JP4312727B2

JP4312727B2 - 複合ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置

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Publication number: JP4312727B2
Application number: JP2005059673A
Authority: JP
Inventors: 純一佐藤; 泰史荻本; 善照村上
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Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2009-08-12
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Also published as: JP2006244617A

Description

本発明は、磁性層に対して例えば、光ビーム（熱源）によって加熱された領域に記録再生を行うための磁気記録装置に好適に用いられる光と磁気とを利用して記録再生を行う複合ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置に関するものである。

近年、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）に代表される磁気メモリは、さらなる高密度化を達成するために、光ビームによる加熱手段を取り入れた記録方法が活発に研究されている。

例えば特許文献１には、高密度磁気記録再生技術の１つとして、略室温に補償点を有するｎ形フェリ磁性体の磁気記録媒体及びこれを用いたレーザ光による光アシスト記録再生方式が開示されている。

上記公報に開示された記録方式では、記録媒体の記録領域にレーザ光を照射して昇温させ、その照射部分の保磁力を十分に低下させた状態にして磁気ヘッドによって外部磁場を加え、所望の情報を磁化情報として記録媒体に記録している。つまり、記録ビットは、レーザ照射領域と外部磁場を加えた領域とが重なる部分に形成される。そして、幅広の磁気ヘッドを用いて、光ビームによる微小な昇温領域幅と同程度の幅狭のトラックに所望の情報が記録される。

また、再生時においても、再生領域がレーザ光を照射されて昇温し、残留磁化の強度が大きくなって、磁気センサとしての再生ヘッドによって記録された情報を読み出す。この場合、再生領域は、レーザ照射領域と再生ヘッド幅とが重なる部分である。したがって、レーザ照射領域が幅狭であるため、トラックピッチが小さく、再生ヘッドが幅広である場合でも、各トラックに記録された情報を正確に再生することが可能となる。なお、記録、再生共において光ビームとして近接場光を用いることにより、昇温領域は、数十ｎｍ以下とすることが可能である。

一方、レーザ照射用の光照射手段を備えた光ヘッドと、薄膜磁気記録素子に代表される磁場発生素子としての磁気記録素子を備えた磁気ヘッドとを一体化した複合ヘッドは、記録再生の高速化、装置の小型化という要望に応えるために重要な構成部材となるため、多数のものが提案されている。

例えば特許文献２には、図７に示すように、基板（スライダ）１０１の後端面１０１ａに光照射素子である半導体レーザ発振部１０２を集積し、この半導体レーザ発振部１０２に磁気記録素子である薄膜磁気トランスデューサ１０３を集積した複合ヘッド１００が開示されている。

また、例えば特許文献３には、光磁気記録を行う複合ヘッドの一例として、光照射と磁場印加とを同じ領域に同時に行うことを可能とする複合ヘッドが開示されている。この特許文献３に開示された複合ヘッド２００は、図８に示すように、磁場発生コイル２０１の中心部分をレーザ光２０２が通過し、かつコイル中心孔２０１ａの部分に透明磁性体２０３をコアとして用いている。これにより、光と磁気とは、透明磁性体２０３のコア中を同時に通過し、記録領域に照射、印加される。したがって、光と磁場とを一致させることができる。また、この複合ヘッド２００は、高速、高密度の記録再生に適した磁気記録に用いられるフライングヘッドの構成とは異なっており、記録時において、上記透明磁性体２０３のコアを用いて、発生磁場を透明磁性体２０３のコアに収束させることにより、磁場印加効率を向上させることができる。
特開平４−１７６０３４号公報（平成４年（１９９２年）６月２３日公開）特開２００１−３１９３６５公報（平成１３年（２００１年）１１月１６日公開）特開２０００−２７６８０５公報（平成１２年（２０００年）１０月６日公開）特開２００４−６２９３０公報（平成１６年（２００４年）２月２６日公開）

