JP5029724B2 - 傾斜した端面を有する導波路を備えた近接場光発生素子 - Google Patents
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Description
近接場光が発生する近接場光発生端と、この近接場光発生端まで伸長していて導波路を伝播する光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
導波路を伝播する光が表面プラズモンモードでプラズモン・アンテナに結合するように、導波路の1つの側面の一部分とプラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とが所定の間隔をもって対向しており、導波路の近接場光発生端側の端面が、近接場光発生端側に向かうにつれてプラズモン・アンテナからより離れるように傾斜している斜面である、近接場光発生素子が提供される。
表面プラズモンを励起するための光が伝播する、誘電材料で形成された導波路と、
媒体対向面に達しており近接場光が発生する近接場光発生端と、この近接場光発生端まで伸長していて光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
導波路を伝播する光が表面プラズモンモードでプラズモン・アンテナに結合するように、導波路の1つの側面の一部分と、プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とが所定の間隔をもって対向しており、
導波路の媒体対向面側の端面が、媒体対向面に向かうにつれてプラズモン・アンテナからより離れるように傾斜している斜面である、熱アシスト磁気記録ヘッドが提供される。
(1) θOUT=sin−1(nWG・nOC −1・sinθWG)
となる。この屈折角θOUTは、傾斜した端面350の法線350nと、放射光532の伝播方向とがなす角となっている。上述したようにnWG>nOCと設定されているから、θOUT>θWGである。従って、レーザ光532は、導波路光531の伝播方向(導波路35の長軸35l方向)よりもさらに、近接場光発生端面36aから離れる方向に傾いて放射される。その結果、ヘッド部端面2210内において、磁気ディスクに向かって放射されるレーザ光532の放射位置と、近接場光の発生位置(端面36a内の位置)との距離を十分に大きくすることができる。これにより、導波路35を伝播しながら表面プラズモンに変換されない導波路光による不要な書き込みや消去が行われず、書き込みエラーの発生が十分に抑制された良好な熱アシスト磁気記録が実現される。
(2) ΔWG=DEW・tan(θOUT−θWG)
で表される。ここで、角θWGは導波路光531の入射角(端面350の傾斜角)であり、角θOUTは上述した式(1)で表されるレーザ光532の屈折角である。また、DEWは、導波路光351が傾斜した端面350に形成する光スポットの強度中心350cとヘッド部端面2210との(X軸方向での)距離である。ここで、距離DEWは、例えば、50〜4000nmに設定される。式(1)及び(2)から、端面350の傾斜角θWG及び屈折率の比nWG/nOCを十分に大きな値とし、さらに距離DEWも十分に大きな値とすることによって、十分な大きさを有するΔWG値を得ることができることが理解される。
(3) ΔWG=DEW・tan{sin−1(nWG・nOC −1・sinθWG)−θWG}
で表される。すなわち、レーザ光532は、距離ΔWGだけ、近接場光発生端面36aからより離隔することが可能となる。その結果、導波路35を伝播しながら表面プラズモンに変換されない導波路光による不要な書き込みや消去が行われず、書き込みエラーの発生が十分に抑制された良好な熱アシスト磁気記録が実現される。
(4) TWG・tanθWG=LNBF−dW
の関係が得られる。なお、距離dWは、先端辺350eと近接場光発生端面36aとのX軸方向(長軸35l方向)での距離とすることもできる。ここで、長さLNBFは、表面プラズモン・アンテナ36における、励起された表面プラズモン60がヘッド部端面2210に向けて伝播する部分の長さとなるが、表面プラズモン60の伝播損失を抑制するために、5000nm以下であることが好ましいことが分かっている。従って、傾斜角θWGは、tan−1{(5000−dW)/TWG}(dW、TWGの単位はナノメートル)以下であることが好ましいことが理解される。なお、距離dWは、例えば、0〜300nmに設定可能である。
11 スピンドルモータ
12 アセンブリキャリッジ装置
13 記録再生及び発光制御回路
14 駆動アーム
15 ボイスコイルモータ(VCM)
16 ピボットベアリング軸
17 HGA
20 サスペンション
21 熱アシスト磁気記録ヘッド
22 スライダ
220 スライダ基板
2200 ABS
2201 背面
2202 素子形成面
221 ヘッド部
2210 ヘッド部端面
23 光源ユニット
230 ユニット基板
2300 接着面
2302 光源設置面
32 ヘッド素子
33 磁気抵抗(MR)素子
34 電磁変換素子
340 主磁極層
3400 主磁極
3400e 端面
3401 主磁極本体部
3402、80 バックコンタクト部
345、81 ライトシールド層
3450 トレーリングシールド
35、74、76 導波路
350、352、740、760 端面
36、70 表面プラズモン・アンテナ
360 伝播エッジ
36a、70a 近接場光発生端面
370、371、410、411 端子電極
38、75 保護層
39 素子間シールド層
40 レーザダイオード
400 発光面
4000 発光中心
40a n電極
40e 活性層
40i p電極
42 反射層
50 緩衝部
51 熱伝導層
530、531、532 レーザ光(導波路光)
60 表面プラズモン
62 近接場光
63 書き込み磁界
71、720、721、780、781 近接場光の強度分布
73 光反射層
Claims (18)
- 表面プラズモンを励起するための光が伝播する、誘電材料で形成された導波路と、
