JP2011086361A - 熱アシスト磁気ヘッド及び情報記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録磁極の磁気特性の劣化を抑制しつつ、光のより高い利用効率が可能であり、且つ、より簡易な構成の熱アシスト磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】熱アシスト磁気ヘッドを、記録磁界生成部と、記録光生成部４０とを備える構成とし、各部を次のように構成する。記録磁界生成部は、情報記録媒体２００の所定領域に印加する記録磁界を生成し、該記録磁界の磁路となる磁極３１，３３を有する。また、記録光生成部４０は、光源からの光を集光する集光部４１、前記所定領域に記録光を照射する光射出部４３、及び、磁極３１，３３と直接接触しないように延在して形成され且つ集光部４１で集光された光を光射出部４３に導く光導波路４２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱アシスト磁気記録方式で情報記録媒体に情報記録を行うための熱アシスト磁気ヘッド及びそれを備える情報記録装置に関する。

従来、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）への次世代の情報記録技術として熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式では、磁性材料からなる記録層の所定領域に光を照射して加熱することにより記録層の保磁力を低下させ、その保磁力の低下した領域に磁界を印加して情報記録を行う。

上述のような熱アシスト磁気記録方式の磁気ヘッド（以下、熱アシスト磁気ヘッドという）には、光源から記録媒体まで光を伝播させるための光学系が設けられる。そして、その光学系では、集積性及び光の伝播効率の向上が大きな課題となる。

このような課題を解決するために、従来、種々の光学系が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。特許文献１及び非特許文献１では、光源からの光を２つのグレーティングカプラを用いて平面導波路内に導き、これにより、平面導波路内の磁束が貫通する領域に光が伝播しないようにする（平面導波路内にデッドゾーンを形成する）技術が提案されている。

具体的には、これらの文献には、平面導波路の中央を貫通する磁路の領域に光が伝播しないようにするために、２つのグレーティングカプラを所定間隔離して配置する手法が提案されている。また、特許文献１には、別の手法として、各グレーティングカプラの格子の周期方向を互いに異ならせることにより、平面導波路の中央に光が伝播しないようにする手法も提案されている。なお、これらの文献で提案されている技術では、平面導波路の中央を光が伝播しないので、平面導波路の端部で反射された伝播光を集光して光出射部に導入する。

特開２００６−２０２４６１号公報

W. A. Challener："Heat-assisted magnetic recording by a near-field transducer with efficient optical energy transfer"，NATURE PHOTONICS，ADVANCE ONLINE PUBLICATION (www.nature.com/naturephotonics)，DOI:10.1038/NPHOTON,2009.26

熱アシスト磁気ヘッドにおいて、その内部に形成される記録磁界の磁路と伝播光の光路とが交差すると、記録磁極が伝播光により加熱され、記録磁極の磁気特性（記録磁界の発生能力）が劣化する。すなわち、熱アシスト磁気ヘッド内において光路と磁路とが干渉すると、情報記録の性能が劣化する。それゆえ、上述した特許文献１及び非特許文献１では、平面導波路の中央を貫通する記録磁界の磁路に光が伝播しないように、２つのグレーティングカプラ及び平面導波路の構成を適宜設定している。

しかしながら、上記文献で提案されている技術において、例えば２つのグレーティングカプラを所定間隔離して配置した場合、光強度の最も強い部分である光スポット中央付近にグレーティングを配置できないので、光の利用効率が低下するという問題が生じる。

また、上記文献で提案されている技術では、上述のように、平面導波路の端部で反射された伝播光を集光する構成になっているので、平面導波路の端部において光の高角度反射が必要となる。それゆえ、例えば、平面導波路の形状の設計が複雑になるといった問題や、平面導波路の形成材料とその周囲の形成材料との間に大きな屈折率差が必要となるといった問題等が生じる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、記録磁極の磁気特性の劣化を抑制しつつ、光の利用効率を向上させることができ、且つ、構成がより簡易である熱アシスト磁気ヘッド及びそれを備える情報記録装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の熱アシスト磁気ヘッドは、記録磁界生成部と、記録光生成部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。記録磁界生成部は、情報記録媒体の所定領域に印加する記録磁界を生成し、該記録磁界の磁路となる磁極を有する構成とする。また、記録光生成部は、光源からの光を集光する集光部、前記所定領域に記録光を照射する光射出部、及び、磁極と直接接触しないように延在して形成され且つ集光部で集光された光を光射出部に導く光導波路を有する構成とする。

また、本発明の情報記録装置は、上記本発明の熱アシスト磁気ヘッドと、熱アシスト磁気ヘッドを駆動する駆動部とを備える構成とする。

本発明では、熱アシスト磁気記録を行う際、記録光生成部において、光源からの光を集光部で集光し、該集光した光を、記録磁界生成部の磁極に直接接触しないように延在して形成された光導波路を介して光射出部に伝播し、そして、光射出部で記録光を生成する。

本発明では、光導波路は、集光部で予め集光した光を光射出部に伝播するだけであるので、光導波路の構成をより簡易にすることができる。また、本発明の集光部では、光強度の最も強い部分である光スポット中央付近の光成分も集光することができ、光の利用効率を増大させることができる。さらに、本発明では、光導波路を、該記録磁界の磁路となる磁極に直接接触しないように延在して形成するので、記録磁界の磁路が加熱されない。
それゆえ、記録磁極の磁気特性の劣化を抑制することができる。

すなわち、本発明によれば、記録磁極の磁気特性の劣化を抑制しつつ、光の利用効率を向上させることができ、且つ、構成がより簡易である熱アシスト磁気ヘッド及びそれを備える情報記録装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの概略構成断面図である。 図２は、入射光側から見た記録光生成部の概略正面図である。 図３は、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドにおける光射出部の一構成例を示す図である。 図４は、シングルモード導波路に入射される光のサイズと伝播効率との関係を算出するためのシミュレーションモデルを示す図である。 図５は、シングルモード導波路に入射される光の半径と伝播効率との関係を示す図である。 図６は、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドにおけるシングルモード導波路の概略構成図である。 図７は、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドにおける光射出部の一構成例を示す図である。 図８は、変形例２の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成図である。 図９は、変形例３の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部及び記録磁界生成部の概略構成図である。 図１０は、変形例４の熱アシスト磁気ヘッドの概略構成図である。 図１１は、変形例４の熱アシスト磁気ヘッドにおけるミラー部の概略構成図である。 図１２は、変形例４の集光部の別の構成例を示す図である。 図１３は、変形例４の集光部のさらに別の構成例を示す図である。 図１４は、変形例５における複数の入射光の照射例を示す図である。 図１５は、変形例６の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成図である。 図１６は、本発明の第２の実施形態に係る情報記録装置の概略構成図である。 図１７は、第２の実施形態に係る情報記録装置の浮上スライダ付近の拡大側面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッド及びそれを備える情報記録装置の構成例を、図面を参照しながら以下の順で説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態：熱アシスト磁気ヘッドの基本構成例
２．熱アシスト磁気ヘッドの種々の変形例
３．第２の実施形態：記録再生装置の構成例

＜１．第１の実施形態＞
［熱アシスト磁気ヘッドの構成］
図１に、本発明の第１の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの概略構成断面図を示す。なお、図１は、情報記録媒体の移動方向に沿う方向の断面図である。また、本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッドを浮上スライダに搭載する例を説明する。

本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッド１００は、スライダ本体３０６の情報記録媒体２００と対向する面Ｓ１と直交する空気流出側の面Ｓ２（以下、トレーリング面Ｓ２という）上に形成される。なお、情報記録媒体２００は、垂直磁気記録方式または面内磁気記録方式で情報記録可能な記録媒体であり、基板２０１と、基板２０１上に形成された磁気記録層２０２とを備える。

