JP2015053100A - 熱アシスト磁気記録のための光源の整列 - Google Patents

Abstract

【課題】光源をスライダ上に整列するためのアプローチは、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光をフィルタリングすることを伴う。【解決手段】当該出現する光の第１の部分は、光学的励起に応答して近接場トランスデューサによって発されるとともに、第１の偏光状態を有する成分を有する。迷光を含む出現する光の第２の部分は、第１の偏光状態とは異なる偏光状態を有する。偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶する。光源についての整列座標は、偏光フィルタを透過した光に基づき決定される。【選択図】図１Ａ

Description

関連する特許文献
この出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に従って優先権が主張される２０１３年４月１０日に出願された仮特許出願連続番号第６１／８１０，５８０号の利益を主張し、これによって本願明細書において全文参照により援用される。

概要
この開示に記載されるさまざまな実施例は、熱アシスト磁気記録のための光源−スライダアセンブリの作製に関する。

いくつかの実施例は、レーザダイオードのような光源をスライダに整列させるための方法を伴う。いくつかの実現例では、熱アシスト磁気記録（heat assisted magnetic recording（ＨＡＭＲ））スライダの空気軸受面（air bearing surface（ＡＢＳ））から出現する光が集められる。この光の第１の部分は、導波路の中に結合され（「光学的励起」）、当該光学的励起に応答して近接場トランスデューサと相互に作用する。スライダから出現する光の第１の部分は、近接場トランスデューサからの放射を含む。スライダから出現する光の第２の部分は、導波路の中に結合されず近接場トランスデューサと相互に作用しない迷光を含む。光の第１の部分における近接場トランスデューサからの放射は、光学的励起および迷光の偏光成分に直交する偏光成分（以下「第１の偏光状態」と称する）を有する。ＡＢＳから出現する光は偏光フィルタを使用してフィルタリングされる。偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶する。偏光フィルタを通って透過された光が検出される。光源の整列座標は、偏光フィルタを通って透過した光に基づき決定される。

いくつかの実施例は、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光をフィルタリングするよう構成される偏光フィルタを含む装置に関する。ＡＢＳから出現する光は、光学的励起に応答して近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）によって発せられるとともに第１の偏光状態の成分を有する光を含み、光の第２の部分は、迷光および光学的励起を含む。光の第２の部分は、第１の偏光状態と異なる偏光状態を有する。偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶するよう構成される。検出器が、偏光フィルタを通って透過した光を検出するとともに検出された光に応答して電気信号を生成するよう配される。光源−スライダアセンブリ機構は、スライダの搭載領域に対して光源を保持するよう構成される取付具と、電気信号を受け取るとともに光源とスライダとの間の相対運動を引き起こすよう取付具を動作するように構成されるコントローラとを含む。

いくつかの実施例は整列装置を含む。この装置は、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光をフィルタリングするよう構成される偏光フィルタを含む。ＡＢＳから出現する光は、光学的励起に応答して近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）によって発せられるとともに第１の偏光状態の成分を有する光を含み、当該光の第２の部分は迷光および光学的励起を含む。光の第２の部分は、第１の偏光状態と異なる偏光状態を有する。偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶するよう構成される。検出器が、偏光フィルタを通って透過した光を検出するとともに検出された光に応答して電気信号を生成するよう配される。当該電気信号に基づきスライダに光源を整列するよう整列機構が構成される。

いくつかの実施例に従った一直線の光送達路を有するスライダを示す、整列装置の実施例のブロック図である。 偏光フィルタを示す図である。 いくつかの実施例に従った３ミラー配置を有するスライダを示す、整列装置の別の実施例のブロック図である。 近接場トランスデューサがＡＢＳの近傍に位置決めされた状態で、空気軸受面まで延在する導波路を含むスライダを示す、整列装置の別の実施例のブロック図である。 いくつかの実施例に従った整列装置を示す図である。 さまざまな実施例に従った整列装置によって実現され得るプロセスを示すフロー図である。 さまざまな実施例に従った整列装置によって実現され得るプロセスを示すフロー図である。 さまざまな実施例に従った整列装置によって実現され得るプロセスを示すフロー図である。 スライダ構成上で第１の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在しない場合におけるダイオード位置の関数として遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第１の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在する場合におけるダイオード位置の関数として遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第１の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタを用いたスライダとの光源の整列の後でのΔｘ＝０マイクロメートル（μｍ）、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第１の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタを用いた光源とスライダとの整列の後での近接場強度対クロストラックΔｘのグラフを示す図である。 スライダ構成上で第２の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在しない場合におけるダイオード位置の関数として遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第２の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在する場合におけるダイオード位置の関数として遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第２の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタとの整列の後でのΔｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第２の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタとの整列の後での近接場光子カウント対クロストラックΔｘのグラフを示す図である。 スライダ構成上で第３の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在しない場合におけるダイオード位置の関数として、ｚギャップ＝１μｍ、５μｍ、および８μｍの場合の遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第３の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、偏光フィルタが存在する場合におけるダイオード位置の関数として、ｚギャップ＝１μｍ、５μｍ、および８μｍの場合の遠方場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第３の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、ｚギャップが１μｍの場合について偏光フィルタとの交差整列の後でΔｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す図である。 スライダ構成上で第３の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、ｚギャップが０μｍである場合について偏光フィルタとの整列の後での近接場強度対クロストラックΔｘのグラフを示す図である。 スライダ構成上で第３の３ミラー光をテストした結果を提供する図であって、ｚギャップが５μｍである場合について偏光フィルタとの整列の後、Δｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す図である。

詳細な説明
スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光に基づき光源を熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダに整列するためのアプローチが記載される。このアプローチは、迷光およびバックグラウンドの照光（illumination background）を拒絶する交差偏光検出スキームを用いており、ＨＡＭＲスライダの作製を向上するよう用いられ得る。

