JPH0922538A

JPH0922538A - エバネセント光ヘッド及び光情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH0922538A
Application number: JP7168646A
Authority: JP
Inventors: Akitomo Itou; 顕知伊藤; Toshimichi Shintani; 俊通新谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】超高密度でかつ小型の光情報記録再生装置を
提供する。【構成】反射率が特定の値に設定されたエバネセント
光発生用プローブ付き半導体レーザ１、光検出器２が、
浮上スライダ６上に搭載されている。プローブ３により
発生させられたエバネセント光４により、情報を媒体８
に記録する。情報再生時には、半導体レーザの電流値を
しきい値でバイアスし、Ｓ／Ｎを向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置、及び
それを用いた光情報処理装置にかかわる。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、これまで大容量の可
換媒体として注目されている。従来、光ディスク装置の
高密度化は、使用する半導体レーザ光の短波長化、微小
な情報記録マークを形成する技術、及び光スポット径よ
り小さい情報記録マークを精度よく再生する技術の３つ
の方向から推進されてきた。第１のアプローチについて
は、最近II−VI族の半導体による緑色レーザの室温連続
発振、ガリウム・窒素系のIII−Ｖ族半導体による青色
発光ダイオードの製品化など画期的な進歩があり、第
２、第３のアプローチも着実な進歩を遂げているが、こ
れらを総合してもやっと１けたの記録密度向上がはかれ
る程度であると推定されている。この根本的な原因は、
光の回折現象により、光を光の波長より小さくすること
ができないためである。この限界を打ち破り、記録密度
を現状より２桁向上する方法として、近接場（エバネセ
ント場）を利用した光記録再生方法が注目されている。
例えば、アプライド・フィジクス・レターズ、６１巻、
２号の１４２頁から１４４頁（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙ
ｓｉｃｓＬｅｔｔｅｓ，Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．２，ｐ
ｐ．１４２−１４４，１９９２）に記載されているよう
に、光ファイバの先端をコーン状に加工し、その先端の
数１０ｎｍの領域以外を金属の被膜で覆ったプローブを
作製し、これをピエゾ素子を用いた精密アクチュエータ
に搭載して位置を制御して、直径６０ｎｍの記録マーク
をプラチナ／コバルトの多層膜上に記録再生した例が報
告されている。この例の場合、記録密度は４５ギガビッ
ト／平方インチに達し、現状の約５０倍とすることがで
きる。更に最近、アプライド・フィジクス・レターズ、
６３巻、２６号の３５５０頁から３５５２頁（Ａｐｐｌ
ｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｓ，Ｖｏｌ．６
３，Ｎｏ．２６，ｐｐ．３５５０−３５５２，１９９
３）には、上記光ファイバとしてネオジウムがドープさ
