JP4070983B2 - 磁気記録ヘッドおよび磁気記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アシスト型磁気記録ヘッド及び光アシスト型磁気記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の主な光アシスト磁気記録の技術として、以下のものが考案されている。例えば、特開平４−１７６０３４号公報には、透明基板上に成膜した磁気記録媒体を用いて、磁気記録ヘッド部直下の磁気記録媒体部に基板側からレーザ光を光学レンズにより集光し、局所的に磁気記録媒体を加熱し、保磁力を低下させ、そこで磁気記録ヘッドにより磁場を印加して高密度磁気記録を行う技術が開示されている。
【０００３】
この技術では、従来の磁気記録ヘッドや光磁気記録で用いられた光学系の技術を転用することができ、既存の技術を組み合わせることで新しいシステムを容易に構築できることや、磁気ヘッドとレーザスポットの重なり部で磁気記録が行われるため、より微細なビットが記録でき、高密度磁気記録が実現できるといった利点がある。
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、高密度磁気記録の実現には、磁気記録ヘッド位置とレーザ集光位置との位置合わせのための高精度のサーボシステムが必要であることや、また、両面磁気記録を行うことが困難であるという課題が生じる。
【０００５】
これらの解決策として、光アシスト磁気記録の技術ではないが、光磁気記録の技術として、特開平４−６７４５１号公報に開示された技術がある。この技術は、レーザーの収束用の光学系と磁気記録コイルを組み合わせて複合化し、複合型磁気記録ヘッドを用いる技術であり、磁気記録コイル側からのレーザー集光を行い、従来の片側だけでなく記録媒体の両面を活用でき、両面光磁気記録が実現できるようになっている。また、この技術では、磁気記録コイル位置とレーザ光集光位置との位置合わせのためのサーボシステムが省略でき、システム全体を簡略化することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に述べた複合型磁気記録ヘッドを用いた光磁気記録では、集光の為に光学レンズ系を用いているので、ヘッドは複雑化し、寸法が大きく重量が重くなり、かつコイル−光学系間の相対位置に高い精度が求められる。
【０００７】
また、従来のレンズを用いたアポディゼーション効果によるレーザの超解像は、光学系、特にレンズの収差による位相ずれが生じ、レーザの強度がブロードに（広く）なる。上記超解像はビームスポットにおけるレーザビームの強度分布を利用し、ビームスポット径よりも小さい領域での記録再生を可能とするものである。したがって、この場合には、超解像による高密度記録再生の効果を十分に得ることができない。一方、レンズの収差を無くすためには、それをキャンセルするための複雑な構造の光学系、あるいは、高い精度の光学レンズを必要とする。
【０００８】
よって、上記従来の複合型磁気記録ヘッドでは、生産性やコスト面における課題が残っている。
【０００９】
また、光アシスト型高密度磁気記録を達成する為には、レーザスポット径を小さくし、磁界分布をレーザスポット中央部で急峻にすることが必要である。
【００１０】
しかしながら、上記従来の複合型磁気記録ヘッドでは、光学レンズを用いるため、光の波長程度のレーザ開口では光の回折効果により、レーザスポット径を１００ｎｍ以下に絞り込むことができない。また、上記に述べた光磁気記録の手法では、電磁コイルと磁気記録媒体の距離が大きいため、レーザスポット中央部で急峻な磁界分布が得られないといった問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記の各問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光学レンズ系を使用しないで、レーザ光を集光させることができる光照射装置を提供するとともに、レーザスポット径が小さく、かつ急峻な磁界分布が得られ、光アシスト高密度磁気記録の実現と同時に、ヘッド構造の簡略化、生産性の向上、低コスト化を図ることができる複合型の磁気記録ヘッドおよび磁気記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題の解決策として、本発明では、微細加工技術により、例えば光源としての面発光の半導体レーザにおけるレーザを照射するレーザ開口部に直接、電磁コイルと主磁極を形成し複合磁気記録ヘッドを作製、光学レンズ系を用いずにアポディゼーション効果により、レーザを遮蔽部材直下に集光して、光アシスト磁気記録を実現するものである。
【００１３】
なお、本発明において、レーザ開口部とは、レーザが出射される領域であって、マスク等の遮蔽部材によりその領域を制限した場合には、その遮蔽部材にて遮蔽された領域を除いた、レーザを出射可能な領域と定義する。
【００１４】
一般に、上記レーザ開口部の半径がレーザ半波長と同程度のサイズでありかつ、開口部から光照射面（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下に近づいた場合、開口の淵と開口中心から放出される光は、開口直下の光照射面で光の干渉効果によって減衰してしまう。これは、開口直下の光照射面において、開口中心部と淵から照射される光の光路差が開口半径と同程度つまり半波長ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。そこで、開口の中央部に光の遮蔽部材を形成し、開口中心部から出てくる光をさえぎることで、開口の淵から放出される光が遮蔽部材直下の光照射面で集光することができる。これをアポディゼーション効果という。この効果を用いれば、開口面積を変えることで、必要なレーザ強度を得ることができ、遮蔽部材を開口中心部に設けることで、遮蔽部材直下にレーザ集光することができる。また、この光照射方法では、受動光学系を省略し構造の簡単化を実現できる。
【００１５】
本発明の光照射装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有していることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、レーザ光にアポディゼーション効果を生じさせることができ、レンズを用いなくてもレーザ光を集光させることができる。
【００１７】
上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす半径ｒの領域を透過するレーザ光を遮蔽するようにしてもよい。
【００１８】
これによって、より効果的にアポディゼーション効果を生じさせることができる。
【００１９】
上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されてもよい。
【００２０】
これにより、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定することができる。
【００２１】
なお、レーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）の条件を満たしていれば、光源は開口部形成部材を有していなくともよい。この場合、レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面がレーザ開口部となる。また、開口部形成部材は、レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面と接して設けられいても、離れて設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の磁気記録ヘッドは、レーザ光を照射する光源と、磁気記録用の電磁コイルとを有する磁気記録ヘッドにおいて、上記電磁コイルを、上記光源のレーザ照射面となるレーザ開口部を中心として、該光源と一体的に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによって、レーザと電磁コイルを一体化することで、レーザ照射側からの磁気記録が可能になる。このレーザと電磁コイルの配置では、レーザ開口部中央で、開口面に対して垂直磁界を印加することができ、垂直磁気記録を行う上で有効であり、また、レーザ開口部を中心に形成された電磁コイル半径を数μｍにまで小さくすることで、より高い磁場をレーザ開口部中央付近に印加することが可能になる。
【００２４】
また、上記レーザ開口部の半径Ｒが、上記レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を形成してもよい。
【００２５】
これによって、アポディゼーション効果により遮蔽部材直下にレーザ集光する事ができ、光アシストによる高密度磁気記録が実現できる。
【００２６】
また、上記遮蔽部材を、軟磁性金属で構成してもよい。
【００２７】
これによれば、軟磁性金属は、磁気記録媒体に磁界を印加する主磁極ヘッドとすることができる。この遮蔽部材も兼ねた主磁極ヘッドが開口中心部に設けられることで、主磁極ヘッド直下にレーザ集光することができる。また、高透磁率材料であるパーマロイやフェライトなどの軟磁性金属からなる主磁極ヘッドを形成することで、主磁極ヘッド直下での磁束密度を高密化することができ、これにより、レーザ集光位置中央部での高密度磁気記録が実現できる。
【００２８】
また、上記光源を、面発光の半導体レーザで構成してもよい。
【００２９】
これによって、面発光レーザ開口部に直接磁気記録ヘッドが形成されているため、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドの量産化に適したものとなる。
【００３０】
また、上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されてもよい。
【００３１】
これにより、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定することができる。
【００３２】
さらに、上記磁気記録ヘッドを、磁気記録媒体の記録面に沿って複数個配置してもよい。
【００３３】
これによれば、同一プロセスで同時に複数のヘッドが形成できるため、ヘッドに複数の磁気記録ヘッドが形成でき一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる。
【００３４】
本発明の磁気記録装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源、および上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を有する光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザ光を集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加することを特徴とする。
【００３５】
上記構成によれば、上記光照射手段は波長λのレーザ光を照射する光源を有し、上記光源のレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザを遮蔽する遮蔽部材が設けられているので、遮蔽部材直下の磁気記録媒体上に、アポディゼーション効果によりレーザスポットを形成することができる。
【００３６】
したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルによって印加された磁束分布との重なり部で、磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。
【００３７】
また、上記遮蔽部材を、軟磁性金属で構成してもよい。
【００３８】
上記構成によれば遮蔽部材が軟磁性金属で構成されているので、磁気記録媒体に磁界を印加するための主磁極ヘッドがレーザ開口部に形成されることになる。
【００３９】
したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルと主磁極ヘッドによって印加された急峻かつ高密度化した磁束分布との重なりで筆先磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。
【００４０】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザから構成されてもよい。
【００４１】
上記構成によれば光源が面発光の半導体レーザからなっているので、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドが量産化しやすくなり、それを含む複合型磁気記録装置も製造しやすくなる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の光照射装置を備えた複合型磁気記録ヘッドに適用した例について説明する。
【００４３】
図１に本発明の実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッド１７を示す。なお、図１は、磁気記録媒体１６と対向するように複合型磁気記録ヘッド１７が逆さに配置された状態を示している。
【００４４】
複合型磁気記録ヘッド１７は、磁気記録媒体１６に対してレーザ光を照射する光照射装置としての光源１７ａと、該光源１７ａの外周に設けられ、該磁気記録媒体１６に対して磁界を印加する電磁コイル１７ｂとを有している。
【００４５】