磁気記憶媒体において記憶密度を増加するよう磁気粒子のサイズが低減されると、当該粒子は超常磁性となり、それらの磁気状態が熱的に不安定になり、磁化した粒子が時間とともに特定の磁気状態を徐々に失う。磁気異方性が大きい材料は、より小さい粒子とより大きな記憶密度をサポートし得る。しかしながら、異方性が高い材料の保磁力は、記録ヘッドが生成し得る磁界よりも大きい。

光学的記録における熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）などは、データを磁気的に媒体に格納しつつその保磁力を低減するよう、記憶媒体の局所加熱によってこの問題を克服している。光学的エネルギーは、近隣のトラックが加熱されないように、媒体において回折限界よりもはるかに小さいスポットに効率的に送達されなければならず、当該スポットに制限されなければならない。媒体の加熱および冷却は、必要なデータレートを達成し、シャープビットエッジ解像力について大きな熱勾配を生成し、かつ周囲温度まで冷却する間に記録されたデータを確実に熱的に安定するために、約１ナノ秒（ｎｓ）以下で行われなければならない。たとえば電磁エネルギーをレーザから媒体に選択的に方向付けすることによりデータが格納される正確なポイントにて媒体を加熱することで、媒体の磁気異方性が一時的に低減される。冷却の後、磁気異方性は相対的に高い値に戻り、格納された磁気状態を安定化する。

電磁放射を表面プラズモンに変換する近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を用いることにより、ＨＡＭＲに必要とされる小さくかつ制限された光学スポットが達成され得る。ＮＦＴは、ある設計された波長で局所表面プラズモン状態に達するよう設計された近接場光学装置である。導波路および／または他の光学素子は、ＮＦＴが近くに配置されるトランスデューサ領域（たとえば集束領域）上に光を集中させる。ＮＦＴは、この光の集中に応答して表面プラズモン共鳴を達成するよう設計される。共鳴の際、金属表面での電子の集合的な振動により、高い電界がＮＦＴを取り囲む。この電界の一部は、記憶媒体をトンネルして、吸収されることになる。これにより、記録の際、媒体上のスポットの温度が上昇する。

レーザダイオードのような光源は、光送達路に沿ってＮＦＴに伝達される光を生成するようスライダ上またはスライダの中に配置される。いくつかの構成では、レーザ光は、導波路入力カプラーおよび／または１つ以上のミラーによって、光送達路に沿ってＮＦＴまで方向付けされてもよい。より大きな光送達効率のために、光路におけるミラーの数を制限することおよび／または伝播距離を短くすることは有用であり得る。ミラーおよび導波路入力カプラーは、光をレーザダイオードからＮＦＴに送達する光送達路の部分である。いくつかの実現例では、光送達路は３つのミラーを用い、光を光送達路の中に結合する導波路入力カプラーは、スライダの中心から約１００μｍ〜３５０μｍオフセットされる。他のスライダの実現例は、一直線の光路を用いる。いくつかの実施例では、たとえば光をＮＦＴ上に集めて集束するソリッドイマージョンミラー（ＳＩＭ）といったただ１つのミラーが用いられる。一直線の実施例では、導波路入力カプラーとＮＦＴとは、スライダの中心に沿って配されてもよい。いくつかの実施例では、光の送達のためにＡＢＳまでずっと３次元のチャネル導波路が用いられ、ＮＦＴは当該導波路の端部の近くに配置される。

短い伝播距離により、たとえば導波路に結合されなかったまたは導波路から散乱した光のような迷光は、ＡＢＳ（空気軸受面）に到達する前にスライダから放射するのに十分な伝播距離を有し得ない。たとえばＳＩＭを用いる実施例において、ＳＩＭによって、たとえば約１０μｍと１００μｍとの間であるその入口開口幅により迷光の少なくとも一部が集められ得る。この迷光は、遠方場透過において２つのピークの光、複数のピークの光、および／または広いピークの光を引き起こし得る。導波路入力カプラーとの光源出力の整列により、導波路入力カプラーへの最適な光結合を提供することが求められ得る。２つのピークの光、複数のピークの光、および／または広いピークの光により、導波路入力カプラーとの光源の整列が複雑になる。

上述した整列は、レーザを（入力カプラを含む）スライダと整列するよう、これらがともに接合される前に、製造の間に用いられ得る。たとえばレーザダイオードといった光源は、たとえばスライダの搭載領域上に配置され得、エネルギーが与えられてスライダの光送達路をレーザダイオードに照射させる。レーザダイオードモジュールとスライダとの間の整列は、スライダのＡＢＳから発せられた光に基づき決定され得る。

図１Ａは、いくつかの実施例に従った導波路入力カプラー１２５への最適な光結合を提供するよう、光源１１０をスライダ１２０に整列するために有用な装置１００を示す。導波路入力カプラー１２５は、スライダ１２０内の光送達路１８８へ光を結合する。光送達路１８８は、導波路入力カプラー１２５からＮＦＴ１５０まで光を運ぶ。図１Ａに示される光送達路１８８は、少なくとも導波路入力カプラー１２５およびソリッドイマージョンミラー（ＳＩＭ）１６０によって規定される。装置１００は、コントローラ１８５によって動作され得る取付具１４０を含む整列機構を含んでもよい。取付具１４０は、熱アシスト磁気記録スライダ１２０の搭載領域１２１に対して、たとえばレーザダイオード１１０といった光源を保持する（サブマウント１１１の中または上に配置されてもよい）よう構成される。取付具１４０は、ｘ（クロストラック）方向、ｙ（ダウントラック）方向および／またはｚ（ギャップ）方向に沿って搭載表面１２１に対して光源１１０を動かすよう動作され得る。たとえば、取付具１４０は、光源１１０の出力と導波路入力カプラー１２５との間に最適な光結合を提供する位置座標に光源１１０を動かすよう動作され得る。本願明細書において論じられる実施例に従うと、最適な光結合のポイントは、スライダ１２０のＡＢＳ１２２から出現する光から決定され得る。

