JP3903365B2 - 光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置に関し、より詳細には、光照射により磁気記録媒体を加熱昇温して磁気記録を行うことにより極めて高密度な磁気的記録を可能とした新規な光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気的に情報の記録再生を行う磁気記録装置は、大容量、高速、安価な情報記憶手段として発展を続けている。特に近年のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の進展は著しく、製品レベルで記録密度は１５Ｇｂ／ｉｎ２（Giga bits per squre inch）を、内部データ転送速度は１００Ｍｂｐｓ（Mega bits per second）を超え、メガバイト単価は数円／ＭＢまで低価格化している。ＨＤＤの高密度化は、信号処理、メカ・サーボ、ヘッド、媒体、ＨＤＩなど複数の要素技術の集大成として進展してきているが、近年、媒体の熱擾乱問題がＨＤＤの高密度化の阻害要因として顕在化しつつある。
【０００３】
磁気記録の高密度化は、記録セルの微細化により実現するが、記録セルの微細化により媒体からの信号磁界が減少する為、所定の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を確保するためには、媒体ノイズの低減化が必須となる。媒体ノイズの主因は、磁化転移部の乱れであり、乱れの大きさは媒体の磁化反転単位に比例する。
【０００４】
磁気媒体には多結晶磁性粒子からなる薄膜（本願明細書においては、「多粒子系薄膜」あるいは「多粒子系媒体」と称する）が用いられているが、多粒子系薄膜の磁化反転単位は、粒子間に磁気的な交換相互作用が作用する場合は、交換結合された複数の磁性粒子から構成される。
【０００５】
従来、例えば数１００Ｍｂ／ｉｎ２から数Ｇｂ／ｉｎ２の記録密度においては、媒体の低ノイズ化は、主に磁性粒子間の交換相互作用を低減し磁化反転単位を小さくすることにより実現してきた。しかし、最新の１０Ｇｂ／ｉｎ２級の磁気媒体では、磁化反転単位は磁性粒子２−３個分にまで縮小されており、近い将来、磁化反転単位は磁性粒子一つに相当するまで縮小するものと予測される。
【０００６】
従って今後さらに磁化反転単位を縮小して所定のＳ／Ｎを確保する為には、磁性粒子のサイズ自身を小さくする必要がある。磁性粒子の体積をＶとおくと粒子の持つ磁気的エネルギーはＫｕＶで表わされる。ここでＫｕは粒子の磁気異方性エネルギー密度である。低ノイズ化の為にＶを小さくするとＫｕＶが小さくなり室温付近の熱エネルギーによって記録情報が乱れる、という熱擾乱問題が顕在化する。
【０００７】
Sharrockらの解析によれば、粒子の磁気的エネルギーと熱エネルギーｋＴ（ここでｋはボルツマン定数であり、Ｔは絶対温度を表す）の比、ＫｕＶ／ｋＴは１００程度の値でないと記録寿命の信頼性を損ねる。従来から媒体磁性膜に用いられてきたＣｏＣｒ基合金のＫｕ（２−３×１０６ｅｒｇ／ｃｃ）では、低ノイズ化の為に粒径微細化を進めると熱擾乱耐性の確保が困難な状況に至りつつある。そこで近年、ＣｏＰｔ，ＦｅＰｄなど１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料が注目を浴びてきているが、粒径微細化と熱擾乱耐性を両立する為に、単純にＫｕを上げると別の問題が顕在化する。それは記録感度の問題である。媒体磁性膜のＫｕを上げると媒体の記録保磁力Ｈｃ０（Ｈｃ０＝Ｋｕ／Ｉｓｂと表され、ここでＩｓｂは媒体磁性膜の正味の磁化である）が上昇し、Ｈｃ０に比例して飽和記録に必要な磁界が増加する。
【０００８】
記録ヘッドから発生し媒体に印加される記録磁界は記録コイルへの通電電流の他に、記録磁極材料、磁極形状、ヘッドと媒体のスペーシング、媒体の種類、膜厚などに依存するが、高密度化に伴い記録磁極先端部のサイズが縮小することを考慮すると、発生磁界の大きさには限界がある。
【０００９】
例えば、最も発生磁界の大きな単磁極ヘッドと軟磁性裏打ち垂直媒体の組合せでも、記録磁界の大きさは高々１０ｋＯｅ（エルステッド）程度が限界である。一方で将来の高密度・低ノイズ媒体に必要な５ｎｍ程度の粒径で、十分な熱擾乱耐性を得るためには、１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料を採用する必要があるが、その場合、室温付近における媒体の記録に必要な磁界は１０ｋＯｅを軽く上回るために、記録ができなくなる。つまり、単純に媒体のＫｕを増加させてしまうと、そもそも記録ができないという問題が顕在化するのである。
【００１０】
以上説明したように、従来の多粒子系媒体を用いた磁気記録では、低ノイズ化、熱擾乱耐性の確保、記録感度の確保がトレードオフの関係にあり、これが記録密度の限界を決定する本質的な問題となっていた。
【００１１】
この問題を解決する方法として、「光アシスト磁気記録方式」が考えられる。光アシスト磁気記録方式は、「熱アシスト磁気記録方式」と称される場合もあり、次の２つの方式に大別できる。すなわち、その一つは、従来から磁気記録に採用されてきた多粒子系媒体を用いる方式であり、もう一つは、光磁気記録に用いられているような連続磁性膜系媒体を用いる方式である。
【００１２】
多粒子系媒体を用いる光アシスト磁気記録方式では、十分にノイズが低くなる程度に微細な磁性粒子を用い、熱擾乱耐性を確保する為に室温付近で高いＫｕを示す記録層を用いることが望ましい。このような大きなＫｕを有する媒体は、室温付近では記録に必要な磁界が記録ヘッドの発生磁界を上回り記録不能である。これに対して、光アシスト磁気記録方式においては、記録磁極の近傍に光ビームを用いた媒体加熱手段を配し、記録時に局所的に媒体を加熱し加熱部のＨｃ０をヘッドからの記録磁界以下に低下させて記録する。
【００１３】
この基本コンセプトを実現するために重要なポイントは、加熱中もしくは加熱直後の媒体が冷却する前に記録磁界を供給して記録を完了すること、隣接トラックを加熱して隣接磁化転移を熱擾乱で破壊することが無いように、記録磁極の幅程度の微小領域のみを選択的に加熱することであると考えられる。
【００１４】
多粒子系媒体を用いる方式では、隣接トラックの熱擾乱と共に、記録しようとしているトラックに形成した磁化転移が、下流側の未だ温度が十分に冷め切らない領域で熱擾乱の影響を受けない様な工夫が必要となるが、記録密度は粒径で決まり、かつ磁化反転速度が極めて速い、という利点がある。
【００１５】
一方、連続磁性膜すなわち非晶質状の磁性膜を用いる方式では、記録密度が磁壁の厚み（１０−２０ｎｍ）で規定され、磁壁移動を伴う場合は磁壁移動速度（数１０ｍ／ｓ）がデータ転送速度を規定する、といった多粒子系には無い短所を有する反面、磁性粒子の体積Ｖは無限大と見なせるので熱擾乱問題は考える必要が無い。連続磁性膜を用いる方式においても、室温付近の媒体保磁力をヘッド磁界よりも高く、加熱部の媒体保磁力をヘッド磁界よりも低く調整する点では前記の多粒子系と同じである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
連続磁性膜として光磁気記録媒体を用い、光アシスト的な磁気記録を試みた先行技術は、例えば日本応用磁気学会誌ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．８，ｐｐ．１９０１−１９０６，１９９９に開示されている。この先行例では、媒体を加熱する熱源としてはファーフィールドの光ビームを利用し、記録磁極と光ビーム源は媒体に対して互いに対向して配置されているので、両面記録は困難であると共にニアフィールド（近接場）光の利用は不可能である。
【００１７】
また、記録ビット長は磁気ヘッドにより決定されるが、記録トラック幅は光スポットで決定しているため、トラック幅の限界はファーフィールド光のスポットサイズにより決定される。即ち短波長レーザと高ＮＡのレンズを組み合せたとしてもトラック幅は数１００ｎｍが限界であり、さらなる高密度化が困難であるという問題があった。
【００１８】
さらに、この先行例では光照射位置と記録磁界印加位置とは略一致しているため、媒体を加熱するに要する時間でデータ転送速度が規定される、という問題もあった。
【００１９】
以上説明したように、多粒子系媒体を用いて光アシスト磁気記録を実現しようとする場合、媒体が十分に加熱されているタイミングで記録磁界下を通過するための手段がなく、また、小型・軽量・安価な光アシスト磁気記録ヘッドも提案されていなかった。
【００２０】
一方、連続磁性膜系媒体を用いて光アシスト磁気記録を実現しようとする場合、両面記録が困難であり、近接場光の採用が不可能なために記録密度をそれほど高くできず、光照射位置と記録磁界印加位置が一致しているために媒体の熱応答によってデータ転送速度が規定されるといった問題があった。
【００２１】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものである。すなわち、その目的は、新規な発想に基づき近接場を極めて高い効率で利用することにより、超高密度で安定した光アシスト磁気記録を可能にする光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドは、
ギャップを介して対向配置された一対の構造体と、
前記ギャップの間隔よりも長い波長の光を照射する光照射手段と、
前記一対の構造体に磁界を与える磁界付与手段と、
を備え、
前記一対の構造体のそれぞれは、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅ及びＣｏＺｒＮｂよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、Ａｕ、Ｐｔ及びＡｇよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、を積層した構造を有し、磁気記録媒体に対して略平行な板状体であり、
前記光照射手段により前記ギャップの一方の側に光を照射することにより前記ギャップの他方の側に近接場光が生じ、
前記磁界付与手段から前記一対の構造体に前記磁界を与えることにより、前記ギャップから記録磁界が発生し、
磁気記録媒体に前記近接場光を照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする。
【００２３】
すなわち、一対の構造体をボータイ型の近接場光プローブとして用い、同時に磁気的な書き込みのための磁極としても用いることにより、超高密度で安定した光アシスト磁気記録が可能となる。
【００２４】
ここで、前記一対の構造体のそれぞれは、軟磁性材料を含有するものとすれば、磁気的な書き込みを円滑に実施することができる。
【００２５】
また、前記一対の構造体のそれぞれは、前記光照射手段により前記ギャップの前記一方の側に前記光が照射されるとプラズモン共鳴を生ずることにより、前記ギャップの前記他方の側に前記近接場光を生ずるものとすれば、近接場光プローブとして効率的に作用する。
【００２６】
また、前記一対の構造体の少なくともいずれかは幅狭の突出部を有し、前記突出部の先端に前記ギャップが形成されてなるものとすれば、ギャップの幅を確実に規定することができる。
【００２７】
また、前記突出部の幅は、前記光照射手段により照射される前記波長よりも短いものとすれば、ボータイ型の近接場光プローブとして効率的に作用する。
【００２８】
また、前記一対の構造体のそれぞれは、軟磁性材料を主成分とする層と、貴金属を主成分とする層と、を積層してなるものとすれば、書き込み磁気ヘッドとしての作用と、近接場光プローブとしての作用を両立させることが容易である。
【００２９】
また、前記光照射手段により前記ギャップに照射される光は、前記ギャップの間隔方向に対して略平行の電界ベクトルを有するものとすれば、構造体内への光のしみこみによるロスを低減することができる。
【００３０】
また、前記光照射手段は、前記光アシスト磁気記録ヘッドの外部に設けられた光源から与えられた光を導波する導波手段を有するものとすれば、外部に設けた比較的大型の光源からの光を利用することができる。
【００３１】
また、前記光照射手段は、レーザ素子を含むものとすれば、集積された一体型の光アシスト磁気記録ヘッドが実現できる。
【００３２】
一方、本発明の光アシスト磁気記録装置は、上記したいずれかの光アシスト磁気記録ヘッドと、記録媒体を前記ギャップに対して相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段により記録媒体を移動させつつ、前記近接場光を前記記録媒体に照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする。
【００３３】
以上説明したように、本発明の光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置においては、光ビームと記録磁界とを媒体の同一面側から供給する。
【００３４】