上記光源１７ａは、基板１上に形成された高濃度ドーピング半導体層２上に円柱状の面発光レーザ層４、５、６が順に積層された構造となっている。したがって、上記構成の光源１７ａでは、磁気記録媒体１６に一番近い面発光レーザ層６の外面が光照射面６ａとなる。
【００４６】
また、上記光源１７ａには、図示しない駆動源から下部電極３および上部電極１３により、面発光レーザ層４、５、６に駆動電流が供給され、所定の強さのレーザ光を磁気記録媒体１６に照射するようになっている。
【００４７】
また、上記電磁コイル１７ｂは、上記高濃度ドーピング半導体層２上に設けられた下部電極３上に形成された絶縁体７内で、４層の渦巻き状のコイル層（以下、渦巻きコイル層と称する）８、９、１０、１１がそれぞれ積層された構造となっている。
【００４８】
さらに、磁気記録媒体１６の対向面である上記電磁コイル１７ｂの上面には、上部電極１３が設けられている。この上部電極１３には、上記面発光レーザ層６の光照射面６ａが露出するように、中心部に開口部１３ａが形成されている。この開口部１３ａにより、上記光源１７ａの開口部（以下、レーザ開口部と称する）１２の大きさが規定されるようになっている。
【００４９】
光源１７ａは、レーザ開口部１２を形成する開口部形成部材としての上部電極１３の開口部１３ａと、レーザ発光体としての高濃度ドーピング半導体層２および面発光レーザ層４、５、６とを有している。すなわち、レーザ開口部１２は、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面が、上部電極１３の開口部１３ａによって覆われて、レーザを出射する領域が制限されて形成されている。よって、レーザ開口部１２の外半径は、上部電極１３の開口部１３ａによって、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径以下に設定されている。なおここで、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面とは、図１において、面発光レーザ層４の下端面のことであり、光照射面６ａを含む面のことである。
【００５０】
また、電磁コイル１７ｂには、図示しない駆動源から駆動電流が図２に示す渦巻きコイル第１層外周端８ｂから渦巻きコイル第４層外周端１１ｂに流れ、各コイル層８〜１１に供給され、所定の強さの磁界を磁気記録媒体１６に印加するようになっている。
【００５１】
さらに、上記電磁コイル１７ｂの上面のレーザ開口部１２の中心部には、図２に示すように、該中心部を通るレーザ光を遮蔽する円形の遮蔽板（遮蔽部材）１４が設けられている。よって、上記レーザ開口部１２は、上記遮蔽板１４と上部電極１３の開口部１３ａとによりその形状が規定される。図２では、上記レーザ開口部１２はドーナツ形状となっている。
【００５２】
上記レーザ開口部１２から照射されるレーザ光は、磁気記録媒体１６上の光照射面１８に集光される。このレーザ光の集光は、アポディゼーション効果を利用したものである。
【００５３】
ここで、上記複合型磁気記録ヘッド１７におけるレーザ光の集光原理について説明する。
【００５４】
先ず、アポディゼーション効果について説明する。レーザの開口半径がレーザ半波長から１波長のサイズでありかつ、開口部から光照射面（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下に近づいた場合、開口の淵と開口中心から放出される光は、開口直下の光照射面で光の干渉効果によって減衰してしまう。これは、開口直下の光照射面において、開口中心部と淵から照射される光の光路差が開口半径と同程度つまり半波長ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。そこで、開口の中央部に光の遮蔽板を形成し、開口中心部から出てくる光をさえぎることで、開口の淵から放出される光が遮蔽板直下の光照射面で集光することができる。これをアポディゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）効果という。
【００５５】
したがって、上記のように、レーザ開口部１２の中心部に遮蔽板１４を設けることによって、上記レーザ開口部１２の中心部から出てくる光を遮ることができるので、該レーザ開口部１２の淵から放出される光が、上記遮蔽板１４直下の磁気記録媒体１６上の光照射面１８に集光される。
【００５６】
次に、遮蔽板１４とレーザ開口部１２のサイズについて説明する。赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いる場合、レーザの開口径がレーザ波長と同程度のサイズであり、かつ、レーザ開口部１２から光照射面１８（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下になると、レーザ開口部１２の直下の光照射面１８において、レーザ開口部１２の中心部と淵から照射される光の光路差が、レーザ開口部１２の半径と同程度、つまり半波長（３２５ｎｍ）ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。
【００５７】
そこで、遮蔽板直下でレーザを集光する為の開口径と遮蔽板径のサイズの最適条件を求める為に、光干渉シュミレーションを行った。その結果、開口径が光の１波長から波長の２倍程度のレーザ開口部１２に、光の１／４波長から波長程度の径をもつ遮蔽板１４を形成し、レーザ開口部１２の開口中心部から出てくる光をさえぎることで、上記遮蔽板１４の周囲から放出される光を、該遮蔽板１４直下の光照射面１８で集光することができた。
【００５８】
さらに、詳細な光干渉シュミレーションを行った結果を、図９から図１３を用いて以下に示す。
【００５９】
なお、図９に示すように、レーザ開口部１２の外半径とは、レーザを照射する領域の外周の半径を意味し、レーザ開口部１２の内半径とは、遮蔽板１４の半径を意味しているとする。
【００６０】
図１０から図１３に、赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いた場合の、各種設定条件のもとでの、光照射面１８とレーザのピーク強度との関係を表す、シュミレーションの結果を示す。
【００６１】
本発明においては、レーザ集光の最適条件の範囲を、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす範囲とする。これは、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍未満である場合には、光照射面１８にレーザ光が照射されたとき、第２ピーク強度からの熱拡散の影響により磁気記録媒体１６の温度プロファイルがブロードに（広く）なるためである。
【００６２】
図１０は、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合、レーザ開口部１２の外半径を５５０ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の内半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と、その脇の第２ピーク（サブピーク、図４参照）強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１０より、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の内半径が２２０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の内半径の範囲は、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．０８〜０．５倍である。
【００６３】
次に、図１１は、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合、レーザ開口部１２の内半径を２００ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の外半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１１より、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の外半径が５５０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の外半径の範囲は、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．５〜１．０倍である。
【００６４】
さらに、レーザ開口部１２の開口条件を変えた場合の、他のシュミレーションの結果により、レーザ開口部１２の内半径および外半径に対して、レーザ波長周期で第１ピーク強度と第２ピーク強度とが振動することがわかった。すなわち、レーザ開口部１２の内半径および外半径ともに、レーザ波長の整数倍だけ長さをシフトしたとき、干渉効果によりレーザ光のピーク強度が現れることがわかった。
【００６５】
以上により、波長λのレーザ光が一様に照射される場合には、上記の条件の範囲を満たすレーザ開口部１２の最適開口条件は、レーザ開口部１２の外半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．０λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）、内半径ｒが０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす範囲であることがわかる。
【００６６】
以上のシュミレーションは、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合を想定していた。次に、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光が分布を有する場合を想定を想定する。ここでは、レーザ光がガウシアン分布を有する場合を想定して、シュミレーションを行った。
【００６７】
図１２は、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光がガウシアン分布を有する場合、レーザ開口部１２の外半径を５５０ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の内半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１２より、図１０と同様に、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の内半径が２２０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の内半径の範囲は、図１０と同様に、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．０８〜０．５倍である。
【００６８】
次に、図１３は、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光がガウシアン分布を有する場合、レーザ開口部１２の内半径を２００ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の外半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１３より、図１１と同様に、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の外半径が５５０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。ただし、図１１とは異なり、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす範囲は、レーザ開口部１２の外半径が、レーザ光の波長６５０ｎｍの約１．３倍の８５０ｎｍ周辺まで拡大している。
【００６９】
以上により、本発明において、レーザ集光の最適条件に対するレーザ開口部１２の最適開口条件は、波長λのレーザ光が照射される場合、レーザ開口部１２の外半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）、内半径ｒが０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす範囲とする。
【００７０】
なお、レーザ開口部１２の外半径Ｒは、上部電極１３の開口部１３ａによって、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径以下に設定されている。この照射がわ面の半径は２０μｍ程度まで設定することが可能である。例えば、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径が１０μｍ、レーザ光の波長λが６５０ｎｍの場合、上式により、ａは０≦ａ≦１５を満たす整数となり、ａの上限が定まり、この範囲の任意の整数を選んでレーザ開口部１２の外半径Ｒを設定すればよい。
【００７１】
また、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径が上式を満たす場合には、開口部形成部材はなくてもよい。この場合、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面は、上部電極１３の開口部１３ａによって覆われない。
【００７２】
なお、複合型磁気記録ヘッド１７と磁気記録媒体１６との間が、屈折率ｎの媒質で満たされている場合には、レーザ光の実質波長をλ／ｎとし、これをレーザ開口部１２の最適開口条件における波長として用いればよい。