近接場光が発生する近接場光発生端と、該近接場光発生端まで伸長していて前記光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
前記導波路を伝播する光が表面プラズモンモードで前記プラズモン・アンテナに結合するように、該導波路の1つの側面の一部分と、該プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とが所定の間隔をもって対向しており、
前記導波路の前記近接場光発生端側の端面が、近接場光発生端側に向かうにつれて前記プラズモン・アンテナからより離れるように傾斜している斜面である
ことを特徴とする近接場光発生素子。 - 前記導波路の前記近接場光発生端側の端面の法線と、該導波路の長軸とがなす傾斜角が、該導波路を伝播する光が該端面で全反射する際の臨界角以上である、請求項1に記載の近接場光発生素子。
- 前記導波路の前記近接場光発生端側の端面の法線と、該導波路の長軸とがなす傾斜角が、該導波路の厚さをTWG(単位はナノメートル)とし、該導波路の該近接場光発生端側の先端と該近接場光発生端との該長軸方向の距離をdW(単位はナノメートル)とすると、tan-1{(5000−dW)/TWG}以下である、請求項1又は2に記載の近接場光発生素子。
- 光反射層が、前記導波路の前記近接場光発生端側の端面を覆うように設けられている、請求項1に記載の近接場光発生素子。
- 前記導波路の前記近接場光発生端側の端面は、前記近接場光発生素子周囲の絶縁層または空気に露出している、請求項1から3のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記導波路の1つの側面の一部分と、前記プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とに挟まれた部分が、該導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部となっている、請求項1から5のいずれか1項に記載の近接場光発生素子。
- 前記緩衝部が、導波路を覆うように形成されたクラッド層の一部である、請求項6に記載の近接場光発生素子。
- 媒体対向面側の端面から書き込み磁界を発生させる磁極と、
表面プラズモンを励起するための光が伝播する、誘電材料で形成された導波路と、
媒体対向面に達しており近接場光が発生する近接場光発生端と、該近接場光発生端まで伸長していて前記光によって励起される表面プラズモンを伝播させるための伝播面又は伝播エッジとを備えているプラズモン・アンテナと
を備えており、
前記導波路を伝播する光が表面プラズモンモードで前記プラズモン・アンテナに結合するように、該導波路の1つの側面の一部分と、該プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とが所定の間隔をもって対向しており、
前記導波路の媒体対向面側の端面が、媒体対向面に向かうにつれて前記プラズモン・アンテナからより離れるように傾斜している斜面である
ことを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。 - 前記導波路は、前記プラズモン・アンテナの前記磁極とは反対側に設けられている、請求項8に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記導波路の媒体対向面側の端面の法線と、該導波路の長軸とがなす傾斜角が、該導波路を伝播する光が該端面で全反射する際の臨界角以上である、請求項8又は9に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記導波路の前記近接場光発生端側の端面の法線と、該導波路の長軸とがなす傾斜角が、該導波路の厚さをTWG(単位はナノメートル)とし、該導波路の媒体対向面に最も近い先端と媒体対向面との距離をdW(単位はナノメートル)とすると、tan-1{(5000−dW)/TWG}以下である、請求項8から10のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 光反射層が、前記導波路の媒体対向面側の端面を覆うように設けられている、請求項8又は9に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記導波路の媒体対向面側の端面は、ヘッド周囲の絶縁層または空気に露出している、請求項8から11のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記導波路の1つの側面の一部分と、前記プラズモン・アンテナの伝播面又は伝播エッジの一部分とに挟まれた部分が、該導波路の屈折率よりも低い屈折率を有する緩衝部となっている、請求項8から13のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 前記緩衝部が、導波路を覆うように形成された保護層の一部である、請求項14に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 光源が前記ヘッドの媒体対向面とは反対側に設けられており、前記導波路の入光側の端面が、媒体対向面とは反対側のヘッド端面に達していて該光源からの光を受ける位置となっている、請求項8から15のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッド。
- 請求項8から16のいずれか1項に記載の熱アシスト磁気記録ヘッドと、該熱アシスト磁気記録ヘッドを支持するサスペンションとを備えている、ヘッドジンバルアセンブリ。
- 請求項17に記載の少なくとも1つのヘッドジンバルアセンブリと、少なくとも1つの磁気記録媒体と、該少なくとも1つの磁気記録媒体に対して該熱アシスト磁気記録ヘッドが行う書き込み動作を制御し、さらに前記表面プラズモンを励起するための光を発生させる光源の動作を制御する記録及び発光制御回路を備えていることを特徴とする磁気記録装置。
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