しかしながら、上記従来の複合ヘッドの構成では、以下に示すような問題により、良好な記録を行うことができないという問題を生じる。

すなわち、特許文献２に開示された複合ヘッド１００は、光照射素子であるである半導体レーザ発振部１０２と磁気記録素子である薄膜磁気トランスデューサ１０３とは光照射の方向に対して同一直線上に存在しておらず、少なくとも約１μｍの距離の開きがある。また、上記半導体レーザ発振部１０２は直下にのみ光照射を行うため、光照射領域の中心と、記録領域である薄膜磁気トランスデューサ１０３の直下における記録ビット領域の中心とが一致せず、上述した光アシスト記録を行うことは困難である。

この不具合を解消するために、特許文献２に開示された複合ヘッド１００においては、光照射領域付近の温度分布を利用している。具体的には、開口１０４から出射されるレーザ光１０５を磁気ギャップ１０６に先行させると共に、レーザ光１０５の照射領域と磁気ギャップ１０６による記録領域とが近いため、レーザ照射により加熱した後、あまり冷えない間に記録するようになっている。しかし、この温度分布を利用した解決方法では、レーザ照射領域の温度を、記録領域における記録に必要な温度以上に上げる必要があるため、レーザ光のエネルギー利用効率が悪く、さらには高温が原因で、記録媒体を破壊してしまうおそれがあるという問題を生じる。

一方、特許文献３に開示された複合ヘッド２００では、集光レンズ２０４により収束された光が透明磁性体２０３の内部を通過するため、光照射域と磁場印加域とは一致する。しかし、上記透明磁性体２０３に収束光が入射する際に、大気又は集光レンズ２０４の屈折率と上記透明磁性体２０３の屈折率との違いから、入射光の反射及び散乱等による損失が大きい。また、このような複合ヘッド２００は、磁気記録再生に用いられるフライングヘッドの構成とは異なっており、高速、高密度の記録再生に適していないという問題を生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光照射領域の中心と磁場印加領域又は磁気センシング領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気記録再生を行うことができる複合ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置を提供することにある。

本発明の複合ヘッドは、上記の課題を解決するために、記録媒体の記録領域に光を照射する光照射手段と、上記記録領域に磁場を印加すべく、上記光照射手段の発生する光の波長に対して透明な磁場印加部とを搭載する複合ヘッドにおいて、上記光照射手段の光源は半導体レーザにてなると共に、上記半導体レーザと上記磁場印加部とは、半導体レーザの光照射方向と磁場印加部の磁場印加方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されていることを特徴としている。

なお、「光照射手段が発生する光の波長に対して透明である」とは、半導体レーザ光の増幅量が磁場印加部での吸収による減衰量を上回る程度であることを指す。また、「互いに並行に配置される」とは、上記半導体レーザ光の出射方向に対して同一直線上ではなく、光照射手段と磁場印加部とが互いに並んで平行に配置されることを示す。また、「磁場印加部」とは、磁場を放出する部位、例えば磁気ヘッドにおけるリングヘッド部や磁気ポール部に相当する部位のことを言う。

上記発明によれば、半導体レーザと磁場印加部とは、半導体レーザの光照射方向と磁場印加部の磁場印加方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されているので、半導体レーザに生じた光の一部は、透明な磁場印加部とカップリングを行い、導波する。

つまり、磁場印加部は、共振器の一部として働き、磁場印加部からのレーザ発信が可能となる。それにより、磁場印加部から、光発振と磁場印加とを同時かつ同じ場所に対して行うことができるので、光アシスト磁気記録が可能となる。また、上述のような光導波においては、反射、散乱等の損失が無いため、媒体への光照射加熱を高いエネルギー効率で行うことができる。

したがって、光照射領域の中心と磁場印加領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気記録を行うことができる複合ヘッドを提供することができる。

