態で浮上させるように設計されていれば、どのような凹凸形状でも構わない。なお、この凸条部20bの表面はABS(Air Bearing Surface)と呼ばれる面とされている。
On the opposing
スライダ20は、この2つの凸条部20bによってディスク面D1から浮上する力を受けている。また、サスペンション3は、ディスク面D1に垂直なZ方向に撓むようになっており、スライダ20の浮上力を吸収している。つまり、スライダ20は、浮上した際にサスペンション3によってディスク面D1側に押さえ付けられる力を受けている。よってスライダ20は、この両者の力のバランスによって、上述したようにディスク面D1から所定距離H離間した状態で浮上するようになっている。しかもスライダ20は、ジンバル部24によってX軸回りおよびY軸回りに回動するようになっているので、常に姿勢が安定した状態で浮上するようになっている。なお、ディスクDの回転に伴って生じる空気流は、スライダ20の流入端側(サスペンション3の基端側)から流入した後、ABSに沿って流れ、スライダ20の流出端側(サスペンション3の先端側)から抜けている。
The
記録素子21は、図4に示すように、スライダ20の流出端側の側面に固定された補助磁極30と、磁気回路31を介して補助磁極30に接続され、ディスクDに対して垂直な記録磁界を補助磁極30との間で発生させる主磁極32と、磁気回路31を中心として該磁気回路31の周囲を螺旋状に巻回するコイル33とを備えている。つまり、スライダ20の流出端側から順に、補助磁極30、磁気回路31、コイル33、主磁極32が配置されている。
As shown in FIG. 4, the
補助磁極30、主磁極32および磁気回路31は、磁束密度が高い高飽和磁束密度(Bs)材料(例えば、CoNiFe合金、CoFe合金など)により形成されている。また、コイル33は、ショートしないように、隣り合うコイル線間、磁気回路31との間、両磁極30,32との間に隙間が空くように配置されており、この状態で絶縁体34によってモールドされている。そして、コイル33は、情報に応じて変調された電流が制御部8から供給されるようになっている。すなわち、磁気回路31およびコイル33は、全体として電磁石を構成している。なお、主磁極32および補助磁極30は、ディスクDに対向する端面がスライダ20のABSと面一となるように設計されている。
The auxiliary
スポットサイズ変換器22は、一端側がスライダ20の上方側に向くとともに、他端側がディスクD側に向いた状態で、記録素子21に隣接して固定されている。より具体的には、主磁極32に隣接して固定されている。
The
このスポットサイズ変換器22は、一端側に導入された光束Lを導入方向とは異なる方向で他端側に集光しながら伝播するとともに、近接場光Rを生成した後に外部に発する素子であって、図4〜図8に示すように、多面体のコア40と、コア40を内部に閉じ込めるクラッド41とから構成されており、全体として略板状に形成されている。
なお、図5は図4に示すスポットサイズ変換器22の他端側の拡大図であり、図6は図5で示すコア40の他端側の拡大図(A方向からの矢視図)であり、図7は図5に示すスポットサイズ変換器22を端面40d側から見た図である。
The
5 is an enlarged view of the other end side of the
図4に示すように、コア40は、反射面40aと、光束集光部40bと、近接場光生成部40cとにより一体的に形成されている。なお、本実施形態では、光束集光部40bおよび近接場光生成部40cがそれぞれ3つの側面を有するように形成されており、そのうちの1つの側面が主磁極32に対向するように配置されている。
As shown in FIG. 4, the
反射面40aは、一端側から光ファイバ4によって導入された光束Lを導入方向とは異なる方向に反射させている。
また、光束集光部40bは、一端側から他端側に向かう長手方向(Z方向)に直交する断面積が漸次減少するように絞り成形された部分であり、反射面40aによって反射された光束Lを集光させながら他端側に向けて伝播させている。つまり光束集光部40bは、導入された光束Lのスポットサイズを小さいサイズに絞ることができるようになっている。ここで、図8に示すように、反射面40aで反射して光束集光部40bに伝播された光束Lは全て近接場光生成部40cに伝播される訳ではなく、光束集光部40bの入口面40eのうちの一部である受光可能面40fに入射した光束Lのみが近接場光生成部40cへと導かれる。
The
The light
近接場光生成部40cは、光束集光部40bの端部から他端側に向けてさらに絞り成形された部分である。つまり近接場光生成部40cは、光束集光部40bによって絞られたスポットサイズをさらに小さく絞ることができるようになっている。この際、近接場光生成部40cは、図7に示すように、他端側に位置する端面40dが光の波長以下のサイズとなるように絞り成形されている。つまり、端面40d上で確保できる最大直線長さL1が、光の波長以下となるように設計されている。なお、この光の波長以下のサイズとしては、1nmから1μmの範囲にすることが好ましく、より好ましくは1nmから500nmの範囲である。
これにより、スポットサイズを最大直線長さL1と同程度の大きさ、すなわち、直径を約1nmから1μm程度(或いは1nmから500nm程度)に絞ることができ、このサイズの近接場光R(図4参照)として端面40dから外部に発することができる。
The near-field