【００７３】
上記開口径と遮蔽板径の範囲からサイズが外れた場合、遮蔽板直下でのレーザ集光ピークのズレや遮蔽板直下でのレーザ強度の減少、遮蔽板直下以外でのレーザ集光ピークの増大などが生じる。このため、開口径と遮蔽板径のサイズは上記の条件を満たすことが望ましい。
【００７４】
ここで、赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いて、レーザ開口部１２がドーナツ形状になっている場合、光干渉シュミレーションの結果から、有効なレーザ集光を行う為には、レーザ開口部１２のドーナツ形状を、内径１６０−６５０ｎｍ、外径６５０−１７００ｎｍにすることが望ましい。すなわち、遮蔽板１４を直径１６０−６５０ｎｍにするのが望ましい。
【００７５】
具体的には、面発光レーザ層６上面と絶縁体７上に、外径５μｍ、内径６５０−１７００ｎｍリング型上部電極１３とその中心部に１６０−６５０ｎｍ径の遮蔽板１４をそれぞれ、フォトリソグラフィー加工と電子線リソグラフィー加工によって成膜し、ドーナツ状のレーザ開口部１２を形成する。
【００７６】
上記アポディゼーション効果を用いれば、開口面積を変えることで、必要なレーザ強度を得ることができ、また、この光照射方法では、受動光学系を省略し構造の簡単化を実現できる。
【００７７】
上記構成の複合型磁気記録ヘッド１７の製造方法について以下に説明する。
【００７８】
先ず、上記光源１７ａが、有機金属気層成長法および分子線エピタキシー法を用いて、化合物半導体からなる基板１上に高濃度ドーピング半導体層２及び面発光レーザ層４，５，６を成膜して形成される。化合物半導体としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＧａＡｓ，ＩｎＡｓ，ＡｌＡｓ，ＧａＳｂ，ＩｎＳｂ，ＩｎＰ，ＧａＮなどがあげられるが、ドーピング制御や格子整合性の面から半導体レーザを作製する上で標準的であるＧａＡｓを用いる。
【００７９】
まず、高濃度ドーピング半導体層２として、ｎ型ＧａＡｓ基板（化合物半導体基板１）に高濃度ｎ型ドーピングＧａＡｓを積層、その後、面発光レーザ層４，５，６を積層する。面発光レーザ層の材料としては、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が挙げられる。例えば、赤色レーザを利用する場合、ＡｌＧａＡｓ系の面発光レーザを用いる。
【００８０】
面発光レーザ層４，６は、多層反射膜層からなり、面発光レーザ層５は活性層からなる。多層反射膜層としての面発光レーザ層４、６は、それぞれｎ型、ｐ型にドープされた３μｍ膜厚のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ層で形成されており、活性層としての面発光レーザ層５は、膜厚８−５０ｎｍのＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓの量子井戸層で形成されている。
【００８１】
積層した面発光レーザ層４，５，６は、電子線リソグラフィー加工及び反応性イオンエッチング技術により、円柱１５に加工される。この時、下地の高濃度ドーピング半導体層２も深さ２μｍエッチングする。また、円柱１５の径は、面発光レーザ層６の上面に、上部電極１３とレーザ開口部１２とを形成できるように１−２μｍであることが望ましい。
【００８２】
次に、高濃度ドーピング半導体層２の上に、下部電極３を形成する。ここでは、下部電極３の材料として電気伝導度の高い金属を使用するのが望ましく、例えばＡｕを用いこのＡｕを膜厚１μｍ積層する。続いて、下部電極３上を絶縁体７でコーティングする。ここでは、絶縁体７として、耐熱性高分子であるポリイミド層を用い、このポリイミド層を膜厚１μｍ積層する。
【００８３】
絶縁体７でコーティングされた下部電極３の上に、フォトリソグラフィー法を用いて、図３に示す、渦巻きコイル層８，９，１０，１１を絶縁体７と交互に４層積層する。渦巻きコイル層８，９，１０，１１の形状は、外径が１ｍｍ、内径２−３μｍ、コイル幅１μｍ、コイル間隔１μｍ、膜厚１μｍである。
【００８４】
各渦巻きコイル層８、９、１０、１１は、それぞれ絶縁体７で層間絶縁された状態となっているが、図３に示すように、渦巻きコイル第１層となる渦巻きコイル層８の内周端８ａと渦巻きコイル第２層となる渦巻きコイル層９の内周端９ａ、渦巻きコイル層９の外周端９ｂと渦巻きコイル層第３層となる渦巻きコイル層１０の外周端１０ｂ、渦巻きコイル層１０の内周端１０ａと渦巻きコイル層第４層となる渦巻きコイル層１１の内周端１１ａは、それぞれ電気的に接続されており、渦巻きコイル層８の外周端８ｂから電流を流した場合、渦巻きコイル層１１の外周端１１ｂに向かって、４層とも時計回りに電流が流れるようになっている。
【００８５】
渦巻きコイル層８〜１１の材料としては、電気伝導度の高い金属を使用するのが望ましく、例えばＡｕを用いればよい。そして、このＡｕを１μｍ積層する。そして、絶縁体７としてポリイミド層を５００ｎｍを積層し、各渦巻きコイル層８〜１１の層間絶縁を行う。
【００８６】
続いて、面発光レーザ層６上面と絶縁体７上に、遮蔽板１４と上部電極１３を成膜し、ドーナツ型のレーザ開口部１２を形成する。
【００８７】
なお、面発光レーザ層６上面に透明電極ＩＴＯ（Ｉｎx Ｓｎy Ｏz ：インジウム錫酸化膜）を形成し、その上にレーザ照射領域を制限するマスクを形成することにより、レーザ開口部１２を形成してもよい。
【００８８】
ここで形成する上部電極１３と遮蔽板１４は、レーザ光を遮蔽する必要がある。リング型の上部電極１３については、電気伝導度と反射率の高い金属を用いる必要があり、材料としては、Ａｕ，ＡｕＺｎなどが望ましい。ここでは、フォトリソグラフィー技術により膜厚１００ｎｍのＡｕリング型上部電極膜を成膜する。また、遮蔽板１４に関しては、反射率が高い金属であれば良く、例えば電子線リソグラフィー技術により、膜厚５０ｎｍのＡ１遮蔽板１４を形成する。
【００８９】
これとは別に、遮蔽板１４に、反射率の高い軟磁性金属、例えばＮｉＦｅを用いることで遮蔽板１４の直下で渦巻きコイル層８，９，１０，１１から発生する磁束密度を増加させることができる。
【００９０】
また、リング型の上部電極１３と遮蔽板１４とを同一材料で同じ膜厚にすれば、同一プロセスで成膜することができ、従来の面発光レーザの上部電極付けプロセスを踏襲することで、レーザ開口部１２を形成することができる。
【００９１】
最後に、複合型磁気記録ヘッド１７の最上部は、パッシベーション保護層（図示せず）でコーティングする。
【００９２】
本実施の形態では、遮蔽板１４をレーザ集光にのみ利用し、渦巻きコイル層８，９，１０，１１により発生する磁界によって光アシスト磁気記録を行うようになっている。したがって、複合型磁気記録ヘッド１７と磁気記録媒体１６との距離が１００ｎｍ（四分の一波長よりも短い）以下では、距離によるレーザ集光サイズと磁界分布の変化は、なだらかであるため、安定した光磁気記録が行われる。
【００９３】
ここで、レーザ開口部１２と光照射面１８との距離が１００ｎｍ以下の場合、赤色レーザのレーザ開口部１２から出た光の光照射面１８でのレーザ強度分布を図４に示す。
【００９４】
図４より、遮蔽板１４直下では、メインスポットのレーザスポット径が約４００ｎｍであり、そのスポットの脇にサブスポットのサイドピークが現れることが分かる。ここで、メインスポットの径が１００ｎｍになる領域Ａでのレーザ強度で、渦巻きコイル層８，９，１０，１１からの最大外部印加磁界よりも磁気記録媒体１６の保磁力が小さくなるように媒体の磁気特性設計を行うことで、ビット径が１００ｎｍの磁気記録が可能になる。
【００９５】
これにより、光アシストによる筆先磁気記録が実現でき、ビット径が１００ｎｍ以下では６４Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 以上の高密度磁気記録が達成され、さらに、磁気ヘッド側からのレーザ入射を行う為、磁気記録媒体の両面に光アシスト磁気記録が可能になる。
【００９６】
また、本実施の形態では、複合型磁気記録ヘッド１７と光照射面１８の距離が四分の一波長よりも短いため、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないため、複合型磁気記録ヘッド１７のフライングハイト変化にあまり依存しない。
【００９７】
また、上記構成の複合型磁気記録ヘッド１７を、同一プロセスで同時に複数形成して、例えば図５に示すような磁気ヘッドとしてもよい。この場合、一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる。また、面発光レーザに再生ヘッドや光学サーボ系も同時に形成することで、一つの磁気ヘッドに光アシスト型磁気記録再生に必要な複数の機能素子を集積化することが可能となる。
【００９８】
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記の実施の形態１と同じ機能を有する部材には、同一の記号を付記し、その説明は省略する。
【００９９】
図６に示すように、本実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッド２７は、光照射装置としての光源２７ａと、電磁コイル２７ｂとを有している。ここで、電磁コイル２７ｂは、前記実施の形態１の電磁コイル１７ｂと同じ構成である。また、光源２７ａは、前記実施の形態１の光源１７ａとは異なり、遮蔽板１４の代わりに、面発光レーザ層６の中心部に主磁極２１が埋め込まれた構成となっている。
【０１００】
上記主磁極２１の周りには、絶縁体２２がコーティングされ、面発光レーザ層６と絶縁状態を保つようになっている。
【０１０１】
上記主磁極２１は、上記電磁コイル２７ｂとともに磁気記録媒体１６に対して磁界を印加するのに使用されるとともに、光源２７ａの中心部から放出される光を遮る遮蔽部材として使用される。
【０１０２】
このように、遮蔽板１４の代わりに、主磁極２１を設けても、光源２７ａからの光を、前記実施の形態１と同様に磁気記録媒体１６の光照射面１８に集光させることができる。
【０１０３】
上記構成の複合型磁気記録ヘッド２７の製造方法について、以下に説明する。なお、本製造方法では、光源２７ａを面発光レーザ層４、５、６を積層して円柱１５に形成されるまでは、前記実施の形態１と同じなので、その説明は省略する。
【０１０４】
まず、収束イオンビームエッチング法により上部多層反射膜層としての面発光レーザ層６の表面の中心に、径０．３−０．６μｍ、深さ２μｍの穴２３を形成する。これにより、円柱１５は円筒構造となる。さらに、作製した穴２３の内径側面及び底部を絶縁体２２でコーティングする。絶縁体２２の材料としては、耐熱高分子あるいはＡ１2 ０3 などがあるが、ここでは、ポリイミドを膜厚５００ｎｍコーティングする。
【０１０５】
次に、電子線リソグラフィー技術及びスパッタリング法により、軟磁性金属でできた主磁極２１を円柱１５の穴２３内部に形成する。主磁極２１は、径０．２−０．５μｍ、高さ１．５μｍの円柱状となっている。ここで、主磁極２１の材料としては、ＮｉＦｅが望ましい。
【０１０６】
上記円柱１５の内部では、活性層である面発光レーザ層５の手前まで主磁極２１が形成されているが、これは主磁極２１の形成による面発光レーザ層５の破壊を回避することと、面発光レーザ層５への効率よいキャリヤー注入が行われるように配慮したため、このような構造をとるようにしている。
【０１０７】
最後に、複合型磁気記録ヘッド２７の最上部を、主磁極２１を含むレーザ開口部１２を除いてパッシベーション保護層（図示せず）でコーティングする。
【０１０８】
以上のように本実施の形態では、主磁極２１は前記実施の形態の遮蔽板１４の役割も兼ねている。
【０１０９】
ここで、図７に磁気記録媒体１６での主磁極２１中心直下の磁界分布を示す。図７に示すグラフから、前記実施の形態１と同様に、アポディゼーション効果によりレーザ加熱されたスポット径１００ｎｍの領域では、膜面垂直方向磁界が主であることが分かる。これは、前記実施の形態１に比べ、レーザにより加熱されたスポットで外部印加磁界の磁束密度をより増加することが出来、より急峻な光アシストによる筆先磁気記録が可能となることを示している。
【０１１０】
これにより、前記実施の形態１と同様に、ビット径が１００ｎｍ以下になるように光アシストによる筆先磁気記録を行えば、６４Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 以上の高密度垂直磁気記録が達成される。
【０１１１】
上述したように、本実施の形態１、２において、複合型磁気記録ヘッド１７、２７は、遮蔽板１４、主磁極２１を含むレーザ開口部１２を除いて、平坦になるようにコーティングが施されているので、例えば図８に示すように、磁気記録媒体１６を３６００ｒｐｍのように高速回転させたときに発生する空気の乱流を抑えることができる。これにより、磁気記録媒体１６を高速回転させても、複合型磁気記録ヘッド１７のフライングハイトを安定させることができるので、安定した情報の記録再生を行なうことができる。
【０１１２】
以上記載した以外にも、実施の形態としていくつか考えられるのでそれらを以下に示す。
【０１１３】
複合型磁気記録ヘッドには記録媒体上の漏洩磁束を検出する磁気センサーと、光学サーボシステムを一体化させることができる。これによって一つのヘッドに光アシスト型磁気記録再生に必要な複数の機能素子を集積化することが可能になる。
【０１１４】
また、本発明の磁気記録方法では、遮蔽板の大きさや形状を変えることにより記録媒体上のレーザスポットの径や形状を最適化することができる。これによって光磁気記録に見られる、矢羽型のビット形状とは違う、ビット形状の磁気記録が可能となる。