また、本発明の複合ヘッドは、上記の課題を解決するために、記録媒体の再生領域に光を照射する光照射手段と、上記再生領域から磁場を検出すべく上記光照射手段の発生する光の波長に対して透明な磁気センサとを搭載する複合ヘッドにおいて、上記光照射手段の光源は半導体レーザにてなると共に、上記半導体レーザと上記磁気センサとは、半導体レーザの光照射方向と磁気センサの磁気センシング方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されていることを特徴としている。

上記発明によれば、半導体レーザと磁気センサとは、半導体レーザと上記磁気センサとは、半導体レーザの光照射方向と磁気センサの磁気センシング方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されているので、半導体レーザに生じた光の一部は、透明な磁気センサとカップリングを行い、導波する。

つまり、磁気センサは、共振器の一部として働き、磁気センサからの半導体レーザ光の発信が可能となる。それにより、磁気センサから、光発振と磁場検出とを同時かつ同じ場所に対して行うことができるので、光アシスト磁気記録が可能となる。また、上述のような光導波においては、反射、散乱等の損失が無いため、媒体への光照射加熱を高いエネルギー効率で行うことができる。

したがって、光照射領域の中心と磁気センシング領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気再生を行うことができる複合ヘッドを提供することができる。

また、本発明の複合ヘッドでは、記録用の複合ヘッドと再生用の複合ヘッドとの両方を備えていることが好ましい。

これにより、光照射領域の中心と磁場印加領域又は磁気センシング領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気記録再生を行うことができる複合ヘッドを提供することができる。

また、本発明の複合ヘッドでは、前記光照射手段の光源である半導体レーザは１個のものが共有されていることが好ましい。

これにより、記録用の複合ヘッドと再生用の複合ヘッドとの両方を備えている場合において、光源である半導体レーザを共有するので、コンパクトな複合ヘッドを提供することができる。

また、本発明の複合ヘッドでは、前記半導体レーザと前記磁場印加部又は前記磁気センサとの間に、誘電体層が設けられていることが好ましい。

これにより、本発明の複合ヘッドは、大気／半導体レーザ／誘電体層／磁場印加部／大気の５層構造、又は大気／半導体レーザ／誘電体層／磁気センサ／大気の５層構造となるため、レーザ誘導放出を大きく乱すことなく安定して行うことができる。また、光の分布は、誘電体層や磁場印加部の屈折率（誘電率、透磁率）を設計することにより制御できる。

また、本発明の複合ヘッドでは、前記半導体レーザと前記磁場印加部との間に第１の誘電体層が設けられ、かつ前記半導体レーザと前記磁気センサとの間に第２の誘電体層が設けられていることが好ましい。

これにより、記録用の複合ヘッドと再生用の複合ヘッドとの両方を備えている場合において、半導体レーザと磁場印加部との間に第１の誘電体層を介在し、かつ半導体レーザと磁気センサとの間に第２の誘電体層を介在するので、レーザ誘導放出を大きく乱すことなく安定して行うことができる。また、光の分布は、第１誘電体層及び第２誘電体層、並びに磁場印加部の屈折率（誘電率、透磁率）を設計することにより制御できる。

また、本発明の複合ヘッドでは、前記第１の誘電体層及び／又は第２の誘電体層は、屈折率を変更可能になっていることが好ましい。

これにより、記録用の複合ヘッドと再生用の複合ヘッドとの両方を備えている場合において、記録と再生とのいずれかの操作、及び記録と再生との両方の同時操作ができるように調整することができる。

また、本発明の複合ヘッドでは、前記半導体レーザ、並びに前記磁場印加部及び／又は前記磁気センサの両端面には、反射膜が設けられていると共に、上記反射膜における、上記磁場印加部及び／又は上記磁気センサの磁場通過領域には、半導体レーザからの光を出射するための光学的に透明な近接場光用出射部が形成されていることが好ましい。

上記発明によれば、レーザ光のエネルギーは上記の光学的に透明な近接場光用出射部にて近接場光に変換され、近接場光としてのみ取り出すことが可能となるため、エネルギーの利用効率を極めて高くできる。なお、上述した「光学的に透明」とは、近接場光を透過又は発生させる状態を示す。