れているものを用い、レーザ発振を利用してＳ／Ｎ比を
向上した例が報告されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
には以下のような課題がある。まず第１に、信号レベル
が小さいことがあげられる。上記第２の従来例では、金
の薄膜を成膜したガラス基板上にプロ−ブ先端の開口の
まわりがアルミニウムでコーティングされた光ファイバ
プローブを接近させ、１０ｎｍ程度基板表面と垂直方向
にプローブを移動させることで、約３０％の強度変調シ
グナルを検出しているが、検出パワーは、入射光４５ｍ
Ｗに対し０．３ｍＷと小さい。これは、光ファイバの屈
折率が小さいため、入射した光が十分にプローブの先端
まで伝搬しないためである。上記従来技術によると、そ
の効率はわずか１％程度と見積もられている。第２に、
ファイバレーザの緩和周波数が９２KHzと極めて小さ
く、高速な情報転送が困難であることがあげられる。第
３に、基板とプローブの距離をシアフォース顕微鏡を用
いて、極めて精密に制御する必要があるため、例えば光
情報を記録したディスクを高速に回転した場合、ディス
クの偏心によって生じる高い周波数の基板とプローブの
距離の変動を制御しきれないという問題がある。第４
に、上記従来例では情報を記録する際の光強度の変調
を、音響光学効果を用いた偏向器で行うため、数１０Ｍ
Ｈｚ以上の変調が困難であるという問題がある。本発明
の目的は、このような問題を改善し、１００ギガビット
／平方インチクラスの記録密度を持つ超高密度の光情報
記録再生装置を、実用に十分なＳ／Ｎを有し、簡便な位
置決め方式で、かつ小型に構成するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の各課題を解決し
て、本発明の目的を達成するために以下の手段を採用し
た。まず、レーザ共振器としゲインの高い半導体レーザ
を採用し、半導体レーザと、半導体レーザの一方向のミ
ラーから出射するレーザ光を検出する光検出器、及び上
記ミラーと反対側に配置されレーザ光波長より小さな拡
がりを有するエバネセント光を発生させる手段（プロー
ブ）からなる光ヘッドにおいて、プローブ部からの光の
反射率を０．１から２０％の間にする。また、上記半導
体の光検出器側のミラーと反対側に設置されたプローブ
が微小開口を有する円錐形状のプローブであって、プロ
ーブ先端の頂角角度、プロ−ブに入射する導波光の実効
屈折率、及びプローブ部の屈折率を、特定の関係とす
る。さらに、そのプローブの先端部を、微小開口を有す
る金属膜で覆う。さらにその金属を、アルミニウム、
銀、銅、金、白金の何れかとする。また、上記光ヘッド
と、光情報記録媒体からなる光情報記録再生装置を構成
する。さらに、その光情報記録再生装置において、光情
報記録媒体に照射する半導体レーザの注入電流をしきい
電流値、もしくはその近傍に設定し、光照射された光情
報記録媒体の記録情報の有無によって生じる半導体レー
ザの発振状態の変化を、上記光検出器によって検出す
る。上記光情報記録再生装置において、上記半導体レー
ザ、光検出器、エバネセント光発生光プローブの３者な
いし、半導体レーザプロ−ブ、光検出器の２者を浮上ス
ライダ上に搭載する。さらに、上記光情報記録媒体とし
て相変化型、または穴あけ型、または金属材料のドット
を情報担体として用いる。