As a result, the spot size can be reduced to the same size as the maximum linear length L1, that is, the diameter can be reduced to about 1 nm to 1 μm (or about 1 nm to 500 nm), and the near-field light R of this size (FIG. 4). Reference) can be emitted from the
また、本実施形態では光束集光部40bおよび近接場光生成部40cが、図4に示すように、共に主磁極32側に向けて漸次絞り成形されている。これにより、主磁極32側に端面40dが位置するようになっている。これにより、主磁極32の近傍に上記サイズの近接場光Rを発生させることができるようになっている。なお、本実施形態でいう「近傍」とは、端面40dから発生する近接場光Rの直径と同程度の距離、或いは、それ以下の距離だけ、主磁極32から離間した範囲内の領域をいう。よって、本実施形態の場合は、主磁極32と近接場光生成部40cの端面40dとの距離が、近接場光Rの直径(最大直線長さL1)と同程度である1nmから1μm程度(或いは1nmから500nm程度)或いは、それ以下の距離になるように設計されている。
In the present embodiment, the light
クラッド41は、図4に示すように、コア40よりも屈折率が低い材料で形成されており、コア40の側面に密着して、コア40を内部に閉じ込めている。よって、コア40とクラッド41との間に隙間が生じないようになっている。また、本実施形態のクラッド41は、コア40の一端側と同様に、他端側の端面40dが外部に露出させるように形成されている。
As shown in FIG. 4, the clad 41 is made of a material having a refractive index lower than that of the core 40, and is in close contact with the side surface of the core 40 to confine the
なお、クラッド41およびコア40として使用される材料の組み合わせの一例を記載すると、例えば、石英(SiO2)でコア40を形成し、フッ素をドープした石英でクラッド41を形成する組み合わせが考えられる。この場合には、光束Lの波長が400nmのときに、コア40の屈折率が1.47となり、クラッド41の屈折率が1.47未満となるので好ましい組み合わせである。また、ゲルマニウムをドープした石英でコア40を形成し、石英(SiO2)でクラッド41を形成する組み合わせも考えられる。この場合には、光束Lの波長が400nmのときに、コア40の屈折率が1.47より大きくなり、クラッド41の屈折率が1.47となるのでやはり好ましい組み合わせである。
An example of a combination of materials used as the clad 41 and the
特に、コア40とクラッド41との屈折率差が大きいほど、コア40内に光束Lを閉じ込める力が大きくなるため、コア40に酸化タンタル(Ta2O5:波長が550nmのときに屈折率が2.16)を用い、クラッド41に石英などを用いて、両者の屈折率差を大きくすることがより好ましい。また、赤外領域の光束Lを利用する場合には、赤外光に対して透明な材料であるシリコン(Si:屈折率が約4)でコア40を形成することも有効である。
In particular, the larger the refractive index difference between the core 40 and the
また、近接場光生成部40cの3つの側面のうち、主磁極32に対向する1つの側面を除く2面には、光束Lを遮光する遮光膜42が形成されている。これにより、近接場光生成部40cからクラッド41側に光束Lが漏れ出さないようになっている。近接場光生成部40cは、この遮光膜42と上述した絞り成形とによって、光束集光部40bで集光された光束Lから近接場光Rを生成して端面40dから外部に発することができるようになっている。しかも、端面40dが主磁極32側に形成されているため、近接場光Rを主磁極32の近傍に発生させることができるようになっている。なお、スポットサイズ変換器22の端面40dは、スライダ20のABSと面一となるように設計されている。
A
光ファイバ4は、図4に示すように、コア4aとクラッド4bとで構成されており、コア4a内を光束Lが伝播するようになっている。また、光ファイバ4の先端は、スポットサイズ変換器22の一端側に接続されており、光束Lをコア40内に導入している。また、光ファイバ4の基端側は、サスペンション3およびキャリッジ11などを介してレーザ光源5に接続されている。
As shown in FIG. 4, the optical fiber 4 includes a
ここで、図4に示すように、光ファイバ4からコア40内に導入された光束Lが反射面40aで全反射して光束集光部40bへ導かれるように、スポットサイズ変換器22に対する光ファイバ4の位置関係が調整されている。具体的には、光ファイバ4とスライダ20の対向面20a(スライダ20の上面)とのなす角度θ1=10°になるように光ファイバ4が傾斜されている(詳細は後述する)。なお、ここでいう光束Lは、光束のうちスポット径内の光のことをいう。スポット径とは、一般に中心光強度の1/e2(約13.5%、eは自然対数の底)の範囲内のことをいう。