熱アシスト磁気ヘッド１００は、磁気再生素子１０と、磁気シールド２０と、記録磁界生成部３０と、記録光生成部４０とを備える。なお、各部は、光透過性を有する絶縁材料からなる絶縁部５０を介してスライダ本体３０６のトレーリング面Ｓ２上に積層して形成される。各部の形成方法としては、例えば半導体素子の製造プロセス等で用いられるフォトリソグラフィ技術を用いることができる。

ただし、絶縁部５０は、例えばアルミナ（屈折率：１．６５）、石英（屈折率：１．４５）、タンタルオキサイド（屈折率：２．１５）等の絶縁材料で形成することができる。また、スライダ本体３０６は、例えばアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ）等のセラミック材料で形成される。

磁気再生素子１０は、磁気記録層２０２の記録磁区から漏洩する磁界を検出する。なお、磁気再生素子１０は、磁気シールド２０と記録磁界生成部３０の後述するリターンヨーク３２との間に配置され、その検出面が情報記録媒体２００と対向するように配置される。磁気再生素子１０としては、例えば、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子、ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance）素子等の磁気抵抗効果素子を用いることができる。なお、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００を備える記録再生装置（不図示）では、磁気再生素子１０で検出した信号に基づいて、情報再生が行われる。

磁気シールド２０は、絶縁部５０を介して、スライダ本体３０６のトレーリング面Ｓ２上に形成される。磁気シールド２０は、従来の熱アシスト磁気ヘッドのそれと同様の材料で形成することができ、例えば、ＦｅＮｉ系合金、ＣｏＦｅ系合金等で形成することができる。

また、図１には示していないが、記録光生成部４０に入射される光１５０の光源は、例えば例えばＬＤ（laser diode）等で構成され、熱アシスト磁気ヘッド１００の端面に取り付けられる。この際、入射光１５０が後述する集光部４１の凹凸面に対して斜め入射される位置に光源を配置することが好ましい。なお、本実施形態では、入射光１５０が一つである例を示す。また、熱アシスト磁気ヘッド１００は、光源を備える構成としてもよい。

記録磁界生成部３０は、記録磁極部３１と、リターンヨーク３２と、接続磁極部３３と、接続磁極部３３に巻かれた励磁コイル３４とで構成される。なお、本実施形態では、励磁コイル３４に電流を流すことにより、記録磁極部３１の先端から記録磁界を発生し、その記録磁界を情報記録媒体２００の所定領域に印加する。

記録磁極部３１は、先端から記録磁界を発生させる磁極であり、スライダ本体３０６のトレーリング面Ｓ２と平行に延在した棒状の磁性体で構成される。なお、本実施形態では、記録磁極部３１の延在方向に直交する断面の形状は正方形とする。また、記録磁極部３１は、その延在途中でトレーリング面Ｓ２に向かって折れ曲がっており、延在方向に沿う方向の断面形状は略Ｓ字状となる。

なお、記録磁極部３１の接続磁極部３３に接続されている領域の磁極部（折れ曲がる前の磁極部）の厚さ（トレーリング面Ｓ２に直交する方向の磁極厚さ）は、折れ曲がった後の領域の磁極部の厚さより厚くする。ただし、記録磁極部３１の接続磁極部３３に接続されている領域の磁極部の径（厚さ又は幅）は、例えば約１０μｍ程度とすることができる。

さらに、記録磁極部３１の折れ曲がった後の領域の磁極部の幅は、その先端に向かうほど狭くなる（後述の図２参照）。なお、記録磁極部３１の構成（例えば形状及び寸法等）は、図１に示す例に限定されず、例えば必要とする磁界強度、用途等に応じて適宜変更することができる。

なお、情報記録媒体２００に対して熱アシスト磁気記録方式により高密度記録を実現するためには、磁気記録層２０２の所定領域に光を照射して加熱した直後（または同時に）記録磁界を印加する必要がある。それゆえ、記録磁極部３１の先端部（接続磁極部側とは反対側の端部）は、記録光生成部４０の後述する光射出部４３の近傍に配置する。

リターンヨーク３２は、記録磁極部３１の先端で発生した記録磁界の磁気力線（磁束）をスライダ本体３０６のトレーリング面Ｓ２側に戻すための磁極である。励磁コイル３４に電流が流されている間、磁気力線は、接続磁極部３３を介してリターンヨーク３２及び記録磁極部３１間でループして閉じた状態となり、リターンヨーク３２と記録磁極部３１とは磁気的（物理的）に接続された状態となる。これにより、記録磁極部３１の先端における記録磁界の強度をより強くすることができる。また、さらに強い記録磁界を発生させるためには、記録磁極部３１の先端をリターンヨーク３２により近づけることが好ましい。これらのことから、記録光生成部４０の後述する光射出部４３は、本実施形態（図１）のように、記録磁極部３１とリターンヨーク３２との間に配置することが好ましい。

なお、本実施形態では、上述のように、リターンヨーク３２と磁気シールド２０との間に磁気再生素子１０を配置するので、リターンヨーク３２は、磁気シールドとしても用いる。それゆえ、本実施形態では、リターンヨーク３２の構成（形状及び寸法）を磁気シールド２０のそれと同様とする。ただし、リターンヨーク３２の構成は、図１に示す例に限定されず、例えば磁気再生素子１０の配置位置等に応じて適宜変更することができる。

接続磁極部３３は、記録磁極部３１とリターンヨーク３２とを接続する棒状の磁極である。なお、本実施形態では、接続磁極部３３の延在方向に直交する断面の形状は正方形とし（後述の図２参照）、その幅（又は厚さ）は、例えば約１０μｍ程度とすることができる。ただし、本発明はこれに限定されず、接続磁極部３３の構成（例えば形状及び寸法等）は、例えば必要とする磁界強度、用途等に応じて適宜変更することができる。なお、励磁コイル３４に電流が流されている間、接続磁極部３３内には、記録磁極部３１からリターンヨーク３２に向かう方向、または、その逆方向に向かって磁路が生成される。

なお、記録磁極部３１、リターンヨーク３２及び接続磁極部３３の形成材料には、従来の熱アシスト磁気ヘッドまたは磁気ヘッド等で用いられる磁極と同様の磁性材料を用いることができる。例えば、記録磁極部３１、リターンヨーク３２及び接続磁極部３３は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ等の磁性材料で形成することができる。

次に、記録光生成部４０の構成を、図２を参照しながら説明する。なお、図２は、入射光１５０（光源）側から見た記録光生成部４０の概略正面図である。記録光生成部４０は、主に、集光部４１と、シングルモード導波路４２（光導波路）と、光射出部４３とで構成される。

集光部４１は、光源からの入射光１５０を受光して、その受光した光をシングルモード導波路４２に導く。この際、本実施形態では、集光部４１において受光した光を集光して、その集光した光をシングルモード導波路４２に導く。すなわち、本実施形態では、集光部４１において、入射光１５０の光路変換動作と集光動作とを同時に行う。

本実施形態では、入射光１５０の光路変換動作を行うため、集光部４１として、入射光１５０側の表面に所定周期の凹凸パターン（周期構造）が形成されたグレーティングカプラを用いる。そして、集光部４１の一方の端部をシングルモード導波路４２に接続する。