【０００５】

【作用】本発明においては、レーザ共振器としてゲイン
の高い半導体レーザを採用し、半導体レーザ、その半導
体レーザの一方向のミラーから出射するレーザ光を検出
する光検出器、及び上記ミラーと反対側に配置され、レ
ーザ光波長より小さな拡がりを有するエバネセント光を
発生させるプローブで光ヘッドを構成する。特にそのプ
ローブからの光の反射率を所定の範囲（０．１から２０
％の間）に限定する。この光ヘッドと光情報記録媒体と
で光情報記録再生装置を構成し、その光情報記録媒体に
照射する半導体レーザの注入電流をしきい電流値、もし
くはその近傍に設定し、光照射された光情報記録媒体の
記録情報の有無によって生じる半導体レーザの発振状態
の変化を、光検出器によって検出するように制御する。
また、プローブからの反射率を上記所定範囲に限定する
ため、そのプローブを屈折率の高い半導体で形成し、微
小開口を有する円錐形状とするとともに、「プローブ先
端の頂角角度」、「プロ−ブに入射する導波光の実効屈
折率」、及び「プローブの屈折率」が特定の関係となる
ように設定する。あるいは、光検出器と反対側の半導体
レーザの端面自体を、円錐形状のプローブに加工し、そ
のプローブを、先端部に微小開口を有する所定の金属膜
（適当な反射率、及び良好な熱伝導率を有する銀が好ま
しい）で覆うことにより、プローブからの反射率を上記
所定範囲内に限定する。この限定された反射率によっ
て、入射した光を効率よくプローブの先端まで伝搬さ
せ、そのエバネセント光と光情報記録媒体の相互作用の
変化によって生じた僅かの変化を増幅し、大きな光出力
変化として取りだす。さらに、半導体レーザ、光検出
器、及びプローブを浮上スライダ上に搭載して、エア浮
上させるように構成し、これを現在の磁気ディスク装置
上に搭載し、高速のディスク回転に追従させる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。（第１の実施例）図１は本発明の一実施例における光ヘ
ッドの概略構成を示す図である。波長８３０ｎｍの半導
体レーザ１で発生させられた光は、レーザ後方に設置さ
れた光検出器２でその出力をモニタされる。光検出器側
の端面は、１０％の反射率になるようにコーティングさ
れている。一方半導体レーザ１の他方の端面は、円錐形
状のプローブ３に加工されている。プローブ先端の開口
のまわりには白金膜１０がコーティングされている。こ
のプローブよりエバネセント光４を発生することができ
る。発生されたエバネセント光は、基板７上に形成され
た光記録媒体、例えば相変化記録媒体８と相互作用し、
光記録ドメイン９を形成する。また情報再生時には、半
導体レーザの注入電流を略しきい値まで落とし、記録情
報の再生を行う。上記の光記録により、媒体の反射率が
変化しているので、記録媒体とエバネセント光の相互作
用の大きさが変化し、その結果、レーザ共振器の反射率
が変化する。この僅かな変化がレーザ共振器により大き
く増幅され、共振器からのレーザ光５のパワーが大きく
変調される。この信号光５は、光検出器２に導かれて検
出される。さらに、プローブ付きの半導体レーザ１、光
検出器２を、浮上スライダ６上に搭載して、光情報記録
媒体とプローブの距離を一定距離に保つ。その分解能
は、開口の大きさで決まるが、現状では約５０ｎｍの開
口のプローブの作製が可能であり、記録密度として１０
０ギガビット／平方インチ以上が可能となる。さらに、
本実施例によれば大幅な光ヘッドの小型化が可能であ
る。なお従来はプローブとして光ファイバを用いていた
ため、装置がきわめて大規模であった。これに対し、本
実施例では、小型のプローブ付き半導体レーザ１、光検
出器２が、浮上スライダ６上に搭載されており、高速の
ディスク回転に追従できて、その大きさは現状の磁気デ
ィスクと変わらない、きわめて小さいものとすることが
可能である。

【０００７】次に、本光情報記録再生装置の再生原理
を、図２から図４を用いて説明する。図２は、本光ヘッ
ドにおける半導体レーザの入出力特性の一例を表した図
である。本実施例では、共振器長Ｌ＝３００μｍ、半導
体レーザの吸収係数αは２０（／ｃｍ）、光検出器側の
半導体レーザの反射率は上記のようにＲｆ＝０．１であ
る。一方プローブ側も、光導波路がテーパ状になってお
り、かつ白金がコーティングされているため、プローブ
の近くに媒体が無い場合でも、いくらかの反射率Ｒｂが
存在する。図２には、プローブからの反射率Ｒｂが０．
１ないし０．２の場合の半導体レーザの入出力特性を示
した。図１のプローブで、直径５０ｎｍのエバネセント
光を発生させ、媒体とプロ−ブ間の距離ｄ＝５０ｎｍと
した場合、記録マークの有無による実効的なプローブ側
の反射率変動は０．０１である。したがって、図中のＲ
ｂ＝０．１１及び０．２１の入出力特性は、それぞれ反
射率が０．１及び０．２のプローブを光記録媒体に距離
５０ｎｍまで接近させた場合の入出力特性を表してい
る。これより、Ｒｂ＝０．１０の場合の方が、Ｒｂ＝
０．２０の場合に比べて、媒体の有無による光出力の変
化が大きいことがわかる。本実施例では、情報再生時は
レーザの動作電流ををしきい値付近に設定する。例え
ば、Ｒｂ＝０．２の場合は、動作電流を３６ｍＡに設定
する。