Here, as shown in FIG. 4, the light with respect to the
また、再生素子23は、ディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界の大きさに応じて電気抵抗が変換する磁気抵抗効果膜である。この再生素子23には、図示しないリード膜などを介して制御部8からバイアス電流が供給されている。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することでき、この電圧の変化から信号の再生を行うことができるようになっている。
The reproducing
なお、本実施形態のディスクDは、少なくとも、ディスク面D1に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直記録層d2と、高透磁率材料からなる軟磁性層d3との2層で構成される垂直2層膜ディスクを使用する。このようなディスクDとしては、例えば、図2に示すように、基板d1上に、軟磁性層d3と、中間層d4と、垂直記録層d2と、保護層d5と、潤滑層d6とを順に成膜したものを使用する。 The disk D of the present embodiment is a perpendicular structure composed of at least two layers: a perpendicular recording layer d2 having an easy axis in the direction perpendicular to the disk surface D1, and a soft magnetic layer d3 made of a high magnetic permeability material. A bilayer disc is used. As such a disk D, for example, as shown in FIG. 2, a soft magnetic layer d3, an intermediate layer d4, a perpendicular recording layer d2, a protective layer d5, and a lubricating layer d6 are sequentially formed on a substrate d1. Use the film.
基板d1としては、例えば、アルミ基板やガラス基板などである。軟磁性層d3は、高透磁率層である。中間層d4は、垂直記録層d2の結晶制御層である。垂直記録層d2は、垂直異方性磁性層となっており、例えばCoCrPt系合金が使用される。保護層d5は、垂直記録層d2を保護するためのもので、例えばDLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)膜が使用される。潤滑層d6は、例えば、フッ素系の液体潤滑材が使用される。 Examples of the substrate d1 include an aluminum substrate and a glass substrate. The soft magnetic layer d3 is a high magnetic permeability layer. The intermediate layer d4 is a crystal control layer of the perpendicular recording layer d2. The perpendicular recording layer d2 is a perpendicular anisotropic magnetic layer, and for example, a CoCrPt alloy is used. The protective layer d5 is for protecting the perpendicular recording layer d2, and for example, a DLC (Diamond Like Carbon) film is used. For the lubrication layer d6, for example, a fluorine-based liquid lubricant is used.
次に、このように構成された情報記録再生装置1により、ディスクDに各種の情報を記録再生する場合について以下に説明する。
まず、スピンドルモータ7を駆動させてディスクDを一定方向に回転させる。次いで、アクチュエータ6を作動させて、キャリッジ11を介してサスペンション3をXY方向にスキャンさせる。これにより、図1に示すように、ディスクD上の所望する位置に近接場光ヘッド2を位置させることができる。この際、近接場光ヘッド2は、スライダ20の対向面20aに形成された2つの凸条部20bによって浮上する力を受けるとともに、サスペンション3などによってディスクD側に所定の力で押さえ付けられる。近接場光ヘッド2は、この両者の力のバランスによって、図2に示すようにディスクD上から所定距離H離間した位置に浮上する。
Next, a case where various kinds of information is recorded / reproduced on / from the disk D by the information recording / reproducing apparatus 1 configured as described above will be described below.