また、本発明の磁気記録再生装置は、上記課題を解決するために、上記記載の複合ヘッドを備えたことを特徴としている。

上記発明によれば、上記複合ヘッドを備えているため、上述したように光の照射領域の中心と磁場印加領域又は磁気センシング領域の中心とを一致させることができ、信号品質の優れた記録又は再生を行うことができる。

本発明の複合ヘッドは、以上のように、光照射手段の光源は半導体レーザにてなると共に、上記半導体レーザと上記磁場印加部とは、半導体レーザの光照射方向と磁場印加部の磁場印加方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されているものである。

それゆえ、半導体レーザに生じた光の一部は、透明な磁場印加部とカップリングを行い、導波する。したがって、光照射領域の中心と磁場印加領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気記録を行うことができる複合ヘッドを提供することができるという効果を奏する。

また、本発明の複合ヘッドは、以上のように、光照射手段の光源は半導体レーザにてなると共に、上記半導体レーザと上記磁気センサとは、半導体レーザの光照射方向と磁気センサの磁場検出方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されているものである。

それゆえ、半導体レーザの光照射方向と磁気センサの磁気センシング方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場内に互いに横並びに配されているので、半導体レーザに生じた光の一部は、透明な磁気センサとカップリングを行い、導波する。光照射領域の中心と磁気センシング領域の中心とを一致させ、かつ高いエネルギー効率により、良好な磁気再生を行うことができる複合ヘッドを提供することができるという効果を奏する。

また、本発明の複合ヘッドでは、成膜プロセスでモノリシックに形成できるので、光と磁気との位置合わせの手間が不要のため、生産性に優れるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施の形態の記録用複合ヘッド１０は、図１に示すように、光照射手段としての半導体レーザ１、誘電体層２及び磁場印加部３を有している。また、磁場印加部３の上方には、磁気コイル４が設けられている。

上記磁場印加部３は、磁場を放出する部位、例えば磁気ヘッドにおけるリングヘッド部や磁気ポール部に相当する部位のことである。本実施の形態では、この磁場印加部３は、半導体レーザ１が発生する光の波長に対して透明となっている。ここで、「光の波長に対して透明」とは、半導体レーザ１の増幅量が磁場印加部３での吸収による減衰量を上回る程度であることを指す。

また、本実施の形態では、光照射手段の光源は半導体レーザ１であり、かつこの半導体レーザ１と磁場印加部３とは、半導体レーザ１の光照射方向に対して互いに並行に配置されていることが必要である。なお、「互いに並行に配置される」とは、半導体レーザ１のレーザ光の出射方向に対して同一直線上ではなく、半導体レーザ１と磁場印加部３とが互いに並んで平行に配置されることを示す。

この構成により、半導体レーザ１に生じた光の一部は、上記透明な磁場印加部３とカップリングを行い、導波する。ここで、磁場印加部３が適度な長さ（レーザ光の波長の整数倍が目安）の場合は、共振器の一部として働くことができ、上記磁場印加部３からのレーザ発振が可能となる。

すなわち、一般的な共振器の場合、共振が生じる条件は、共振器の長さＬ、共振する光波長λ、光電波物質の屈折率nとの間に、関係式（１）が成立する場合である。

Ｌ＝λ／２ｎ×（整数）・・・・（１）
したがって、上記磁場印加部３の長さをレーザ光の波長の整数倍とした場合、上記磁場印加部３は、共振器の一部として働くことができ、上記磁場印加部３からのレーザ発振が可能となる。それにより、磁場印加部３から、光発振と磁場印加とを同時かつ同じ場所に対して行うことができ、光アシスト磁気記録が可能となる。なお、半導体レーザ一般において光増幅を行う場所は、共振器と呼ばれる。このように、レーザ発振は、光同士が共振することにより実現される現象である。本実施の形態においては、磁場印加部３を半導体レーザ１の共振器の一部として用いている。