【０００８】図３に、媒体の有無による半導体レーザ出
力パワーの変調量と注入電流の関係を示す。プローブ反
射率がＲｂ＝０．０１、０．１、０．２の場合を示し
た。変調パワーは、Ｒｂが小さいほど大きいことがわか
る。図４に、注入電流と変調度の関係を示す。変調度
は、（図２で示した変調パワー）／（媒体が存在する場
合の光出力）で定義した。これより、注入電流をしきい
値付近に設定した場合、変調度はやはりＲｂが小さいほ
ど大きく、特にＲｂ＝０．０１の場合は、ほとんど１で
あり、ほぼ完全な変調信号が得られる。また、電流に対
する変調度の変化は、Ｒｂが大きいほど急峻になるた
め、設定電流の変動に対する変調度のばらつきも、Ｒｂ
が小さいほど小さくなり、設定電流変動に対するトレラ
ンスも向上する。以上から、プローブ反射率が小さいほ
ど、大きな変調パワー及び変調度が得られ、高いＳ／Ｎ
で情報再生が行えることがわかる。本実施例では、Ｒｂ
＝０．２以下であれば、いずれも変調パワーは０．１ｍ
Ｗ以上であり、ショットノイズ及びジョンソンノイズの
みを考慮した場合の帯域は、Ｓ／Ｎを２５ｄＢ以上要求
しても、通常のホトダイオードを用いても１０ＧＨｚ以
上可能である。また、半導体レーザのキャリヤの緩和周
波数は、ｎｓオーダであるから、その応答周波数は１Ｇ
Ｈｚ程度までは十分可能であり、高速応答可能なホトダ
イオードを用いれば、上記公知例では不可能であった１
ＭＨｚから１ＧＨｚの高速再生、高速転送が可能とな
る。

【０００９】しかし、Ｒｂの値に関してはさらに次のこ
とが注意されなければならない。上記のように、一般に
Ｒｂが小さくなるほど、媒体の有無による光出力の変化
が大きくり、変調度も増加する。しかし一方、Ｒｂの低
下とともにレーザの発振しきい値も同時に上昇するの
で、光出力の変化量とレーザの発振しきい値の間にはト
レードオフが存在する。しきい値の大幅な上昇は、半導
体レーザの寿命を極端に短くするので好ましくない。通
常、許容されるしきい値の上昇は、高々１０ｍＡ程度と
されている。本実施例で用いられている半導体レーザの
場合、へき開により両端面にミラーを形成した場合、反
射率はＲｂ＝Ｒｆ＝０．３２となる。このときのしきい
値は約３５ｍＡである。しきい値の上昇を１０ｍＡまで
許容するとすれば、本実施例のＲｆ＝０．１の場合、Ｒ
ｂ＝０．０１まで許容される。また、変調度を５０％以
上とすることを前提とすると、Ｒｂは例えば図４より約
０．２以下でなければならない。以上から、高い変調
度、信号パワーと、実用的な半導体レーザのしきい値電
流を両立するＲｂの値は、ほぼ０．０１から０．２の間
であることがわかる。一方記録時においては、光情報記
録媒体として相変化媒体を想定した場合、記録速度１０
０Ｍｂｐｓの条件では、記録パワー４０ｍＷが必要であ
る。本実施例では、波長７８０ｎｍ、対物レンズのＮＡ
０．５５の現行装置の記録光スポット面積１．５平方μ
ｍに対し、スポットサイズが０．００２平方μｍと約１
／１０００であるから、記録パワーとして、約０．０４
ｍＷが必要となる。このとき共振器内の光パワーとして
１．３ｍＷ、したがって注入電流をしきい値電流より、
約４ｍＡ大きなところへ設定すればよい。また、記録に
必要な５００ＭＨｚ以上の高速変調は、半導体レーザの
強度の直接変調で実現できる。したがって、公知例のよ
うな音響光学素子を用いた変調器は不要となるだけでな
く、将来の記録速度の向上にも１Ｇｂｐｓ程度までは十
分対応が可能となる。