本実施形態では、集光部４１での高効率の光結合を実現するために、入射光１５０の波面に対して凹凸パターンの周期が適宜設定される。また、本実施形態では、凹凸パターンで受光した光を効率よく集光するために、凹凸パターンをシングルモード導波路４２側の接続部に対して同心円状とし、集光部４１の受光面の幅をシングルモード導波路４２側の接続部に向かって直線的に狭くする。すなわち、本実施形態では、集光部４１の受光面の形状を、図２に示すように、集光部４１とシングルモード導波路４２との接続部に対して扇状にし、その表面には円弧状の凹凸パターンを形成する。なお、集光部４１は、その周囲に形成される絶縁部５０より屈折率の高い光透過性材料で形成する。

ただし、集光部４１の凹凸パターンの構成（例えば周期、凸部の高さ等）は、例えば、伝播光（入射光）の波長、伝播光の集光部４１への入射角、集光部４１の形成材料、及び集光部４１の周囲の絶縁部５０の形成材料を考慮して適宜設定される。集光部４１の形成材料としては、例えばタンタルオキサイド（屈折率：２．１５）、シリコンナイトライド（屈折率：２．１）等を用いることができる。

シングルモード導波路４２は、集光部４１から導かれた光を光射出部４３に伝播する。なお、シングルモード導波路４２内を伝播する光（図２中の破線矢印）の伝播モードは一つ（シングルモード）であり、シングルモード導波路４２の形状及び寸法は、伝播光がシングルモードになるように設定される。このように、光導波路内の伝播光をシングルモードにすることにより、伝播光の波面が伝播距離に依存せず安定し、安定した強度特性を有する光を光射出部４３に導入することができる。この結果、光射出部４３を安定して駆動することができ、情報記録媒体２００に強度変動の少ない光を安定して照射することができる。なお、シングルモード導波路４２の形成材料としては、例えばタンタルオキサイド（屈折率：２．１５）、シリコンナイトライド（屈折率：２．１）等を用いることができる。

シングルモード導波路４２は、集光部４１の先端から情報記録媒体２００に向かう方向に直線状に延在して形成された第１導波路部４２ａと、第１導波路部４２ａの先端から２つに分岐して形成された第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃとで構成される。

第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃは、最初、分岐点から互いに離れる方向に延在して形成され、その後、接続磁極部３３と接触しないように、接続磁極部３３を迂回するように延在して形成される。そして、最終的には、光射出部４３付近において再度が第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃが接続される。すなわち、第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃは、ともに、接続磁極部３３と迂回するように略Ｃ字状の形状を有する。また、本実施形態では、第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃの形状及び延在長さは同じとし、第１導波路部４２ａの延在方向に対して互いに対称となるように第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃを構成する。

シングルモード導波路４２を上述のような構成にすることにより、集光部４１から導入された光は、第１導波路部４２ａと第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃとの接続部で一旦２つに分岐される。そして、分岐された２つの伝播光は接続磁極部３３を迂回して伝播し、光射出部４３付近で合波される。すなわち、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００では、伝播光が接続磁極部３３に照射されないので、接続磁極部３３が加熱されない。それゆえ、本実施形態では、磁極全体の磁気特性の劣化を抑制することができる。

なお、シングルモード導波路４２では、所定の曲率の範囲であれば光路を曲げても、無損失または低損失で光を伝播させることができる。それゆえ、本実施形態のように、シングルモード導波路４２の延在途中で光導波路をＹ字状に分岐したり、接続磁極部３３と迂回するように光導波路を曲げたりしても、その曲率が所定の範囲内であれば無損失または低損失で光を伝播させることができる。なお、この曲率の範囲は、光導波路とその周囲の材料（絶縁部５０）との屈折率差により決定される。

また、本実施形態では、第１導波路部４２ａ〜第３導波路部４２ｃの延在方向（光の伝播方向）に直交する断面の形状は正方形とする。そして、本実施形態では、導波路内の伝播モードをシングルモードにするので、第１導波路部４２ａ〜第３導波路部４２ｃの延在方向に直交する断面の形状及び寸法は、光導波路の延在方向に沿って一定とする。

なお、シングルモード導波路４２の延在方向に直交する断面の形状は、シングルモードで光が伝播可能な形状であれば、任意の形状にすることができる。第１導波路部４２ａ〜第３導波路部４２ｃの延在方向に直交する断面の形状を、例えば円形、台形等にしてもよい。また、シングルモード導波路４２の断面の寸法は、例えば光導波路の形成材料、光導波路の周囲部材（クラッド材）の形成材料、伝播させる光の波長等に応じて適宜設定される。

また、本実施形態では、第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃの延在長さ（光路長）は同じであるので、第２導波路部４２ｂからの伝播光と第３導波路部４２ｃからの伝播光とが光射出部４３付近で合波される際、両伝播光は同位相で合波される。その結果、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００では、光射出面Ｓ３と平行な偏光方向を有する光が光射出部４３に導入される。

この動作を、図２を用いてより具体的に説明する。なお、図２中の矢印Ａ１は、ある時刻における、光射出部４３付近での第２導波路部４２ｂの伝播光の偏光方向であり、矢印Ａ２は、第３導波路部４２ｃの伝播光の偏光方向である。

いま、ある時刻において、第２導波路部４２ｂから光射出部４３に導入される伝播光の偏光方向Ａ１が図２面上で左上側から右下側に向かう方向である場合を考える。この場合、第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃの延在長さ（光路長）は同じであるので、同時刻において、第３導波路部４２ｃから光射出部４３に入射される伝播光の偏光方向Ａ２は図２面上で左下側から右上側に向かう方向となる。それゆえ、本実施形態において、光射出部４３付近で両伝播光が合波されると、第２導波路部４２ｂからの伝播光の光射出面Ｓ３に対して直交する方向の偏光成分と、第３導波路部４２ｃからの伝播光のそれとは互いに打ち消しあう。その結果、図２中の太矢印Ａ３に示すように、光射出面Ｓ３と平行な偏光方向を有する伝播光が光射出部４３に導入される。

次に、光射出部４３の構成を、図３を参照しながら説明する。なお、図３は、光射出面Ｓ３側から見た光射出部４３近傍の概略斜視図である。本実施形態では、情報記録媒体２００に情報記録を行う際、例えば近接場光等の微小光を用いて熱アシスト記録を行う。それゆえ、本実施形態では、光射出部４３として、そのような微小光を射出可能な表面プラズモン発生素子を用いる。

光射出部４３は、シングルモード導波路４２を介して導入される伝播光１６０の偏光方向Ａ３に沿う方向に、互いに所定間隔離れて配置された一対の金属膜４３ａ及び４３ｂで構成される。このように構成の表面プラズモン発生素子に、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向方向と同じ方向の偏光方向Ａ３を有する伝播光１６０が照射されると、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂの対向面に表面プラズモンが発生する。その結果、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間から、両者の間隔程度の径を有する微小光１７０が出射され、その微小光１７０が情報記録媒体２００の所定領域に照射される。

なお、金属膜４３ａ及び４３ｂの各厚さ及び両者の間隔は、必要とする最小記録マークのサイズ程度に設定される。また、金属膜４３ａ及び４３ｂの形成材料としては、導電性の良好な材料であれば任意の材料を適用することができる。例えば、金属（例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｍｇ、Ｃｒ等）、半導体（例えばＳｉ、ＧａＡｓ等）、カーボンナノチューブなどを用いることができる。