光源からの光の一部は導波路入力カプラー１２５の中に結合され、光送達路から散乱されず、光送達路を横断してＮＦＴに吸収されてＮＦＴを励起する。この光は、トランスバース（すなわちｘｚ面）・エレクトリック（transverse electric（ＴＥ））モードまたはトランスバース・マグネティック（transverse magnetic（ＴＭ））モードで偏光される。ＳＩＭの焦点では、たとえば図１Ａを参照して、ＮＦＴ１５０では、ＳＩＭ１６０における光は、長手方向にＳＩＭ１６０の対称軸に沿った偏光を有する。この長手方向の偏光状態は両側矢印１９３によって示されている。焦点でのこの光の偏光された電界は、ＮＦＴ１５０に強く結合しており、これによりＮＦＴ１５０を励起し表面プラズモン共鳴を作り出す。ＮＦＴ１５０の励起により、励起光の偏光状態に直交する状態に偏光された成分を有する光が放射される。ＮＦＴの光学的な励起により遠方場に発せられる光のこの成分の偏光状態は、入射波がｘｚ面に平行にＴＥ偏光される場合にはｙ方向に沿う。

光源１１０にエネルギーが与えられると、光源１１０によって発せられたレーザ光の少なくとも一部が、導波路入力カプラー１２５を通って光送達路の中に光学的に結合する。導波路入力カプラー１２５との光源１１０の整列に依存して、レーザ光の一部は、矢印１９１に示されるように、導波路入力カプラー１２５の中に結合されない場合がある。導波路入力カプラー１２５の中に結合する光の部分は、矢印１９２に示されるように、光送達路に沿った１つ以上のポイントにて光送達路から散乱する場合がある。スライダにおいて進行するとともに、導波路入力カプラーに結合されないおよび／または光送達路から散乱する光を本願明細書において「迷光」と称する。

迷光はＮＦＴを照射し得る（たとえば、ＳＩＭによってＮＦＴに向かうよう集束され得る）が、ＮＦＴの励起に実質的に寄与しない。迷光は、発散しており、ＳＩＭによって良好にＮＦＴ上に集束されない。スライダから出る光には、本願明細書において「バックグラウンドの照光」とも称される励起光と、迷光と、ＮＦＴ放射との３つのタイプがある。

本願明細書において記載される光源−スライダ間の整列アプローチは、ＮＦＴの光学的励起によって生成される第１の偏光状態を有する光を検出することと、当該第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を拒絶することとに基づいている。第１の偏光に直交する偏光状態を有する光は、上で論じたようにたとえば迷光に含まれ、および／または本願明細書において「励起光」または「バックグラウンドの照光」と称される、光源からの光に含まれる。当該光源からの光は、光送達路に結合されており、光送達路から散乱されておらず、ＮＦＴによって吸収されない。

迷光およびバックグラウンドの照光の拒絶は、たとえば線形偏光器といった偏光フィルタ１７７を用いて達成される。偏光フィルタ１７７は、ＮＦＴ１５０から発せられるとともにＡＢＳ１２２から出現する第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に除去するよう回転される光学軸を有する。したがって、偏光フィルタは、ＡＢＳから出現する迷光およびバックグラウンドの照光の実質的な部分を拒絶する。ＮＦＴ１５０によって発せられるとともに第１の偏光状態を有する光を検出する一方、直交するよう偏光された状態を有する光を拒絶する技術は、本願明細書において「交差偏光」検出スキームと称される。交差偏光検出スキームは、バックグラウンドの照光と迷光とを拒絶し、遠方場におけるＮＦＴ放射を検出する。交差偏光検出スキームは、迷光を拒絶または整列フィードバック信号の信号対雑音比を増加するよう、スライダの組み立ての間に用いられ得る。これにより、光源をスライダに正確に整列することが容易になる。

ＡＢＳ１２２から出現する光は、高い開口数（ＮＡ）を有する対物レンズ１７１を用いて集められ得る。たとえば、いくつかの実施例では、当該対物レンズは、ＮＡが０．８０であるドライであってもよい。いくつかの実施例では、出現する光は、開口数（ＮＡ）が１．２５よりも大きいレンズを用いて集められる。ＮＡ＝ｎｓｉｎθであり、ｎは、レンズが機能している媒体の屈折率（空気の場合は１．０）であり、θは、レンズに入るまたはレンズから出る最大の光錐の半角である。

図１Ｂは、ＡＢＳから出現する光に対する偏光フィルタ１７７の動作を図解的に示す。以前に論じたように、ＡＢＳから出現する光１０３の第１の部分は、レーザ光線による光学的励起に応答して、ＮＦＴによって発せられる。当該光１０３の第１の部分は、偏光フィルタ１７７の偏光軸と整列される偏光状態１０１を有する光を含む多くの相互に関連しない偏光状態１０９を有する。

