JP2010160872A - 表面プラズモン・アンテナと溝を有する導波路とを備えた近接場光発生素子 - Google Patents
表面プラズモン・アンテナと溝を有する導波路とを備えた近接場光発生素子 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この近接場光発生素子は、光を伝播させる導波路を備えており、さらに、近接場光発生端まで伸長していて光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジを備えているプラズモン・アンテナとを備えている。この導波路の1つの側面には、溝が形成されており、導波路を伝播する光が表面プラズモンモードでプラズモン・アンテナに結合するように、伝播面又は伝播エッジの少なくとも一部が、この溝の壁面又は底面と所定の間隔をもって対向しながら、この溝に埋め込まれている又はこの溝の直上に設けられている。これにより、伝播面又は伝播エッジは、より多くの光と表面プラズモンモードで結合し得る位置となり、近接場光発生素子の光利用効率が向上する。
【選択図】図4
Description
近接場光が発生する近接場光発生端と、この近接場光発生端まで伸長していて光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
導波路の1つの側面に溝が形成されており、導波路を伝播する光が表面プラズモンモードでプラズモン・アンテナに結合するように、伝播面又は伝播エッジの少なくとも一部が、溝の壁面又は底面と所定の間隔をもって対向しながら、溝に埋め込まれている又は溝の直上に設けられている近接場光発生素子が提供される。
表面プラズモンを励起するための光を伝播させる導波路と、
媒体対向面に達しており近接場光が発生する近接場光発生端と、この近接場光発生端まで伸長していて光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
導波路の1つの側面に溝が形成されており、導波路を伝播する光が表面プラズモンモードでプラズモン・アンテナに結合するように、伝播面若しくは伝播エッジの少なくとも一部を含むプラズモン・アンテナの一部又は全体が、この溝の壁面又は底面と所定の間隔をもって対向しながらこの溝に埋め込まれている熱アシスト磁気記録ヘッドが提供される。
以上で述べた実験条件の下、導波路35に形成された溝54の深さDGR(図5B)と、近接場光発生素子の光利用効率との関係をシミュレーションにより測定した。なお、近接場光発生素子の光利用効率は、IOUT/IIN(×100)とした。ここで、IINは、導波路35に入射するレーザ光53の強度であり、IOUTは、レーザ光(導波路光)53が表面プラズモン・アンテナ36において表面プラズモンに変換された後、近接場光発生端面36aから放射される近接場光の強度である。
(ビットパターンドメディアを用いた熱アシスト磁気記録)
11 スピンドルモータ
12 アセンブリキャリッジ装置
13 記録再生及び発光制御回路
14 駆動アーム
15 ボイスコイルモータ(VCM)
16 ピボットベアリング軸
17 HGA
20 サスペンション
21 薄膜磁気ヘッド
22 スライダ
220 スライダ基板
2200 ABS
2201 背面
2202 素子形成面
221 ヘッド部
2210、2212 ヘッド部端面
23 光源ユニット
230 ユニット基板
2300 接着面
2302 光源設置面
32 ヘッド素子
33 磁気抵抗(MR)素子
34 電磁変換素子
340 主磁極層
3400、70、74、85 主磁極
3400e、70e、74e、85e 端面
3401 主磁極本体部
3402、80 バックコンタクト部
345、81 ライトシールド層
3450 トレーリングシールド
35、72、77、78、82、86 導波路
350、352 端面
354 側面
36、71、75、84、88 表面プラズモン・アンテナ
360、3600、3601、710、750、840、880 伝播エッジ
36a、71a、75a、84a 近接場光発生端面
370、371、410、411 端子電極
38 保護層
39 素子間シールド層
40 レーザダイオード
400 発光面
4000 発光中心
40a n電極
40e 活性層
40i p電極
42 反射層
50、73、76、79、83、87 緩衝部
51 熱伝導層
53 レーザ光
54、54′、720、770、820、860 溝
54a、54a′、54b、54b′ 溝の壁面
530 導波路光の強度中心
60 表面プラズモン
62 近接場光
63 書き込み磁界
64、65、66 導波路光の分布範囲
90 制御LSI
91 ライトゲート
92 ライト回路
93 ROM
95 定電流回路
96 増幅器
97 復調回路
98 温度検出器
99 レーザ制御回路
100 ビットパターンドメディア
1001 ドット
1002 保護膜
Claims (17)
- 表面プラズモンを励起するための光を伝播させる導波路と、
近接場光が発生する近接場光発生端と、該近接場光発生端まで伸長していて前記光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
前記導波路の1つの側面に溝が形成されており、該導波路を伝播する光が表面プラズモンモードで前記プラズモン・アンテナに結合するように、前記伝播面又は伝播エッジの少なくとも一部が、該溝の壁面又は底面と所定の間隔をもって対向しながら、該溝に埋め込まれている又は該溝の直上に設けられている
ことを特徴とする近接場光発生素子。 - 前記プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの少なくとも一部が、前記導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部を介して、前記溝の壁面又は底面と対向していることを特徴とする請求項1に記載の近接場光発生素子。
- 前記緩衝部は、前記プラズモン・アンテナにおける前記伝播面又は伝播エッジとは反対側の端面を覆う材料の屈折率と同じか、又はそれよりも高い屈折率を有することを特徴とする請求項2に記載の近接場光発生素子。
- 前記緩衝部は、導波路を覆うように形成された保護層の一部であることを特徴とする請求項2又は3に記載の近接場光発生素子。
- 前記プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの少なくとも一部が、前記溝内において最も深くに位置することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記プラズモン・アンテナは伝播エッジを有していて、前記溝は断面がV字型の彫り込みであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記溝が前記近接場光発生端の近傍まで伸長して形成されており、前記伝播面又は伝播エッジの全体が、該溝の壁面又は底面と所定の間隔をもって対向しながら、該溝に埋め込まれている又は該溝の直上に設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記溝の前記導波路の1つの側面からの深さが、10ナノメートル以上であって340ナノメートル以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記溝の前記導波路の1つの側面からの深さが、前記導波路の厚さの2.5%以上であって85%以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記プラズモン・アンテナは、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Au、Ag、Cu及びAlからなるグループから選択された1つによって、又はこれら元素のうちの複数の合金によって形成されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 媒体対向面側の端面から書き込み磁界を発生させる磁極と、
請求項1から10のいずれか1項に記載された、前記近接場光発生端が媒体対向面に達している近接場光発生素子と
を備えていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。 - 前記導波路は、前記プラズモン・アンテナにおける前記磁極とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項11に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記プラズモン・アンテナの媒体対向面側の部分が、媒体対向面に向かうにつれて、前記磁極の媒体対向面側の端部に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項12に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記磁極の媒体対向面側の部分が、媒体対向面に向かうにつれて、前記プラズモン・アンテナの媒体対向面側の端部に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項12に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記プラズモン・アンテナと前記磁極との間であって、該プラズモン・アンテナにおける前記伝播面又は伝播エッジとは反対側の端面を覆うように熱伝導層が設けられていることを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 請求項11から15のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッドと、該熱アシスト磁気記録ヘッドを支持するサスペンションとを備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
- 請求項16に記載された、少なくとも1つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも1つの磁気記録媒体と、該少なくとも1つの磁気記録媒体に対して該熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御するための記録回路とを備えている磁気記録装置であって、該記録回路が、前記表面プラズモンを励起するための光を発生させる光源の動作を制御するための発光制御回路をさらに備えていることを特徴とする磁気記録装置。
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