First, the
また、近接場光ヘッド2は、ディスクDのうねりに起因して発生する風圧を受けたとしても、サスペンション3によってZ方向の変位が吸収されるとともに、ジンバル部24によってXY軸回りに変位することができるようになっているため、うねりに起因する風圧を吸収することができる。そのため、近接場光ヘッド2を安定した状態で浮上させることができる。
Even if the near-field
ここで、情報の記録を行う場合、制御部8はレーザ光源5を作動させるとともに、情報に応じて変調した電流をコイル33に供給する。
まず、レーザ光源5は、制御部8からの指示を受けて光束Lを光ファイバ4の基端側から入射させる。図4に示すように、入射した光束Lは、光ファイバ4のコア4a内を先端側に向かって進み、スポットサイズ変換器22の一端側からコア40内に導入される。ここで、本実施形態では、光ファイバ4からコア40内に導入された光束Lが反射面40aで全反射して光束集光部40bへ導かれるように、スポットサイズ変換器22に対する光ファイバ4の接続角度(光ファイバ4とスライダ20の対向面20aとの間のなす角度)が所定角度θ1(=10°)になるように構成した。このとき光束Lは、スライダ20の対向面20aに対して所定角度θ1傾斜した方向からコア40内に導入される。
すると、コア40内に導入された光束Lは、反射面40aで全反射されて向きが変わる。すなわち、全ての光束Lが反射面40aに対して入射角度θ2が41°以上になり、反射面40aにおいて全反射して、導入方向とは異なる方向に光束Lの向きが変化する。そして、向きが変わった光束Lが、光束集光部40bの入口面40eに対しての入射角度θ3(図9参照)が所定角度以下で入射することにより、光束集光部40b内を全反射して集光されながら伝播して近接場光生成部40cに入射する。したがって、近接場光Rを高効率に生成することができる。
Here, when recording information, the
First, in response to an instruction from the
Then, the light beam L introduced into the
ちなみに、図10に示すように、光ファイバ4とスライダ20の対向面20a(スライダ2の上面)との成す角度θ4を20°にした場合には、全ての光束Lが反射面40aに対して入射角度θ5が41°以上になり、反射面40aにおいて全反射するものの、その反射光のうちの一部が光束集光部40bの入口面40eに対しての入射角度θ6が所定角度より大きい角度で入射することになる。すると、このように入射角度θ6が所定角度より大きい光は、光束集光部40bにおいて全反射せず屈折透過光成分としてコア40から漏洩してしまう。つまり、近接場光生成部40cに入射する光量が減少するため、近接場光Rの生成効率が低下してしまう。
Incidentally, as shown in FIG. 10, when the angle θ4 formed by the optical fiber 4 and the facing
また、光束集光部40bは、一端側から他端側に向かう長手方向に直交する断面積が漸次減少するように絞り成形されている。そのため、光束Lはこの光束集光部40bを通過する際に、側面で反射を繰り返しながら徐々に集光されてコア40の内部を伝播していく。特に、コア40の側面にはクラッド41が密着しているため、コア40の外部に光が漏れることなく、導入された光束Lを無駄にすることなく絞りながら他端側に伝播させることができる。
Further, the light
そして、光束集光部40bの他端側の端部まで伝播された光束Lは、続いて近接場光生成部40cに入射する。この近接場光生成部40cは、他端側に向けてさらに絞り成形されており、端面40dが光の波長以下のサイズとされている。しかも、近接場光生成部40cの2つの側面は、遮光膜42によって遮光されている。よって、近接場光生成部40cに入射した光束Lを、クラッド41側に漏らすことなく端面40dに向けて伝播させることができる。そのため、近接場光Rを高効率で生成することができ、該近接場光Rを端面40dから外部に発することができる。
Then, the light beam L propagated to the end portion on the other end side of the light
この近接場光Rによって、ディスクDは局所的に加熱されて一時的に保磁力が低下する。特に、近接場光生成部40cは、この近接場光Rを主磁極32の近傍、すなわち、主磁極32から近接場光Rの直径と同程度の距離だけ離間した範囲内に発生させるので、主磁極32にできるだけ近い位置でディスクDの保磁力を低下させることができる。
Due to the near-field light R, the disk D is locally heated and the coercivity is temporarily reduced. In particular, the near-field
一方、制御部8によってコイル33に電流が供給されると、電磁石の原理により電流磁界が磁気回路31内に磁界を発生させるため、主磁極32と補助磁極30との間にディスクDに対して垂直方向の記録磁界を発生させることができる。すると、主磁極32側から発生した磁束が、図4に示すように、ディスクDの垂直記録層d2を真直ぐ通り抜けて軟磁性層d3に達する。これによって、垂直記録層d2の磁化をディスク面D1に対して垂直に向けた状態で記録を行うことができる。また、軟磁性層d3に達した磁束は、軟磁性層d3を経由して補助磁極30に戻る。この際、補助磁極30に戻るときには磁化の方向に影響を与えることはない。これは、ディスク面D1に対向する補助磁極30の面積が、主磁極32よりも大きいため磁束密度が大きく磁化を反転させるほどの力が生じないからである。つまり、主磁極32側でのみ記録を行うことができる。
On the other hand, when a current is supplied to the
その結果、近接場光Rと両磁極30,32で発生した記録磁界とを協働させた近接場光アシスト磁気記録方式により情報の記録を行うことができる。しかも垂直記録方式で記録を行うため、熱揺らぎ現象などの影響を受け難く、安定した記録を行うことができる。よって、書き込みの信頼性を高めることができる。
また、主磁極32の近傍でディスクDの保磁力を低下させることができるため、記録磁界が局所的に作用する位置に加熱温度のピーク位置を入れることができる。したがって、確実に記録を行うことができ、信頼性の向上化を図ることができると共に高密度記録化を図ることができる。
As a result, information can be recorded by the near-field light assisted magnetic recording method in which the near-field light R and the recording magnetic fields generated by the