【０１１５】
また、本発明の磁気記録方法では、記録媒体上の光スポットの中央部で、情報を磁気的に記録することができる。それによって、高密化した磁束分布とレーザスポット中央部での熱分布の重なりで磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。この磁気記録方法で、レーザ集光位置と磁気記録ヘッドの遮蔽板又は主磁極の位置合わせサーボシステムが省略できる。
【０１１６】
また、本発明の磁気記録装置では、レーザを光源として備え、磁気記録用の電磁コイルがレーザ開口部に形成された磁気記録ヘッドが、記録媒体層との間隔を１００ｎｍ以下として、情報を磁気的に記録する。それによって、磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離が四分の一波長よりも短い場合、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないことから、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔が１００ｎｍ以下での磁気記録が可能になる。
【０１１７】
また、本発明の磁気記録装置ではレーザを光源として備え、磁気記録用の電磁コイルと主磁極がレーザ開口部に形成された磁気記録ヘッドが、記録媒体層との間隔を１００ｎｍ以下として、情報を磁気的に記録する。これによって磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離が四分の一波長よりも短い場合、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないことから、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔が１００ｎｍ以下での磁気記録が可能になる。
【０１１８】
以上のように、本発明は、レーザ光を照射する光源と、上記光源のレーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有していることを特徴とする光照射装置としてもよい。
【０１１９】
また、上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、レーザの１／８波長から半波長を半径とする領域を透過するレーザ光を遮蔽するとしてもよい。
【０１２０】
また、上記レーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材が形成されていることを特徴とする磁気記録ヘッドとしてもよい。
【０１２１】
また、レーザ光を照射する光源を有し、上記光源のレーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材が設けられた光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザを集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加することを特徴とする磁気記録装置としてもよい。
【０１２２】
さらに、以上のように、本発明は、電磁コイルと、上記電磁コイルの中心部に設けられ、面発光の半導体レーザからなり、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記光源におけるレーザ照射面の中心部に設けられた遮蔽部材とを備えている磁気記録ヘッドとしてもよい。
【０１２３】
また、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルと、上記電磁コイルの中心部に設けられ、面発光の半導体レーザからなり、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定され、上記磁気記録媒体の上記電磁コイルによる磁界印加領域にレーザ光の光スポットを照射する光源と、上記光源におけるレーザ照射面の中心部に設けられた遮蔽部材とを備えている磁気記録装置としてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の光照射装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有する構成である。
【０１２５】
それゆえ、レーザ光にアポディゼーション効果を生じさせることができ、レンズを用いなくてもレーザ光を集光させる効果を奏する。
【０１２６】
上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす半径ｒの領域を透過するレーザ光を遮蔽する構成である。
【０１２７】
それゆえ、より効果的にアポディゼーション効果を生じさせる効果を奏する。
【０１２８】
上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されている構成である。
【０１２９】
それゆえ、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定する効果を奏する。
【０１３０】
本発明の磁気記録ヘッドは、レーザ光を照射する光源と、磁気記録用の電磁コイルとを有する磁気記録ヘッドにおいて、上記電磁コイルを、上記光源のレーザ照射面となるレーザ開口部を中心として、該光源と一体的に形成されている構成である。
【０１３１】
それゆえ、レーザ照射側からの磁気記録が可能になる。また、このレーザと電磁コイルの配置では、レーザ開口部中央で、開口面に対して垂直磁界を印加することができ、垂直磁気記録を行う上で有効であり、また、レーザ開口部を中心に形成された電磁コイル半径を数μｍにまで小さくすることで、より高い磁場をレーザ開口部中央付近に印加することが可能になるという効果を奏する。
【０１３２】
また、上記レーザ開口部の半径Ｒが、上記レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を形成する構成である。
【０１３３】
それゆえ、アポディゼーション効果により遮蔽板直下にレーザ集光する事ができ、光アシストによる高密度磁気記録が実現可能となる効果を奏する。
【０１３４】
また、上記遮蔽部材は、軟磁性金属で構成される。
【０１３５】
この軟磁性金属は、磁気記録媒体に磁界を印加する主磁極ヘッドとすることができる。それゆえ、この遮蔽部材も兼ねた主磁極ヘッドが開口中心部に設けられることで、主磁極ヘッド直下にレーザ集光することができ、また、高透磁率材料であるパーマロイやフェライトなどの軟磁性金属からなる主磁極ヘッドを形成することで、主磁極ヘッド直下での磁束密度を高密化することができる。これにより、レーザ集光位置中央部での高密度磁気記録が実現可能となる効果を奏する。
【０１３６】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザで構成される。
【０１３７】
それゆえ、面発光レーザ開口部に直接磁気記録ヘッドが形成されているため、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドの量産化が行いやすくなる効果を奏する。
【０１３８】
また、上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されている構成である。
【０１３９】
それゆえ、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定する効果を奏する。
【０１４０】
さらに、上記磁気記録ヘッドを、磁気記録媒体の記録面に沿って複数個配置する構成である。
【０１４１】
それゆえ、同一プロセスで同時に複数のヘッドが形成できるため、ヘッドに複数の磁気記録ヘッドが形成でき一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる効果を奏する。
【０１４２】
本発明の磁気記録装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源、および上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を有する光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザ光を集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加する構成である。
【０１４３】
それゆえ、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルによって印加された磁束分布との重なり部で、磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成されるという効果を奏する。
【０１４４】
また、上記遮蔽部材は、軟磁性金属で構成される。
【０１４５】
それゆえ、遮蔽部材が軟磁性金属で構成されているので、磁気記録媒体に磁界を印加するための主磁極ヘッドがレーザ開口部に形成されることになる。したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルと主磁極ヘッドによって印加された急峻かつ高密化した磁束分布との重なりで筆先磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成されるという効果を奏する。
【０１４６】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザから構成される。
【０１４７】
それゆえ、光源が面発光の半導体レーザからなっているので、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドが量産化しやすくなり、それを含む複合型磁気記録装置も製造しやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る複合型磁気記録ヘッドの構成を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す複合型磁気記録ヘッドの概略構成図である。
【図３】図１に示す複合型磁気記録ヘッドに備えられたコイル層のパターンを示す概略図である。
【図４】図１に示す複合型磁気記録ヘッドのレーザ開口部から照射されたレーザの照射面での強度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の磁気記録装置の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッドの構成を示す要部断面図である。
【図７】図６に示す複合型磁気記録ヘッドの主磁極の磁界分布を示すグラフである。
【図８】複数の複合型磁気記録ヘッドで構成された磁気記録ヘッドの概略構成図である。
【図９】図１に示す複合型磁気記録ヘッドのレーザ開口部と光照射面との関係を示す図である。
【図１０】レーザ光が一様に照射される場合の、レーザ開口部の内半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１１】レーザ光が一様に照射される場合の、レーザ開口部の外半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１２】レーザ光がガウシアン分布を有する場合の、レーザ開口部の内半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１３】レーザ光がガウシアン分布を有する場合の、レーザ開口部の外半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 基板
２ 高濃度ドーピング半導体層
３ 下部電極
４ 面発光レーザ層（発光体）
５ 面発光レーザ層（発光体）
６ 面発光レーザ層（発光体）
６ａ 光照射面
７ 絶縁体
８ 渦巻きコイル第１層
８ａ 渦巻きコイル第１層内周端
８ｂ 渦巻きコイル第１層外周端
９ 渦巻きコイル第２層
９ａ 渦巻きコイル第２層内周端
９ｂ 渦巻きコイル第２層外周端
１０ 渦巻きコイル第３層
１０ａ 渦巻きコイル第３層内周端
１０ｂ 渦巻きコイル第３層外周端
１１ 渦巻きコイル第４層
１１ａ 渦巻きコイル第４層内周端
１１ｂ 渦巻きコイル第４層外周端
１２ レーザ開口部（レーザ照射面）
１３ 上部電極（開口部形成部材）
１３ａ 開口部
１４ 遮蔽板（遮蔽部材）
１５ 円柱
１６ 磁気記録媒体
１７ 複合型磁気記録ヘッド（磁気記録ヘッド）
１７ａ 光源
１７ｂ 電磁コイル
１８ 光照射面
２１ 主磁極
２２ 絶縁体
２３ 面発光レーザ層の穴
２７ 複合型磁気記録ヘッド（磁気記録ヘッド）
２７ａ 光源
２７ｂ 電磁コイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アシスト型磁気記録ヘッド及び光アシスト型磁気記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の主な光アシスト磁気記録の技術として、以下のものが考案されている。例えば、特開平４−１７６０３４号公報には、透明基板上に成膜した磁気記録媒体を用いて、磁気記録ヘッド部直下の磁気記録媒体部に基板側からレーザ光を光学レンズにより集光し、局所的に磁気記録媒体を加熱し、保磁力を低下させ、そこで磁気記録ヘッドにより磁場を印加して高密度磁気記録を行う技術が開示されている。
【０００３】