また、上述のような光導波においては、反射、散乱等の損失が無いため、媒体への光照射加熱を高いエネルギー効率で行うことができる。

上述した磁場印加部３から、光発振と磁場印加とを同時かつ同じ場所に対して行うことができるための原理、つまり「一方の導波路の光を他の導波路に移す」ことができる定性的な説明について詳述する。

まず、図２に示すように、光が導波路中を進むとき、光は導波路の内部に存在するのは勿論のこと、それに加えて導波路近傍にも、まとわりついて存在する。これらは一般にエバネッセント場又は近接場光と言われる。そのエバネッセント場の届く距離は、光の波長程度（数１００ｎｍ）と非常に短く、それ以遠では急激に減衰し、０となる。なお、同図の濃度は、光の分布強度に対応している。そして、図３に示すように、新たな導波路が、前記エバネッセント場の届く距離まで近づくと、そのエバネッセント場がきっかけとなって、光は前記新たな導波路に進入、移動する。これがカップリング（導波）と呼ばれる現象である。なお、この原理は、プリズムを用いたカップリングと同じである。このような方法は、特に細長形状をした導波路への光導波効率が高い。

また、本実施の形態では、磁場印加部３が透明であれば導波路とすることができるため、カップリングにより半導体レーザ１から磁場印加部３へ光が移動する。本実施の形態においては、透明な磁場印加部３と半導体レーザ１とは、エバネッセント場が届く程度に近接している。そして、磁場印加部３には磁気コイル４からの磁場が光と独立に誘導される。そのため、磁場印加部３には、光と磁場とが同時に存在する。それにより、光と磁場とを同一ヶ所に照射することができる。

また、磁場印加部３は、光も磁場も通過する。したがって、磁場印加部３は、両方に対して透明であることが必要となる。つまり、光の透過率、及び透磁率が共に十分であることが必要である。

一方、本実施の形態の記録用複合ヘッド１０は、半導体レーザ１と磁場印加部３との間に、誘電体層２が設けられている。この構成により、記録用複合ヘッド１０は、大気／半導体レーザ１／誘電体層２／磁場印加部３／大気の５層構造となる。したがって、レーザ誘導放出を大きく乱すことなく安定して行うことができる。また、光の分布は、誘電体層２や磁場印加部３の屈折率（誘電率、透磁率）を設計することにより制御できる。

上記構成の記録用複合ヘッド１０の製造方法について説明する。なお、ここでは、代表して記録用複合ヘッド１０に関して説明を行う。

まず、図示しない基板は、その上部に形成するレーザ層にあわせたものが好ましく、かつ強度の高いものを用いるのが望ましい。例えばＧａＮ系半導体レーザを用いる場合は、サファイア、ＧａＮ又はシリコン等の基板を用いるのが好ましい。その場合、基板をスライダとして用いることができるので、後の工程が容易である。

このような基板上に半導体レーザ１、誘電体層２及び磁場印加部３を順に形成していく。

最初に、半導体レーザ１として、通常のレーザ構造を形成する。レーザ光は、後述する磁場印加部３に対して透過率の大きな条件を選ぶのが望ましく、上述したＧａＮ系レーザ以外のレーザ、例えばＧａＡｓ系レーザを用いることもできる。

次に、誘電体層２を形成する。この誘電体層２としては、屈折率の低い層を用いることが好ましい。また、誘電体層２は絶縁物であることが望ましい。これにより、半導体レーザ１と磁場印加部３との絶縁性を保つことができる。このような誘電体材料には、窒化物（窒化アルミニウム、窒化シリコン等）又は酸化物（アルミナ、酸化シリコン等）を用いることができる。通常、半導体レーザ１は、活性層の周りにはクラッド層又は光ガイド層が存在するが、上記クラッド層又は光ガイド層を誘電体層２として併用することも可能である。また、誘電体層２は、大気により構成することもできる。