そして、本発明においては、媒体加熱用の光利用効率が極めて高いボータイ型の近接場光プローブと磁気記録ヘッドとを兼用する。さらに詳しく述べれば、近接場プローブを形成するギャップを磁気記録ヘッドの磁気ギャップと兼用する。こうすることによって、媒体上の加熱領域と記録磁界印加領域とを略一致させることができ、その結果として、ファーフィールド光では実現不能な数１０ナノメータの微小領域の選択的加熱が可能になるとともに、媒体のＨｃｏが十分に低下しているタイミングで記録磁界を供給することも可能となる。
【００３５】
その結果として、超高密度の光アシスト磁気記録を高速且つ安定して効果的に可能足らしめるものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３７】
（第1の実施形態）
図１は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分の構成を模式的に表す斜視図である。
【００３８】
また、図２は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分を記録媒体に対向する媒体対向面から見た平面図である。
【００３９】
さらに、図３は、この記録ヘッド先端の記録素子の要部を媒体対向面から見た拡大図である。
【００４０】
これらの図面に表したように、本実施形態の光アシスト磁気記録ヘッドは、スライダ２と、その先端に設けられた光プリズム７と、プリズム７の下方に設けられた透明誘電体ブロック２０と、ブロック２０の下に設けられた記録素子１と、を有する。スライダの媒体対向面６０には、記録媒体との相対的な走行の安定性を高める目的で、空気圧を受けない溝（エアロパターン）６１が適宜形成されている。
【００４１】
一方、スライダ２の上部には溝が刻まれ、その溝に光ファイバ６が埋設されている。光ファイバ６から放出された光ビームＬは、光プリズム７により反射され、透明誘電体ブロック２０を透過して記録素子１のギャップ３０付近において光スポット３１を形成するように照射される。なお、この光ファイバ６に光を入射する光源（図示せず）は、記録ヘッドの一部として設けられていてもよく、または、記録ヘッドとは別体の光源として、記録装置の内部あるいは外部に設けられていてもよい。
【００４２】
記録素子１は、ギャップ３０を隔てて対向した一対の構造体１Ａ及び１Ｂからなる。この構造体は、例えば、ＦｅＴａＣ、ＦｅＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＣｏＺｒＮｂ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ等のＦｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系合金などの軟磁性の良好な金属磁性体からなるものとすることができる。
【００４３】
記録素子１は、高い飽和磁束密度を有する磁気回路１１と、磁気回路１１に電気的絶縁を保って巻回されるコイル１２（Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ等の導電性に富む金属からなる）とに磁気的に結合され、コイル１２に記録電流を通電することによりギャップ３０から磁気記録媒体２００の磁気記録層に記録磁界を印加することができる。つまり、記録素子１は、媒体に情報を磁気的に書き込む磁気ヘッドとして作用する。ここで、磁気回路１１やコイル１２などの要素は、スパッタまたはメッキなどの薄膜形成プロセスとフォトリソグラフィ技術とを組み合せることで形成することができる。
【００４４】
一方、記録媒体２００はスライダ２の下方に設けられ、スライダに対して相対的に矢印Ａの方向に走行する。そして、記録素子１のギャップから与えられる記録磁界により、記録媒体２００上の記録トラック４０に記録磁化４１が書き込まれる。
【００４５】
本発明においては、記録素子１のギャップ３０の間隔および幅は、入射する光ビームＬの波長λよりも小さい。このように微小なギャップ３０に光ビームＬが照射されると、極めて高い強度の近接場光が誘起される。すなわち、ギャップ３０の両側に配置されている一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、光利用効率の高いボータイ（bowtie：蝶ネクタイ）型の近接場光プローブとして作用する。
【００４６】
ボータイ型の近接場光プローブについては、例えば、米国特許第５，６９６，３７２号公報や、アプライド・フィジックス・レター誌（「High efficiency near-field electromagnetic probe having a bowtie antenna structure」, Appl.Phys. Lett., 70 (11), 17, pp. 1354-1356, March 1997）に記載されている。
【００４７】
すなわち、そのメカニズムは、光ビームＬをギャップ３０に入射すると、ギャップ３０の両端近傍の構造体にプラズモン共鳴が生じることによりギャップ３０の媒体対向面側から高効率に近接場光が生じるというものである。この場合、ギャップ３０に照射された光ビームＬに対して、得られる近接場光の利用効率は約３０％にも及ぶ。
【００４８】
本発明者は、このような高い強度の近接場光は磁気記録媒体２００を加熱するためのエネルギビームとして利用可能であることを知得し、さらに独自の検討を進めた結果、記録磁界を発生するための「磁気ギャップ」を近接場光プローブとても利用するという着想を得た。
【００４９】
すなわち、本発明によれば、ギャップ３０において生ずる高い強度の近接場光を記録媒体２００に照射することにより、記録層のＨｃ０を記録磁界よりも低下することが可能となる。そして、このようにＨｃ０が低下された部分に、ギャップ３０から記録磁界を印加することにより、光アシスト磁気記録を確実に実行することができる。
【００５０】
本発明の構成上の基本的な特徴のひとつは、光利用効率が極めて高いボータイ型の近接場光プローブと磁気記録ヘッドとを併用することにより、加熱用光と記録磁界とを記録媒体の同一面側から供給する点にある。さらに詳しく述べれば、近接場プローブを形成する「ギャップ」と磁気記録ヘッドの「磁気ギャップ」と兼用することによって、記録媒体上において、加熱される領域と記録磁界が印加される領域とを一致させることができる。
【００５１】
ギャップ３０の間隔（Ｓ）と幅（Ｗ）を、入射する光ビームＬの波長λよりも十分小さく選ぶことで（例えばλが４００ｎｍの場合に、Ｓ＝２０ｎｍ、Ｗ＝５０ｎｍとする）、従来のファーフィールド光では実現不能な数１０ｎｍの微小領域を選択的に加熱することが可能になり、このように加熱されて記録部のＨｃｏが十分に低下しているタイミングでギャップ３０から記録磁界を与えることができる。その結果として、従来は不可能であった超高密度且つ高速の光アシスト磁気記録を実現することができる。
【００５２】
次に、本発明における光アシスト磁気記録のメカニズムについてさらに具体的に説明する。
【００５３】
図４は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドによる記録のプロセスを説明するための概念図である。すなわち、同図は、記録素子１のギャップ３０から発生する媒体加熱用の近接場光分布５０と、同様にギャップ３０から発生する記録磁界分布５１を模式的に表す。なお、図１及び図４においては、記録磁化として長手方向磁化を例示したが、本発明は垂直磁化も同様に実現することができる。
【００５４】
ここで、記録媒体２００は、例えば、ガラスやポリカーボネートなどからなる基板２００Ａの上に、磁性材料を含有した磁気記録層２００Ｂと、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）などの保護層２００Ｃとが積層された構成を有する。
【００５５】
図４に例示したように、ギャップ３０にＤＣ（直流状）の光ビームＬを照射すると、ギャップ３０から磁気記録媒体２００上の磁気記録層２００Ｂに局所的に近接場光分布５０が印加され、その領域が加熱される。この時に、コイル１２に記録電流を通電すると、ギャップ３０から磁気記録層２００Ｂの加熱された領域に記録磁界分布５１が印加される。光ビームＬのパワーとコイル１２に流す記録電流の大きさとを適切に調節することにより、加熱領域の保磁力Ｈｃｏが十分低下したタイミングで記録磁界を印加することができ、その後の急冷効果により安定な光アシスト磁気記録が可能となる。このようにして、記録トラック４０に沿って超微小サイズの記録磁化４１を高速且つ安定に書き込むことができる。
【００５６】
本発明において用いる記録素子１は、図１乃至図４に例示したものには限定されない。
【００５７】
図５は、本発明において用いることができる記録素子１の形状を例示した概念図である。すなわち、同図（ａ）乃至（ｇ）は、記録素子１の先端部を媒体対向面から見た平面図である。また、同図においては、記録媒体２００の相対的な走行方向を矢印で表した。
【００５８】
図５（ａ）乃至（ｇ））に表した記録素子は、いずれもギャップ３０を介して一対の構造体１Ａ及び１Ｂが対向した構成を有するが、その平面形状がそれぞれ異なる。
【００５９】
図５（ａ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａ及び１Ｂは、ギャップ３０の近傍においては、幅がほぼ一定で略平行に延出した突出部Ｐと、その後方ではギャップから離れるに従って直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有する。すなわち、幅狭の突出部Ｐの先端にギャップ３０が形成され、ギャップ３０の幅が突出部Ｐの幅により規定されている。このようにギャップを規定することにより、ボータイ型近接場光プローブの作用を促進するとともに、記録磁界のトラック幅方向への漏出も抑制することができる。すなわち、隣接トラックに対する「サイドライティング」を効果的に防ぐことができる。
【００６０】
図５（ｂ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方において、外側に膨らんだ形状で幅が広がる部分Ｔ２とを有する。ここの場合も、突出部Ｐは、上述と同様の作用を有する。
【００６１】
図５（ｃ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方において、内側に窪んだ形状で幅が広がる部分Ｔ３とを有する。
【００６２】
図５（ｄ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。
【００６３】
図５（ｅ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａと１Ｂとが異なる形状を有する。すなわち、構造体１Ａは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。これに対して、構造体１Ｂは、幅狭の突出部Ｐと、その後方ではギャップから離れるに従って直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有する。
【００６４】
これとは逆に、図５（ｆ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａが、幅狭の突出部Ｐと、その後方で直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有し、構造体１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。
【００６５】
また、図５（ｇ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａは、幅狭の突出部Ｐと、その後方で直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有するが、構造体１Ｂは、幅狭に延出した突出部を持たず、矩形状の幅の広い部分Ｔ４のみを有する。このように、ギャップ３０の両側の構造体の対向面は、必ずしも同一の幅を有する必要はない。図５（ｇ）に例示した形状の場合も、構造体１Ａが有する幅狭の突出部Ｐによって、近接場光の発生及び記録磁界の印加範囲を概ね規定することが可能である。
【００６６】
その他、記録素子の形状に関しては、必要とされる記録密度、光の波長、磁気記録層の特性、記録条件、記録ヘッドの構成や各部の材料などの種々のパラメータを考慮して適宜決定することができる。
【００６７】
次に、記録素子１の断面構成について説明する。
【００６８】
記録素子の構造体１Ａ及び１Ｂは、単一の層により形成してもよいが、複数の層を積層した構造とすることもできる。
【００６９】
図６は、構造体１Ａ及び１Ｂを積層体として場合の構成を例示する断面図である。すなわち、同図に例示したものにおいては、構造体１Ａ及び１Ｂがそれぞれ２種類の層Ｍ及びＥを交互に積層した構造を有する。但し、各層の層厚や積層数は、図示したものには限定されない。例えば、層Ｅと層Ｍとを一層ずつ積層した簡単な積層構造でもよい。
【００７０】
ここで、層Ｍは、例えば、高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる層とするとができる。このような材料は、例えば、前述したようなＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂなどを挙げることができる。このような材料からなる層Ｍは、図１関して前述した記録コイル１２による発生磁界を磁気回路１１から高い効率で伝達し、ギャップ３０から高効率で磁気記録媒体に与えることができる。