この技術では、従来の磁気記録ヘッドや光磁気記録で用いられた光学系の技術を転用することができ、既存の技術を組み合わせることで新しいシステムを容易に構築できることや、磁気ヘッドとレーザスポットの重なり部で磁気記録が行われるため、より微細なビットが記録でき、高密度磁気記録が実現できるといった利点がある。
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、高密度磁気記録の実現には、磁気記録ヘッド位置とレーザ集光位置との位置合わせのための高精度のサーボシステムが必要であることや、また、両面磁気記録を行うことが困難であるという課題が生じる。
【０００５】
これらの解決策として、光アシスト磁気記録の技術ではないが、光磁気記録の技術として、特開平４−６７４５１号公報に開示された技術がある。この技術は、レーザーの収束用の光学系と磁気記録コイルを組み合わせて複合化し、複合型磁気記録ヘッドを用いる技術であり、磁気記録コイル側からのレーザー集光を行い、従来の片側だけでなく記録媒体の両面を活用でき、両面光磁気記録が実現できるようになっている。また、この技術では、磁気記録コイル位置とレーザ光集光位置との位置合わせのためのサーボシステムが省略でき、システム全体を簡略化することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に述べた複合型磁気記録ヘッドを用いた光磁気記録では、集光の為に光学レンズ系を用いているので、ヘッドは複雑化し、寸法が大きく重量が重くなり、かつコイル−光学系間の相対位置に高い精度が求められる。
【０００７】
また、従来のレンズを用いたアポディゼーション効果によるレーザの超解像は、光学系、特にレンズの収差による位相ずれが生じ、レーザの強度がブロードに（広く）なる。上記超解像はビームスポットにおけるレーザビームの強度分布を利用し、ビームスポット径よりも小さい領域での記録再生を可能とするものである。したがって、この場合には、超解像による高密度記録再生の効果を十分に得ることができない。一方、レンズの収差を無くすためには、それをキャンセルするための複雑な構造の光学系、あるいは、高い精度の光学レンズを必要とする。
【０００８】
よって、上記従来の複合型磁気記録ヘッドでは、生産性やコスト面における課題が残っている。
【０００９】
また、光アシスト型高密度磁気記録を達成する為には、レーザスポット径を小さくし、磁界分布をレーザスポット中央部で急峻にすることが必要である。
【００１０】
しかしながら、上記従来の複合型磁気記録ヘッドでは、光学レンズを用いるため、光の波長程度のレーザ開口では光の回折効果により、レーザスポット径を１００ｎｍ以下に絞り込むことができない。また、上記に述べた光磁気記録の手法では、電磁コイルと磁気記録媒体の距離が大きいため、レーザスポット中央部で急峻な磁界分布が得られないといった問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記の各問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光学レンズ系を使用しないで、レーザ光を集光させることができる光照射装置を提供するとともに、レーザスポット径が小さく、かつ急峻な磁界分布が得られ、光アシスト高密度磁気記録の実現と同時に、ヘッド構造の簡略化、生産性の向上、低コスト化を図ることができる複合型の磁気記録ヘッドおよび磁気記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題の解決策として、本発明では、微細加工技術により、例えば光源としての面発光の半導体レーザにおけるレーザを照射するレーザ開口部に直接、電磁コイルと主磁極を形成し複合磁気記録ヘッドを作製、光学レンズ系を用いずにアポディゼーション効果により、レーザを遮蔽部材直下に集光して、光アシスト磁気記録を実現するものである。
【００１３】
なお、本発明において、レーザ開口部とは、レーザが出射される領域であって、マスク等の遮蔽部材によりその領域を制限した場合には、その遮蔽部材にて遮蔽された領域を除いた、レーザを出射可能な領域と定義する。
【００１４】
一般に、上記レーザ開口部の半径がレーザ半波長と同程度のサイズでありかつ、開口部から光照射面（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下に近づいた場合、開口の淵と開口中心から放出される光は、開口直下の光照射面で光の干渉効果によって減衰してしまう。これは、開口直下の光照射面において、開口中心部と淵から照射される光の光路差が開口半径と同程度つまり半波長ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。そこで、開口の中央部に光の遮蔽部材を形成し、開口中心部から出てくる光をさえぎることで、開口の淵から放出される光が遮蔽部材直下の光照射面で集光することができる。これをアポディゼーション効果という。この効果を用いれば、開口面積を変えることで、必要なレーザ強度を得ることができ、遮蔽部材を開口中心部に設けることで、遮蔽部材直下にレーザ集光することができる。また、この光照射方法では、受動光学系を省略し構造の簡単化を実現できる。
【００１５】
本発明の光照射装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有していることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、レーザ光にアポディゼーション効果を生じさせることができ、レンズを用いなくてもレーザ光を集光させることができる。
【００１７】
上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす半径ｒの領域を透過するレーザ光を遮蔽するようにしてもよい。
【００１８】
これによって、より効果的にアポディゼーション効果を生じさせることができる。
【００１９】
上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されてもよい。
【００２０】
これにより、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定することができる。
【００２１】
なお、レーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）の条件を満たしていれば、光源は開口部形成部材を有していなくともよい。この場合、レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面がレーザ開口部となる。また、開口部形成部材は、レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面と接して設けられいても、離れて設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の磁気記録ヘッドは、レーザ光を照射する光源と、磁気記録用の電磁コイルとを有する磁気記録ヘッドにおいて、上記電磁コイルを、上記光源のレーザ照射面となるレーザ開口部を中心として、該光源と一体的に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
これによって、レーザと電磁コイルを一体化することで、レーザ照射側からの磁気記録が可能になる。このレーザと電磁コイルの配置では、レーザ開口部中央で、開口面に対して垂直磁界を印加することができ、垂直磁気記録を行う上で有効であり、また、レーザ開口部を中心に形成された電磁コイル半径を数μｍにまで小さくすることで、より高い磁場をレーザ開口部中央付近に印加することが可能になる。
【００２４】
また、上記レーザ開口部の半径Ｒが、上記レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を形成してもよい。
【００２５】
これによって、アポディゼーション効果により遮蔽部材直下にレーザ集光する事ができ、光アシストによる高密度磁気記録が実現できる。
【００２６】
また、上記遮蔽部材を、軟磁性金属で構成してもよい。
【００２７】
これによれば、軟磁性金属は、磁気記録媒体に磁界を印加する主磁極ヘッドとすることができる。この遮蔽部材も兼ねた主磁極ヘッドが開口中心部に設けられることで、主磁極ヘッド直下にレーザ集光することができる。また、高透磁率材料であるパーマロイやフェライトなどの軟磁性金属からなる主磁極ヘッドを形成することで、主磁極ヘッド直下での磁束密度を高密化することができ、これにより、レーザ集光位置中央部での高密度磁気記録が実現できる。
【００２８】
また、上記光源を、面発光の半導体レーザで構成してもよい。
【００２９】
これによって、面発光レーザ開口部に直接磁気記録ヘッドが形成されているため、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドの量産化に適したものとなる。
【００３０】
また、上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されてもよい。
【００３１】
これにより、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定することができる。
【００３２】
さらに、上記磁気記録ヘッドを、磁気記録媒体の記録面に沿って複数個配置してもよい。
【００３３】
これによれば、同一プロセスで同時に複数のヘッドが形成できるため、ヘッドに複数の磁気記録ヘッドが形成でき一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる。
【００３４】
本発明の磁気記録装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源、および上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を有する光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザ光を集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加することを特徴とする。
【００３５】
上記構成によれば、上記光照射手段は波長λのレーザ光を照射する光源を有し、上記光源のレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザを遮蔽する遮蔽部材が設けられているので、遮蔽部材直下の磁気記録媒体上に、アポディゼーション効果によりレーザスポットを形成することができる。
【００３６】
したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルによって印加された磁束分布との重なり部で、磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。
【００３７】
また、上記遮蔽部材を、軟磁性金属で構成してもよい。
【００３８】
上記構成によれば遮蔽部材が軟磁性金属で構成されているので、磁気記録媒体に磁界を印加するための主磁極ヘッドがレーザ開口部に形成されることになる。
【００３９】
したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルと主磁極ヘッドによって印加された急峻かつ高密度化した磁束分布との重なりで筆先磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。
【００４０】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザから構成されてもよい。
【００４１】
上記構成によれば光源が面発光の半導体レーザからなっているので、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドが量産化しやすくなり、それを含む複合型磁気記録装置も製造しやすくなる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の光照射装置を備えた複合型磁気記録ヘッドに適用した例について説明する。
【００４３】
図１に本発明の実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッド１７を示す。なお、図１は、磁気記録媒体１６と対向するように複合型磁気記録ヘッド１７が逆さに配置された状態を示している。
【００４４】
複合型磁気記録ヘッド１７は、磁気記録媒体１６に対してレーザ光を照射する光照射装置としての光源１７ａと、該光源１７ａの外周に設けられ、該磁気記録媒体１６に対して磁界を印加する電磁コイル１７ｂとを有している。
【００４５】
上記光源１７ａは、基板１上に形成された高濃度ドーピング半導体層２上に円柱状の面発光レーザ層４、５、６が順に積層された構造となっている。したがって、上記構成の光源１７ａでは、磁気記録媒体１６に一番近い面発光レーザ層６の外面が光照射面６ａとなる。
【００４６】
また、上記光源１７ａには、図示しない駆動源から下部電極３および上部電極１３により、面発光レーザ層４、５、６に駆動電流が供給され、所定の強さのレーザ光を磁気記録媒体１６に照射するようになっている。
【００４７】
また、上記電磁コイル１７ｂは、上記高濃度ドーピング半導体層２上に設けられた下部電極３上に形成された絶縁体７内で、４層の渦巻き状のコイル層（以下、渦巻きコイル層と称する）８、９、１０、１１がそれぞれ積層された構造となっている。
【００４８】
さらに、磁気記録媒体１６の対向面である上記電磁コイル１７ｂの上面には、上部電極１３が設けられている。この上部電極１３には、上記面発光レーザ層６の光照射面６ａが露出するように、中心部に開口部１３ａが形成されている。この開口部１３ａにより、上記光源１７ａの開口部（以下、レーザ開口部と称する）１２の大きさが規定されるようになっている。