光１０７の第２の部分は、いくつかの成分を含み得る。第２の部分１０７は、導波路入力カプラーの中に結合しない光１０４ａと、導波路入力カプラーに結合するがＮＦＴに到達する前に光送達路から散乱する光１０４ｂとの一方または両方を含む迷光１０４を含む。迷光１０４ａは、偏光状態１０８で実質的に偏光され、迷光１０４ｂは無偏光１０２であり、強度が弱い。光１０７の第２の部分はさらに、フィルタ１７７の光学軸に直交する偏光状態１０８を有するよう実質的に偏光され得るバックグラウンドの照光１０６を含む。偏光フィルタ１７７は、ＮＦＴによって発せられた、フィルタ１７７の偏光軸に対応する偏光状態１０１を有する光の部分を透過する。偏光フィルタ１７７は、１０４ｂからわずかな迷光１０５を透過し、迷光１０４ａの大部分を拒絶する。光学フィルタの偏光軸に直交する偏光状態を有するバックグラウンドの照光は、フィルタ１７７によって実質的に拒絶される。

ここで図１Ａを参照して、検出器１８０は、光検出器のような非イメージング検出器または電荷結合素子（ＣＣＤ）のようなイメージング検出器であってもよく、偏光フィルタを透過した光を検出し、整列コントローラ１８５に接続部１８１により運ばれる電気信号を生成する。いくつかの構成では、１０４ｂのような残存する迷光を拒絶することにより信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加するよう、検出器１８０の前に絞りが挿入されてもよい。整列コントローラは、取付具１４０に電気的に結合されており、取付具１４０が光源１１０をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の１つ以上に動かすよう構成および／またはプログラムされ得る。コントローラ１８５の機能性は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組合せで実現され得る。たとえば、コントローラ１８５は、たとえばフロー図に示されるプロセスのいくつかのような本願明細書において記載されるさまざまなプロセスを行うようソフトウェア指示を実施するプロセッサを含んでもよい。いくつかの実現例では、取付具１４０は、光源１１０を１つ以上の方向に動かすよう制御可能である１つ以上の圧電アクチュエータを含んでもよい。検出器１８０が生成する電気信号は、導波路入力カプラー１２５との光源１１０の整列を容易にするよう、整列コントローラ１８５によるフィードバック信号として機能し得る。

図１Ａの装置１００は、ただ１つのミラーであるＳＩＭ１６０を用いる一直線の光送達路構成を含むスライダの部分を示す。この構成では、光源１１０およびＮＦＴ１５０は、スライダの中心線に沿って配置されてもよい。図１Ｃは、異なる光送達路構成を有するスライダを示す。図１Ｃの構成では、光送達路は、３つのミラー、すなわち２つの指向性ミラー１４２，１４４と、ＳＩＭ１４５とを含む。ＮＦＴ１４７は、ｘ軸に沿ってたとえば約１０２マイクロメートル（μｍ）といった距離だけ導波路入力カプラー１１８からオフセットされている。光路１９９は、導波路入力カプラー１１８を通って第１の反射ミラー１４２に到達する。ミラー１４２によって反射された光は、第２の反射ミラー１４２に衝突し、これにより光１９９はＳＩＭ１４５に向かうよう再び方向付けされる。ＳＩＭ１４５は当該光をＮＦＴ１４７上に集束する。

図１Ｃは、モジュール１１１の中または上に配されるとともにスライダ１６２の搭載表面１２７に位置決めされる光源１１０を含む光源を示す。図１Ｃには示されないが、ＡＢＳ１２８から発せられた光は、図１Ａに関連して以前に論じたように、レンズ１７２、偏光フィルタ１７７、および検出器１８０を用いて、集められ、フィルタリングされ、検出され得る。検出器１８０によって生成される電気信号は、ＮＦＴ１４７に対する光源１１５の整列を調節するよう用いられ得る。

図１Ｄは、スライダ１６２と一緒に使用される、図１Ａの整列装置１００を示す。スライダ１６２は、ＳＩＭを含んでいないことと、ＡＢＳ１３０まで延在しＮＦＴ１５１に近接している導波路１６１を含むこととを除いて、図１Ａのスライダ１２０にいくつかの点で類似している。

図２は、光源にエネルギーが与えられない場合にはＡＢＳの表面の観察および／または画像化を可能にするとともに、光源にエネルギーが与えられる場合にはＡＢＳでの光スポットの観察および／または画像化を可能にする光学部品を含む整列装置２００の別の随意の実施例を示す。光源にエネルギーが与えられた状態でＡＢＳ表面を観察することおよび／または画像化することは、光源１１０と導波路入力カプラー１２５との間の視覚的な予備的整列のために用いられ得る。図２は、たとえばレーザダイオード１１０のような光源からスライダ１２０内における光送達路１８８に発せられた光を結合する導波路入力カプラー１２５を示す。光送達路１８８は、光源１１０の出力からＮＦＴ１５０の近くの焦点まで光を運ぶ。図２に示される光送達路１８８は、少なくとも導波路入力カプラー１２５およびＳＩＭ１６０によって規定される。整列装置２００は、スライダ１２０の搭載領域１２１に対して光源１１０を保持する（サブマウント１１１の中または上に配置されてもよい）よう構成される取付具１４０を含む。取付具１４０は、ｘ（クロストラック）方向、ｙ（ダウントラック）方向および／またはｚ（ギャップ）方向に沿って搭載表面１２１に対して光源１１０を動かすよう動作可能である。たとえば、いくつかの実現例では、取付具１４０は、光源１１０の出力と導波路入力カプラー１２５との間の最適な光結合の位置に光源１１０を動かすよう動作され得る。本願明細書において論じられるいくつかの実施例に従うと、最適な光結合の位置の座標は、スライダ１２０のＡＢＳ１２２から出現する光から決定され得る。