【００１０】次に、エバネセント光発生に用いる半導体
プローブについて説明する。上記より、プローブからの
反射率は、本光ヘッドの特性に極めて大きな影響をおよ
ぼすことがわかる。プローブの形状、特に円錐頂角の角
度と、蒸着する金属の種類が、プローブの反射率に大き
な影響を与える。まず、円錐頂角はあまり大き過ぎると
伝搬光がほとんど反射してしまう。一般に、光導波路中
を伝搬する光は、図５に示したように導波層の界面で全
反射を繰り返しながら伝搬する。その反射角をａとす
る。光導波路がテーパ部に入射すると、少しずつ反射に
より光軸との角度を変えながら伝搬していく。プローブ
頂角を２ｂとすると、ｎ回目の反射の際の反射角ｘｎ
は、ｘｎ＝９０−ａ−(２ｎ−１)ｂ（度）となる。ま
た、光軸となす角度ｙｎは、ｙｎ＝２ａｎ＋２ｎ²ｂ
（度）となる。まずｂがａより大きければ、図５に示し
たように、ある程度の導波光は、必ずプローブ先端に到
達できる。したがって、導波路内へ光の閉じ込めを高
め、角度ａができるだけ小さくなるような導波路構造と
する必要がある。導波路として半導体を用いれば、プロ
ーブとしてガラス光ファイバを用いる場合に比べ、閉じ
込めを強くできるので有利である。さらにｙ１が９０度
より小さい、すなわちｂが２２．５度より小さければ、
残りの導波光も、少なくとも１回目の反射では、反射さ
れず金属コーティング膜に吸収される。さらにｙ２が９
０度より小さい、すなわちｂが１１．２５−０．５ａよ
り小さければ、２回目の反射でも反射されず、金属コー
ティング膜に吸収され、ますますプローブ反射率を小さ
くできる。コーティング金属としては、反射率が適当な
値であり、かつ熱伝導性に優れ、融点の高いものが望ま
しい。本実施例のように高屈折率の半導体プローブを用
いれば、半導体と金属膜の界面における光の反射率は小
さくなり、金属による吸収効果が向上し、上記「発明が
解決しようとする課題」欄に記載したように、プローブ
からの反射率を２０％以下におさえることができる。そ
のような金属としては、従来用いられているアルミニウ
ム、金のほか、白金、銅、銀などがこのましい。特に、
銀は適当な反射率（ＧａＡｓへ蒸着した場合の垂直反射
率が７５％程度）を有し、かつきわめて良好な熱伝導率
を有しているので、光吸収によって発生したジュール熱
を拡散し、耐熱性を高めることができるので、最も好ま
しい。こうして特定の反射率を有するプローブを実現
し、入射した光を効率よくプローブの先端まで伝搬さ
せ、エバネセント光と光情報記録媒体の相互作用の変化
によって生じた僅かな変化を増幅し、大きな光出力変化
として取り出すことができる。

【００１１】図６は、本実施例におけるプローブ付き半
導体レーザの詳細図である。６１はｎ型のＧａＡｓ基
板、６２はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層で、ＡｌとＧａ
の組成比は０．５：０．５である。６３はＡｌＧａＡｓ
の活性層で、ＡｌとＧａの組成比は０．１４：０．８６
である。６４はｐ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層で、Ａｌ
とＧａの組成比は０．５：０．５である。６５はｐ型Ｇ
ａＡｓのコンタクト層、６６は適当な電流障壁層、例え
ばｎ型ＧａＡｓ層、６７はｐ型ＧａＡｓのキャップ層で
ある。プローブ部の作製方法の概略は以下の通りであ
る。まず活性層に垂直な方向のテーパは、活性層６３、
クラッド層６４、コンタクト層６５をパターニングする
際に、同時にエッチング、選択成長の方法で形成してお
く。活性層に平行な方向は、異方性エッチングを用い
る。すなわち、エッチング前に基板の上面、下面、及び
加工する端面の反対側の端面を耐エッチング材料、例え
ばＳｉＯ₂でおおい、次にこれを緩衝エッチング液、例
えば、Ｈ₂Ｏ：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ₂＝５：１：１の比で調合さ
れたエッチング液に浸漬する。このとき、エッチング速
度がＡｌの組成の小さい活性層部分の方が遅いので、周
辺部からエッチングが進行する。このようにして、最終
的には円錐形状のプローブが形成される。電流注入用の
金電極６８を形成したのち、最後にプローブに適当な金
属を蒸着し、適当な方法例えばイオンビームエッチング
で金属膜をエッチングして開口を作製する。