【００４９】
光源１７ａは、レーザ開口部１２を形成する開口部形成部材としての上部電極１３の開口部１３ａと、レーザ発光体としての高濃度ドーピング半導体層２および面発光レーザ層４、５、６とを有している。すなわち、レーザ開口部１２は、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面が、上部電極１３の開口部１３ａによって覆われて、レーザを出射する領域が制限されて形成されている。よって、レーザ開口部１２の外半径は、上部電極１３の開口部１３ａによって、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径以下に設定されている。なおここで、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面とは、図１において、面発光レーザ層４の下端面のことであり、光照射面６ａを含む面のことである。
【００５０】
また、電磁コイル１７ｂには、図示しない駆動源から駆動電流が図２に示す渦巻きコイル第１層外周端８ｂから渦巻きコイル第４層外周端１１ｂに流れ、各コイル層８〜１１に供給され、所定の強さの磁界を磁気記録媒体１６に印加するようになっている。
【００５１】
さらに、上記電磁コイル１７ｂの上面のレーザ開口部１２の中心部には、図２に示すように、該中心部を通るレーザ光を遮蔽する円形の遮蔽板（遮蔽部材）１４が設けられている。よって、上記レーザ開口部１２は、上記遮蔽板１４と上部電極１３の開口部１３ａとによりその形状が規定される。図２では、上記レーザ開口部１２はドーナツ形状となっている。
【００５２】
上記レーザ開口部１２から照射されるレーザ光は、磁気記録媒体１６上の光照射面１８に集光される。このレーザ光の集光は、アポディゼーション効果を利用したものである。
【００５３】
ここで、上記複合型磁気記録ヘッド１７におけるレーザ光の集光原理について説明する。
【００５４】
先ず、アポディゼーション効果について説明する。レーザの開口半径がレーザ半波長から１波長のサイズでありかつ、開口部から光照射面（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下に近づいた場合、開口の淵と開口中心から放出される光は、開口直下の光照射面で光の干渉効果によって減衰してしまう。これは、開口直下の光照射面において、開口中心部と淵から照射される光の光路差が開口半径と同程度つまり半波長ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。そこで、開口の中央部に光の遮蔽板を形成し、開口中心部から出てくる光をさえぎることで、開口の淵から放出される光が遮蔽板直下の光照射面で集光することができる。これをアポディゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）効果という。
【００５５】
したがって、上記のように、レーザ開口部１２の中心部に遮蔽板１４を設けることによって、上記レーザ開口部１２の中心部から出てくる光を遮ることができるので、該レーザ開口部１２の淵から放出される光が、上記遮蔽板１４直下の磁気記録媒体１６上の光照射面１８に集光される。
【００５６】
次に、遮蔽板１４とレーザ開口部１２のサイズについて説明する。赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いる場合、レーザの開口径がレーザ波長と同程度のサイズであり、かつ、レーザ開口部１２から光照射面１８（本発明においては磁気記録媒体面）の距離が１００ｎｍ以下になると、レーザ開口部１２の直下の光照射面１８において、レーザ開口部１２の中心部と淵から照射される光の光路差が、レーザ開口部１２の半径と同程度、つまり半波長（３２５ｎｍ）ずれるため、それぞれの光がお互いに打ち消しあってしまう。
【００５７】
そこで、遮蔽板直下でレーザを集光する為の開口径と遮蔽板径のサイズの最適条件を求める為に、光干渉シュミレーションを行った。その結果、開口径が光の１波長から波長の２倍程度のレーザ開口部１２に、光の１／４波長から波長程度の径をもつ遮蔽板１４を形成し、レーザ開口部１２の開口中心部から出てくる光をさえぎることで、上記遮蔽板１４の周囲から放出される光を、該遮蔽板１４直下の光照射面１８で集光することができた。
【００５８】
さらに、詳細な光干渉シュミレーションを行った結果を、図９から図１３を用いて以下に示す。
【００５９】
なお、図９に示すように、レーザ開口部１２の外半径とは、レーザを照射する領域の外周の半径を意味し、レーザ開口部１２の内半径とは、遮蔽板１４の半径を意味しているとする。
【００６０】
図１０から図１３に、赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いた場合の、各種設定条件のもとでの、光照射面１８とレーザのピーク強度との関係を表す、シュミレーションの結果を示す。
【００６１】
本発明においては、レーザ集光の最適条件の範囲を、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす範囲とする。これは、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍未満である場合には、光照射面１８にレーザ光が照射されたとき、第２ピーク強度からの熱拡散の影響により磁気記録媒体１６の温度プロファイルがブロードに（広く）なるためである。
【００６２】
図１０は、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合、レーザ開口部１２の外半径を５５０ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の内半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と、その脇の第２ピーク（サブピーク、図４参照）強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１０より、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の内半径が２２０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の内半径の範囲は、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．０８〜０．５倍である。
【００６３】
次に、図１１は、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合、レーザ開口部１２の内半径を２００ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の外半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１１より、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の外半径が５５０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の外半径の範囲は、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．５〜１．０倍である。
【００６４】
さらに、レーザ開口部１２の開口条件を変えた場合の、他のシュミレーションの結果により、レーザ開口部１２の内半径および外半径に対して、レーザ波長周期で第１ピーク強度と第２ピーク強度とが振動することがわかった。すなわち、レーザ開口部１２の内半径および外半径ともに、レーザ波長の整数倍だけ長さをシフトしたとき、干渉効果によりレーザ光のピーク強度が現れることがわかった。
【００６５】
以上により、波長λのレーザ光が一様に照射される場合には、上記の条件の範囲を満たすレーザ開口部１２の最適開口条件は、レーザ開口部１２の外半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．０λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）、内半径ｒが０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす範囲であることがわかる。
【００６６】
以上のシュミレーションは、レーザ光がレーザ開口部１２から一様に照射される場合を想定していた。次に、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光が分布を有する場合を想定を想定する。ここでは、レーザ光がガウシアン分布を有する場合を想定して、シュミレーションを行った。
【００６７】
図１２は、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光がガウシアン分布を有する場合、レーザ開口部１２の外半径を５５０ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の内半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１２より、図１０と同様に、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の内半径が２２０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。また、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす、レーザ開口部１２の内半径の範囲は、図１０と同様に、レーザ光の波長６５０ｎｍの約０．０８〜０．５倍である。
【００６８】
次に、図１３は、レーザ開口部１２から照射されるレーザ光がガウシアン分布を有する場合、レーザ開口部１２の内半径を２００ｎｍに固定したときの、レーザ開口部１２の外半径の変化に伴う、遮蔽板１４直下におけるレーザ光の第１ピーク強度と第２ピーク強度との、シュミレーションの結果を示している。この図１３より、図１１と同様に、レーザ光の第１および第２ピーク強度ともに、レーザ開口部１２の外半径が５５０ｎｍ付近において、最大となっていることがわかる。ただし、図１１とは異なり、レーザ光の第１ピーク強度が第２ピーク強度の３倍以上であることを満たす範囲は、レーザ開口部１２の外半径が、レーザ光の波長６５０ｎｍの約１．３倍の８５０ｎｍ周辺まで拡大している。
【００６９】
以上により、本発明において、レーザ集光の最適条件に対するレーザ開口部１２の最適開口条件は、波長λのレーザ光が照射される場合、レーザ開口部１２の外半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）、内半径ｒが０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす範囲とする。
【００７０】
なお、レーザ開口部１２の外半径Ｒは、上部電極１３の開口部１３ａによって、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径以下に設定されている。この照射がわ面の半径は２０μｍ程度まで設定することが可能である。例えば、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径が１０μｍ、レーザ光の波長λが６５０ｎｍの場合、上式により、ａは０≦ａ≦１５を満たす整数となり、ａの上限が定まり、この範囲の任意の整数を選んでレーザ開口部１２の外半径Ｒを設定すればよい。
【００７１】
また、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面の半径が上式を満たす場合には、開口部形成部材はなくてもよい。この場合、面発光レーザ層４、５、６における照射がわ面は、上部電極１３の開口部１３ａによって覆われない。
【００７２】
なお、複合型磁気記録ヘッド１７と磁気記録媒体１６との間が、屈折率ｎの媒質で満たされている場合には、レーザ光の実質波長をλ／ｎとし、これをレーザ開口部１２の最適開口条件における波長として用いればよい。
【００７３】
上記開口径と遮蔽板径の範囲からサイズが外れた場合、遮蔽板直下でのレーザ集光ピークのズレや遮蔽板直下でのレーザ強度の減少、遮蔽板直下以外でのレーザ集光ピークの増大などが生じる。このため、開口径と遮蔽板径のサイズは上記の条件を満たすことが望ましい。
【００７４】
ここで、赤色レーザ（波長：６５０ｎｍ）を用いて、レーザ開口部１２がドーナツ形状になっている場合、光干渉シュミレーションの結果から、有効なレーザ集光を行う為には、レーザ開口部１２のドーナツ形状を、内径１６０−６５０ｎｍ、外径６５０−１７００ｎｍにすることが望ましい。すなわち、遮蔽板１４を直径１６０−６５０ｎｍにするのが望ましい。
【００７５】
具体的には、面発光レーザ層６上面と絶縁体７上に、外径５μｍ、内径６５０−１７００ｎｍリング型上部電極１３とその中心部に１６０−６５０ｎｍ径の遮蔽板１４をそれぞれ、フォトリソグラフィー加工と電子線リソグラフィー加工によって成膜し、ドーナツ状のレーザ開口部１２を形成する。
【００７６】
上記アポディゼーション効果を用いれば、開口面積を変えることで、必要なレーザ強度を得ることができ、また、この光照射方法では、受動光学系を省略し構造の簡単化を実現できる。
【００７７】
上記構成の複合型磁気記録ヘッド１７の製造方法について以下に説明する。