また、本実施形態では、各金属膜の光入射側の端面で表面プラズモン共鳴現象を発生させるために、該端面に、伝播光１６０の偏光方向Ａ３に沿って所定周期で凸部と凹部とを交互に配置した凹凸パターンを形成する。このような構成にすることにより、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向面だけでなく凹部及び凸部間の側面においても表面プラズモンが発生し、それらの表面プラズモンが凹凸パターンの周期方向（偏光方向Ａ３）に伝播して互いに同位相で重なる。この結果、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向面で発生する表面プラズモンの強度が増大し、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間からより高強度の微小光１７０を出射させることができる。

なお、光射出部４３（表面プラズモン発生素子）の構成は、図３に示す構成に限定されず、偏光方向Ａ３を有する伝播光１６０が照射された際に、金属膜の端面に表面プラズモンが発生する構成であれば、任意の構成にすることができる。例えば、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂの一方の金属膜のみで光射出部４３を構成してもよい。また、本実施形態では、光射出部４３としては、例えば近接場光等の微小光を生成することが可能な光射出部であれば、任意の構成の光射出部を用いることができる。

また、光射出部４３として、本実施形態のように表面プラズモン発生素子を用いた場合、光射出部４３の効率を向上させるために、例えば、シングルモード導波路４２の伝播光の射出口近傍をテイパー状に加工してもよいし、レンズ状の構造体を設けてもよい。

［シングルモード導波路への光の導入効率］
上述のように、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００では、集光部４１で集光した光をシングルモード導波路４２に導入する。それゆえ、本実施形態では、集光部４１からシングルモード導波路４２への光の導入効率がより高くなるように、集光部４１及びシングルモード導波路４２の構成を設定する必要がある。

集光部４１からシングルモード導波路４２に高効率で光を導入するためには、次の条件を考慮して、集光部４１及びシングルモード導波路４２の構成を設定する。
（１）シングルモード導波路４２の延在方向に直交する断面のサイズを、シングルモード伝播条件を満たす範囲内で最大にする。
（２）集光スポットサイズが適切な値となるよう集光部４１の集光特性（集光部４１の構成）を調整する。

以下では、上記条件（２）に関して、より詳細に説明する。シングルモード導波路４２に導入する光のスポットサイズが大きすぎると、シングルモード導波路４２からはみ出る光が発生し、導入効率が低下する。逆に、シングルモード導波路４２に導入する光のスポットサイズが小さすぎると、導入部での導入光の発散角が大きくなり、光導波路から漏れる光が増大する。それゆえ、集光部４１からシングルモード導波路４２に高効率で光を導入するためには、シングルモード導波路４２に導入する光のスポットサイズを、シングルモード導波路４２のサイズに応じて最適な値に調整することが望ましい。

本実施形態では、シミュレーション解析により、シングルモード導波路４２に導入する光のスポットサイズと導入効率との関係を算出した。図４に、そのシミュレーション解析で用いた簡易的なシングルモード導波路のモデルを示す。このシミュレーション解析では、シングルモード導波路６０を一方向に直線状に延在した棒状部材とし、その延在方向の断面は正方形とする。なお、シングルモード導波路６０の断面は延在方向に沿って一定とする。また、このシミュレーション解析では、シングルモード導波路６０の周囲にはクラッド材が設けられているものとする。

また、シミュレーション解析では、シングルモード導波路６０の形成材料の屈折率は２．１５（タンタルオキサイド）とし、クラッド材６１の屈折率は１．６５（アルミナ）とする。さらに、シングルモード導波路６０の幅及び厚さは、ともに３００ｎｍとし、シングルモード導波路６０に入射（導入）する光の波長は８５０ｎｍとする。

上述のような条件において、シングルモード導波路６０に導入する光の光スポット６２のサイズを変化させ、各光スポット６２のサイズにおけるシングルモード導波路６０への光の導入効率を算出した。その算出結果を図５に示す。

図５の横軸には、シングルモード導波路６０に導入する光のシングルモード導波路６０の導入端部での光スポット６２の半径Ｗｅを示す。ただし、図５中の半径Ｗｅは、導入する光の強度が中心強度の１／ｅ^２になる半径である。また、図５の縦軸は、シングルモード導波路６０に導入される光の効率であり、具体的には、シングルモード導波路６０の端部に入射される光の光量に対するシングルモード導波路６０内を伝播する光の光量の比率である。

図５の結果から明らかなように、波長８５０ｎｍの光を幅及び厚さがともに３００ｎｍであり且つ屈折率２．１５のシングルモード導波路６０に導入する際、その導入光のスポットサイズを約４００ｎｍ程度とすることで、最大効率が得られることが分かる。

以上説明したように、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００では、集光部４１で予め集光された光をシングルモード導波路４２に沿って伝播させて、光射出部４３に導入する。すなわち、本実施形態では、上述した従来技術のように、導波路端部での伝播光の反射を考慮する必要がないので、光導波路の構成をより簡易にすることができる。

また、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００は、集光部４１において、入射光１５０の光強度の最も強い部分である光スポット中央付近の光成分も集光することができるので、光の利用効率を増大させることができる。

さらに、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００では、光導波路を、接続磁極部３３（記録磁界生成部３０の磁極）を迂回するように延在して形成する。それゆえ、本実施形態では、記録磁界の磁路となる磁極が伝播光により加熱されず、磁極の磁気特性の劣化を抑制することができる。

すなわち、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッドによれば、磁極の磁気特性の劣化を抑制することができ、光の利用効率を向上させることができ、且つ、構成をより簡易にすることができる。さらに、本実施形態のように、光導波路をシングルモード導波路で構成する場合には、安定した光強度の微小光を射出することができる。

また、本実施形態のように、光導波路としてシングルモード導波路を用いた場合、所定の曲率範囲内で光路を曲げても、無損失または低損失で光を伝播させることができる。それゆえ、例えば光導波路の構成、集光部及び光源の配置位置等の自由度を大きくすることができる。

なお、上記第１の実施形態では、光導波路をシングルモード導波路で構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。十分に安定した強度を有する光を光射出部に導入することが可能な構成であれば、例えば光導波路としてマルチモード導波路を用いてもよい。例えば、光導波路を比較的短くすることができる場合には、安定した強度を有する光を光射出部に導入することが可能なマルチモード導波路の設計が比較的容易である。それゆえ、このような場合には、光導波路としてマルチモード導波路を用いても上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。

＜２．種々の変形例＞
次に、上記第１の実施形態で説明した熱アシスト磁気ヘッド１００の種々の変形例を、図面を参照しながら説明する。

［変形例１］
上記第１の実施形態のシングルモード導波路４２では、２つの分岐導波路（第２導波路部４２ｂ及び第３導波路部４２ｃ）の延在長さを同じとし、光射出部４３付近で合波される各分岐導波路からの伝播光の位相が互いに同相となる例を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

上記第１の実施形態のようにシングルモード導波路を途中で２つに分岐する構成では、２つの分岐導波路の延在長さ（伝播光の光路長）に差を設けることにより、合波された光の偏光面を制御することができる。変形例１では、２つに分岐された光導波路の各延在長さ（光路長）に差を設けた構成例について説明する。

図６に、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドにおけるシングルモード導波路の概略構成を示す。なお、図６において、上記第１の実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

変形例１のシングルモード導波路７０は、集光部から情報記録媒体に向かう方向（図６上では上下方向）に直線状に延在して形成された第１導波路部４２ａと、第１導波路部４２ａの先端から分岐した２つの第２導波路部７１及び第３導波路部４２ｃとで構成される。この例では、第１の実施形態のシングルモード導波路４２において、第２導波路部７１の構成のみを変えた。それ以外の構成は、第１の実施形態のシングルモード導波路４２と同様である。