Further, since the coercive force of the disk D can be reduced in the vicinity of the main
次に、ディスクDに記録された情報を再生する場合には、スポットサイズ変換器22に隣接して固定されている再生素子23が、ディスクDの垂直記録層d2から漏れ出ている磁界を受けて、その大きさに応じて電気抵抗が変化する。よって、再生素子23の電圧が変化する。これにより制御部8は、ディスクDから漏れ出た磁界の変化を電圧の変化として検出することができる。そして制御部8は、この電圧の変化から信号の再生を行うことで、情報の再生を行うことができる。
Next, when reproducing the information recorded on the disc D, the reproducing
上述したように、本実施形態の近接場光ヘッド2は、近接場光Rを効率良く発生することができるスポットサイズ変換器22を備えているため、近接場光ヘッド2自体の書き込みの信頼性を高めることができ、高品質化を図ることができる。しかも、本実施形態では、コア40の一端側および他端側の端面40dを外部に露出させた状態でクラッド41が形成されているため、クラッド41を介さずに直接コア40に光束Lを導入することができると共に、より効率良く近接場光Rに変換して端面40dから外部に発することができる。
As described above, the near-field
特に、このスポットサイズ変換器22は、導入された光束Lを反射面40aで反射させて向きを変えることができるため、スライダ20の上面に沿うように光ファイバ4を配置しても、光ファイバ4からの光束Lを主磁極32の近傍で近接場光Rにすることができる。したがって、近接場光ヘッド2の設計をコンパクトにすることができる。しかも光束Lを空中伝播させる必要がないため、導光損失を極力低下させることができる。さらに、スライダ20の流出端側の側面に、順に記録素子21、スポットサイズ変換器22および再生素子23を配置しているため、光ファイバ4以外の各構成品がスライダ20の厚み方向に重なることを防止している。したがって、近接場光ヘッド2自体の薄型化を図ることができる。
In particular, the
また、本実施形態の近接場光ヘッド2を製造する場合には、フォトリソグラフィ技術およびエッチング加工技術などの半導体技術を利用して製造を行うことができる。つまり、スポットサイズ変換器22を有している場合であっても、特別な手法を用いずに、従来の製造プロセスの流れの中でスポットサイズ変換器22も同時に作り込むことができる。
Moreover, when manufacturing the near-field
具体的に説明すると、スライダ20を所定の外形形状に加工した後、スライダ20の流出端側の側面に上記半導体技術を利用して記録素子21を作り込む。
また、それとは別にスポットサイズ変換器22を作り込む。このときクラッド41を構成する部材を形成するとともに、クラッド41にレジストを形成する。レジストにはコア40を形成するための溝部に相当するパターニングを施し、等方エッチングによりクラッド41に溝部を形成する。そして、溝部にコア40(反射面40a、光束集光部40bおよび近接場光生成部40c)を形成する。また、スポットサイズ変換器22の他端側をダイシングなどで切断加工することで、端面40dを形成することができる。このように半導体技術を利用して、容易にスポットサイズ変換器22を製造することができる。
このように形成したスポットサイズ変換器22を記録素子21上に配置する。そして最後に、スポットサイズ変換器22上に再生素子23を作り込めば良い。このように、容易に近接場光ヘッド2を製造することができる。
More specifically, after the
In addition, a
The
本実施形態によれば、光ファイバ4とスライダ20の対向面20aとの間のなす角度θ1(光ファイバ4とスポットサイズ変換器22の光軸とのなす角度)を調整して光ファイバ4からスポットサイズ変換器22のコア40に導入された光束Lが反射面40aにおいて全反射され、かつ、その反射光の全てが光束集光部40bから近接場光生成部40cへ導かれるように構成したため、近接場光Rを効率良く発生させることができる。
According to the present embodiment, the angle θ1 (angle formed between the optical fiber 4 and the optical axis of the spot size converter 22) formed between the optical fiber 4 and the facing
また、光ファイバ4におけるスポットサイズ変換器22に接続される端部近傍をスライダ20の上面に載置可能な樹脂構造体50内に収容し、樹脂構造体50内において光ファイバ4がスライダ20の対向面20a(スライダ20の上面)に対して傾斜(θ1=10°)した状態で保持(固定)したため、スポットサイズ変換器22のコア40aに対して光ファイバ4の配置角度を容易に、かつ、確実に固定することができる。
Further, the vicinity of the end of the optical fiber 4 connected to the
また、本実施形態の情報記録再生装置1によれば、上述した近接場光ヘッド2を備えているため、書き込みの信頼性が高く、高密度記録化に対応することができ、高品質化を図ることができる。
なお、上記実施形態において、図7に示す矢印L2方向に光束Lの偏光成分が向くように調整した後に、光束Lを光ファイバ4内に導入することが好ましい。こうすることで、近接場光Rを主磁極32側に向いた近接場光生成部40cの側面付近(図7に示す領域S)に集中的に局在化することができる。したがって、さらなる高密度記録化を図ることができる。
In addition, according to the information recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment, since the near-field
In the above-described embodiment, it is preferable to introduce the light beam L into the optical fiber 4 after adjusting the polarization component of the light beam L in the arrow L2 direction shown in FIG. By doing so, the near-field light R can be concentrated in the vicinity of the side surface (region S shown in FIG. 7) of the near-field
(第二実施形態)