【００７８】
先ず、上記光源１７ａが、有機金属気層成長法および分子線エピタキシー法を用いて、化合物半導体からなる基板１上に高濃度ドーピング半導体層２及び面発光レーザ層４，５，６を成膜して形成される。化合物半導体としては、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＧａＡｓ，ＩｎＡｓ，ＡｌＡｓ，ＧａＳｂ，ＩｎＳｂ，ＩｎＰ，ＧａＮなどがあげられるが、ドーピング制御や格子整合性の面から半導体レーザを作製する上で標準的であるＧａＡｓを用いる。
【００７９】
まず、高濃度ドーピング半導体層２として、ｎ型ＧａＡｓ基板（化合物半導体基板１）に高濃度ｎ型ドーピングＧａＡｓを積層、その後、面発光レーザ層４，５，６を積層する。面発光レーザ層の材料としては、ＧａＩｎＡｓＰ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が挙げられる。例えば、赤色レーザを利用する場合、ＡｌＧａＡｓ系の面発光レーザを用いる。
【００８０】
面発光レーザ層４，６は、多層反射膜層からなり、面発光レーザ層５は活性層からなる。多層反射膜層としての面発光レーザ層４、６は、それぞれｎ型、ｐ型にドープされた３μｍ膜厚のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ層で形成されており、活性層としての面発光レーザ層５は、膜厚８−５０ｎｍのＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓの量子井戸層で形成されている。
【００８１】
積層した面発光レーザ層４，５，６は、電子線リソグラフィー加工及び反応性イオンエッチング技術により、円柱１５に加工される。この時、下地の高濃度ドーピング半導体層２も深さ２μｍエッチングする。また、円柱１５の径は、面発光レーザ層６の上面に、上部電極１３とレーザ開口部１２とを形成できるように１−２μｍであることが望ましい。
【００８２】
次に、高濃度ドーピング半導体層２の上に、下部電極３を形成する。ここでは、下部電極３の材料として電気伝導度の高い金属を使用するのが望ましく、例えばＡｕを用いこのＡｕを膜厚１μｍ積層する。続いて、下部電極３上を絶縁体７でコーティングする。ここでは、絶縁体７として、耐熱性高分子であるポリイミド層を用い、このポリイミド層を膜厚１μｍ積層する。
【００８３】
絶縁体７でコーティングされた下部電極３の上に、フォトリソグラフィー法を用いて、図３に示す、渦巻きコイル層８，９，１０，１１を絶縁体７と交互に４層積層する。渦巻きコイル層８，９，１０，１１の形状は、外径が１ｍｍ、内径２−３μｍ、コイル幅１μｍ、コイル間隔１μｍ、膜厚１μｍである。
【００８４】
各渦巻きコイル層８、９、１０、１１は、それぞれ絶縁体７で層間絶縁された状態となっているが、図３に示すように、渦巻きコイル第１層となる渦巻きコイル層８の内周端８ａと渦巻きコイル第２層となる渦巻きコイル層９の内周端９ａ、渦巻きコイル層９の外周端９ｂと渦巻きコイル層第３層となる渦巻きコイル層１０の外周端１０ｂ、渦巻きコイル層１０の内周端１０ａと渦巻きコイル層第４層となる渦巻きコイル層１１の内周端１１ａは、それぞれ電気的に接続されており、渦巻きコイル層８の外周端８ｂから電流を流した場合、渦巻きコイル層１１の外周端１１ｂに向かって、４層とも時計回りに電流が流れるようになっている。
【００８５】
渦巻きコイル層８〜１１の材料としては、電気伝導度の高い金属を使用するのが望ましく、例えばＡｕを用いればよい。そして、このＡｕを１μｍ積層する。そして、絶縁体７としてポリイミド層を５００ｎｍを積層し、各渦巻きコイル層８〜１１の層間絶縁を行う。
【００８６】
続いて、面発光レーザ層６上面と絶縁体７上に、遮蔽板１４と上部電極１３を成膜し、ドーナツ型のレーザ開口部１２を形成する。
【００８７】
なお、面発光レーザ層６上面に透明電極ＩＴＯ（Ｉｎx Ｓｎy Ｏz ：インジウム錫酸化膜）を形成し、その上にレーザ照射領域を制限するマスクを形成することにより、レーザ開口部１２を形成してもよい。
【００８８】
ここで形成する上部電極１３と遮蔽板１４は、レーザ光を遮蔽する必要がある。リング型の上部電極１３については、電気伝導度と反射率の高い金属を用いる必要があり、材料としては、Ａｕ，ＡｕＺｎなどが望ましい。ここでは、フォトリソグラフィー技術により膜厚１００ｎｍのＡｕリング型上部電極膜を成膜する。また、遮蔽板１４に関しては、反射率が高い金属であれば良く、例えば電子線リソグラフィー技術により、膜厚５０ｎｍのＡ１遮蔽板１４を形成する。
【００８９】
これとは別に、遮蔽板１４に、反射率の高い軟磁性金属、例えばＮｉＦｅを用いることで遮蔽板１４の直下で渦巻きコイル層８，９，１０，１１から発生する磁束密度を増加させることができる。
【００９０】
また、リング型の上部電極１３と遮蔽板１４とを同一材料で同じ膜厚にすれば、同一プロセスで成膜することができ、従来の面発光レーザの上部電極付けプロセスを踏襲することで、レーザ開口部１２を形成することができる。
【００９１】
最後に、複合型磁気記録ヘッド１７の最上部は、パッシベーション保護層（図示せず）でコーティングする。
【００９２】
本実施の形態では、遮蔽板１４をレーザ集光にのみ利用し、渦巻きコイル層８，９，１０，１１により発生する磁界によって光アシスト磁気記録を行うようになっている。したがって、複合型磁気記録ヘッド１７と磁気記録媒体１６との距離が１００ｎｍ（四分の一波長よりも短い）以下では、距離によるレーザ集光サイズと磁界分布の変化は、なだらかであるため、安定した光磁気記録が行われる。
【００９３】
ここで、レーザ開口部１２と光照射面１８との距離が１００ｎｍ以下の場合、赤色レーザのレーザ開口部１２から出た光の光照射面１８でのレーザ強度分布を図４に示す。
【００９４】
図４より、遮蔽板１４直下では、メインスポットのレーザスポット径が約４００ｎｍであり、そのスポットの脇にサブスポットのサイドピークが現れることが分かる。ここで、メインスポットの径が１００ｎｍになる領域Ａでのレーザ強度で、渦巻きコイル層８，９，１０，１１からの最大外部印加磁界よりも磁気記録媒体１６の保磁力が小さくなるように媒体の磁気特性設計を行うことで、ビット径が１００ｎｍの磁気記録が可能になる。
【００９５】
これにより、光アシストによる筆先磁気記録が実現でき、ビット径が１００ｎｍ以下では６４Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 以上の高密度磁気記録が達成され、さらに、磁気ヘッド側からのレーザ入射を行う為、磁気記録媒体の両面に光アシスト磁気記録が可能になる。
【００９６】
また、本実施の形態では、複合型磁気記録ヘッド１７と光照射面１８の距離が四分の一波長よりも短いため、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないため、複合型磁気記録ヘッド１７のフライングハイト変化にあまり依存しない。
【００９７】
また、上記構成の複合型磁気記録ヘッド１７を、同一プロセスで同時に複数形成して、例えば図５に示すような磁気ヘッドとしてもよい。この場合、一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる。また、面発光レーザに再生ヘッドや光学サーボ系も同時に形成することで、一つの磁気ヘッドに光アシスト型磁気記録再生に必要な複数の機能素子を集積化することが可能となる。
【００９８】
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記の実施の形態１と同じ機能を有する部材には、同一の記号を付記し、その説明は省略する。
【００９９】
図６に示すように、本実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッド２７は、光照射装置としての光源２７ａと、電磁コイル２７ｂとを有している。ここで、電磁コイル２７ｂは、前記実施の形態１の電磁コイル１７ｂと同じ構成である。また、光源２７ａは、前記実施の形態１の光源１７ａとは異なり、遮蔽板１４の代わりに、面発光レーザ層６の中心部に主磁極２１が埋め込まれた構成となっている。
【０１００】
上記主磁極２１の周りには、絶縁体２２がコーティングされ、面発光レーザ層６と絶縁状態を保つようになっている。
【０１０１】
上記主磁極２１は、上記電磁コイル２７ｂとともに磁気記録媒体１６に対して磁界を印加するのに使用されるとともに、光源２７ａの中心部から放出される光を遮る遮蔽部材として使用される。
【０１０２】
このように、遮蔽板１４の代わりに、主磁極２１を設けても、光源２７ａからの光を、前記実施の形態１と同様に磁気記録媒体１６の光照射面１８に集光させることができる。
【０１０３】
上記構成の複合型磁気記録ヘッド２７の製造方法について、以下に説明する。なお、本製造方法では、光源２７ａを面発光レーザ層４、５、６を積層して円柱１５に形成されるまでは、前記実施の形態１と同じなので、その説明は省略する。
【０１０４】
まず、収束イオンビームエッチング法により上部多層反射膜層としての面発光レーザ層６の表面の中心に、径０．３−０．６μｍ、深さ２μｍの穴２３を形成する。これにより、円柱１５は円筒構造となる。さらに、作製した穴２３の内径側面及び底部を絶縁体２２でコーティングする。絶縁体２２の材料としては、耐熱高分子あるいはＡ１2 ０3 などがあるが、ここでは、ポリイミドを膜厚５００ｎｍコーティングする。
【０１０５】
次に、電子線リソグラフィー技術及びスパッタリング法により、軟磁性金属でできた主磁極２１を円柱１５の穴２３内部に形成する。主磁極２１は、径０．２−０．５μｍ、高さ１．５μｍの円柱状となっている。ここで、主磁極２１の材料としては、ＮｉＦｅが望ましい。
【０１０６】
上記円柱１５の内部では、活性層である面発光レーザ層５の手前まで主磁極２１が形成されているが、これは主磁極２１の形成による面発光レーザ層５の破壊を回避することと、面発光レーザ層５への効率よいキャリヤー注入が行われるように配慮したため、このような構造をとるようにしている。
【０１０７】
最後に、複合型磁気記録ヘッド２７の最上部を、主磁極２１を含むレーザ開口部１２を除いてパッシベーション保護層（図示せず）でコーティングする。
【０１０８】
以上のように本実施の形態では、主磁極２１は前記実施の形態の遮蔽板１４の役割も兼ねている。
【０１０９】
ここで、図７に磁気記録媒体１６での主磁極２１中心直下の磁界分布を示す。図７に示すグラフから、前記実施の形態１と同様に、アポディゼーション効果によりレーザ加熱されたスポット径１００ｎｍの領域では、膜面垂直方向磁界が主であることが分かる。これは、前記実施の形態１に比べ、レーザにより加熱されたスポットで外部印加磁界の磁束密度をより増加することが出来、より急峻な光アシストによる筆先磁気記録が可能となることを示している。
【０１１０】
これにより、前記実施の形態１と同様に、ビット径が１００ｎｍ以下になるように光アシストによる筆先磁気記録を行えば、６４Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 以上の高密度垂直磁気記録が達成される。
【０１１１】
上述したように、本実施の形態１、２において、複合型磁気記録ヘッド１７、２７は、遮蔽板１４、主磁極２１を含むレーザ開口部１２を除いて、平坦になるようにコーティングが施されているので、例えば図８に示すように、磁気記録媒体１６を３６００ｒｐｍのように高速回転させたときに発生する空気の乱流を抑えることができる。これにより、磁気記録媒体１６を高速回転させても、複合型磁気記録ヘッド１７のフライングハイトを安定させることができるので、安定した情報の記録再生を行なうことができる。
【０１１２】
以上記載した以外にも、実施の形態としていくつか考えられるのでそれらを以下に示す。
【０１１３】
複合型磁気記録ヘッドには記録媒体上の漏洩磁束を検出する磁気センサーと、光学サーボシステムを一体化させることができる。これによって一つのヘッドに光アシスト型磁気記録再生に必要な複数の機能素子を集積化することが可能になる。
【０１１４】
また、本発明の磁気記録方法では、遮蔽板の大きさや形状を変えることにより記録媒体上のレーザスポットの径や形状を最適化することができる。これによって光磁気記録に見られる、矢羽型のビット形状とは違う、ビット形状の磁気記録が可能となる。
【０１１５】
また、本発明の磁気記録方法では、記録媒体上の光スポットの中央部で、情報を磁気的に記録することができる。それによって、高密化した磁束分布とレーザスポット中央部での熱分布の重なりで磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成される。この磁気記録方法で、レーザ集光位置と磁気記録ヘッドの遮蔽板又は主磁極の位置合わせサーボシステムが省略できる。
【０１１６】
また、本発明の磁気記録装置では、レーザを光源として備え、磁気記録用の電磁コイルがレーザ開口部に形成された磁気記録ヘッドが、記録媒体層との間隔を１００ｎｍ以下として、情報を磁気的に記録する。それによって、磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離が四分の一波長よりも短い場合、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないことから、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔が１００ｎｍ以下での磁気記録が可能になる。
【０１１７】