【００１２】（第２の実施例）図７は、本発明の一実施
例における光ヘッドの概略構成を示す図である。波長８
３０ｎｍの半導体レーザ７１は、そのプローブ側端面が
ＡＲコーティングされ、光検出器側の端面は、１０％の
反射率になるようにコーティングされている。半導体レ
ーザ７１で発生させられた光は、レーザ後方に設置され
た光検出器２でその出力をモニタされる。半導体レーザ
７１から出射した光は、半導体で形成された円錐形状の
プローブ７３に結合される。プローブ７３の加工方法
は、第１の実施例１と同様である。プローブの開口と反
対側の端面はＡＲコーティングされている。このプロー
ブよりエバネセント光４を発生することができる。発生
されたエバネセント光は、基板７上に形成された相変化
記録媒体８と相互作用し、光記録ドメイン９を形成す
る。また情報再生時には、半導体レーザの注入電流を略
しきい値まで落とし、記録情報の再生を行う。上記の光
記録により、媒体の反射率が変化しているので、記録媒
体とエバネセント光の相互作用の大きさが変化し、その
結果、レーザ共振器の反射率が変化する。この僅かな変
化がレーザ共振器により大きく増幅され、共振器からの
レーザ光５のパワーが大きく変調される。この信号光５
は、光検出器２に導かれて検出される。

【００１３】（第３の実施例）図８は、本発明の一実施
例における光ヘッドの概略構成を示す図である。波長８
３０ｎｍの半導体レーザ７１は、そのプローブ側端面が
ＡＲコーティングされ、光検出器側の端面は、１０％の
反射率になるようにコーティングされている。半導体７
１は、はんだバンプ８３により、シリコン製のスライダ
８２上に形成された電源ラインに電気的に結合されてい
る。半導体レーザ７１で発生させられた光は、レーザ後
方に設置された光検出器２でその出力をモニタされる。
半導体レーザ７１から出射した光は、Ｇｅをドープした
ガラスで形成された円錐形状のプローブ８１に結合され
る。プローブ８１は、シリコン製のスライダ８２上に、
ＳｉＯ₂のバッファ層８４を介し、直接モノリシックに
形成されている。プローブの開口と反対側の端面はＡＲ
コーティングされている。このプローブよりエバネセン
ト光４を発生することができる。発生されたエバネセン
ト光は、基板７上に形成された相変化記録媒体８と相互
作用し、光記録ドメイン９を形成する。また情報再生時
には、半導体レーザの注入電流を略しきい値まで落と
し、記録情報の再生を行う。上記の光記録により、媒体
の反射率が変化しているので、記録媒体とエバネセント
光の相互作用の大きさが変化し、その結果、レーザ共振
器の反射率が変化する。この僅かな変化がレーザ共振器
により大きく増幅され、共振器からのレーザ光５のパワ
ーが大きく変調される。この信号光５は、光検出器２に
導かれて検出される。