以下、本発明に係る近接場光ヘッドおよび情報記録再生装置の第二実施形態を、図11〜図13を参照して説明する。なお、本実施形態は第一実施形態と光導波路(光ファイバ)の構成およびスライダへの支持方法が異なるのみであり、その他の構成は略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図11〜図13に示すように、スライダ20の上面に、斜面60aを有する斜面台60が配置されている。斜面60aは、スポットサイズ変換器22(コア40)に向かって下り勾配になるように形成され、その傾斜角度θ1は10°で形成されている。また斜面台60の上面に沿って光導波路54が形成されている。つまり、光導波路54は斜面台60上において途中で折曲されており、スポットサイズ変換器22に対して斜め上方から接続されている。なお、光導波路54は斜面台60上で折曲せずに水平方向(XY面内方向)と光導波路54とのなす角度がθ1になるように直線状に光導波路54を形成してもよい。また、斜面60aをスライダ20の上面に直接形成し、斜面台60を別個に配置しない構成にしてもよい。
(Second embodiment)
The second embodiment of the near-field optical head and information recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the optical waveguide (optical fiber) and the method of supporting the slider, and the other configurations are substantially the same. Detailed description will be omitted.
As shown in FIGS. 11 to 13, a
光導波路54を製造する場合には、フォトリソグラフィ技術およびエッチング加工技術などの半導体技術を利用して容易に製造を行うことができる。この光導波路54は、コア54aとクラッド54bとで構成されている。
なお、コア54aおよびクラッド54bとして使用される材料の組み合わせの一例を記載すると、例えば、石英(SiO2)でコア54aを形成し、フッ素をドープした石英でクラッド54bを形成する組み合わせが考えられる。この場合には、光束Lの波長が400nmのときに、コア54aの屈折率が1.47となり、クラッド54bの屈折率が1.47未満となるので好ましい組み合わせである。また、ゲルマニウムをドープした石英でコア54aを形成し、石英(SiO2)でクラッド54bを形成する組み合わせも考えられる。この場合には、光束Lの波長が400nmのときに、コア54aの屈折率が1.47より大きくなり、クラッド54bの屈折率が1.47となるのでやはり好ましい組み合わせである。
When the
An example of a combination of materials used as the
特に、コア54aとクラッド54bとの屈折率差が大きいほど、コア54a内に光束Lを閉じ込める力が大きくなるため、コア54aに酸化タンタル(Ta2O5:波長が550nmのときに屈折率が2.16)を用い、クラッド54bに石英などを用いて、両者の屈折率差を大きくすることがより好ましい。また、赤外領域の光束Lを利用する場合には、赤外光に対して透明な材料であるシリコン(Si:屈折率が約4)でコア54aを形成することも有効である。
In particular, the greater the difference in refractive index between the core 54a and the clad 54b, the greater the force for confining the light beam L in the
本実施形態によれば、光導波路54とスポットサイズ変換器22(スライダ2の上面)との間のなす角度θ1を調整して光導波路54からスポットサイズ変換器22のコア40に導入された光束Lが反射面40aにおいて全反射され、かつ、その反射光の全てが光束集光部40bから近接場光生成部40cへ導かれるように構成したため、近接場光Rを効率良く発生させることができる。
According to this embodiment, the light flux introduced from the
また、光導波路54におけるスポットサイズ変換器22に接続される端部近傍をスライダ20の上面に形成された斜面台60上に形成し、光導波路54がスライダ20の上面に対して傾斜(θ1=10°)した状態にしたため、スポットサイズ変換器22のコア40に対して光導波路54の配置角度を容易に、かつ、確実に固定することができる。
Further, the vicinity of the end of the
また、本実施形態の情報記録再生装置1によれば、近接場光Rを高効率に生成可能な近接場光ヘッド2を備えているため、書き込みの信頼性が高く、高密度記録化に対応することができ、高品質化を図ることができる。
Further, according to the information recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment, since the near-
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スポットサイズ変換器22を近接場光ヘッド2に適用した場合を例に挙げて説明したが、近接場光ヘッド2に限定されず、近接場光Rが必要な各種のデバイスに適用しても構わない。特に上記実施形態では、近接場光ヘッド2に適用するにあたって、導入された光束Lを反射面40aで向きが変わるように設計したが、反射角度は所定角度θ1に限定されるものではない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、近接場光生成部40cの3つの側面のうち、2つの側面だけを遮光膜42で遮光した構成にしたが、少なくとも1つの側面だけを遮光しても構わない。この場合であっても、近接場光Rを発生することができる。
但し、全ての側面(3つの側面)を遮光膜42で遮光することが好ましい。こうすることで、近接場光生成部40cに入射した光束Lが、クラッド41側に漏れることをより確実に防止できる。よって、光束Lの損失を最小限に抑えることができ、より効率良く近接場光Rを発生させることができる。
In the above embodiment, only two of the three side surfaces of the near-field
However, it is preferable to shield all side surfaces (three side surfaces) with the
また、上記各実施形態では、近接場光ヘッド2を浮上させた空気浮上タイプの情報記録再生装置1を例に挙げて説明したが、この場合に限られず、ディスク面D1に対向配置されていればディスクDとスライダ20とが接触していても構わない。つまり、本発明に係る近接場光ヘッド2は、コンタクトスライダタイプのヘッドであっても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