第２導波路部７１及び第３導波路部４２ｃは、最初、分岐点から互いに離れる方向に延在して形成され、その後、接続磁極部（図６では不図示）と接触しないように、接続磁極部を迂回するように延在して形成される。そして、最終的には、光射出部７２付近において再度が第２導波路部７１及び第３導波路部４２ｃが接続される。すなわち、この例においても、第２導波路部７１及び第３導波路部４２ｃは、ともに略Ｃ字状の形状を有する。ただし、この例では、第２導波路部７１の伝播光と第３導波路部４２ｃの伝播光とが光射出部７２の近傍で合波される際、各伝播光の位相が互いに逆相（１８０度の位相差）となるように、第２導波路部７１の延在長さを第３導波路部４２ｃのそれより長くする。すなわち、この例では、第２導波路部７１及び第３導波路部４２ｃの形状は、第１導波路部４２ａの延在方向に対して互いに非対称となる。

なお、この例においても、第２導波路部７１を略Ｃ字状に曲げて形成するが、その曲部の曲率は、伝播光を無損失または低損失で伝播させるような曲率に設定する。また、この例では各導波路部の延在方向に直交する断面の形状は全て正方形とし、その断面の形状及び寸法は、光導波路の延在方向に沿って一定とする。なお、各導波路部の延在方向に直交する断面の形状は、シングルモードで光が伝播可能な形状であれば、任意の形状にすることができる。

変形例１では、上述のように、第２導波路部７１からの伝播光と、第３導波路部４２ｃからの伝播光とが光射出部７２の近傍で合波される際、各伝播光が互いに逆位相となるように構成する。その結果、この例の熱アシスト磁気ヘッドでは、光射出面Ｓ３と直交する方向に偏光した光を光射出部７２に導入することができ、光射出面Ｓ３と直交する方向に偏光した光で駆動可能な表面プラズモン素子を光射出部７２に適用することができる。

この動作を、図６を用いてより具体的に説明する。なお、図６中の矢印Ａ２は、ある時刻における、光射出部７２付近での第３導波路部４２ｃからの伝播光の偏光方向であり、矢印Ａ４は、第２導波路部７１からの伝播光の偏光方向である。

ここで、ある時刻において、第３導波路部４２ｃから光射出部７２に導入される伝播光の偏光方向Ａ２が図６面上で左下側から右上側に向かう方向である場合を考える。この場合、同時刻において、第２導波路部７１から光射出部７２に入射される伝播光の偏光方向Ａ４は図６面上で右下側から左上側に向かう方向となる。それゆえ、この例において、光射出部４３付近で両伝播光が合波されると、第２導波路部７１の伝播光の光射出面Ｓ３に平行な方向の偏光成分と、第３導波路部４２ｃの伝播光のそれとは互いに打ち消しあう。その結果、図６中の太矢印Ａ５に示すように、光射出面Ｓ３と直交する方向に偏光した伝播光が光射出部７２に導入される。

この例のように、光射出面Ｓ３に対して直交する方向に偏光した光が光射出部７２に導入される場合、光射出部７２もまた、そのような偏光方向の光に対して例えば近接場光等の微小光を射出できるような構成の表面プラズモン発生素子を用いる必要がある。その一構成例を、図７に示す。

図７は、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドにおける光射出部７２の概略構成を示す。なお、図７は、光射出面Ｓ３側から見た光射出部７２近傍の概略斜視図である。光射出部７２は、表面７２ａが三角形状の金属膜で形成される。そして、その金属膜の表面７２ａの面内方向が伝播光１７５の偏光方向Ａ５と平行となるように配置する。また、この例では、三角形状の金属膜の一つの側面７２ｂが伝播光１７５の偏光方向Ａ５と直交するように配置し、且つ、その側面７２ｂに対向する頂角部７２ｃが光射出面Ｓ３に露出するように配置する。

上述のように配置された三角形状の金属膜に偏光方向Ａ５の伝播光１７５が入射されると、金属膜において、偏光方向Ａ５に表面プラズモン共鳴現象が発生し、光射出面Ｓ３に露出した頂角部７２ｃから、例えば近接場光等の微小光１７０が出射される。

なお、変形例１における光射出部７２を構成する金属膜の表面形状は、三角形に限定されず、微小光１７０を光射出面Ｓ３から出射できるような表面形状であれば任意の形状にすることができる。表面形状が例えば矩形や楕円等の金属膜を用い、その長手方向と伝播光１７５の偏光方向Ａ５とが一致するように金属膜を配置してもよい。また、表面形状が例えば円形等の金属膜を用いてもよい。

上述のように、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドでは、シングルモード導波路７０内の２つの分岐した導波路部間に伝播光の光路長差を設け、光射出部７２に導入する光の偏光方向を制御する。また、変形例１では、光射出部７２を、それに導入される光の偏光方向に応じて微小光を出射可能な表面プラズモン発生素子で構成にする。これらのこと以外は、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドと同様である。それゆえ、この例においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［変形例２］
上記第１の実施形態及び変形例１では、シングルモード導波路の延在途中で、光導波路を２つに分岐する構成例を説明したが、本発明はこれに限定されず、シングルモード導波路を途中で分岐しない構成にしてもよい。変形例２では、その一構成例を説明する。

図８に、変形例２の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成を示す。なお、図８において、上記第１の実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。この例の記録光生成部７５では、集光部４１のシングルモード導波路７６側の端部が、光射出面Ｓ３に直交する方向において光射出部４３と重ならないような位置に、集光部４１を配置する。

また、シングルモード導波路７６は、集光部４１の先端から光射出面Ｓ３に向かって接続磁極部３３付近まで直線的に延在した第１導波路部７６ａと、第１導波路部７６ａの先端から略Ｓ字状に曲がって形成された第２導波路部７６ｂとで構成される。なお、第２導波路部７６ｂは、接続磁極部３３を迂回するように形成される。また、この例では、第２導波路部７６ｂの曲部の曲率は、伝播光を無損失または低損失で伝播できるような曲率に設定される。

上述のように、変形例２では、光射出面Ｓ３に直交する方向において、集光部４１の先端部と光射出部４３とが重ならないような位置に集光部４１を配置する。これにより、シングルモード導波路７６を分岐せずに、接続磁極部３３を迂回させて光射出部４３に接続することができる。

それゆえ、変形例２の熱アシスト磁気ヘッドにおいても、第１の実施形態と同様に、記録磁界の磁路を加熱することなく、集光部４１で集光した光を光射出部４３に伝播させることができる。したがって、この例においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、この例では、シングルモード導波路を途中で分岐する必要がないので、光導波路の構成がより簡易になる。

［変形例３］
変形例３では、シングルモード導波路をその延在途中で分岐しない別の構成例を説明する。図９に、変形例３の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成を示す。なお、図９において、上記第１の実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

この例の記録光生成部７７では、集光部４１と光射出部４３とを、直線状に延在したシングルモード導波路７８で接続する。そして、この例では、接続磁極部７９のシングルモード導波路７８が通過する領域に貫通穴７９ａを形成し、記録磁界の磁路が伝播光により加熱されないような構成にする。ただし、貫通穴７９ａの径は、シングルモード導波路７８の径（幅または厚さ）より大きくし、シングルモード導波路７８と接続磁極部７９とが接触しないように構成する。

光導波路を構成する材料の屈折率によっては、シングルモード導波路７８は、例えば数百ｎｍ程度の非常に細い径で形成することができる。それゆえ、接続磁極部７９のサイズをシングルモード導波路７８の径に対して十分大きくできる場合には、接続磁極部７９にシングルモード導波路７８を通すための最小限の径を有する貫通穴７９ａを設けても、磁極の磁気特性の劣化を最小限に抑えることができる。