【００１４】次に、各実施例における位置決め、サーボ
技術について図９を用いて説明する。公知例における光
記録、再生は、単に数１０ｎｍ離れた点に次々に情報ピ
ットを記録、再生したもので、他の従来の光情報記録再
生装置のように、円板の任意の位置に、記録トラックに
そって情報を記録、再生したものではない。本発明の各
実施例では以下のようにしてトラッキングを行う。ま
ず、ディスク９３には、プリピット９１があらかじめ形
成されているサーボ領域９４と、データ領域９５があ
る。プリピット９１はトラック中心から、その中心が左
右に一定距離ずれたところに配置されたウォブルピット
である。この上を光ビームが走査された場合、もし光４
がトラック中心からずれていた場合、連続した２つのプ
リピットからの信号にアンバランスが生じ、これらの信
号の差をとってトラッキング誤差信号とする。その場
合、前述のような光ビーム４、例えばビーム径ａ＝０．
０５μｍのものを用いれば、例えばトラックピッチ０．
１μｍとすることができ、ウォブルピットのウォブル幅
を０．０２５μｍ程度とる。この大きさは、、現状の光
ディスク原盤作製装置で作製可能であり、特別の技術を
用いずに大量のレプリカ円板を容易に作製することがで
きる。このときの記録密度としては前述のように約１０
０ギガビット／平方インチが可能である。本発明の各実
施例では、上記トラッキング誤差信号を用いてサンプル
・トラッキングにより、トラック上への光ビームの位置
決めを行う。また、通常の光情報記録再生装置とは異な
り、円板とプローブの距離は空気浮上で制御するため、
いわゆるフォーカシング・サーボ動作は不要である。以
上のように、本発明の各実施例では位置決め方式が、極
めて簡単となっており、超高密度の光情報記録再生装置
に特有の、複雑な位置決め、サーボを行う必要がないと
いう特徴を持つ。

【００１５】最後に、本発明の各実施例の装置における
ノイズについて説明する。各実施例においては、情報の
再生時に半導体レーザを略しきい値電流で駆動する。半
導体レーザのノイズは、半導体レーザを略しきい値電流
で駆動する場合に著しく増加する。半導体レーザを略し
きい値電流で駆動し、かつノイズの増加を抑圧するた
め、各実施例装置では再生時は縦モードをマルチモード
として駆動することが望ましい。具体的には、しきい値
電流付近で１００から６００ＭＨｚ程度の高周波で、電
流値を変調する。これにより半導体レーザの縦モードを
マルチ化し、再生時におけるノイズを大幅に低減するこ
とができる。以上は、光情報記録媒体として相変化型の
材料を用いた例を示したが、本発明によれば光情報記録
媒体として、相変化型の材料のほかに、例えば、ポリカ
ーボネート円板にあけられた穴の有無で情報を得るＲＯ
Ｍ型の媒体、あるいはガラス、ないしシリコン基板上
に、例えば原子間力顕微鏡等で形成された金などの金属
ドットを情報担体とするＲＯＭ型の媒体も、適用可能で
ある。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１００ギ
ガビット／平方インチクラスの記録密度を持つ超高密度
の光情報記録再生装置を、実用に十分なＳ／Ｎで、簡便
な位置決め方式で、かつ小型に構成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光情報記録再生
装置の概略構成を示す図である。

【図２】本発明を適用する半導体レーザの入出力特性を
表す図である。

【図３】本発明を適用する光ヘッドの検出光パワーと注
入電流の関係を表す図である。

【図４】本発明を適用する光ヘッドの検出信号の変調度
と注入電流の関係を表す図である。

【図５】本発明を適用するプローブ内の光の伝搬を表す
図である。

【図６】本発明の第１の実施例における半導体レーザプ
ローブの構成を表す図である。

【図７】本発明の第２の実施例における光情報記録再生
装置の概略構成を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施例における光情報記録再生
装置の概略構成を示す図である。