スライダ１２０のＡＢＳから出現する光は、バックグラウンドの照光、迷光、および／またはＮＦＴの励起によりＮＦＴによって発せられる光を含み得る。光は、対物レンズ２２６によって集められ、集束レンズ２３０によってビームスプリッタ２３２を通じて電荷結合素子（ＣＣＤ）２３４上に画像化される。ＣＣＤは、対物レンズ２２６の視界におけるＡＢＳおよび光学スポットの画像を提供する。この光の一部はビームスプリッタ２３２によって偏光フィルタ２４０に方向付けられる。偏光フィルタ２４０は、迷光およびバックグラウンドの照光を実質的に拒絶するとともにＮＦＴが放射しバックグラウンドの照光に直交するよう偏光される光の部分を透過するよう回転される光学軸を有する。偏光フィルタ２４０を透過した光は、検出器２３６によって検出され、検出器２３６は当該検出された光に応答して電気信号を生成する。この電気信号は、光源１１０を入力カプラ１２５に整列するよう取付具１４０を動作させるように、たとえばコントローラ（図２には示さず）によって用いられ得る。ＡＢＳの表面の観察を容易にするために、ビームスプリッタまたはダイクロイックミラー２２８によってＡＢＳ表面に向かうよう方向付けされた光を提供するようファイバ光源２３８が配される。

この開示に記載される実施例は、スライダ上の光源のための最適な整列の座標を決定および／または最適な整列を提供する座標にて光送達路の導波路入力カプラーと光源を整列するための方法を伴う。図３〜図５のフロー図によって示されるプロセスの１つ以上は、たとえば図１Ａに示されるコントローラ１８５のようなコントローラによって実現され得る。図３は、いくつかの実施例に従った、整列を決定するための方法のフロー図を提供する。３１０において、熱アシスト磁気記録スライダのＡＢＳから出現する光が集められる。ＡＢＳから出現する光は、ＮＦＴの励起によって発せられるとともに第１の偏光状態の成分を有する光の第１の部分を含む。ＡＢＳから出現する光は、第１の偏光方向とは異なる偏光方向を含む光の第２の部分を含む。集められた光は、３２０において偏光フィルタを通過する。偏光フィルタは、ＮＦＴから発せられた第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、第１の偏光方向に直交する偏光状態を有する迷光およびバックグラウンドの照光を実質的に拒絶するよう配される。偏光フィルタが透過した光は３３０において検出され、３４０において光源をスライダに整列させるための座標を決定するよう用いられる。

図４のフロー図は、いくつかの実施例に従った整列方法を示す。この方法は４１０において、スライダの搭載表面に対して位置決めされるたとえばレーザダイオードといった光源にエネルギーを与えることを含む。エネルギーが与えられたレーザダイオードは光を作り出す。４２０において、当該レーザ光のいくつかは導波路入力カプラーを通って光送達路に結合する。光送達路に結合する光の部分は、光送達路を通って伝播し、４３０においてＮＦＴを励起する。これにより、ＮＦＴが第１の偏光状態の成分を有する光を発する。ＮＦＴによって生成された第１の偏光状態を有する光が、スライダのＡＢＳを通って出現する。４４０において、迷光およびバックグラウンドの照光もＡＢＳから出現し、当該迷光およびバックグラウンドの照光は、第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する。ＡＢＳから発せられた光は４５０において、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶する偏光フィルタを通過する。

偏光フィルタを通って透過される光は、４６０において検出器によって検出される。当該検出器は、検出された光に応答して電気信号を生成する。光源の位置は、４７０にて、電気信号を用いて光源出力を導波路入力カプラーに随意に整列するよう調節され得る。

図５は、たとえば図１Ａに示されるコントローラ１８５といったコントローラによって実現され得る光源の整列のための座標を決定するためのプロセスを示すフロー図である。初期軸（たとえばクロストラックまたはダウントラック）が、５１０において整列座標の決定のために選択される。電気信号の１つ以上のパラメータが光源の整列を決定するよう用いられ得る。５２０において光源の位置が選択された軸に沿って動かされると、５３０において１つ以上の整列パラメータの値が決定される。５４０において、当該１つ以上の整列パラメータの値が所定の整列基準を満たす場合に、当該選択された軸に沿った光源の最適な座標が識別される。このプロセスは、５４５，５５０において、各軸に沿って最適な整列座標が識別されるまで継続する。最適な整列座標が決定された後、光源は最適な座標でスライダに固定され得る。

たとえば、いくつかの実現例では、整列基準は、電気信号の最大値を含んでもよい。光源は、電気信号の最大値が検出されるまで、選択された軸に沿って動かされる。この実現例では、電気信号の最大値は整列基準を満たす。当該最大値に対応する座標は、選択された軸に沿った最適な整列位置として使用される。別の実施例では、整列基準は、信号が所定のしきい値よりも大きい場合に満たされる。

いくつかの実施例では、光源は、選択された軸に沿った複数の位置を通るよう走査され（動かされ）、当該複数の位置の各々での電気信号の振幅が測定される。振幅対位置信号の半値全幅（ＦＷＨＭ）が決定され得る。最適な座標は、ピークの信号値に対応する位置または信号のＦＷＨＭに対応する位置として識別される。いくつかの実現例では、光源の最適な整列位置は、ＦＷＨＭでの信号の幅の中間点であると決定される。選択された軸の各々に沿った最適位置を達成するよう反復することが用いられ得る。