変形例３の熱アシスト磁気ヘッドにおいても、第１の実施形態と同様に、記録磁界の磁路を加熱することなく、集光部４１で集光した光を光射出部４３に伝播させることができる。それゆえ、この例においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、この例では、シングルモード導波路を途中で分岐する必要もなく、また、光導波路を曲げる必要もないので、光導波路の構成がより一層簡易になる。

なお、上述した変形例２及び３において、光射出部４３（表面プラズモン発生素子）の構成は、上記第１の実施形態及び変形例１で説明したように、光射出部４３に導光される光の偏光方向に応じて適宜設計される。

［変形例４］
上記第１の実施形態及び変形例１〜３では、集光部をグレーティングカプラで構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。光源からの入射光の光路変換及び集光の両動作を行うことができる構成であれば、任意の構成の集光部を用いることができる。変形例４では、その一構成例を示す。

図１０に、変形例４の熱アシスト磁気ヘッドの概略断面図を示す。なお、図１０において、上記第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００（図１）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

変形例４では、熱アシスト磁気ヘッド１８０内の集光部８１の構成を、第１の実施形態のそれとは変えた。それ以外の構成は、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００と同様である。それゆえ、ここでは、集光部８１の構成のみを説明し、その他の構成の説明は省略する。

集光部８１は、熱アシスト磁気ヘッド１８０の光射出面Ｓ３と直交する先端面Ｓ４に設けられた集光レンズ８２（集光構造体）と、シングルモード導波路４２の光射出部４３側とは反対側の端部に接続された金属膜８３（金属部材）とで構成される。なお、集光レンズ８２は、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４に直交する方向において、金属膜８３及びシングルモード導波路４２間の接続部と対向する位置に配置される。

集光レンズ８２は、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４に設置された光源８６の発光面８６ａと対向する位置に配置される。そして、集光レンズ８２は、発光面８６ａから出射された入射光を集光し、その集光した光を後述する金属膜８３とシングルモード導波路４２との境界に形成されたミラー部８４に導入する。

また、集光レンズ８２の例えば曲率等の構成は、上記図５で説明したシングルモード導波路４２への光の導入効率を考慮して適宜設定される。具体的には、光源８６からの入射光が、シングルモード導波路４２のサイズに適した集光スポットサイズに絞り込まれるように、集光レンズ８２の構成を適宜設定する。

なお、この例では、光源８６として、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を用いた例を示す。そして、光源８６は、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４に設けられた電極８７を介して実装される。なお、スライダ本体３０６のトレーリング面Ｓ２には、通常、磁気デバイス用の電極パッドが設けられており、それに合わせて、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４にも光源８６等を実装するための電極８７が設けられる。

また、図１１に、金属膜８３とシングルモード導波路４２との境界付近の概略構成を示す。この例では、金属膜８３は、表面が矩形状の金属膜であり、その幅は、シングルモード導波路４２の幅より広く、厚さは、シングルモード導波路４２の厚さと同じである。そして、金属膜８３の入射光側の表面のサイズを入射光側とは反対側の表面のサイズより小さくし、且つ、金属膜８３のシングルモード導波路４２側の端面をテイパー状にする。なお、シングルモード導波路４２への光の導光効率の低下を抑制するため、金属膜８３の厚さ及び幅は、ともに、シングルモード導波路４２のそれらの値以上とすることが好ましい。また、金属膜８３の形成材料としては、反射効率の高い金属材料で形成することが好ましく、例えばアルミニウム、銀、金等で形成することができる。

このような構成の金属膜８３を用いることにより、金属膜８３とシングルモード導波路４２との界面には、ミラー部８４（反射ミラー）が画成される。そして、このミラー部８４に、集光レンズ８２で集光された光が導入されると、その光は、ミラー部８４で反射され、シングルモード導波路４２に導光される。この際、上述のように、ミラー部８４に導入される光は、シングルモード導波路４２のサイズに適した集光スポットサイズに絞り込まれているので、ミラー部８４で反射された光は効率よくシングルモード導波路４２に導入される。なお、ミラー部８４のシングルモード導波路４２の延在方向に対する傾斜角は、例えばミラー部８４に導入される光の入射角、シングルモード導波路４２の延在方向、並びに、光源及びシングルモード導波路４２間の配置関係等に基づいて適宜設定される。

なお、図１０に示す例では、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４に設けられた集光レンズ８２のみで、光源８６からの入射光を集光する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。集光レンズ８２のみで、十分に入射光を絞り込めない場合には、集光レンズ８２の光源８６側に、別途、集光機能を有する光学系を設けてもよい。このように、複数の光学系を用いて、所望の集光機能（特性）を実現する場合には、一つの光学系で実現する場合に比べて、設計及び製造がより容易になる。

上述のように、この例の集光部８１においても、第１の実施形態と同様に、光源８６からの入射光に対して光路変換及び集光の両動作を行うことができる。それゆえ、この例においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

また、この例では、図１０に示す変形例４の熱アシスト磁気ヘッドにおけるシングルモード導波路４２への導光効率をＦＤＴＤ法による光学シミュレーション解析で調べた。このシミュレーション解析では、シングルモード導波路４２の周囲にはクラッド材が設けられているものとする。

シミュレーション解析では、シングルモード導波路４２を屈折率２．１５の棒状部材（コア材）で構成し、クラッド材を屈折率１．６５の材料で形成する。シングルモード導波路４２の延在方向に直交する断面は正方形とし、その幅及び厚さは、ともに３００ｎｍとする。また、シングルモード導波路６０に入射（導入）する光の波長は８５０ｎｍとする。

さらに、ミラー部８４に入射される光のスポットサイズは、クラッド材内で２５５ｎｍとする。なお、このスポットサイズを有する光は、開口数ＮＡ＝０．８３のレンズで絞り込まれた光に相当する。

上述のような条件で図１０に示す変形例４の熱アシスト磁気ヘッドにおけるシングルモード導波路４２への導光効率を算出した結果、ミラー部８４に入射される伝播光のシングルモード導波路４２内への導光効率は約４９％であった。この導光効率は、上記非特許文献１で示されている効率（約５０％）と同等である。このシミュレーション解析の結果から、この例の構成においても、伝播光をシングルモード導波路４２内へ効率よく導光できることが確認できた。

なお、図１０に示す例では、集光レンズ８２を、熱アシスト磁気ヘッド１８０の先端面Ｓ４に設ける例を説明したが本発明はこれに限定されない。光源８６からの入射光を集光する構造体（光学素子）を熱アシスト磁気ヘッド内に埋め込んでもよい。図１２及び図１３に、その集光部の構成例を示す。なお、図１２及び図１３において、上記変形例４の集光部８１（図１０）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。

図１２に示す集光部９０の例では、集光レンズ９１（集光構造体）を熱アシスト磁気ヘッドの絶縁部５０内に埋め込み、熱アシスト磁気ヘッドの先端面Ｓ４に直交する方向において、ミラー部８４と対向する位置に配置する。この集光レンズ９１では、入射光側の凸面で入射光を屈折させて、入射光を絞り込む。

また、図１３に示す集光部９５の例では、フレネルレンズ９６（集光構造体）を熱アシスト磁気ヘッドの絶縁部５０の先端面近傍に埋め込む。フレネルレンズ９６は、互いに径の異なるリング状屈折部材９６ａ〜９６ｃを同心円状に配置して構成される。そして、フレネルレンズ９６の中心が、熱アシスト磁気ヘッドの先端面Ｓ４に直交する方向において、ミラー部８４と対向する位置に配置されるように、フレネルレンズ９６を形成する。このフレネルレンズ９６では、光源からの入射光がフレネルレンズ９６を通過する際の回折を利用して、入射光を絞り込む。