【００７１】
一方、層Ｅは、例えば、プラズモン共鳴を生じやすい材料からなる層とすることができる。このような材料としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇなどの貴金属を挙げることができる。このような材料からなる層Ｅは、上方から照射される光ビームＬに対して高い確率でプラズモン共鳴を生じ、高効率のプローブとして近接場光を発生する。
【００７２】
つまり、構造体１Ａ及び１Ｂをこのような積層構成とすることにより、記録磁界の発生効率と近接場光の発生効率を両立させることが可能となる。なお、図示したもの以外にも、３種類以上の層を所定の順序で積層した構造としても同様の効果を得ることが可能である。
【００７３】
但し、構造体１Ａ及び１Ｂを積層構造とはせずに、磁気特性の優れた材料と、近接場光の発生効率の点で優れた材料と、を適宜混ぜ合わせて形成した単一の層をそれぞれ採用してもよい。例えば、磁気特性の優れた材料の中に近接場光の発生効率の点で優れた材料を分散させたり、または、近接場光の発生効率の点で優れた材料の中に、磁気特性の優れた材料を適宜分散させることによっても、記録磁界の発生効率と近接場光の発生効率を両立させることが可能となる。
【００７４】
次に、本発明において、ギャップ３０に照射する光ビームＬの電界ベクトルの方向に関して説明する。本発明においては、入射光の波長λよりも狭いギャップ３０を介して近接場光を発生させるが、本発明者らの詳細な検討の結果、このような狭いギャップに光ビームを入射する際には、光ビームの電界ベクトルの方向をギャップ３０の間隔方向に対して平行にすると高い効率で近接場光を取り出すことができることが判明した。
【００７５】
図７（ａ）（ｂ）は、光ビームの金属導波路中での導波モードを計算した結果を表すグラフ図である。ここでは簡単のために、金（Ａｕ）にスリット状の開口設けた場合の波長６５０ナノメータの光の導波モードを計算した。また、図３（ａ）はスリットの開口が５０ナノメータと比較的小さい場合、図３（ｂ）は開口が３００ナノメータと比較的大きい場合をそれぞれ表す。
【００７６】
図７から明らかなように、モードの分布形状がＴＥモード（電界ベクトルの方向がスリット両端の境界線に対して平行なモード）とＴＭ（transverse magnetic）モード（磁界ベクトルの方向がスリット両端の境界線に対して平行なモード）とで大きく異なっている。なお、ここで言う「ＴＥモード」、「ＴＭモード」とは、レーザ素子の発振モードではなく、スリットに対して定義している。
【００７７】
図７の縦軸に表した光強度は、ポインティングベクトルの伝搬方向成分を示したもので、ＴＭモードの光強度が空気と金属との界面で不連続なのは、電界ベクトルの境界面に垂直方向の成分が不連続であることに起因している。すなわち、連続となる量は電界ベクトルの境界面に垂直な方向の成分をｎ２で割ったもの（ｎは複素屈折率）であるため、ｎ２の実数部絶対値が大きい金属中では、光強度が大幅に小さくなる。
【００７８】
一方、ＴＥモードでは境界面に垂直方向の電界ベクトル成分は０であるために、１／ｎ２の係数はかからず、金属中に大きくしみ出すモードとなる。
【００７９】
図７（ｂ）に示したように、スリット（開口）間隔が比較的大きいと、このしみ出しはあまり顕著ではない。これに対して、図７（ａ）のように狭いスリット間隔ではＴＥモードのしみ出し部分が大きくなり、ＴＭモードと比較すると「しみ出し」の割合が大きく異なる。金属中にしみ出している部分は大きな吸収損失を受けるため、導波モードとしては大きな損失を持つモードとなる。しかしながら、ＴＭモードではスリット幅が小さくても、上述した理由により金属中へのしみ出しが小さいため、導波モード損失は極めて小さい。
【００８０】
つまり、本発明においてギャップ３０の間隔を数１０ナノメータ程度まで微小にした場合には、入射する光ビームが「ＴＭモード」すなわち、電界ベクトルの向きがギャップ３０の間隔方向（例えば、図５において矢印Ａの方向）に対して平行にした方が構造体１Ａ、１Ｂの中への「しみ出し」による光の損失を大幅に低減し、より高い効率で近接場光を取り出すことができる。
【００８１】
以下、本発明者らによる計算の結果のいくつかを紹介する。
【００８２】
図８は、構造体１Ａ、１ＢをＡｕにより形成した場合のギャップ３０の間隔Ｓと導波モード損失αとの関係を表すグラフである。ここで、入射光ビームの波長は６５０ナノメータとした。同図から、ギャップ間隔Ｓが小さくなると、ＴＭモードの損失がＴＥモードに比べて２桁低くなることが分かる。すなわち、狭いギャップに対しては、ＴＭモードすなわち電界ベクトルがギャップの間隔方向に平行な方向で光を入射すると損失が極めて小さくなることが定量的に示されている。
【００８３】
具体例として、厚さ１００ｎｍのＡｕにより構造体１Ａ、１Ｂを形成し、間隔５０ｎｍのギャップ３０を形成した場合、図８より透過率は以下のようになる。
ギャップ３０以外の場所：０．００１
ＴＥモード透過率 ：０．００６
ＴＭモード透過率 ：０．９５６
【００８４】
従って、この厚さの構造体では光は十分減衰し、かつＴＭモードはギャップ３０を殆ど損失がなく透過できることが分かる。一方、ＴＥモードはこのギャップ３０を殆ど透過しない。図８からＴＥモードに対してはギャップ間隔を２６０ｎｍ以上とした場合のみ、損失を低減できることが分かる。
【００８５】
図９は、それぞれＡｇにより構造体１Ａ、１Ｂを形成した場合のＴＥモード、ＴＭモードそれぞれに対する損失を計算した結果を例示するグラフ図である。この場合も、ＴＭモードの方がＴＥモードより損失が小さく、ギャップ間隔Ｓが１００ナノメータよりも小さくなると、モードによって２桁或いはそれ以上の損失差が生ずることが分かる。
【００８６】
図１０及び図１１は、波長４００ナノメータの光に対して、それぞれ金及びアルミニウムの構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。これらのグラフから、短波長の４００ｎｍでも、ギャップ間隔Ｓが１００ナノメータよりも小さくなると、モードによって大きな損失差が生ずることが分かる。
【００８７】
以上詳述したように、ギャップ３０の間隔Ｓを入射光ビームの波長よりもかなり短い数１０ナノメータ程度とした場合には、入射光の偏光方向のギャップ３０の間隔に対して平行な方向とすることにより、極めて損失が少なく、高い効率で近接場光を得ることができる。これにより、入射光の波長よりも１桁程度小さいビームサイズの強力な近接場光で記録媒体の記録部を効果的に加熱昇温することが可能となる。
【００８８】
以上、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの要部構成及びその動作原理について説明した。
【００８９】
以下、その図面を参照しつつその全体構成に関して具体例を参照しつつ説明する。
【００９０】
図１２は、図１乃至図４に例示したスライダ２がヘッドサスペンション４及びジンバルバネ３を介して設置された状態を例示する斜視図である。このようなヘッドサスペンション４は、後述する磁気ディスク装置のロータリーアクチュエータ・ヘッドアームなどに固定されて使用される。また、ヘッドスライダ２は、磁気ディスク等の磁気記録媒体の上を浮上または接触して相対的に走行する部材である。
【００９１】
図１３は、ヘッドスライダ２の全体を表す斜視図であり、記録媒体（図示せず）はこの下方に配置される。スライダ２のテール側（媒体流出端側）に、プリズム７と透明誘電体２０が設けられている。また、透明誘電体２０の媒体対向面６０の側には記録素子１（図示せず）が設けられ、記録素子１のリード線が接続される電極パッド８が透明誘電体２０の側面に設けられている。そして、電極パッド８からヘッドスライダ２の上部を経由してリードワイア５が設けられている。また、電極パッド３には、コイル１２からのリードも接続される。
【００９２】
図１４は、記録素子1上に導く波長λの光ビームＬの伝搬路を例示する断面図である。すなわち、同図に例示した構成の場合、光ビームＬは、ファイバ６により供給され、プリズム７により反射され、透明誘電体２０を透過して記録素子１に入射される。このように、ファイバ６により光ビームＬを供給する場合、光源は、記録ヘッドの上においてもよく、あるいは記録ヘッドとは別体のものとして記録装置の内部あるいは外部に設けることができる。その結果として、ヘッド先端部に集積化することが困難な光源であっても利用することができるという利点がある。例えば、出力パワーの大きい大型のレーザ素子や管式レーザなどでも光源として利用することが可能となる。
【００９３】
図１５は、磁気再生素子も併せて有するヘッドの要部を表す平面図である。すなわち、同図は、媒体対向面から眺めたスライダ２の平面構成を表す概念図である。記録素子１からみて媒体走行方向の下流側にシールド型の磁気再生素子１３０が設けられている。磁気再生素子１３０は、磁気検出素子１３１が一対のシールド層１３２、１３３に挟まれた構成を有し、磁気記録媒体２００に書き込まれた記録トラック４０上の記録磁化４１から発生する再生磁界を高感度、高分解能で検出して記録信号を再生する。再生素子１３０は、例えば、ＧＭＲ（GianatMangetoResistance effect）素子や、ＡＭＲ（Anisotoropic Magnetoresistance effect）あるいはＴＭＲ（Tunneling MagnetoResistance effect）などの磁気抵抗効果素子などを磁気検出素子として用いて形成することができる。また、このようなシールド型の磁気再生素子１３０は、記録素子１と同様の形成プロセスを用いて製造することが可能である。
【００９４】
次に、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例について説明する。
【００９５】
図１６は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例を表す要部斜視図である。
【００９６】
また、図１７は、その媒体対向面から見た平面図である。これらの図面については、図１乃至図１５に関して前述した要素と同様のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
本具体例においては、光ファイバ６を伝搬させた光ビームＬを光カップラ７０を経由して薄膜光導波路７４の一端に導き、この導波路７４を導波した光ビームＬを記録素子１のギャップ３０に照射する。導波路７４は、コア７１とそれを取り囲むクラッド７２とを有する。このような導波路７４は、薄膜形成技術とフォトリソグラフィ技術とを組み合わせて形成可能であり、記録素子１や、図示しない磁気回路１１、コイル、磁気再生素子１３０などと同類のプロセスを用いて形成することが可能である。
【００９８】
本具体例によれば、薄膜光導波路７４は比較的簡単なプロセスで低損失を維持しながら小型化できるので、ファイバ６から放出された光ビームＬの損失を抑制しつつそのパワーをギャップ３０に集中させることができ、その結果として、媒体加熱効率のさらなる向上を図ることができる。
【００９９】
次に、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例について説明する。
【０１００】
図１８は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例を表す要部斜視図である。
【０１０１】
また、図１９は、その媒体対向面から見た平面図である。これらの図面についても、図１乃至図１７に関して前述した要素と同様のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０２】
本具体例においては、ヘッドスライダ２に光ビームの光源としてレーザ素子８０が設けられている。レーザ素子８０としては、例えば、端面発光型の半導体レーザ素子や、垂直共振器面発光型レーザ素子（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）などを用いることができる。レーザ素子８０の発光面から出射される光ビームＬを必要に応じてはレンズなどの光学手段９０を介して記録素子１のギャップ３０に照射する。
【０１０３】
本具体例によれば、ヘッドスライダ２の中に、光源となるレーザ素子と、記録素子１と、さらには図示しない磁気再生素子までも集積形成することが可能となる。
【０１０４】
例えば、これらの要素は、薄膜形成技術とフォトリソグラフィ技術とを用いてヘッドスライダ２の媒体対向面に対して垂直な方向に積み上げ形成することにより形成することができる。このような構成を取ることによって、上述した各具体例と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０５】
さらに、光源となるレーザ素子８０、記録素子１、そして図示していない磁気再生素子とを一体化することにより、小型軽量且つ高信頼性を有する光アシスト磁気記録ヘッドが提供でき、高速シーク動作が可能になると共に低価格にヘッドとドライブとを構成することができる。
【０１０６】