【図９】本発明の各実施例におけるトラッキング方式を
説明する図である。

【符号の説明】

１…エバネセント光発生用プローブ付き半導体レーザ、
２…光検出器、３…エバネセント光発生用のプローブ、
４…エバネセント光、５…レーザ光、６…浮上スライ
ダ、７…基板、８…光情報記録膜、９…記録ドメイン、
１０…金属コーティング膜、６１…ｎ型ＧａＡｓ基板、
６２…ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、６３…ＡｌＧａＡｓ活性
層、６４…ｐ型ＡｌＧａＡｓ層、６５…ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層、６６…ｎ型ＧａＡｓ障壁層、６７…ｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層、６８…電極、７１…半導体レーザ、
７２…半導体プローブ、８１…ガラスプローブ、８２…
シリコンスライダ、８３…はんだバンプ、８３…バッフ
ァ層、９１…プリピット、９２…トラッキング中心、９
３…光ディスク、９４…サンプルサーボ用情報記録領
域、９５…情報記録領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザ、該半導体レーザの一方向
のミラーから出射するレーザ光を検出する光検出器、及
び該ミラーと反対側にレーザ光波長より小さな拡がりを
有するエバネセント光を発生させる手段からなる光ヘッ
ドにおいて、該エバネセント光発生手段からの反射率が１％以上２０
％以下であるように構成したことを特徴とするエバネセ
ント光ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の光ヘッドにおいて、上記エバネセント光発生手段は、微小開口を有する円錐
形状のプローブであって、プローブ先端の頂角の角度を
２ｂ、プロ−ブに入射する導波光の実効屈折率をＮｅｆ
ｆ、プローブのコア部の屈折率をｎとしたとき、【数１】を満足するように構成したことを特徴とするエバネセン
ト光ヘッド。
【請求項３】請求項１、２記載のエバネセント光ヘッ
ドにおいて、上記半導体の光検出器側のミラーと反対側端面自身が、
エバネセント光を発生させる錐形状のプローブであっ
て、該プローブが半導体材料から構成されること特徴と
するエバネセント光ヘッド。
【請求項４】請求項３記載のエバネセント光ヘッドに
おいて、上記プローブは、先端部に微小開口を有する金属膜にて
覆われていることを特徴とするエバネセント光ヘッド
【請求項５】請求項４記載のエバネセント光ヘッドに
おいて、上記金属膜は、アルミニウム、銀、銅、金、白金の何れ
かで構成されていることを特徴とするエバネセント光ヘ
ッド
【請求項６】請求項２乃至５記載のエバネセント光ヘ
ッド、及び光情報記録媒体からなることを特徴とする光
情報記録再生装置。
【請求項７】請求項６記載の光情報記録再生装置にお
いて、上記エバネセント光ヘッドを構成する半導体レーザ、光
検出器、エバネセント光発生光プローブの３者か、半導
体レーザプロ−ブ、光検出器の２者の何れかが浮上スラ
イダ上に搭載されていることを特徴とする光情報記録再
生装置。
【請求項８】請求項７記載のエバネセント光ヘッド
と、相変化型か、穴あけ型か、または金属材料のドット
を情報担体とする光情報記録媒体とからなることを特徴
とする光情報記録再生装置。
【請求項９】半導体レーザ、該半導体レーザの一方向
のミラーから出射するレーザ光を検出する光検出器、及
び該ミラーと反対側にレーザ光波長より小さな拡がりを
有するエバネセント光を発生させるスローブを浮上スラ
イダ上に搭載し、該スローブからの反射率が１％以上２
０％以下であるように構成した光ヘッドと、光情報記録
媒体とから構成されたことを特徴とする光情報記録再生
装置。
【請求項１０】半導体レーザ、該半導体レーザの一方
向のミラーから出射するレーザ光を検出する光検出器、
及び該ミラーと反対側にレーザ光波長より小さな拡がり
を有するエバネセント光を発生させるスローブからなる
光ヘッドと、光情報記録媒体とを備え、スローブからの
反射率が１％以上２０％以下であるように構成した光情
報記録再生装置の光情報再生方法において、光情報記録媒体に照射する半導体レーザの注入電流をし
きい電流値、もしくは該しきい電流値近傍に設定し、光
照射された光情報記録媒体の記録情報の有無によって生
じる半導体レーザの発振状態の変化を、上記光検出器に
よって検出することを特徴とする光情報再生方法。