In each of the above embodiments, the air floating type information recording / reproducing apparatus 1 in which the near-field
さらに、上記実施形態では、垂直記録方式の近接場光ヘッド2の場合について説明したが、水平記録方式の近接場光ヘッドにも適用することができる。
そして、上記実施形態の近接場光ヘッドの構造に限らず、図14に示すように、コア240の光束集光部240bおよび近接場光生成部240cが、Z方向(長手方向)に直交する断面積が同一になるようなストレート構造のコア240を有するものにも採用することができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case of the near-field
In addition to the structure of the near-field light head of the above-described embodiment, as shown in FIG. It can also be used for a core having a
1…情報記録再生装置 2…近接場光ヘッド 3…サスペンション(回動部材) 4…光ファイバ(光束導入手段) 5…レーザ光源(光源) 6…アクチュエータ 7…スピンドルモータ(回転駆動部) 8…制御部 11…キャリッジ(回動部材) 13…回動部材 20…スライダ 20a…対向面(磁気記録媒体に対向する面) 22…スポットサイズ変換器(近接場光発生素子) 24…ジンバル部(支持部材) 40…コア 40a…反射面 40b…光束集光部 40c…近接場光生成部 41…クラッド 50…樹脂構造体(構造体) 54…光導波路(光束導入手段) 60a…斜面 D…ディスク(磁気記録媒体) D1…ディスク面(磁気記録媒体の表面) L…光束 R…近接場光 θ1…所定角度(接続角度)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Information recording / reproducing
Claims (5)
前記磁気記録媒体の表面に対向配置されたスライダと、
前記スライダを支持する支持部材と、
前記スライダに装着され、前記支持部材側から導入された光束を用いて前記磁気記録媒体側に前記近接場光を発生させる近接場光発生素子と、
該近接場光発生素子の前記支持部材側に光束を導入する光束導入手段と、を備え、
前記近接場光発生素子は、前記光束を透過する材料で形成され、前記光束導入手段から導入された前記光束を前記磁気記録媒体側に向けて反射する反射面を有するコアと、該コアよりも屈折率が低い材料で形成され前記コアを覆うクラッドと、を備え、
前記光束導入手段から導入される前記光束のうちスポット径内の光の全てが前記反射面において反射されるように、前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して前記光束導入手段の光軸が傾斜していることを特徴とする近接場光ヘッド。 A near-field optical head for recording information by heating a magnetic recording medium rotating in a certain direction with near-field light and causing magnetization reversal by applying a recording magnetic field to the magnetic recording medium,
A slider disposed opposite to the surface of the magnetic recording medium;
A support member for supporting the slider;
A near-field light generating element that is mounted on the slider and generates the near-field light on the magnetic recording medium side using a light beam introduced from the support member side;
A light beam introducing means for introducing a light beam to the support member side of the near-field light generating element,
The near-field light generating element is formed of a material that transmits the light beam, and has a core having a reflection surface that reflects the light beam introduced from the light beam introducing unit toward the magnetic recording medium side, and more than the core A clad formed of a material having a low refractive index and covering the core,
The light of the light flux introducing means is directed to the surface of the slider facing the magnetic recording medium so that all of the light within the spot diameter of the light flux introduced from the light flux introducing means is reflected by the reflecting surface. A near-field optical head characterized in that an axis is inclined.
前記反射面は、前記光束導入手段から導入された前記光束を前記光束集光部に向けて反射するものであり、