次に、磁場印加部３の形成を行う。磁場印加部３の材料としては、透明で屈折率の高い磁性半導体や酸化物磁性体を利用することが好ましい。屈折率の大きさとしては、（半導体レーザ１の活性層）＞（誘電体層２）＜（磁場印加部３）の関係を満たす必要がある。また、好ましくは、屈折率が（半導体レーザ１の活性層）＝（磁場印加部３）又はそれに近い関係を満たすのがよい。この場合は、磁場印加部３内の光強度を向上させることができるため、光照射の出力パワーを高めることができる。なお、磁場印加部３は磁性体でもあるため、誘電率と透磁率とを別に調節することによって屈折率を制御できる。

このような透明な磁性材料としては具体的には、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２等の絶縁体又は半導体とＭｎ、Ｃｒ等の磁性金属との化合物や、フェライト、ガーネット等の磁性金属酸化物が利用できる。

また、磁場印加部３は、光導波と磁場誘導が同時に可能であれば良く、透明な誘電体中に、磁性粒子を分布させても良い。例えば、ＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃からなる導波路中にＦｅＣｏ等の磁性粒子を混入させておくとよい。それにより、光導波と磁界誘導を同時に行うことができる。

一般に、上述したような透明磁性体は、飽和磁化が比較的小さいため、大きな磁場を誘導する必要がある通常の磁気記録用の磁場印加部３に用いるのは困難である。しかし、本実施の形態の記録用複合ヘッド１０に関しては、同時にレーザ照射加熱による媒体保磁力低減ができ比較的低い印加磁場でも記録が可能であるため、十分に磁場印加部３として用いることができる。

また、上記磁場印加部３から印加する磁場は、例えば磁気コイル４により発生させたものを用いることができる。このような磁気コイル４の位置としては、図１においては、代表して磁場印加部３の直上に示した。しかしながら、例えばＦｅＣｏのような磁気誘導素子によって磁場印加部３まで誘導できるので、特に位置は限定されない。

以上の工程により、記録用複合ヘッド１０は、磁場印加部３から磁場印加とレーザ光照射とを、記録媒体１２に対して同時に、かつ同一領域に行うことができるため、光アシスト磁気記録が可能となる。

一方、本実施の形態では、図４に示すように、反射膜としての高反射コート５と近接場光用出射部としての微小形状６とをさらに設けることが可能である。これにより、近接場光１３によって、より微小な磁気ビットが形成可能な記録用複合ヘッド２０とすることができる。

上記の高反射コート５は、反射率の大きな金属（例えば膜厚が５０ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）等）を半導体レーザ１、誘電体層２及び磁場印加部３の端面に蒸着して行う。

微小形状６は、例えばＦＩＢ（Focused Ion Beam）を用いて加工することにより形成できる。このような微小形状６としては、光学的に透明な微小形状であればよく、例えば微小開口及び微小な散乱体を利用することができる。また、上記微小形状６の他の形状としては、磁場印加部３に対する高反射コート５の材料に、磁性体、非磁性体を用いる例が挙げられる。これにより、磁性体部又は開口部のように透磁率の高い部位からは磁場が印加される一方、非磁性体部のように透磁率の低い部位からは印加されないため、磁場の印加領域を制御することができる。

また、上述した２種の微小形状６の例は独立に形成できるため、光照射による昇温領域と磁場印加領域とを自由に設計することができる。例えば、垂直記録を行う場合は、上記光学的に透明な微小形状６から磁場が印加されれば良い。一方、面内記録を行う場合は、上記微小形状６を挟むように磁力線が描かれるよう設計することによって、良好な光アシスト記録が可能となる。