また、本発明の磁気記録装置ではレーザを光源として備え、磁気記録用の電磁コイルと主磁極がレーザ開口部に形成された磁気記録ヘッドが、記録媒体層との間隔を１００ｎｍ以下として、情報を磁気的に記録する。これによって磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離が四分の一波長よりも短い場合、レーザ光路差はあまり変化せずレーザ集光効率に大きな変化がないことから、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔が１００ｎｍ以下での磁気記録が可能になる。
【０１１８】
以上のように、本発明は、レーザ光を照射する光源と、上記光源のレーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有していることを特徴とする光照射装置としてもよい。
【０１１９】
また、上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、レーザの１／８波長から半波長を半径とする領域を透過するレーザ光を遮蔽するとしてもよい。
【０１２０】
また、上記レーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材が形成されていることを特徴とする磁気記録ヘッドとしてもよい。
【０１２１】
また、レーザ光を照射する光源を有し、上記光源のレーザ開口部の半径が上記レーザ光の半波長から１波長に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材が設けられた光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザを集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加することを特徴とする磁気記録装置としてもよい。
【０１２２】
さらに、以上のように、本発明は、電磁コイルと、上記電磁コイルの中心部に設けられ、面発光の半導体レーザからなり、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記光源におけるレーザ照射面の中心部に設けられた遮蔽部材とを備えている磁気記録ヘッドとしてもよい。
【０１２３】
また、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルと、上記電磁コイルの中心部に設けられ、面発光の半導体レーザからなり、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定され、上記磁気記録媒体の上記電磁コイルによる磁界印加領域にレーザ光の光スポットを照射する光源と、上記光源におけるレーザ照射面の中心部に設けられた遮蔽部材とを備えている磁気記録装置としてもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の光照射装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源と、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材とを有する構成である。
【０１２５】
それゆえ、レーザ光にアポディゼーション効果を生じさせることができ、レンズを用いなくてもレーザ光を集光させる効果を奏する。
【０１２６】
上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、０．０８λ＋ｂλ≦ｒ≦０．５λ＋ｂλ（ｂは０≦ｂ≦ａを満たす整数）を満たす半径ｒの領域を透過するレーザ光を遮蔽する構成である。
【０１２７】
それゆえ、より効果的にアポディゼーション効果を生じさせる効果を奏する。
【０１２８】
上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されている構成である。
【０１２９】
それゆえ、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定する効果を奏する。
【０１３０】
本発明の磁気記録ヘッドは、レーザ光を照射する光源と、磁気記録用の電磁コイルとを有する磁気記録ヘッドにおいて、上記電磁コイルを、上記光源のレーザ照射面となるレーザ開口部を中心として、該光源と一体的に形成されている構成である。
【０１３１】
それゆえ、レーザ照射側からの磁気記録が可能になる。また、このレーザと電磁コイルの配置では、レーザ開口部中央で、開口面に対して垂直磁界を印加することができ、垂直磁気記録を行う上で有効であり、また、レーザ開口部を中心に形成された電磁コイル半径を数μｍにまで小さくすることで、より高い磁場をレーザ開口部中央付近に印加することが可能になるという効果を奏する。
【０１３２】
また、上記レーザ開口部の半径Ｒが、上記レーザ光の波長をλとするとき、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されるとともに、上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を形成する構成である。
【０１３３】
それゆえ、アポディゼーション効果により遮蔽板直下にレーザ集光する事ができ、光アシストによる高密度磁気記録が実現可能となる効果を奏する。
【０１３４】
また、上記遮蔽部材は、軟磁性金属で構成される。
【０１３５】
この軟磁性金属は、磁気記録媒体に磁界を印加する主磁極ヘッドとすることができる。それゆえ、この遮蔽部材も兼ねた主磁極ヘッドが開口中心部に設けられることで、主磁極ヘッド直下にレーザ集光することができ、また、高透磁率材料であるパーマロイやフェライトなどの軟磁性金属からなる主磁極ヘッドを形成することで、主磁極ヘッド直下での磁束密度を高密化することができる。これにより、レーザ集光位置中央部での高密度磁気記録が実現可能となる効果を奏する。
【０１３６】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザで構成される。
【０１３７】
それゆえ、面発光レーザ開口部に直接磁気記録ヘッドが形成されているため、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドの量産化が行いやすくなる効果を奏する。
【０１３８】
また、上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されている構成である。
【０１３９】
それゆえ、開口部形成部材を用いることによって、レーザ開口部の半径を容易に設定する効果を奏する。
【０１４０】
さらに、上記磁気記録ヘッドを、磁気記録媒体の記録面に沿って複数個配置する構成である。
【０１４１】
それゆえ、同一プロセスで同時に複数のヘッドが形成できるため、ヘッドに複数の磁気記録ヘッドが形成でき一つの磁気ヘッドによる同時多重磁気記録が実現できる効果を奏する。
【０１４２】
本発明の磁気記録装置は、波長λのレーザ光を照射するとともに、レーザ照射面となるレーザ開口部の半径Ｒが、λ／２＋ａλ≦Ｒ≦１．３λ＋ａλ（ａはａ≧０を満たす整数）に設定されている光源、および上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を有する光照射手段と、磁気記録媒体に磁界を印加する電磁コイルとを備え、上記光照射手段は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザ光を集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加する構成である。
【０１４３】
それゆえ、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルによって印加された磁束分布との重なり部で、磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成されるという効果を奏する。
【０１４４】
また、上記遮蔽部材は、軟磁性金属で構成される。
【０１４５】
それゆえ、遮蔽部材が軟磁性金属で構成されているので、磁気記録媒体に磁界を印加するための主磁極ヘッドがレーザ開口部に形成されることになる。したがって、遮蔽部材の直下で集光したレーザスポットによって生じる磁気記録媒体の熱分布と電磁コイルと主磁極ヘッドによって印加された急峻かつ高密化した磁束分布との重なりで筆先磁気記録が可能となり高密度磁気記録が達成されるという効果を奏する。
【０１４６】
また、上記光源は、面発光の半導体レーザから構成される。
【０１４７】
それゆえ、光源が面発光の半導体レーザからなっているので、ヘッドの構造が簡単かつ軽量化されるなど、複合型磁気記録ヘッドが量産化しやすくなり、それを含む複合型磁気記録装置も製造しやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る複合型磁気記録ヘッドの構成を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す複合型磁気記録ヘッドの概略構成図である。
【図３】図１に示す複合型磁気記録ヘッドに備えられたコイル層のパターンを示す概略図である。
【図４】図１に示す複合型磁気記録ヘッドのレーザ開口部から照射されたレーザの照射面での強度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の磁気記録装置の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る複合型磁気記録ヘッドの構成を示す要部断面図である。
【図７】図６に示す複合型磁気記録ヘッドの主磁極の磁界分布を示すグラフである。
【図８】複数の複合型磁気記録ヘッドで構成された磁気記録ヘッドの概略構成図である。
【図９】図１に示す複合型磁気記録ヘッドのレーザ開口部と光照射面との関係を示す図である。
【図１０】レーザ光が一様に照射される場合の、レーザ開口部の内半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１１】レーザ光が一様に照射される場合の、レーザ開口部の外半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１２】レーザ光がガウシアン分布を有する場合の、レーザ開口部の内半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【図１３】レーザ光がガウシアン分布を有する場合の、レーザ開口部の外半径とレーザ光のピーク強度との関係をシュミレーションした結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 基板
２ 高濃度ドーピング半導体層
３ 下部電極
４ 面発光レーザ層（発光体）
５ 面発光レーザ層（発光体）
６ 面発光レーザ層（発光体）
６ａ 光照射面
７ 絶縁体
８ 渦巻きコイル第１層
８ａ 渦巻きコイル第１層内周端
８ｂ 渦巻きコイル第１層外周端
９ 渦巻きコイル第２層
９ａ 渦巻きコイル第２層内周端
９ｂ 渦巻きコイル第２層外周端
１０ 渦巻きコイル第３層
１０ａ 渦巻きコイル第３層内周端
１０ｂ 渦巻きコイル第３層外周端
１１ 渦巻きコイル第４層
１１ａ 渦巻きコイル第４層内周端
１１ｂ 渦巻きコイル第４層外周端
１２ レーザ開口部（レーザ照射面）
１３ 上部電極（開口部形成部材）
１３ａ 開口部
１４ 遮蔽板（遮蔽部材）
１５ 円柱
１６ 磁気記録媒体
１７ 複合型磁気記録ヘッド（磁気記録ヘッド）
１７ａ 光源
１７ｂ 電磁コイル
１８ 光照射面
２１ 主磁極
２２ 絶縁体
２３ 面発光レーザ層の穴
２７ 複合型磁気記録ヘッド（磁気記録ヘッド）
２７ａ 光源
２７ｂ 電磁コイル
Claims (5)
- レーザ光を照射する光源と、磁気記録用の電磁コイルとを有する磁気記録ヘッドにおいて、
上記電磁コイルは、上記光源のレーザ照射面に設けられたレーザ開口部を中心として、該光源と一体的に形成され、
上記レーザ開口部の半径Ｒが、上記レーザ光の波長をλとするとき、λ／２≦Ｒ≦１．３λに設定されているとともに、
上記レーザ開口部を透過するレーザ光のうち、該レーザ開口部の中心の所定領域を透過するレーザ光を遮蔽する遮蔽部材が形成されており、かつ、
上記遮蔽部材は、上記レーザ開口部の中心から、０．０８λ≦ｒ≦０．５λを満たす半径ｒの領域を透過するレーザ光を遮蔽するとともに、
上記遮蔽部材は、上記光源内に埋め込まれた上記磁気記録用の電磁コイルの主磁極からなっていることを特徴とする磁気記録ヘッド。 - 上記光源は、面発光の半導体レーザからなることを特徴とする請求項１記載の磁気記録ヘッド。
- 上記光源は、レーザ発光体と上記レーザ開口部を形成する開口部形成部材とを有し、この開口部形成部材により上記レーザ開口部の半径が、上記レーザ発光体におけるレーザ照射がわ面の半径以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気記録ヘッド。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッドを備えた磁気記録装置であって、
上記光源は、磁気記録媒体上に上記遮蔽部材を用いてレーザ光を集光させて光スポットを形成するとともに、上記電磁コイルは、上記磁気記録媒体上の光スポット形成部分を含む領域に磁気記録用の磁界を印加することを特徴とする磁気記録装置。 - 上記磁気記録ヘッドが、磁気記録媒体の記録面に沿って複数個配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気記録装置。
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