迷光を拒絶することにおける交差偏光検出スキームの有効性が、図６〜図８に示される。これらの実験では、図３に示されるような整列装置が、３軸圧電ステージを含む取付具に取り付けられたレーザダイオードとともに用いられた。レーザダイオードは、ｘ方向（クロストラック）およびｙ方向（ダウントラック）の両方に沿って、所与のｚギャップ（スライダの頂部からのレーザダイオードファセットの距離）にて、平行移動された。さまざまなｘ、ｙおよびｚ位置にて遠方場光出力を提供するよう、光検出器が用いられた。偏光フィルタが検出器の前に挿入された状態および挿入されない状態で、スライダから出現する光の測定が行われた。この議論において、偏光フィルタが挿入された状態で行われた測定は「偏光された」測定と称されるとともに、偏光フィルタが挿入されない状態で行われた測定は「偏光されない」測定と称される。偏光された測定では、偏光器によって迷光およびバックグラウンドの照光が除去された。レーザダイオードとスライダとの間の整列を確認するために、走査型近接場光学顕微鏡（scanning near-field optical microscope（ＳＮＯＭ））を用いて近接場測定も行われた。走査型近接場光学顕微鏡は、ＡＢＳに対して接触モードでアパーチャプローブを走査し、当該アパーチャを透過した光の強度を検出する。アパーチャのサイズは通常１００ｎｍ〜１５０ｎｍである。遠方場（ＦＦ）の測定値は、ｚギャップ＝１μｍ〜３μｍで光検出器（図２参照）により得られたものであり、近接場強度は、具体的に言及されていなければ、ほとんど接触（ｚギャップ＝０）した状態でＳＮＯＭにより得られたものである。図６Ｃ、図７Ｃ、図８Ｃ、および図８Ｅにおいて、Δｘは、交差偏光検出スキーム（偏光フィルタを用いる）によってその最適（ピーク）位置として決定される位置からのｘ方向におけるレーザダイオードのオフセットを指す。

第１のスライダ装置、第２のスライダ装置、および第３のスライダ装置をテストした際の結果が図６、図７、および図８にそれぞれ示される。図６Ａ〜図６Ｄは、図１Ｃに示される構成に類似したスライダ構成上で第１の３ミラーレーザをテストした結果を提供する。図６Ａは、偏光フィルタが存在しない場合における、レーザダイオード位置の関数として測定される遠方場の強度のプロファイルを示す。図６Ｂは、偏光フィルタが存在する場合における、レーザダイオード位置の関数としての強度のプロファイルを示す。図６Ｃは、レーザダイオードがΔｘ＝０マイクロメータ（μｍ）、−２μｍ、および＋２μｍにて位置決めされる際の空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す。図６Ｃの各フレームは２μｍ×２μｍである。図６Ｄは、交差偏光検出を用いてレーザダイオードの最適位置（Δｘ＝０）整列の後のΔｘの関数としてピーク近接場強度のグラフを示す。図６Ａにおいて、偏光フィルタが存在しない場合、クロストラック方向に沿った遠方場強度プロファイルは右側に２つの肩部を有する１つのメインピークを有したことが分かり得る。クロストラック方向における半値全幅強度（ＦＷＨＭ）でのピーク幅は、約７．５μｍであり、ダウントラック方向におけるＦＷＨＭでのピーク幅は２．０８μｍであった。図６Ｂに示されるように、交差偏光検出を用いて、ピーク幅は、クロストラック方向において７．５μｍから４．５μｍまで著しく低減し、ダウントラック方向において２．０８μｍから１．７７μｍまで低減された。これらの結果は、迷光が考慮されていない場合のモデリングによって観察されたものと一貫していた。図６Ｃに示されるように、近接場強度は、Δｘ＝０にて最大化された。図６Ｃは、交差偏光（Δｘ＝０）を用いる整列の後と、Δｘ＝−２μｍ、およびΔｘ＝＋２μｍの位置とでＳＮＯＭによって得られるΔｘ＝０、−２μｍ、および＋２μｍでの近接場強度測定を示す。図６Ｃに示される画像は、背景が黒ではなく白を示す逆グレースケールであり、より強度の高い光は黒を示し、より強度の低い光はグレーを示す。図６Ｃにおいて分かるように、強度は交差偏光分析によって決定される最適なｘ位置であるΔｘ＝０においてもっとも大きい。この調査は、レーザダイオード整列のための交差偏光検出の使用をサポートする。図６Ｄは、交差偏光検出を用いるレーザダイオードの整列の後での近接場ピークピクセルカウント対クロストラックΔｘのグラフである。このグラフは、図６Ｃの画像と一貫しており、交差偏光整列スキームの有効性をサポートし、Δｘ＝０の近傍で発生する最大ピークピクセルカウントを示している。

テストされた第２のスライダは、第１の装置の遠方場の強度の半分のみを有した。図７は、スライダ構成上で第２の３ミラーレーザをテストした結果の図である。図７Ａは、偏光フィルタが存在しない場合における、ダイオード位置の関数としてのクロストラックおよびダウントラックの遠方場強度のプロファイルを示す。図７Ｂは、偏光フィルタが存在する場合における、ダイオード位置の関数としてクロストラックおよびダウントラック遠方場強度を示す。図７Ｃは、Δｘ＝０での交差偏光整列の後のΔｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す。図７Ｄは、レーザダイオードの交差偏光整列の後の近接場ピークピクセルカウント対クロストラックΔｘのグラフを示す。図７Ａにおいて分かるように、交差偏光検出がない場合のクロストラック強度プロファイルは、かなり幅広く、ＦＷＨＭ＝１１．５μｍであり、交差偏光検出がない場合のダウントラック強度プロファイルも幅広かった。図４Ｂに示されるような交差偏光検出がある場合では、ピーク幅はクロストラック方向において５．５μｍまで低下し、ダウントラック方向において３．２μｍまで低下する。また、図７ＣにおけるＳＮＯＭイメージングによる近接場測定と、交差偏光整列の後の近接場ピーク強度対クロストラックΔｘの図７Ｄに示されるグラフとによって、交差偏光検出によってなされた整列が最適であると確認された。上記のように、上記の図は背景が黒ではなく白を示す逆グレースケールの画像であり、より強度の高い光は黒を示し、より強度の低い光はグレーを示す。