また、再生用複合ヘッド３０に関しても、図５に示すように、半導体レーザ１、誘電体層２及び透明な磁気センサ３３を用いて、上述の記録用複合ヘッド１０の場合と同様に上記各層の屈折率を調整することにより、上記透明な磁気センサ３３から近接場光１３を照射することができる。そして、近接場光１３による昇温と同時に磁気センシングを行うことにより、微小な磁気ビットに対しての光アシスト磁気再生が可能となる。

このような透明な磁気センサ３３は、上述したような透明な磁性材料を用い、例えばＴＭＲ（トンネル磁気抵抗素子）やＧＭＲ（巨大磁気抵抗素子）を形成することにより作製できる。

また、高反射コート５に関しては、光学的に透明な微小形状３６は透磁率が高く、かつ上記微小形状３６以外は透磁率が低いことが望ましい。そのためには、上記微小形状３６は開口又は透明な磁性材料からなり、かつ上記微小形状３６以外は非磁性材料からなることが望ましい。これにより、記録媒体１２の、上記近接場光１３が照射される部分からのみの磁気センシングが可能となり、雑音が少なく、かつ高密度の光アシスト磁気再生が可能となる。

以上のように、微小形状６・３６を設けた記録用複合ヘッド１０・２０及び再生用複合ヘッド３０は、近接場光１３により光アシスト記録再生されるため、記録ビットのトラック幅としては近接場光１３の大きさに相当する数十ｎｍ程度まで狭めることが可能である。また、上記近接場光１３の大きさは、上記微小形状６・３６のサイズに比例するが、このようなサイズは、一般的にはレーザ光の波長の整数分の一近傍値とすることにより、効率良く上記近接場光１３を発生できる。

また、このような記録用複合ヘッド１０・２０及び再生用複合ヘッド３０を動作させると、まず、半導体レーザ１内に光増幅が行われるが、生じた光は誘電体層２を介して磁場印加部３にカップリングし、導波する。なお、再生用複合ヘッド３０の場合は、磁場印加部３の代わりに磁気センサ３３を用いている。

さらに、磁場印加部３が共振器の一部となることにより、磁場印加部３中にも光が増幅する。その結果、光の分布は、図１に示す光分布１１のようになる。このような光のカップリングによる導波は、光の反射、散乱等の損失が無く、高効率であることが特徴である。

また、磁場印加部３に設けた微小形状６から近接場光１３が照射される。なお、記録用複合ヘッド２０及び再生用複合ヘッド３０は高反射コート５を備えているため、端面からのレーザ放射光の放出はなく、投入エネルギーの大部分は近接場光１３として利用することが可能である。そして、同時に、かつ同一領域に、磁場印加部３から磁場印加又は再生の場合は磁気センシングを行うことにより、上述したように良好な特性で高密度な光アシスト磁気記録再生が可能となる。この結果、高密度記録再生に対応した磁気記録装置が実現できる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態の記録再生用複合ヘッド４０は、図６に示すように、記録と再生とを兼ね備えたものとなっている。このように記録と再生とを複合化することにより、半導体レーザ１は複数個必要なく、かつモノリシックに形成可能とすることができる。このような記録再生用複合ヘッド４０は、半導体レーザ１を中心として、第１誘電体層としての誘電体層４１と磁場印加部３、及び第２誘電体層としての誘電体層４２と磁気センサ３３とが左右に形成される構成である。

上記記録再生用複合ヘッド４０の記録再生方法は、基本的には実施形態１に記載した記録用複合ヘッド１０・２０及び再生用複合ヘッド３０と同様であるが、以下のような特徴を有する。

一般に、光アシスト磁気記録においては、記録時は再生時よりも大きなレーザパワーが必要となるが、そのためには、誘電体層４１・４２の屈折率を制御することによって、磁場印加部３及び磁気センサ３３へ供給するレーザパワーを調節することができる。すなわち、屈折率の大きさとして（誘電体層４１）＜（誘電体層４２）であれば、光分布は図６における光分布４３のように、磁気センサ３３よりも磁場印加部３側に偏らせることができる。これにより、レーザパワーの適度な振り分けが可能となる。