前記光束導入手段から導入される前記光束のうちスポット径内の光の全てが前記反射面において反射され、反射された光の全てが前記光束集光部の内部を伝播されて前記近接場光生成部へ導かれるように、前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して前記光束導入手段の光軸が傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の近接場光ヘッド。 The near-field light generating element is condensed with a light beam condensing unit formed such that a cross-sectional area of the core perpendicular to the optical axis gradually decreases from the support member side toward the magnetic recording medium side. A near-field light generating unit that generates the near-field light from the luminous flux,
The reflecting surface reflects the light beam introduced from the light beam introducing means toward the light beam condensing unit,
Of the luminous flux introduced from the luminous flux introducing means, all of the light within the spot diameter is reflected by the reflecting surface, and all of the reflected light is propagated inside the luminous flux condensing unit to generate the near-field light. The near-field optical head according to claim 1, wherein an optical axis of the light flux introducing unit is inclined with respect to a surface of the slider facing the magnetic recording medium so as to be guided to the portion.
該構造体において前記光束導入手段が前記スライダにおける前記磁気記録媒体に対向する面に対して傾斜するように保持された状態で前記光束導入手段と前記コアとが前記所定角度で接続されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の近接場光ヘッド。 The vicinity of the tip connected to the near-field light generating element in the light flux introducing means is accommodated in a structure that can be placed on the upper surface of the slider,
In the structure, the light flux introducing means and the core are connected at the predetermined angle in a state where the light flux introducing means is held so as to be inclined with respect to a surface of the slider facing the magnetic recording medium. The near-field optical head according to claim 1, wherein:
該斜面に前記光束導入手段が形成され、
該光束導入手段と前記コアとが前記所定角度で接続されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の近接場光ヘッド。 A slope is formed on the upper surface of the slider,
The light flux introducing means is formed on the slope,
The near-field optical head according to claim 1, wherein the light flux introducing means and the core are connected at the predetermined angle.
前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に移動可能に構成されるとともに、前記近接場光ヘッドを先端側で支持する回動部材と、
前記光束導入手段に対して前記光束を入射させる光源と、
前記回動部材の基端側を支持するとともに、該回動部材を前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、
前記磁気記録媒体を前記一定方向に回転させる回転駆動部と、
前記光源の作動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。 A near-field optical head according to any one of claims 1 to 4,
A rotating member configured to be movable in a direction parallel to the surface of the magnetic recording medium, and supporting the near-field optical head on the tip side;
A light source for making the light beam incident on the light beam introducing means;
An actuator that supports the base end side of the rotating member and moves the rotating member in a direction parallel to the surface of the magnetic recording medium;
A rotation drive unit for rotating the magnetic recording medium in the fixed direction;
An information recording / reproducing apparatus comprising: a control unit that controls the operation of the light source.
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