なお、図１乃至図１９を参照しつつ以上説明した具体例においては省略したが、磁気記録媒体２００上を浮上または接触しながらヘッドスライダ２を相対運動させる時に発生し得る両者の磨耗、クラッシュを避ける意味から、ヘッドスライダ２の媒体対向面（記録素子１の表面も含む）には、厚みが１０ｎｍまたはそれ以下の膜厚の極薄の保護膜（炭素膜など）をスパッタやＣＶＤなどの方法により形成しておくことが望ましい。
【０１０７】
次に、本発明に係る光アシスト磁気記録装置について説明する。すなわち、図１乃至図１９に関して説明した本発明の光アシスト磁気記録ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、光アシスト磁気記録装置に搭載することができる。
【０１０８】
図２０は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、同図に例示した光アシスト磁気記録装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。本発明の光アシスト磁気記録装置１５０は、複数の媒体ディスク２００を備えたものとしてもよい。
【０１０９】
媒体ディスク２００に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ２は、薄膜状のサスペンション４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ２は、例えば、前述したいずれかの具体例にかかる光アシスト磁気記録ヘッドをその先端付近に搭載している。
【０１１０】
媒体ディスク２００が回転すると、ヘッドスライダ２の媒体対向面（ＡＢＳ）は媒体ディスク２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはスライダが媒体ディスク２００と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。
【０１１１】
サスペンション３は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【０１１２】
アクチュエータアーム１５５は、スピンドル１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。
【０１１３】
図２１は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション４が接続されている。
【０１１４】
サスペンション４の先端には、図１乃至図１９に関して前述したような本発明の光アシスト磁気記録ヘッドを具備するヘッドスライダ２が取り付けられている。サスペンション４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ２に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドを表す。また、スライダ２に光源が集積化されない場合は、図中の１６４の一部を光ファイバとし、例えば、１６５に設けた半導体レーザと結合させることにより、光ビームを供給することができる。
【０１１５】
図２２は、本具体例の光アシスト磁気記録装置の構成を例示するブロック図である。図２２において、Ｉｏは発光素子駆動入力、Ｉｓは信号入力、Ｏｓは信号出力、２０１は発光素子駆動回路系、２０２は記録素子に光を照射する発光素子、２０３はＥＣＣ（誤り訂正コード）附加回路系、２０４は変調回路系、２０５は記録補正回路系、２０６はヘッドに内蔵された記録素子部、２０７は媒体、２０８はヘッドに内蔵された再生素子部、２０９は等価回路系、２１０は復号回路系、２１１は復調回路系、２１２はＥＣＣ回路系である。
【０１１６】
従来の磁気ディスク装置に、発光素子駆動入力Ｉｏ、発光素子駆動回路系２０１、発光素子２０２が附加されたブロック構成を為す点、前記具体例に詳述したように近接場光プローブと書き込み磁気ヘッドとを兼ねる独特の記録素子１を有するヘッドの構成や、これに付随した光照射手段及び磁界供給手段、さらに、これらを連動させて記録媒体に光アシスト磁気記録を行うために調節された制御手段などが本具体例の光アシスト磁気記録装置を特徴付け得る要素となる。
【０１１７】
発光素子駆動入力はレーザなどの発光素子へのＤＣ電圧の供給で構わず、発光素子駆動回路系は特に設けずに発光素子をＤＣ駆動しても構わない。変調回路の出力に同期させてパルス的に駆動しても良く、パルス駆動の方が回路構成は複雑化するが、レーザの寿命を長期化する上では好ましい。ＥＣＣ附加回路系２０３とＥＣＣ回路系２１２は特に設けなくても構わない。変復調の方式、記録補正の方式は自由に選定することが可能である。
【０１１８】
媒体への情報入力は、発光素子部２０２からの光照射と、この光照射でＨｃ０が低下している媒体位置に、記録素子部２０６から記録信号変調された記録磁界を印加することにある。記録情報が媒体面上の磁化転移列として形成される点は従来の磁気記録装置と同等である。この時に、図２に関して前述したように本発明によれば、媒体面上での近接場光による加熱分布と、記録磁界による磁界分布とがほぼ重なる点も特徴となり得る。このために、微小な領域を高速で安定して光アシスト磁気記録でき高密度化できる点で極めて有利である。
【０１１９】
磁化転移列から発生する媒体からの漏洩磁界を信号磁界として再生素子部２０８が検出する。再生素子部は、前述の如く、ＧＭＲ型、ＡＭＲ型、ＴＭＲ型を甫とした各種の磁気検出素子を採用することができる。
【０１２０】
本発明によれば、図１乃至図１９に関して前述したような光アシスト磁気記録ヘッドを具備することにより、従来よりも格段に高い記録密度で且つ高速に媒体ディスク２００に所定の情報を磁気的に記録することが可能となる。
【０１２１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、ヘッドの全体構成や、プリズムやファイバなどの光学素子、磁気シールド、コイル、磁気回路、光源などの各要素の形状や材質に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
また、本発明は、長手磁気記録方式のみならず垂直磁気記録方式についても同様に適用して同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
さらに、本発明の光アシスト磁気記録装置は、特定の記録媒体を定常的に備えたいわゆる固定式のものでも良く、一方、記録媒体が差し替え可能ないわゆる「リムーバブル」方式のものでも良い。
【０１２４】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記憶装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施しうるすべての光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置も同様に本発明の範囲に属する。
【０１２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、高密度記録再生に必要な極めて微細な粒径からなる低ノイズの多粒子媒体に対して、室温付近で十分に高い熱擾乱耐性を付与できるとともに、記録磁界印加部では強力な近接場光の照射により媒体の磁化反転に必要な磁界を低減化することにより、実用的な記録ヘッドで高速記録を実現することが可能となる。
【０１２６】
また、本発明によれば、高効率の近接場光プローブと記録磁気素子の兼用一体化により、磁気記録媒体上の加熱領域と記録磁界印加領域とを重ねることができるために、高密度の記録に必要となる絶好のタイミングで媒体を加熱し記録磁界を印加することが可能となるため、高効率の光アシスト磁気記録を可能足らしめる。
【０１２７】
また、本発明によれば、小型軽量の光アシスト磁気記録ヘッドが提供出来るので、高速シーク動作が可能になると共に低価格にヘッドとドライブを構成することができる。
【０１２８】
以上詳述したように、本発明によれば、従来と比べて飛躍的に高い記録密度の磁気記録を高速且つ安定して実施することが可能となり、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分の構成を模式的に表す斜視図である。
【図２】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分を記録媒体に対向する媒体対向面から見た平面図である。
【図３】本発明の記録ヘッド先端の記録素子の要部を媒体対向面から見た拡大図である。
【図４】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドによる記録のプロセスを説明するための概念図である。
【図５】本発明において用いることができる記録素子１の形状を例示した概念図であり、同図（ａ）乃至（ｇ）は、記録素子１の先端部を媒体対向面から見た平面図である。
【図６】構造体１Ａ及び１Ｂを積層体として場合の構成を例示する断面図である。
【図７】光ビームの金属導波路中での導波モードを計算した結果を表すグラフ図である。
【図８】構造体１Ａ、１ＢをＡｕにより形成した場合のギャップ３０の間隔Ｓと導波モード損失αとの関係を表すグラフである。
【図９】それぞれＡｇにより構造体１Ａ、１Ｂを形成した場合のＴＥモード、ＴＭモードそれぞれに対する損失を計算した結果を例示するグラフ図である。
【図１０】波長４００ナノメータの光に対して、金の構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。
【図１１】波長４００ナノメータの光に対して、アルミニウムの構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。
【図１２】図１乃至図４に例示したスライダ２がヘッドサスペンション４及びジンバルバネ３を介して設置された状態を例示する斜視図である。
【図１３】ヘッドスライダ２の全体を表す斜視図である。
【図１４】記録素子1上に導く波長λの光ビームＬの伝搬路を例示する断面図である。
【図１５】磁気再生素子も併せて有するヘッドの要部を表す平面図である。
【図１６】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例を表す要部斜視図である。
【図１７】本発明の第２具体例の記録ヘッドを媒体対向面から見た平面図である。
【図１８】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例を表す要部斜視図である。
【図１９】第３具体例の記録ヘッドを媒体対向面から見た平面図である。
【図２０】本発明の光アシスト磁気記録装置の概略構成を例示する要部斜視図である。
【図２１】アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。
【図２２】本発明の光アシスト磁気記録装置の構成を例示するブロック図である。
【符号の説明】
１ 記録素子
１Ａ、１Ｂ 構造体
２ ヘッドスライダ
３ ジンバルバネ
４ サスペンション
５ リード
６ 光ファイバ
７ 光プリズム
８ 電極パッド
１１ 磁気回路
１２ 記録コイル
２０ 透明誘電体
３０ ギャップ
３１ 光スポット
４０ 記録トラック
４１ 磁化遷移
５０ 光分布
５１ 磁界分布
６０ 媒体対向面
６１ 溝
７０ 光カップラ
７１ コア
７２ クラッド
７４ 薄膜光導波路
１３０ 磁気再生素子
１３１ 磁気検出素子
１３２、１３３ 磁気シールド
１５０ 磁気記録再生装置
１５２ スピンドル
１５３ ヘッドスライダ
１５４ サスペンション
１５５ アクチュエータアーム
１５６ ボイスコイルモータ
１５７ スピンドル
１６４ リード線
１６５ 電極パッド
２００ 記録用媒体ディスク
２００Ａ 基板
２００Ｂ 記録層
２００Ｃ 保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置に関し、より詳細には、光照射により磁気記録媒体を加熱昇温して磁気記録を行うことにより極めて高密度な磁気的記録を可能とした新規な光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気的に情報の記録再生を行う磁気記録装置は、大容量、高速、安価な情報記憶手段として発展を続けている。特に近年のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の進展は著しく、製品レベルで記録密度は１５Ｇｂ／ｉｎ２（Giga bits per squre inch）を、内部データ転送速度は１００Ｍｂｐｓ（Mega bits per second）を超え、メガバイト単価は数円／ＭＢまで低価格化している。ＨＤＤの高密度化は、信号処理、メカ・サーボ、ヘッド、媒体、ＨＤＩなど複数の要素技術の集大成として進展してきているが、近年、媒体の熱擾乱問題がＨＤＤの高密度化の阻害要因として顕在化しつつある。
【０００３】
磁気記録の高密度化は、記録セルの微細化により実現するが、記録セルの微細化により媒体からの信号磁界が減少する為、所定の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を確保するためには、媒体ノイズの低減化が必須となる。媒体ノイズの主因は、磁化転移部の乱れであり、乱れの大きさは媒体の磁化反転単位に比例する。