第３の装置は、３つの装置の間でもっとも強い遠方場透過を有した。図８は、スライダ構成上で第３の３ミラーレーザをテストした結果の図であり、図８Ａは、偏光フィルタが存在しない場合における、レーザダイオード位置の関数としてｚギャップ＝１μｍ、５μｍ、および８μｍの場合の遠方場強度のプロファイルを示す。図８Ｂは、偏光フィルタが存在する場合における上記の遠方場強度のプロファイルを示す。図８Ｃは、ｚギャップが１μｍの場合の交差偏光整列の後でΔｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍにおける空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す。図８Ｄは、ｚギャップが０μｍの場合の交差偏光整列の後での近接場光子カウント対クロストラックΔｘのグラフを示す。図８Ｅは、ｚギャップが５μｍの場合の交差偏光整列の後のΔｘ＝０μｍ、−２μｍ、および＋２μｍの場合における空気軸受面（ＡＢＳ）での近接場強度のプロファイルを示す。図８Ａは、３つのｚギャップすべてについての遠方場クロストラック走査において２つのピークを示す。透過強度は、ｚギャップが増加してＦＷＨＭがｚギャップ＝１μｍにて１２．７μｍの高さに到達すると減少する。図８Ｂに示される交差偏光検出がある場合、遠方場信号は、観察された３つのｚギャップすべてにおいて単一ピークとなった。ｚギャップ＝１μｍの場合、クロストラックピークＦＷＨＭは交差偏光検出を用いて６μｍまで低減した。ダウントラック方向では、ピーク幅も、ｚギャップが１μｍにて２．３１μｍから１．８６μｍまで減少した。図８Ｃに示されるＳＮＯＭを用いた近接場測定および偏光フィルタとの整列の後でのｚギャップが１μｍの場合における近接場ピーク強度対クロストラックΔｘの図８Ｄのグラフから分かり得るように、偏光フィルタを用いて行われた整列が確認された。上で論じたように、上記の図は、背景が黒ではなく白を示す逆グレースケールの画像であり、より強度の高い光は黒を示し、より強度の低い光はグレーを示す。図８Ｅは、偏光フィルタとの整列の後のｚギャップが５μｍでのＳＮＯＭによる近接場測定を示しており、偏光フィルタを用いてなされた整列は、用いられたｚギャップについて最適であったことを確認した。

本願明細書において記載される交差偏光検出に基づくレーザダイオード整列は、遠方場検出において効果的に迷光を拒絶することを伴う。これにより、スライダの導波路入力カプラーに対するレーザダイオードの最適位置を決定するための簡便なアプローチが提供される。上で論じた近接場測定は、交差偏光検出を用いるレーザダイオードの位置決めを確認する。交差偏光検出は、レーザダイオードが上に配置された熱アシスト磁気記録スライダを組み立てる際にフィードバック信号を生成するよう確実に用いられ得る。

いくつかの実施例は、スライドアセンブリにおけるＮＦＴとのレーザダイオードモジュールの整列を行うための装置を伴う。これらの実施例は、開示された装置だけに限定的であることを意味していないが、同じまたは同様の機能を実行する他の実施例を包含する。いくつかの実施例は、取付具、光学偏光フィルタおよび光検出器といった３つの要素を含む。取付具は、近接場トランスデューサを有する熱アシスト磁気記録スライダの搭載領域上にレーザダイオードモジュールを保持するよう構成される。取付具は、１つ以上の次元において搭載表面に対してレーザダイオードを移動させるよう動作可能である。偏光フィルタは、スライダから発せられた光を受け取るよう配される。光の部分は、スライダから近接場トランスデューサによって発せられ第１の極性の成分を有しており、当該光の別の部分は、第１の極性に直交するよう偏光される迷光およびバックグラウンドの照光としてスライダから発せられる。偏光フィルタは、第１の極性を有する光の部分を実質的に透過し、第１の極性に直交する極性を有する光を実質的に拒絶する。光検出器は、偏光フィルタが透過した光を検出するとともに、検出された光に応答して電気信号を生成するよう構成される。

いくつかの実施例では、スライダは、光をプラズモニックアンテナに集束するよう構成されるソリッドイマージョンミラーを含む。いくつかの実施例では、スライダは、ＡＢＳまでずっとまたはＡＢＳの近傍に三次元チャネル導波路を含み、プラズモニックアンテナへの光の送達を含む。レーザダイオードとＮＦＴとの間の光路の長さに依存して、導波路入力カプラーを介して光送達路に結合されない光または光送達路から散乱する光を含む迷光は、ＡＢＳに到達する前にスライダから放射するのに十分な伝播距離を有していない場合がある。

いくつかの実施例は、取付具に結合されるコントローラと、スライダに対するレーザダイオードの移動を可能にするよう構成される整列機構とを伴う。移動は、上で論じたように、クロストラック方向、ダウントラック方向、およびギャップ方向の１つ以上について可能にされ得る。多くの場合、迷光の錯乱に最も敏感な方向はクロス方向である。したがって、いくつかの実施例は、光源−スライダ間のギャップが最小まで保持された状態でスライダに対するレーザダイオードの移動がクロストラック方向にのみ可能になるように構成される整列機構を含んでもよい。

いくつかの実施例では、整列機構は、電気信号を受け取るとともに当該電気信号に基づきスライダに対してレーザダイオードモジュールを動かす取付具を動作するよう構成されるコントローラを含む。いくつかの実施例では、コントローラは、レーザダイオードがスライダ表面に対して移動される際に生成される電気信号を処理するとともに、最適なレーザダイオード整列についての基準が満たされているかどうか判断するよう構成される。