図１２及び図１３に示す集光部においても、図１０に示す集光部８１と同様に、光源からの入射光を集光してミラー部８４に入射させることができる。なお、図１２及び図１３に示す集光レンズ９１及びフレネルレンズ９６は、例えば、タンタルオキサイド（屈折率：２．１５）、シリコンナイトライド（屈折率：２．１）等で形成することができる。

なお、図１０〜１３に示す例では、光源８６が熱アシスト磁気ヘッドの先端面Ｓ４に設けられる例を説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、光源８６を光射出面Ｓ３の対向面に配置し且つ光射出部４３の直上に配置してもよい。この場合には、ミラー部８４を設けず、光源８６からの入射光を集光する光学系をシングルモード導波路４２と光源８６との間に設ければよい。このような集光部では、光学系で集光された光が直接、シングルモード導波路４２に導入される構成となるので、光路変換機能は有さない。

また、変形例４のように、光導波路としてシングルモード導波路を用いた場合、上記第１の実施形態と同様に、光導波路を所定の曲率範囲内で曲げても、無損失または低損失で光を伝播させることができる。それゆえ、この例においても、例えば、光導波路の構成、集光部及び光源の配置位置等の自由度を大きくすることができる。

例えば、光源として例えばＬＤ等を熱アシスト磁気ヘッドに直接取り付ける場合、その電極パッドと磁気デバイス用電極パッドとの兼ね合い、ＬＤの放熱設計、ＬＤチップの空気流への影響等を様々な要素を考慮して、光源の配置が決定される。それゆえ、変形例４では、上述した光源の設置場所の自由度の増大は、実装の容易性の観点で優位になる。

［変形例５］
上記第１の実施形態では、記録光生成部の集光部に入射する入射光が一つである例を説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の入射光を用いてもよい。なお、複数の入射光の生成源としては、複数の光源を用いてもよいし、一つの光源で複数の光を射出可能な光源を用いてもよい。後者の例としては、例えば上記変形例４で光源として用いたＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）が挙げられる。

ＶＣＳＥＬは、レーザ光の発光層をアレイ化することが容易である。それゆえ、アレイ化された複数の発光層を有するＶＣＳＥＬを複数の入射光の光源として用いることができる。変形例５では、そのような複数の入射光を射出可能なＶＣＳＥＬを光源として用いた例を説明する。

図１４に、第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１００の記録光生成部４０の集光部４１（グレーティングカプラ）に、ＶＣＳＥＬから複数の光が入射された際の様子を示す。なお、図１４中に点線で示す丸印１１１〜１１４は、入射光の光スポットを示している。

この例では、ＶＣＳＥＬから４つの光１１１〜１１４（Ｃｈ．１〜４の入射光１１１〜１１４）が入射される例を説明する。また、この例では、４つの入射光１１１〜１１４の照射形態は２×２配列とし、各入射光が互いに重ならないように照射する。なお、入射光の数、複数の入射光の照射形態は、この例に限定されず、例えば集光部４１の構成、必要とする記録光強度等を考慮して適宜設定される。

この例のように、光の入射面が扇状の集光部４１に４つの入射光１１１〜１１４が照射されると、４つの入射光１１１〜１１４がシングルモード導波路４２の光導入口付近で集光される。これにより、より大きなパワーの光をシングルモード導波路４２に効率よく導入することができる。

なお、図１４の例において、微小光を出射する光射出部（図１４では不図示）を、例えば図３に示すような表面プラズモン発生素子で構成する場合には、４つの入射光１１１〜１１４の偏向方向を、その表面プラズモン発生素子の構成に応じて適宜調整する。具体的には、微小で高強度の光を光射出部から出射するために、一対の金属膜の対向方向と、一対の金属膜に導入する伝播光の偏光方向とが一致するように、４つの入射光１１１〜１１４の偏向方向を調整する。

例えば、一対の金属膜の対向方向が図１４中のシングルモード導波路４２の幅方向（図１４面上では左右方向）である場合、４つの入射光１１１〜１１４の偏向方向を、集光部４１面内において、集光部４１の凹凸パターンの周期方向と直交する方向に合わせる。また、例えば、一対の金属膜の対向方向が図１４中のシングルモード導波路４２の厚さ方向（図１４面上では紙面に直交する方向）である場合には、４つの入射光１１１〜１１４の偏向方向を、集光部４１の凹凸パターンの周期方向（光の伝播方向）に合わせる。

［変形例６］
上記第１の実施形態及び種々の変形例では、光導波路が１本である例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば上記変形例５で説明したように、複数の入射光を用いる場合には、入射光毎に、集光部及び光導波路を設けてもよい。その一例（変形例６）を、図１５に示す。

図１５は、変形例６の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部１２０の概略構成図である。なお、図１５において、上記第１の実施形態（図２）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。また、この例では、入射光の数を４つとする。

この例の記録光生成部１２０は、４つの集光部１２１ａ〜１２１ｄと、それらにそれぞれ接続された４つのシングルモード導波路１２２ａ〜１２２ｄと、光射出部４３とを備える。

４つの集光部１２１ａ〜１２１ｄのそれぞれは、上記第１の実施形態の集光部４１（図２）と同様の構成であり、入射面が扇状のグレーティングカプラで構成される。

また、４つのシングルモード導波路１２２ａ〜１２２ｄはそれぞれ、内部を伝播する光がシングルモードとなるように構成される。ただし、各シングルモード導波路は、記録磁界生成部の接続磁極部を迂回するように、略Ｌ字状に曲げられて形成される。そして、４つのシングルモード導波路１２２ａ〜１２２ｄの光射出面Ｓ３側の端部は、光射出部４３付近で接続される。

なお、各シングルモード導波路の曲部の曲率は、伝播光を無損失または低損失で伝播させるような曲率に設定される。さらに、各シングルモード導波路の延在長さは、光射出部４３に導入する光の偏光方向が所望の方向となるように適宜設定される。

また、この例では、４つの集光部１２１ａ〜１２１ｄに４つの入射光１９１〜１９４がそれぞれ入射されるように、ＶＣＳＥＬ１９０が、４つの集光部１２１ａ〜１２１ｄの入射面に対向して配置される。なお、４つの入射光１９１〜１９４の波長は同じでもよいし、異なっていてもよい。

上述のような構成にすることにより、より大きなパワーの伝搬光を光射出部４３に導入することができる。

なお、図１５の例において、微小光を出射する光射出部４３を、例えば図３に示すような表面プラズモン発生素子で構成する場合には、４つの入射光１９１〜１９４の偏向方向を、その表面プラズモン発生素子の構成に応じて適宜調整する。具体的には、微小で高強度の光を光射出部４３から出射するために、一対の金属膜の対向方向と、一対の金属膜に導入する伝播光の偏光方向とが一致するように、４つの入射光１９１〜１９４の偏向方向を調整する。

例えば、一対の金属膜の対向方向が図１５面上で左右方向である場合には、４つの入射光１９１〜１９４の偏向方向を、それぞれ対応する集光部１２１ａ〜１２１ｄ面内において、各集光部の凹凸パターンの周期方向と直交する方向に合わせる。また、例えば、一対の金属膜の対向方向が図１５面上で紙面に直交する方向である場合には、４つの入射光１９１〜１９４の偏向方向のそれぞれを、対応する各集光部１２１ａ〜１２１ｄの凹凸パターンの周期方向（光の伝播方向）に合わせる。