【０００４】
磁気媒体には多結晶磁性粒子からなる薄膜（本願明細書においては、「多粒子系薄膜」あるいは「多粒子系媒体」と称する）が用いられているが、多粒子系薄膜の磁化反転単位は、粒子間に磁気的な交換相互作用が作用する場合は、交換結合された複数の磁性粒子から構成される。
【０００５】
従来、例えば数１００Ｍｂ／ｉｎ２から数Ｇｂ／ｉｎ２の記録密度においては、媒体の低ノイズ化は、主に磁性粒子間の交換相互作用を低減し磁化反転単位を小さくすることにより実現してきた。しかし、最新の１０Ｇｂ／ｉｎ２級の磁気媒体では、磁化反転単位は磁性粒子２−３個分にまで縮小されており、近い将来、磁化反転単位は磁性粒子一つに相当するまで縮小するものと予測される。
【０００６】
従って今後さらに磁化反転単位を縮小して所定のＳ／Ｎを確保する為には、磁性粒子のサイズ自身を小さくする必要がある。磁性粒子の体積をＶとおくと粒子の持つ磁気的エネルギーはＫｕＶで表わされる。ここでＫｕは粒子の磁気異方性エネルギー密度である。低ノイズ化の為にＶを小さくするとＫｕＶが小さくなり室温付近の熱エネルギーによって記録情報が乱れる、という熱擾乱問題が顕在化する。
【０００７】
Sharrockらの解析によれば、粒子の磁気的エネルギーと熱エネルギーｋＴ（ここでｋはボルツマン定数であり、Ｔは絶対温度を表す）の比、ＫｕＶ／ｋＴは１００程度の値でないと記録寿命の信頼性を損ねる。従来から媒体磁性膜に用いられてきたＣｏＣｒ基合金のＫｕ（２−３×１０６ｅｒｇ／ｃｃ）では、低ノイズ化の為に粒径微細化を進めると熱擾乱耐性の確保が困難な状況に至りつつある。そこで近年、ＣｏＰｔ，ＦｅＰｄなど１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料が注目を浴びてきているが、粒径微細化と熱擾乱耐性を両立する為に、単純にＫｕを上げると別の問題が顕在化する。それは記録感度の問題である。媒体磁性膜のＫｕを上げると媒体の記録保磁力Ｈｃ０（Ｈｃ０＝Ｋｕ／Ｉｓｂと表され、ここでＩｓｂは媒体磁性膜の正味の磁化である）が上昇し、Ｈｃ０に比例して飽和記録に必要な磁界が増加する。
【０００８】
記録ヘッドから発生し媒体に印加される記録磁界は記録コイルへの通電電流の他に、記録磁極材料、磁極形状、ヘッドと媒体のスペーシング、媒体の種類、膜厚などに依存するが、高密度化に伴い記録磁極先端部のサイズが縮小することを考慮すると、発生磁界の大きさには限界がある。
【０００９】
例えば、最も発生磁界の大きな単磁極ヘッドと軟磁性裏打ち垂直媒体の組合せでも、記録磁界の大きさは高々１０ｋＯｅ（エルステッド）程度が限界である。一方で将来の高密度・低ノイズ媒体に必要な５ｎｍ程度の粒径で、十分な熱擾乱耐性を得るためには、１０７ｅｒｇ／ｃｃ以上のＫｕを示す磁性膜材料を採用する必要があるが、その場合、室温付近における媒体の記録に必要な磁界は１０ｋＯｅを軽く上回るために、記録ができなくなる。つまり、単純に媒体のＫｕを増加させてしまうと、そもそも記録ができないという問題が顕在化するのである。
【００１０】
以上説明したように、従来の多粒子系媒体を用いた磁気記録では、低ノイズ化、熱擾乱耐性の確保、記録感度の確保がトレードオフの関係にあり、これが記録密度の限界を決定する本質的な問題となっていた。
【００１１】
この問題を解決する方法として、「光アシスト磁気記録方式」が考えられる。光アシスト磁気記録方式は、「熱アシスト磁気記録方式」と称される場合もあり、次の２つの方式に大別できる。すなわち、その一つは、従来から磁気記録に採用されてきた多粒子系媒体を用いる方式であり、もう一つは、光磁気記録に用いられているような連続磁性膜系媒体を用いる方式である。
【００１２】
多粒子系媒体を用いる光アシスト磁気記録方式では、十分にノイズが低くなる程度に微細な磁性粒子を用い、熱擾乱耐性を確保する為に室温付近で高いＫｕを示す記録層を用いることが望ましい。このような大きなＫｕを有する媒体は、室温付近では記録に必要な磁界が記録ヘッドの発生磁界を上回り記録不能である。これに対して、光アシスト磁気記録方式においては、記録磁極の近傍に光ビームを用いた媒体加熱手段を配し、記録時に局所的に媒体を加熱し加熱部のＨｃ０をヘッドからの記録磁界以下に低下させて記録する。
【００１３】
この基本コンセプトを実現するために重要なポイントは、加熱中もしくは加熱直後の媒体が冷却する前に記録磁界を供給して記録を完了すること、隣接トラックを加熱して隣接磁化転移を熱擾乱で破壊することが無いように、記録磁極の幅程度の微小領域のみを選択的に加熱することであると考えられる。
【００１４】
多粒子系媒体を用いる方式では、隣接トラックの熱擾乱と共に、記録しようとしているトラックに形成した磁化転移が、下流側の未だ温度が十分に冷め切らない領域で熱擾乱の影響を受けない様な工夫が必要となるが、記録密度は粒径で決まり、かつ磁化反転速度が極めて速い、という利点がある。
【００１５】
一方、連続磁性膜すなわち非晶質状の磁性膜を用いる方式では、記録密度が磁壁の厚み（１０−２０ｎｍ）で規定され、磁壁移動を伴う場合は磁壁移動速度（数１０ｍ／ｓ）がデータ転送速度を規定する、といった多粒子系には無い短所を有する反面、磁性粒子の体積Ｖは無限大と見なせるので熱擾乱問題は考える必要が無い。連続磁性膜を用いる方式においても、室温付近の媒体保磁力をヘッド磁界よりも高く、加熱部の媒体保磁力をヘッド磁界よりも低く調整する点では前記の多粒子系と同じである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
連続磁性膜として光磁気記録媒体を用い、光アシスト的な磁気記録を試みた先行技術は、例えば日本応用磁気学会誌ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．８，ｐｐ．１９０１−１９０６，１９９９に開示されている。この先行例では、媒体を加熱する熱源としてはファーフィールドの光ビームを利用し、記録磁極と光ビーム源は媒体に対して互いに対向して配置されているので、両面記録は困難であると共にニアフィールド（近接場）光の利用は不可能である。
【００１７】
また、記録ビット長は磁気ヘッドにより決定されるが、記録トラック幅は光スポットで決定しているため、トラック幅の限界はファーフィールド光のスポットサイズにより決定される。即ち短波長レーザと高ＮＡのレンズを組み合せたとしてもトラック幅は数１００ｎｍが限界であり、さらなる高密度化が困難であるという問題があった。
【００１８】
さらに、この先行例では光照射位置と記録磁界印加位置とは略一致しているため、媒体を加熱するに要する時間でデータ転送速度が規定される、という問題もあった。
【００１９】
以上説明したように、多粒子系媒体を用いて光アシスト磁気記録を実現しようとする場合、媒体が十分に加熱されているタイミングで記録磁界下を通過するための手段がなく、また、小型・軽量・安価な光アシスト磁気記録ヘッドも提案されていなかった。
【００２０】
一方、連続磁性膜系媒体を用いて光アシスト磁気記録を実現しようとする場合、両面記録が困難であり、近接場光の採用が不可能なために記録密度をそれほど高くできず、光照射位置と記録磁界印加位置が一致しているために媒体の熱応答によってデータ転送速度が規定されるといった問題があった。
【００２１】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものである。すなわち、その目的は、新規な発想に基づき近接場を極めて高い効率で利用することにより、超高密度で安定した光アシスト磁気記録を可能にする光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する手段として、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドは、
ギャップを介して対向配置された一対の構造体と、
前記ギャップの間隔よりも長い波長の光を照射する光照射手段と、
前記一対の構造体に磁界を与える磁界付与手段と、
を備え、
前記一対の構造体のそれぞれは、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅ及びＣｏＺｒＮｂよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、Ａｕ、Ｐｔ及びＡｇよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、を積層した構造を有し、磁気記録媒体に対して略平行な板状体であり、
前記光照射手段により前記ギャップの一方の側に光を照射することにより前記ギャップの他方の側に近接場光が生じ、
前記磁界付与手段から前記一対の構造体に前記磁界を与えることにより、前記ギャップから記録磁界が発生し、
磁気記録媒体に前記近接場光を照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする。
【００２３】
すなわち、一対の構造体をボータイ型の近接場光プローブとして用い、同時に磁気的な書き込みのための磁極としても用いることにより、超高密度で安定した光アシスト磁気記録が可能となる。
【００２４】
ここで、前記一対の構造体のそれぞれは、軟磁性材料を含有するものとすれば、磁気的な書き込みを円滑に実施することができる。
【００２５】
また、前記一対の構造体のそれぞれは、前記光照射手段により前記ギャップの前記一方の側に前記光が照射されるとプラズモン共鳴を生ずることにより、前記ギャップの前記他方の側に前記近接場光を生ずるものとすれば、近接場光プローブとして効率的に作用する。
【００２６】
また、前記一対の構造体の少なくともいずれかは幅狭の突出部を有し、前記突出部の先端に前記ギャップが形成されてなるものとすれば、ギャップの幅を確実に規定することができる。
【００２７】
また、前記突出部の幅は、前記光照射手段により照射される前記波長よりも短いものとすれば、ボータイ型の近接場光プローブとして効率的に作用する。
【００２８】
また、前記一対の構造体のそれぞれは、軟磁性材料を主成分とする層と、貴金属を主成分とする層と、を積層してなるものとすれば、書き込み磁気ヘッドとしての作用と、近接場光プローブとしての作用を両立させることが容易である。
【００２９】
また、前記光照射手段により前記ギャップに照射される光は、前記ギャップの間隔方向に対して略平行の電界ベクトルを有するものとすれば、構造体内への光のしみこみによるロスを低減することができる。
【００３０】
また、前記光照射手段は、前記光アシスト磁気記録ヘッドの外部に設けられた光源から与えられた光を導波する導波手段を有するものとすれば、外部に設けた比較的大型の光源からの光を利用することができる。
【００３１】
また、前記光照射手段は、レーザ素子を含むものとすれば、集積された一体型の光アシスト磁気記録ヘッドが実現できる。
【００３２】
一方、本発明の光アシスト磁気記録装置は、上記したいずれかの光アシスト磁気記録ヘッドと、記録媒体を前記ギャップに対して相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段により記録媒体を移動させつつ、前記近接場光を前記記録媒体に照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする。
【００３３】
以上説明したように、本発明の光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置においては、光ビームと記録磁界とを媒体の同一面側から供給する。
【００３４】
そして、本発明においては、媒体加熱用の光利用効率が極めて高いボータイ型の近接場光プローブと磁気記録ヘッドとを兼用する。さらに詳しく述べれば、近接場プローブを形成するギャップを磁気記録ヘッドの磁気ギャップと兼用する。こうすることによって、媒体上の加熱領域と記録磁界印加領域とを略一致させることができ、その結果として、ファーフィールド光では実現不能な数１０ナノメータの微小領域の選択的加熱が可能になるとともに、媒体のＨｃｏが十分に低下しているタイミングで記録磁界を供給することも可能となる。
【００３５】
その結果として、超高密度の光アシスト磁気記録を高速且つ安定して効果的に可能足らしめるものである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３７】
（第1の実施形態）
図１は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分の構成を模式的に表す斜視図である。
【００３８】
また、図２は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分を記録媒体に対向する媒体対向面から見た平面図である。
【００３９】
さらに、図３は、この記録ヘッド先端の記録素子の要部を媒体対向面から見た拡大図である。
【００４０】
これらの図面に表したように、本実施形態の光アシスト磁気記録ヘッドは、スライダ２と、その先端に設けられた光プリズム７と、プリズム７の下方に設けられた透明誘電体ブロック２０と、ブロック２０の下に設けられた記録素子１と、を有する。スライダの媒体対向面６０には、記録媒体との相対的な走行の安定性を高める目的で、空気圧を受けない溝（エアロパターン）６１が適宜形成されている。