上記の例示的な実施例の記載は、例示および説明のために示されている。網羅的であるということが意図されておらず、または発明の概念を開示された正確な形式に限定するように意図されない。多くの修正例および変形例が上記の教示に照らして可能である。開示された実施例のいずれかまたはすべての特徴は個々にまたは任意の組合せで適用され得、限定的であることを意味するのではなく純粋に例示的である。詳細な説明ではなく本願明細書に添付された特許請求の範囲によって範囲が限定されることが意図される。

Claims (20)

1. 熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光を集めるステップを含み、前記光の第１の部分は、光源による光学的励起に応答して近接場トランスデューサによって発せられるとともに第１の偏光状態の成分を有しており、前記光の第２の部分は迷光およびバックグラウンドの照光の少なくとも１つを含み、前記光の第２の部分は第１の偏光状態とは異なる偏光状態を含んでおり、さらに、
   前記ＡＢＳから出現する光を偏光フィルタを用いてフィルタリングするステップを含み、前記偏光フィルタは前記第１の偏光状態を有する光を実質的に透過しかつ前記第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶し、さらに、
   前記偏光フィルタを透過した光を検出するステップと、
   前記偏光フィルタを透過した前記光に基づき前記光源の整列座標を決定するステップとを含む、方法。
2. 前記迷光は、導波路入力カプラー中に結合されない光と、前記導波路入力カプラーから散乱される光の一方または両方を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記光の第２の部分は、前記導波路入力カプラー中に結合されかつ前記導波路入力カプラー中から散乱されないまたは前記スライダ中に吸収されない前記バックグラウンドの照光を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記偏光フィルタを透過した光を検出するステップは、透過した前記光の検出に応答して電気信号を生成するステップをさらに含み、前記電気信号は、前記スライダの搭載表面に沿った位置の関数として振幅を含み、
   前記整列座標を決定するステップは、前記信号に基づき前記整列座標を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記整列座標を用いて前記光源を整列するステップと、
   前記整列の後で前記光源を取り付けるステップとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記整列座標を決定するステップは、
   前記搭載表面の複数の位置について１つ以上の信号パラメータの値を測定するステップと、
   整列基準を満たす位置を識別するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記位置を識別するステップは、ｘ、ｙ、およびｚ座標の１つ以上を識別するステップを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記整列基準を満たす位置を識別するステップは、最大の半値全幅の値に関連付けられる位置を識別するステップを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記整列基準を満たす位置を識別するステップは、
   信号パラメータの値をしきい値と比較するステップと、
   前記しきい値を超える前記信号パラメータの値に応答して前記位置を識別するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
10. 前記光源を前記座標にて前記スライダに対して整列するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記スライダの前記空気軸受面から出現する前記光を集めるステップは、出現する前記光をレンズを用いて集めるステップを含み、さらに、
    集めた前記光を前記偏光フィルタ上に集束させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
12. 装置であって、
    熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光をフィルタリングするよう構成される偏光フィルタを含み、前記ＡＢＳから出現する前記光は、光学的励起に応答して近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）によって発せられるとともに第１の偏光状態の成分を有する光を含んでおり、前記光の第２の部分は、迷光およびバックグラウンドの照光の少なくとも１つを含み、光の第２の部分は、前記第１の偏光状態とは異なる偏光状態を含んでおり、前記偏光フィルタは、前記第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに、前記第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶するよう構成されており、前記装置はさらに、
    前記偏光フィルタを透過した光を検出し、検出した光に応答して電気信号を生成するよう配される検出器と、
    光源整列機構とを含み、前記光源整列機構は、
    前記スライダの搭載領域に対して前記光源を保持するよう構成される取付具と、
    前記電気信号を受け取るとともに、前記スライダに対する前記光源の移動を引き起こすよう前記取付具を動作するように構成されるコントローラとを含む、装置。
13. 前記検出器は、光検出器のような非イメージング検出器を含む、請求項１２に記載の装置。
14. 前記検出器は、電荷結合素子のようなイメージング検出器を含む、請求項１２に記載の装置。
15. 前記電気信号は時間の関数として振幅を含み、
    前記コントローラは、前記電気信号を処理して信号ピークを検出するよう構成されるプロセッサを含む、請求項１２に記載の装置。
16. 前記プロセッサは、前記信号ピークに基づき前記光源についての整列座標を識別するよう構成される、請求項１５に記載の装置。
17. 前記コントローラは、前記スライダに対して前記光源を動かすよう前記取付具を動作するとともに前記電気信号を処理するように構成されるプロセッサを含む、請求項１２に記載の装置。
18. 装置であって、
    熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ）スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）から出現する光をフィルタリングするよう構成される偏光フィルタを含み、前記ＡＢＳから出現する前記光は、光学的励起に応答して近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）によって発せられる光を含むとともに第１の偏光状態の成分を有しており、前記光の第２の部分は、迷光およびバックグラウンドの照光の少なくとも１つを含み、前記光の第２の部分は、前記第１の偏光状態とは異なる偏光状態を含んでおり、前記偏光フィルタは、前記第１の偏光状態を有する光を実質的に透過するとともに前記第１の偏光状態に直交する偏光状態を有する光を実質的に拒絶するよう構成されており、前記装置はさらに、
    前記偏光フィルタを通って透過した光を検出するとともに、検出された光に応答して電気信号を生成するよう配される検出器と、
    前記電気信号に基づき前記光源を前記スライダに整列するよう構成される整列機構とを含む、装置。
19. 前記信号は、位置に対する振幅を含み、
    整列機構は、複数の次元における前記信号の半値全幅に基づき前記光源を前記スライダに整列するよう構成される、請求項１８に記載の装置。
20. 前記整列機構は、整列基準を満たす、前記スライダに対する前記光源の位置を識別するよう構成される、請求項１８に記載の装置。