なお、上記第１の実施形態及び種々の変形例では、シングルモード導波路の主な延在方向を光射出面Ｓ３に直交する方向（情報記録媒体に向かう方向）とする例を説明したが、本発明はこれに限定されない。上述したように、シングルモード導波路は所定の曲率範囲内では、自由にその延在方向を曲げることができる。それゆえ、光源からの入射光を最終的に光射出部へ導光することができる範囲であれば、例えば、集光部及び光源の配置位置、シングルモード導波路の延在方向（形状）等を任意に設定することができる。

また、上記第１の実施形態及び種々の変形例では、熱アシスト磁気ヘッドが、磁気再生素子を含む例を説明したが、本発明はこれに限定されない。熱アシスト磁気ヘッドを情報記録専用に用いる場合には、磁気再生素子を含まない構成にしてもよい。

＜３．第２の実施形態＞
図１６に、本発明の第２の実施形態に係る記録再生装置の概略構成例を示す。なお、本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッドから例えば近接場光等の微小光を情報記録媒体に照射して情報の記録及び／または再生を行う記録再生装置について説明する。

記録再生装置３００（情報記録装置）は、主に、浮上スライダ３０１と、浮上スライダ３０１を支持するサスペンション３０２と、浮上スライダ３０１を駆動するヘッドアクチュエータ３０３（駆動部）と、スピンドル３０４とを備える。なお、情報記録媒体２００は、スピンドル３０４の回転軸３０５に固定され、回転駆動される。

情報記録媒体２００は、ディスク状の媒体であり、上記第１の実施形態で説明した情報記録媒体と同様の構成である。すなわち、情報記録媒体２００は、基板２０１と、その基板２０１上に形成された磁気記録層２０２とを備える（後述の図１参照）。そして、磁気記録層２０２が浮上スライダ３０１の下面と対向するように、情報記録媒体２００がスピンドル３０４に装着される。また、情報記録媒体２００の表面には、記録再生装置３００の動作時における浮上スライダ３０１と情報記録媒体２００との接触による損傷を防ぐために、適宜潤滑剤及び保護膜が薄厚で形成される。

図１７に、本実施形態の記録再生装置３００の浮上スライダ３０１付近の拡大側面図を示す。浮上スライダ３０１は、スライダ本体３０６と、スライダ本体３０６の先端部に搭載された熱アシスト磁気ヘッド１００とを備える。

スライダ本体３０６は、記録再生装置３００の動作時には、情報記録媒体２００と対向して近接して配置される。この際、熱アシスト磁気ヘッド１００もまた、情報記録媒体２００と対向するように配置される。

熱アシスト磁気ヘッド１００は、上記第１の実施形態で説明した熱アシスト磁気ヘッドである。それゆえ、本実施形態によれば、より安定した光強度の微小光を用いて熱アシスト記録が可能になり、高密度記録を安定して行うことができる。なお、本実施形態の記録再生装置３００の熱アシスト磁気ヘッドとして、上述した種々の変形例の熱アシスト磁気ヘッドを用いてもよい。

また、上記第２の実施形態では、本発明の熱アシスト磁気ヘッドを備える情報記録装置として、情報の記録及び／または再生可能な記録再生装置を例に挙げ説明したが、本発明はこれに限定されない。記録専用の記録装置に対しても、本発明の熱アシスト磁気ヘッドは同様に適用可能であり、同様の効果が得られる。

上記第１及び第２の実施形態では、スライダタイプの記録再生装置に本発明の熱アシスト磁気ヘッドを適用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。熱アシスト磁気ヘッドと情報記録媒体との距離をアクチュエータで制御するタイプの記録再生装置にも同様に適用可能であり、同様の効果が得られる。

１０…磁気再生素子、２０…磁気シールド、３０…記録磁界生成部、３１…記録磁極部、３２…リターンヨーク、３３…接続磁極部、３４…励磁コイル、４０…記録光生成部、４１…集光部、４２…シングルモード導波路、４３…光射出部、５０…絶縁部、１００…熱アシスト磁気ヘッド、２００…情報記録媒体、２０１…基板、２０２…磁気記録層、３００…記録再生装置、３０１…浮上ヘッド、３０２…サスペンション、３０３…ヘッドアクチュエータ、３０６…スライダ本体

Claims (18)

1. 情報記録媒体の所定領域に印加する記録磁界を生成し、該記録磁界の磁路となる磁極を有する記録磁界生成部と、
   光源からの光を集光する集光部、前記所定領域に記録光を照射する光射出部、及び、前記磁極と直接接触しないように延在して形成され且つ前記集光部で集光された光を前記光射出部に導く光導波路を有する記録光生成部と
   を備える熱アシスト磁気ヘッド。
2. 前記光導波路が、シングルモード導波路であり、前記光導波路の延在方向に直交する前記光導波路の断面の形状及び寸法が一定である
   請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
3. 前記光射出部が、表面プラズモン発生素子で構成される
   請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
4. 前記集光部が、前記光源からの光の入射面に所定の凹凸パターンが形成されたグレーティングカプラで構成され、前記光源からの光の光路変換及び集光の両動作を行う
   請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
5. 前記凹凸パターンが、前記集光部の前記光導波路側の端部に対して同心円状の形状を有する
   請求項４に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
6. 前記集光部の入射面の幅が、前記集光部の前記光導波路側の端部に向かって狭くなる
   請求項５に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
7. 前記集光部が、前記光源からの光を集光する集光構造体と、該集光構造体からの出射光を前記光導波路に導くミラー部とで構成される
   請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
8. 前記集光構造体が、光の屈折を利用して前記光源からの光を集光する光学素子である
   請求項７に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
9. 前記集光構造体が、光の回折を利用して前記光源からの光を集光する光学素子である
   請求項７に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
10. 前記集光部が、前記光導波路に接続された金属部材を有し、前記光導波路と前記金属部材との界面により前記ミラー部が画成される
    請求項７に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
11. 前記光導波路が、その延在途中で、前記磁極を挟み込むように、２つの光導波路に分岐され、該分岐された２つの光導波路が前記光射出部付近で接続される
    請求項２に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
12. 前記分岐された２つの光導波路の延在長さが同じである
    請求項１１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
13. 前記分岐された２つの光導波路の延在長さが互いに異なり、前記分岐された２つの光導波路の前記光射出部付近の接続部における一方の光導波路からの伝播光の位相と、他方の光導波路からの伝播光の位相との差が１８０度となるように、前記分岐された２つの光導波路間の延在長さの差が設定されている
    請求項１１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
14. 前記光導波路が、前記磁極を迂回するように形成されている
    請求項２に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
15. 前記磁極に貫通穴が形成されており、該貫通穴内を通過するように、前記光導波路が形成されている
    請求項２に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
16. さらに、前記光源を備える
    請求項１に記載の熱アシスト磁気ヘッド。
17. 情報記録媒体の所定領域に印加する記録磁界を生成し且つ該記録磁界の磁路となる磁極を有する記録磁界生成部と、光源からの光を集光する集光部、前記所定領域に記録光を照射する光射出部及び前記磁極と直接接触しないように延在して形成され且つ前記集光部で集光された光を前記光射出部に導く光導波路を有する記録光生成部とを有する熱アシスト磁気ヘッドと、
    前記熱アシスト磁気ヘッドを駆動する駆動部と
    を備える情報記録装置。
18. 前記熱アシスト磁気ヘッドが、さらに、前記情報記録媒体に記録された情報を再生するための磁気再生素子を有する
    請求項１７に記載の情報記録装置。

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