【００４１】
一方、スライダ２の上部には溝が刻まれ、その溝に光ファイバ６が埋設されている。光ファイバ６から放出された光ビームＬは、光プリズム７により反射され、透明誘電体ブロック２０を透過して記録素子１のギャップ３０付近において光スポット３１を形成するように照射される。なお、この光ファイバ６に光を入射する光源（図示せず）は、記録ヘッドの一部として設けられていてもよく、または、記録ヘッドとは別体の光源として、記録装置の内部あるいは外部に設けられていてもよい。
【００４２】
記録素子１は、ギャップ３０を隔てて対向した一対の構造体１Ａ及び１Ｂからなる。この構造体は、例えば、ＦｅＴａＣ、ＦｅＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＣｏＺｒＮｂ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ等のＦｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系合金などの軟磁性の良好な金属磁性体からなるものとすることができる。
【００４３】
記録素子１は、高い飽和磁束密度を有する磁気回路１１と、磁気回路１１に電気的絶縁を保って巻回されるコイル１２（Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌ等の導電性に富む金属からなる）とに磁気的に結合され、コイル１２に記録電流を通電することによりギャップ３０から磁気記録媒体２００の磁気記録層に記録磁界を印加することができる。つまり、記録素子１は、媒体に情報を磁気的に書き込む磁気ヘッドとして作用する。ここで、磁気回路１１やコイル１２などの要素は、スパッタまたはメッキなどの薄膜形成プロセスとフォトリソグラフィ技術とを組み合せることで形成することができる。
【００４４】
一方、記録媒体２００はスライダ２の下方に設けられ、スライダに対して相対的に矢印Ａの方向に走行する。そして、記録素子１のギャップから与えられる記録磁界により、記録媒体２００上の記録トラック４０に記録磁化４１が書き込まれる。
【００４５】
本発明においては、記録素子１のギャップ３０の間隔および幅は、入射する光ビームＬの波長λよりも小さい。このように微小なギャップ３０に光ビームＬが照射されると、極めて高い強度の近接場光が誘起される。すなわち、ギャップ３０の両側に配置されている一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、光利用効率の高いボータイ（bowtie：蝶ネクタイ）型の近接場光プローブとして作用する。
【００４６】
ボータイ型の近接場光プローブについては、例えば、米国特許第５，６９６，３７２号公報や、アプライド・フィジックス・レター誌（「High efficiency near-field electromagnetic probe having a bowtie antenna structure」, Appl.Phys. Lett., 70 (11), 17, pp. 1354-1356, March 1997）に記載されている。
【００４７】
すなわち、そのメカニズムは、光ビームＬをギャップ３０に入射すると、ギャップ３０の両端近傍の構造体にプラズモン共鳴が生じることによりギャップ３０の媒体対向面側から高効率に近接場光が生じるというものである。この場合、ギャップ３０に照射された光ビームＬに対して、得られる近接場光の利用効率は約３０％にも及ぶ。
【００４８】
本発明者は、このような高い強度の近接場光は磁気記録媒体２００を加熱するためのエネルギビームとして利用可能であることを知得し、さらに独自の検討を進めた結果、記録磁界を発生するための「磁気ギャップ」を近接場光プローブとても利用するという着想を得た。
【００４９】
すなわち、本発明によれば、ギャップ３０において生ずる高い強度の近接場光を記録媒体２００に照射することにより、記録層のＨｃ０を記録磁界よりも低下することが可能となる。そして、このようにＨｃ０が低下された部分に、ギャップ３０から記録磁界を印加することにより、光アシスト磁気記録を確実に実行することができる。
【００５０】
本発明の構成上の基本的な特徴のひとつは、光利用効率が極めて高いボータイ型の近接場光プローブと磁気記録ヘッドとを併用することにより、加熱用光と記録磁界とを記録媒体の同一面側から供給する点にある。さらに詳しく述べれば、近接場プローブを形成する「ギャップ」と磁気記録ヘッドの「磁気ギャップ」と兼用することによって、記録媒体上において、加熱される領域と記録磁界が印加される領域とを一致させることができる。
【００５１】
ギャップ３０の間隔（Ｓ）と幅（Ｗ）を、入射する光ビームＬの波長λよりも十分小さく選ぶことで（例えばλが４００ｎｍの場合に、Ｓ＝２０ｎｍ、Ｗ＝５０ｎｍとする）、従来のファーフィールド光では実現不能な数１０ｎｍの微小領域を選択的に加熱することが可能になり、このように加熱されて記録部のＨｃｏが十分に低下しているタイミングでギャップ３０から記録磁界を与えることができる。その結果として、従来は不可能であった超高密度且つ高速の光アシスト磁気記録を実現することができる。
【００５２】
次に、本発明における光アシスト磁気記録のメカニズムについてさらに具体的に説明する。
【００５３】
図４は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドによる記録のプロセスを説明するための概念図である。すなわち、同図は、記録素子１のギャップ３０から発生する媒体加熱用の近接場光分布５０と、同様にギャップ３０から発生する記録磁界分布５１を模式的に表す。なお、図１及び図４においては、記録磁化として長手方向磁化を例示したが、本発明は垂直磁化も同様に実現することができる。
【００５４】
ここで、記録媒体２００は、例えば、ガラスやポリカーボネートなどからなる基板２００Ａの上に、磁性材料を含有した磁気記録層２００Ｂと、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）などの保護層２００Ｃとが積層された構成を有する。
【００５５】
図４に例示したように、ギャップ３０にＤＣ（直流状）の光ビームＬを照射すると、ギャップ３０から磁気記録媒体２００上の磁気記録層２００Ｂに局所的に近接場光分布５０が印加され、その領域が加熱される。この時に、コイル１２に記録電流を通電すると、ギャップ３０から磁気記録層２００Ｂの加熱された領域に記録磁界分布５１が印加される。光ビームＬのパワーとコイル１２に流す記録電流の大きさとを適切に調節することにより、加熱領域の保磁力Ｈｃｏが十分低下したタイミングで記録磁界を印加することができ、その後の急冷効果により安定な光アシスト磁気記録が可能となる。このようにして、記録トラック４０に沿って超微小サイズの記録磁化４１を高速且つ安定に書き込むことができる。
【００５６】
本発明において用いる記録素子１は、図１乃至図４に例示したものには限定されない。
【００５７】
図５は、本発明において用いることができる記録素子１の形状を例示した概念図である。すなわち、同図（ａ）乃至（ｇ）は、記録素子１の先端部を媒体対向面から見た平面図である。また、同図においては、記録媒体２００の相対的な走行方向を矢印で表した。
【００５８】
図５（ａ）乃至（ｇ））に表した記録素子は、いずれもギャップ３０を介して一対の構造体１Ａ及び１Ｂが対向した構成を有するが、その平面形状がそれぞれ異なる。
【００５９】
図５（ａ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａ及び１Ｂは、ギャップ３０の近傍においては、幅がほぼ一定で略平行に延出した突出部Ｐと、その後方ではギャップから離れるに従って直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有する。すなわち、幅狭の突出部Ｐの先端にギャップ３０が形成され、ギャップ３０の幅が突出部Ｐの幅により規定されている。このようにギャップを規定することにより、ボータイ型近接場光プローブの作用を促進するとともに、記録磁界のトラック幅方向への漏出も抑制することができる。すなわち、隣接トラックに対する「サイドライティング」を効果的に防ぐことができる。
【００６０】
図５（ｂ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方において、外側に膨らんだ形状で幅が広がる部分Ｔ２とを有する。ここの場合も、突出部Ｐは、上述と同様の作用を有する。
【００６１】
図５（ｃ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方において、内側に窪んだ形状で幅が広がる部分Ｔ３とを有する。
【００６２】
図５（ｄ）に例示した記録素子においては、一対の構造体１Ａ及び１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。
【００６３】
図５（ｅ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａと１Ｂとが異なる形状を有する。すなわち、構造体１Ａは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。これに対して、構造体１Ｂは、幅狭の突出部Ｐと、その後方ではギャップから離れるに従って直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有する。
【００６４】
これとは逆に、図５（ｆ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａが、幅狭の突出部Ｐと、その後方で直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有し、構造体１Ｂは、幅狭に延出した突出部Ｐと、この後方に設けられた矩形状の幅の広い部分Ｔ４とを有する。
【００６５】
また、図５（ｇ）に例示した記録素子においては、構造体１Ａは、幅狭の突出部Ｐと、その後方で直線状に幅が広がっている部分Ｔ１とを有するが、構造体１Ｂは、幅狭に延出した突出部を持たず、矩形状の幅の広い部分Ｔ４のみを有する。このように、ギャップ３０の両側の構造体の対向面は、必ずしも同一の幅を有する必要はない。図５（ｇ）に例示した形状の場合も、構造体１Ａが有する幅狭の突出部Ｐによって、近接場光の発生及び記録磁界の印加範囲を概ね規定することが可能である。
【００６６】
その他、記録素子の形状に関しては、必要とされる記録密度、光の波長、磁気記録層の特性、記録条件、記録ヘッドの構成や各部の材料などの種々のパラメータを考慮して適宜決定することができる。
【００６７】
次に、記録素子１の断面構成について説明する。
【００６８】
記録素子の構造体１Ａ及び１Ｂは、単一の層により形成してもよいが、複数の層を積層した構造とすることもできる。
【００６９】
図６は、構造体１Ａ及び１Ｂを積層体として場合の構成を例示する断面図である。すなわち、同図に例示したものにおいては、構造体１Ａ及び１Ｂがそれぞれ２種類の層Ｍ及びＥを交互に積層した構造を有する。但し、各層の層厚や積層数は、図示したものには限定されない。例えば、層Ｅと層Ｍとを一層ずつ積層した簡単な積層構造でもよい。
【００７０】
ここで、層Ｍは、例えば、高い飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる層とするとができる。このような材料は、例えば、前述したようなＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂなどを挙げることができる。このような材料からなる層Ｍは、図１関して前述した記録コイル１２による発生磁界を磁気回路１１から高い効率で伝達し、ギャップ３０から高効率で磁気記録媒体に与えることができる。
【００７１】
一方、層Ｅは、例えば、プラズモン共鳴を生じやすい材料からなる層とすることができる。このような材料としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇなどの貴金属を挙げることができる。このような材料からなる層Ｅは、上方から照射される光ビームＬに対して高い確率でプラズモン共鳴を生じ、高効率のプローブとして近接場光を発生する。
【００７２】
つまり、構造体１Ａ及び１Ｂをこのような積層構成とすることにより、記録磁界の発生効率と近接場光の発生効率を両立させることが可能となる。なお、図示したもの以外にも、３種類以上の層を所定の順序で積層した構造としても同様の効果を得ることが可能である。
【００７３】
但し、構造体１Ａ及び１Ｂを積層構造とはせずに、磁気特性の優れた材料と、近接場光の発生効率の点で優れた材料と、を適宜混ぜ合わせて形成した単一の層をそれぞれ採用してもよい。例えば、磁気特性の優れた材料の中に近接場光の発生効率の点で優れた材料を分散させたり、または、近接場光の発生効率の点で優れた材料の中に、磁気特性の優れた材料を適宜分散させることによっても、記録磁界の発生効率と近接場光の発生効率を両立させることが可能となる。
【００７４】