また、本実施の形態の記録再生用複合ヘッド４０のように、記録ヘッドと再生ヘッドとが同一トラックに配置され、レーザ照射が記録と再生同時に行われる場合は、記録時においては記録の直後に再生することにより、記録の確認を行うことができるので、都合が良い。

なお、上記記録再生用複合ヘッド４０においては、記録、再生の光が同時に常に発生しているが、例えば再生のみを行う場合は、磁場印加部３から光照射を行う必要はなく、記録の光だけをＯＦＦ（に近い状態）とすることが望ましい。そのためには、誘電体層４１の屈折率を増加（又は誘電体層４２の屈折率を減少）させることにより、再生の光だけをＯＮ、記録の光をＯＦＦとすることができる。つまり、屈折率の大きさとして（誘電体層４１）＜＜（誘電体層４２）とすることにより、磁場印加部３の光分布を略０とし、磁場印加部３からの出射レーザパワーを略０とすることにより、再生の光だけをＯＮ、記録の光をＯＦＦとすることができる。これにより、効率良く再生を行うことができる。Ｍｎの酸化物は、電界により屈折率を大きく変えることができるので、このような誘電体層として用いることができる。

また、再生のみを行う場合の別の手段として、誘電体層４１の厚みを厚くする方法がある。厚くなることにより、磁場印加部３の光分布は減少するので、上記の場合と同じく記録の光をＯＦＦ（に近い状態）とする効果が得られる。その場合、誘電体層４１としてはピエゾ素子を用いることによって実現できる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の複合ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置は、ＨＤＤに代表される各種磁気メモリやその部品を製造するような用途にも適用できる。

本発明の実施の一形態を示すものであり、記録用複合ヘッドの構成を示す模式図である。一般的な光のエバネッセント場を示す説明図である。上記記録再生用複合ヘッドにおいて、半導体レーザ光がカップリングにより導波する原理を示す説明図である。上記記録用複合ヘッドの変形例の構成を示す模式図である。再生用複合ヘッドの構成を示す模式図である。記録再生用複合ヘッドの構成を示す模式図である。従来の複合ヘッドの構成を示す模式図である。従来の他の複合ヘッドの構成を示す模式図である。

符号の説明

１半導体レーザ（光照射手段）
２誘電体層
３磁場印加部
４磁気コイル
５高反射コート（反射膜）
６微小形状（近接場光用出射部）
１１光分布
１２記録媒体
１３近接場光
１４磁場印加
１０記録用複合ヘッド
２０記録用複合ヘッド
３０記録用複合ヘッド
３３磁気センサ
４０記録再生用複合ヘッド
４１誘電体層（第１の誘電体層）
４２誘電体層（第２の誘電体層）

Claims

記録媒体の記録領域に光を照射する光照射手段と、上記記録領域に磁場を印加すべく、上記光照射手段の発生する光の波長に対して透明な磁場印加部とを搭載する複合ヘッドにおいて、
上記光照射手段の光源は、ＧａＮ系またはＧａＡｓ系の半導体レーザ構造であり、
上記磁場印加部は、細長形状を有しており、
上記半導体レーザ構造と上記磁場印加部とは、半導体レーザ構造の光照射方向と磁場印加部の磁場印加方向とが互いに平行になるように、エバネッセント場が届く程度に近接しており、かつ半導体レーザ装置のレーザ光の出射方向に対して同一直線ではなく互いに並んで並行に配置されていることを特徴とする複合ヘッド。
前記半導体レーザ構造と前記磁場印加部との間に、誘電体層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複合ヘッド。
前記半導体レーザ構造、並びに前記磁場印加部の両端面には、反射膜が設けられていると共に、
上記反射膜における、上記磁場印加部の磁場通過領域には、半導体レーザ構造からの光を出射するための光学的に透明な近接場光用出射部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合ヘッド。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。