次に、本発明において、ギャップ３０に照射する光ビームＬの電界ベクトルの方向に関して説明する。本発明においては、入射光の波長λよりも狭いギャップ３０を介して近接場光を発生させるが、本発明者らの詳細な検討の結果、このような狭いギャップに光ビームを入射する際には、光ビームの電界ベクトルの方向をギャップ３０の間隔方向に対して平行にすると高い効率で近接場光を取り出すことができることが判明した。
【００７５】
図７（ａ）（ｂ）は、光ビームの金属導波路中での導波モードを計算した結果を表すグラフ図である。ここでは簡単のために、金（Ａｕ）にスリット状の開口設けた場合の波長６５０ナノメータの光の導波モードを計算した。また、図３（ａ）はスリットの開口が５０ナノメータと比較的小さい場合、図３（ｂ）は開口が３００ナノメータと比較的大きい場合をそれぞれ表す。
【００７６】
図７から明らかなように、モードの分布形状がＴＥモード（電界ベクトルの方向がスリット両端の境界線に対して平行なモード）とＴＭ（transverse magnetic）モード（磁界ベクトルの方向がスリット両端の境界線に対して平行なモード）とで大きく異なっている。なお、ここで言う「ＴＥモード」、「ＴＭモード」とは、レーザ素子の発振モードではなく、スリットに対して定義している。
【００７７】
図７の縦軸に表した光強度は、ポインティングベクトルの伝搬方向成分を示したもので、ＴＭモードの光強度が空気と金属との界面で不連続なのは、電界ベクトルの境界面に垂直方向の成分が不連続であることに起因している。すなわち、連続となる量は電界ベクトルの境界面に垂直な方向の成分をｎ２で割ったもの（ｎは複素屈折率）であるため、ｎ２の実数部絶対値が大きい金属中では、光強度が大幅に小さくなる。
【００７８】
一方、ＴＥモードでは境界面に垂直方向の電界ベクトル成分は０であるために、１／ｎ２の係数はかからず、金属中に大きくしみ出すモードとなる。
【００７９】
図７（ｂ）に示したように、スリット（開口）間隔が比較的大きいと、このしみ出しはあまり顕著ではない。これに対して、図７（ａ）のように狭いスリット間隔ではＴＥモードのしみ出し部分が大きくなり、ＴＭモードと比較すると「しみ出し」の割合が大きく異なる。金属中にしみ出している部分は大きな吸収損失を受けるため、導波モードとしては大きな損失を持つモードとなる。しかしながら、ＴＭモードではスリット幅が小さくても、上述した理由により金属中へのしみ出しが小さいため、導波モード損失は極めて小さい。
【００８０】
つまり、本発明においてギャップ３０の間隔を数１０ナノメータ程度まで微小にした場合には、入射する光ビームが「ＴＭモード」すなわち、電界ベクトルの向きがギャップ３０の間隔方向（例えば、図５において矢印Ａの方向）に対して平行にした方が構造体１Ａ、１Ｂの中への「しみ出し」による光の損失を大幅に低減し、より高い効率で近接場光を取り出すことができる。
【００８１】
以下、本発明者らによる計算の結果のいくつかを紹介する。
【００８２】
図８は、構造体１Ａ、１ＢをＡｕにより形成した場合のギャップ３０の間隔Ｓと導波モード損失αとの関係を表すグラフである。ここで、入射光ビームの波長は６５０ナノメータとした。同図から、ギャップ間隔Ｓが小さくなると、ＴＭモードの損失がＴＥモードに比べて２桁低くなることが分かる。すなわち、狭いギャップに対しては、ＴＭモードすなわち電界ベクトルがギャップの間隔方向に平行な方向で光を入射すると損失が極めて小さくなることが定量的に示されている。
【００８３】
具体例として、厚さ１００ｎｍのＡｕにより構造体１Ａ、１Ｂを形成し、間隔５０ｎｍのギャップ３０を形成した場合、図８より透過率は以下のようになる。
ギャップ３０以外の場所：０．００１
ＴＥモード透過率 ：０．００６
ＴＭモード透過率 ：０．９５６
【００８４】
従って、この厚さの構造体では光は十分減衰し、かつＴＭモードはギャップ３０を殆ど損失がなく透過できることが分かる。一方、ＴＥモードはこのギャップ３０を殆ど透過しない。図８からＴＥモードに対してはギャップ間隔を２６０ｎｍ以上とした場合のみ、損失を低減できることが分かる。
【００８５】
図９は、それぞれＡｇにより構造体１Ａ、１Ｂを形成した場合のＴＥモード、ＴＭモードそれぞれに対する損失を計算した結果を例示するグラフ図である。この場合も、ＴＭモードの方がＴＥモードより損失が小さく、ギャップ間隔Ｓが１００ナノメータよりも小さくなると、モードによって２桁或いはそれ以上の損失差が生ずることが分かる。
【００８６】
図１０及び図１１は、波長４００ナノメータの光に対して、それぞれ金及びアルミニウムの構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。これらのグラフから、短波長の４００ｎｍでも、ギャップ間隔Ｓが１００ナノメータよりも小さくなると、モードによって大きな損失差が生ずることが分かる。
【００８７】
以上詳述したように、ギャップ３０の間隔Ｓを入射光ビームの波長よりもかなり短い数１０ナノメータ程度とした場合には、入射光の偏光方向のギャップ３０の間隔に対して平行な方向とすることにより、極めて損失が少なく、高い効率で近接場光を得ることができる。これにより、入射光の波長よりも１桁程度小さいビームサイズの強力な近接場光で記録媒体の記録部を効果的に加熱昇温することが可能となる。
【００８８】
以上、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの要部構成及びその動作原理について説明した。
【００８９】
以下、その図面を参照しつつその全体構成に関して具体例を参照しつつ説明する。
【００９０】
図１２は、図１乃至図４に例示したスライダ２がヘッドサスペンション４及びジンバルバネ３を介して設置された状態を例示する斜視図である。このようなヘッドサスペンション４は、後述する磁気ディスク装置のロータリーアクチュエータ・ヘッドアームなどに固定されて使用される。また、ヘッドスライダ２は、磁気ディスク等の磁気記録媒体の上を浮上または接触して相対的に走行する部材である。
【００９１】
図１３は、ヘッドスライダ２の全体を表す斜視図であり、記録媒体（図示せず）はこの下方に配置される。スライダ２のテール側（媒体流出端側）に、プリズム７と透明誘電体２０が設けられている。また、透明誘電体２０の媒体対向面６０の側には記録素子１（図示せず）が設けられ、記録素子１のリード線が接続される電極パッド８が透明誘電体２０の側面に設けられている。そして、電極パッド８からヘッドスライダ２の上部を経由してリードワイア５が設けられている。また、電極パッド３には、コイル１２からのリードも接続される。
【００９２】
図１４は、記録素子1上に導く波長λの光ビームＬの伝搬路を例示する断面図である。すなわち、同図に例示した構成の場合、光ビームＬは、ファイバ６により供給され、プリズム７により反射され、透明誘電体２０を透過して記録素子１に入射される。このように、ファイバ６により光ビームＬを供給する場合、光源は、記録ヘッドの上においてもよく、あるいは記録ヘッドとは別体のものとして記録装置の内部あるいは外部に設けることができる。その結果として、ヘッド先端部に集積化することが困難な光源であっても利用することができるという利点がある。例えば、出力パワーの大きい大型のレーザ素子や管式レーザなどでも光源として利用することが可能となる。
【００９３】
図１５は、磁気再生素子も併せて有するヘッドの要部を表す平面図である。すなわち、同図は、媒体対向面から眺めたスライダ２の平面構成を表す概念図である。記録素子１からみて媒体走行方向の下流側にシールド型の磁気再生素子１３０が設けられている。磁気再生素子１３０は、磁気検出素子１３１が一対のシールド層１３２、１３３に挟まれた構成を有し、磁気記録媒体２００に書き込まれた記録トラック４０上の記録磁化４１から発生する再生磁界を高感度、高分解能で検出して記録信号を再生する。再生素子１３０は、例えば、ＧＭＲ（GianatMangetoResistance effect）素子や、ＡＭＲ（Anisotoropic Magnetoresistance effect）あるいはＴＭＲ（Tunneling MagnetoResistance effect）などの磁気抵抗効果素子などを磁気検出素子として用いて形成することができる。また、このようなシールド型の磁気再生素子１３０は、記録素子１と同様の形成プロセスを用いて製造することが可能である。
【００９４】
次に、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例について説明する。
【００９５】
図１６は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例を表す要部斜視図である。
【００９６】
また、図１７は、その媒体対向面から見た平面図である。これらの図面については、図１乃至図１５に関して前述した要素と同様のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
本具体例においては、光ファイバ６を伝搬させた光ビームＬを光カップラ７０を経由して薄膜光導波路７４の一端に導き、この導波路７４を導波した光ビームＬを記録素子１のギャップ３０に照射する。導波路７４は、コア７１とそれを取り囲むクラッド７２とを有する。このような導波路７４は、薄膜形成技術とフォトリソグラフィ技術とを組み合わせて形成可能であり、記録素子１や、図示しない磁気回路１１、コイル、磁気再生素子１３０などと同類のプロセスを用いて形成することが可能である。
【００９８】
本具体例によれば、薄膜光導波路７４は比較的簡単なプロセスで低損失を維持しながら小型化できるので、ファイバ６から放出された光ビームＬの損失を抑制しつつそのパワーをギャップ３０に集中させることができ、その結果として、媒体加熱効率のさらなる向上を図ることができる。
【００９９】
次に、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例について説明する。
【０１００】
図１８は、本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例を表す要部斜視図である。
【０１０１】
また、図１９は、その媒体対向面から見た平面図である。これらの図面についても、図１乃至図１７に関して前述した要素と同様のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０２】
本具体例においては、ヘッドスライダ２に光ビームの光源としてレーザ素子８０が設けられている。レーザ素子８０としては、例えば、端面発光型の半導体レーザ素子や、垂直共振器面発光型レーザ素子（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）などを用いることができる。レーザ素子８０の発光面から出射される光ビームＬを必要に応じてはレンズなどの光学手段９０を介して記録素子１のギャップ３０に照射する。
【０１０３】
本具体例によれば、ヘッドスライダ２の中に、光源となるレーザ素子と、記録素子１と、さらには図示しない磁気再生素子までも集積形成することが可能となる。
【０１０４】
例えば、これらの要素は、薄膜形成技術とフォトリソグラフィ技術とを用いてヘッドスライダ２の媒体対向面に対して垂直な方向に積み上げ形成することにより形成することができる。このような構成を取ることによって、上述した各具体例と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０５】
さらに、光源となるレーザ素子８０、記録素子１、そして図示していない磁気再生素子とを一体化することにより、小型軽量且つ高信頼性を有する光アシスト磁気記録ヘッドが提供でき、高速シーク動作が可能になると共に低価格にヘッドとドライブとを構成することができる。
【０１０６】
なお、図１乃至図１９を参照しつつ以上説明した具体例においては省略したが、磁気記録媒体２００上を浮上または接触しながらヘッドスライダ２を相対運動させる時に発生し得る両者の磨耗、クラッシュを避ける意味から、ヘッドスライダ２の媒体対向面（記録素子１の表面も含む）には、厚みが１０ｎｍまたはそれ以下の膜厚の極薄の保護膜（炭素膜など）をスパッタやＣＶＤなどの方法により形成しておくことが望ましい。
【０１０７】
次に、本発明に係る光アシスト磁気記録装置について説明する。すなわち、図１乃至図１９に関して説明した本発明の光アシスト磁気記録ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、光アシスト磁気記録装置に搭載することができる。
【０１０８】
図２０は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、同図に例示した光アシスト磁気記録装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。本発明の光アシスト磁気記録装置１５０は、複数の媒体ディスク２００を備えたものとしてもよい。
【０１０９】
媒体ディスク２００に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ２は、薄膜状のサスペンション４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ２は、例えば、前述したいずれかの具体例にかかる光アシスト磁気記録ヘッドをその先端付近に搭載している。
【０１１０】
媒体ディスク２００が回転すると、ヘッドスライダ２の媒体対向面（ＡＢＳ）は媒体ディスク２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはスライダが媒体ディスク２００と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。
【０１１１】
サスペンション３は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【０１１２】
アクチュエータアーム１５５は、スピンドル１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。
【０１１３】
図２１は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション４が接続されている。
【０１１４】
サスペンション４の先端には、図１乃至図１９に関して前述したような本発明の光アシスト磁気記録ヘッドを具備するヘッドスライダ２が取り付けられている。サスペンション４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ２に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドを表す。また、スライダ２に光源が集積化されない場合は、図中の１６４の一部を光ファイバとし、例えば、１６５に設けた半導体レーザと結合させることにより、光ビームを供給することができる。
【０１１５】
図２２は、本具体例の光アシスト磁気記録装置の構成を例示するブロック図である。図２２において、Ｉｏは発光素子駆動入力、Ｉｓは信号入力、Ｏｓは信号出力、２０１は発光素子駆動回路系、２０２は記録素子に光を照射する発光素子、２０３はＥＣＣ（誤り訂正コード）附加回路系、２０４は変調回路系、２０５は記録補正回路系、２０６はヘッドに内蔵された記録素子部、２０７は媒体、２０８はヘッドに内蔵された再生素子部、２０９は等価回路系、２１０は復号回路系、２１１は復調回路系、２１２はＥＣＣ回路系である。
【０１１６】
従来の磁気ディスク装置に、発光素子駆動入力Ｉｏ、発光素子駆動回路系２０１、発光素子２０２が附加されたブロック構成を為す点、前記具体例に詳述したように近接場光プローブと書き込み磁気ヘッドとを兼ねる独特の記録素子１を有するヘッドの構成や、これに付随した光照射手段及び磁界供給手段、さらに、これらを連動させて記録媒体に光アシスト磁気記録を行うために調節された制御手段などが本具体例の光アシスト磁気記録装置を特徴付け得る要素となる。
【０１１７】
発光素子駆動入力はレーザなどの発光素子へのＤＣ電圧の供給で構わず、発光素子駆動回路系は特に設けずに発光素子をＤＣ駆動しても構わない。変調回路の出力に同期させてパルス的に駆動しても良く、パルス駆動の方が回路構成は複雑化するが、レーザの寿命を長期化する上では好ましい。ＥＣＣ附加回路系２０３とＥＣＣ回路系２１２は特に設けなくても構わない。変復調の方式、記録補正の方式は自由に選定することが可能である。
【０１１８】
媒体への情報入力は、発光素子部２０２からの光照射と、この光照射でＨｃ０が低下している媒体位置に、記録素子部２０６から記録信号変調された記録磁界を印加することにある。記録情報が媒体面上の磁化転移列として形成される点は従来の磁気記録装置と同等である。この時に、図２に関して前述したように本発明によれば、媒体面上での近接場光による加熱分布と、記録磁界による磁界分布とがほぼ重なる点も特徴となり得る。このために、微小な領域を高速で安定して光アシスト磁気記録でき高密度化できる点で極めて有利である。
【０１１９】
磁化転移列から発生する媒体からの漏洩磁界を信号磁界として再生素子部２０８が検出する。再生素子部は、前述の如く、ＧＭＲ型、ＡＭＲ型、ＴＭＲ型を甫とした各種の磁気検出素子を採用することができる。
【０１２０】
本発明によれば、図１乃至図１９に関して前述したような光アシスト磁気記録ヘッドを具備することにより、従来よりも格段に高い記録密度で且つ高速に媒体ディスク２００に所定の情報を磁気的に記録することが可能となる。
【０１２１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、ヘッドの全体構成や、プリズムやファイバなどの光学素子、磁気シールド、コイル、磁気回路、光源などの各要素の形状や材質に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
また、本発明は、長手磁気記録方式のみならず垂直磁気記録方式についても同様に適用して同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
さらに、本発明の光アシスト磁気記録装置は、特定の記録媒体を定常的に備えたいわゆる固定式のものでも良く、一方、記録媒体が差し替え可能ないわゆる「リムーバブル」方式のものでも良い。
【０１２４】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記憶装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施しうるすべての光アシスト磁気記録ヘッド及び光アシスト磁気記録装置も同様に本発明の範囲に属する。
【０１２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、高密度記録再生に必要な極めて微細な粒径からなる低ノイズの多粒子媒体に対して、室温付近で十分に高い熱擾乱耐性を付与できるとともに、記録磁界印加部では強力な近接場光の照射により媒体の磁化反転に必要な磁界を低減化することにより、実用的な記録ヘッドで高速記録を実現することが可能となる。
【０１２６】
また、本発明によれば、高効率の近接場光プローブと記録磁気素子の兼用一体化により、磁気記録媒体上の加熱領域と記録磁界印加領域とを重ねることができるために、高密度の記録に必要となる絶好のタイミングで媒体を加熱し記録磁界を印加することが可能となるため、高効率の光アシスト磁気記録を可能足らしめる。
【０１２７】
また、本発明によれば、小型軽量の光アシスト磁気記録ヘッドが提供出来るので、高速シーク動作が可能になると共に低価格にヘッドとドライブを構成することができる。
【０１２８】
以上詳述したように、本発明によれば、従来と比べて飛躍的に高い記録密度の磁気記録を高速且つ安定して実施することが可能となり、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分の構成を模式的に表す斜視図である。
【図２】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの先端部分を記録媒体に対向する媒体対向面から見た平面図である。
【図３】本発明の記録ヘッド先端の記録素子の要部を媒体対向面から見た拡大図である。
【図４】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドによる記録のプロセスを説明するための概念図である。
【図５】本発明において用いることができる記録素子１の形状を例示した概念図であり、同図（ａ）乃至（ｇ）は、記録素子１の先端部を媒体対向面から見た平面図である。
【図６】構造体１Ａ及び１Ｂを積層体として場合の構成を例示する断面図である。
【図７】光ビームの金属導波路中での導波モードを計算した結果を表すグラフ図である。
【図８】構造体１Ａ、１ＢをＡｕにより形成した場合のギャップ３０の間隔Ｓと導波モード損失αとの関係を表すグラフである。
【図９】それぞれＡｇにより構造体１Ａ、１Ｂを形成した場合のＴＥモード、ＴＭモードそれぞれに対する損失を計算した結果を例示するグラフ図である。
【図１０】波長４００ナノメータの光に対して、金の構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。
【図１１】波長４００ナノメータの光に対して、アルミニウムの構造体の各モードの損失を定量的に表したグラフ図である。
【図１２】図１乃至図４に例示したスライダ２がヘッドサスペンション４及びジンバルバネ３を介して設置された状態を例示する斜視図である。
【図１３】ヘッドスライダ２の全体を表す斜視図である。
【図１４】記録素子1上に導く波長λの光ビームＬの伝搬路を例示する断面図である。
【図１５】磁気再生素子も併せて有するヘッドの要部を表す平面図である。
【図１６】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第２の具体例を表す要部斜視図である。
【図１７】本発明の第２具体例の記録ヘッドを媒体対向面から見た平面図である。
【図１８】本発明の光アシスト磁気記録ヘッドの第３の具体例を表す要部斜視図である。
【図１９】第３具体例の記録ヘッドを媒体対向面から見た平面図である。
【図２０】本発明の光アシスト磁気記録装置の概略構成を例示する要部斜視図である。
【図２１】アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。
【図２２】本発明の光アシスト磁気記録装置の構成を例示するブロック図である。
【符号の説明】
１ 記録素子
１Ａ、１Ｂ 構造体
２ ヘッドスライダ
３ ジンバルバネ
４ サスペンション
５ リード
６ 光ファイバ
７ 光プリズム
８ 電極パッド
１１ 磁気回路
１２ 記録コイル
２０ 透明誘電体
３０ ギャップ
３１ 光スポット
４０ 記録トラック
４１ 磁化遷移
５０ 光分布
５１ 磁界分布
６０ 媒体対向面
６１ 溝
７０ 光カップラ
７１ コア
７２ クラッド
７４ 薄膜光導波路
１３０ 磁気再生素子
１３１ 磁気検出素子
１３２、１３３ 磁気シールド
１５０ 磁気記録再生装置
１５２ スピンドル
１５３ ヘッドスライダ
１５４ サスペンション
１５５ アクチュエータアーム
１５６ ボイスコイルモータ
１５７ スピンドル
１６４ リード線
１６５ 電極パッド
２００ 記録用媒体ディスク
２００Ａ 基板
２００Ｂ 記録層
２００Ｃ 保護層
Claims (8)
- ギャップを介して対向配置された一対の構造体と、
前記ギャップの間隔よりも長い波長の光を照射する光照射手段と、
前記一対の構造体に磁界を与える磁界付与手段と、
を備え、
前記一対の構造体のそれぞれは、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅ及びＣｏＺｒＮｂよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、Ａｕ、Ｐｔ及びＡｇよりなる群から選択されたいずれかを用いた層と、を積層した構造を有し、磁気記録媒体に対して略平行な板状体であり、
前記光照射手段により前記ギャップの一方の側に光を照射することにより前記ギャップの他方の側に近接場光が生じ、
前記磁界付与手段から前記一対の構造体に前記磁界を与えることにより、前記ギャップから記録磁界が発生し、
磁気記録媒体に前記近接場光を照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする光アシスト磁気記録ヘッド。 - 前記一対の構造体のそれぞれは、前記光照射手段により前記ギャップの前記一方の側に前記光が照射されるとプラズモン共鳴を生ずることにより、前記ギャップの前記他方の側に前記近接場光を生ずることを特徴とする請求項１記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記一対の構造体の少なくともいずれかは幅狭の突出部を有し、前記突出部の先端に前記ギャップが形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記突出部の幅は、前記光照射手段により照射される前記波長よりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記光照射手段により前記ギャップに照射される光は、前記ギャップの間隔方向に対して略平行の電界ベクトルを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記光照射手段は、前記光アシスト磁気記録ヘッドの外部に設けられた光源から与えられた光を導波する導波手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記光照射手段は、レーザ素子を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光アシスト磁気記録ヘッド。
- 請求項１〜７のいずれか１つに記載の光アシスト磁気記録ヘッドと、
記録媒体を前記ギャップに対して相対的に移動させる移動手段と、
を備え、
前記移動手段により記録媒体を移動させつつ、前記近接場光を前記記録媒体に照射することにより加熱昇温した状態で前記記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能としたことを特徴とする光アシスト磁気記録装置。
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