JPWO2009037972A1

JPWO2009037972A1 - 光ヘッド、光アシスト式磁気記録ヘッド及び光記録装置

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Publication number: JPWO2009037972A1
Application number: JP2008557545A
Authority: JP
Inventors: 杭迫　真奈美; 真奈美杭迫
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2011-01-06
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: JP4297199B2; WO2009037972A1

Abstract

光効率の良い高さの低い光ヘッドを提供する。このため、記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、光源からの光を前記記録媒体に導く線状導光体と、を備えた光ヘッドにおいて、前記線状導光体により導かれた光が、一方の端面より入射し、正の屈折力を有する他方の端面から射出し、前記他方の端面から離れた位置に集束して光スポットを形成するラジアル型屈折率分布レンズと、前記ラジアル型屈折率分布レンズの前記他方の端面と前記光スポットが形成される位置との間に前記他方の端面から射出した光を偏向する偏向手段と、前記相対的に移動する方向と交差する方向に前記スライダを貫いて配設され、前記偏向手段で偏向された光が入射する光導波路と、を備えている。

Description

本発明は、光ヘッド、光アシスト式磁気記録ヘッド及び光記録装置に関する。

磁気記録方式では、記録密度が高くなると磁気ビットが外部温度等の影響を顕著に受けるようになる。このため高い保磁力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、その値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する方式が提案されている。この方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。

熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましい。また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方式は光アシスト式と呼ばれている。光アシスト式で超高密度記録を行う場合、必要なスポット径は２０ｎｍ程度になるが、通常の光学系では回折限界があるため、光をそこまで集光することはできない。このため、入射光波長以下のサイズの光学的開口から発生する近接場光を利用する光記録ヘッドが利用されており、その例を以下に示す。

特許文献１に記載の近接場光（近視野光とも呼ぶ。）ヘッドは、基板の一方の面に近接場光発生素子を有し、他方の面に近接場光発生素子に光を集光するレンズを備え、このレンズに光源からの光を導く光導波路を備えている。この光導波路は、光源側から順に、例えばシングルモードファイバを第１の光導波路、中心から側面方向に連続的に屈折率が変化するグレーデッドインデックスファイバを第２の光導波路、屈折率が均一なコアなし光ファイバを第３の光導波路として構成されている。また、第３の光導波路の射出面は、導波した光を近接場光発生素子に光を集光するレンズに導く反射面を有している。

特許文献２には、複数の条件式を満足する両端が平面で正の屈折力を備えたラジアル型屈折率レンズ１枚よりなるテレビ電話等に使用されることを目的した撮像レンズが記載してある。
特開２００６−１９６１４０号公報特開平９−４９９６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の近接場光ヘッドでは、第３の光導波路で光路を反射させた光を近接場光発生素子に集光するレンズに導いている。このため、近接場光ヘッドの光学系の高さは、光導波路の直径に加えて集光する集光レンズの厚みとその集光レンズの作動距離も含めた高さが必要となり、十分に小型化した近接場光ヘッドとならない。また、グレーデッドインデックスファイバ（ラジアル型屈折率分布レンズ）の長さを調整することで、光束を収束できることを利用して、第３の光導波路で光路を反射させた後の上記の集光レンズを用いない構成とすることもできる。しかし、この構成では、結像倍率が１．５から２倍程度と大きくなってしまい、形成される光スポットの大きさが第１の光導波路で導光した光スポットより大きくなり、また収差も大きくなってしまう。例えば、結像倍率が等倍で近接場光発生素子に集光した場合の光効率（近接場光発生素子に入射する光パワーに対する近接場光発生素子から発生する光パワーの比）が２０％程度であるのに比較して、結像倍率が２倍となると光効率は５％以下になってしまう。この光効率の低下を光源の出力で補おうとすると、高出力の光源を用意し、またその出力に見合った光学素子を用意する場合が生じることから、光記録ヘッドが大型化してしまうことが推測できる。また、高出力の光源の場合、光源からの射出時の光スポットそのものが大きくなる場合もある。

また、特許文献２に記載の撮像レンズは、条件式を満足させて収差補正が良好となるように、例えばラジアル方向の屈折率の調整している。しかし、レンズ径が数ミリ程度であれば可能とされるラジアル方向の屈折率の調整を、一般的なもので直径が１２５μｍ等とされる光ファイバと同等程度の直径のラジアル型屈折率分布レンズに適用することは困難である。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光効率の良い高さの低い光ヘッド及び光記録装置を提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１．記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、光源からの光を前記記録媒体に導く線状導光体と、を備えた光ヘッドにおいて、
前記線状導光体により導かれた光が、一方の端面より入射し、正の屈折力を有する他方の端面から射出し、前記他方の端面から離れた位置に集束して光スポットを形成するラジアル型屈折率分布レンズと、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの前記他方の端面と前記光スポットが形成される位置との間に前記他方の端面から射出した光を偏向する偏向手段と、
前記相対的に移動する方向と交差する方向に前記スライダを貫いて配設され、前記偏向手段で偏向された光が入射する光導波路と、を備えていることを特徴とする光ヘッド。

２．前記他方の端面は、ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも低い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凸形状であることを特徴とする１に記載の光ヘッド。

３．前記他方の端面は、ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも高い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凹形状であることを特徴とする１に記載の光ヘッド。

４．前記光導波路の光が射出する面に近接場光発生用のプラズモンプローブを有していることを特徴とする１乃至３の何れか一項に記載の光ヘッド。

５．前記偏向手段は、プリズムに設けられていることを特徴とする１乃至４の何れか一項に記載の光ヘッド。

６．前記偏向手段は、反射ミラーであることを特徴とする１乃至４の何れか一項に記載の光ヘッド。

７．１乃至６の何れか一項に記載の光ヘッドは、前記記録媒体に磁気記録を行う磁気記録部を前記スライダに備えていることを特徴とする光アシスト式磁気記録ヘッド。

８．記録媒体と、７に記載の光アシスト式磁気記録ヘッドと、情報書き込み用制御部と、を有することを特徴とする光記録装置。

本発明によれば、光ヘッドは、線状導光体とラジアル型屈折率分布レンズとを直線上に並べた状態で、射出面に正の屈折力を有するラジアル型屈折率分布レンズにより、その延長線上に光を集束させて光スポットを形成することができる。光スポットを形成する結像倍率は、射出面に正の屈折力を有しないラジアル型屈折率分布レンズに比較して小さく、収差を良好に抑えることが出来る。更に、光ヘッドは、偏向手段を備えていることから、光路を例えば９０°に偏向して、光導波路に光を入射することができる。よって、光ヘッドは、記録媒体の面に沿った方向に線状導光体とラジアル型屈折率分布レンズとを設け、ラジアル型屈折率分布レンズの射出面からより短い位置により小さい光スポットを形成することが出来、この光スポットを光導波路の入射面に形成することができる。

従って、光効率の良い高さの低い光ヘッド及びこの光ヘッドを用いた光記録装置を提供することができる。

光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光記録装置の概略構成の例を示す図である。光記録ヘッドの一例を断面で示す図である。光記録ヘッドの光学系の例を光学断面図で示す図である。光記録ヘッドの光学系の例を光学断面図で示す図である。光記録ヘッドの光学系の例を光学断面図で示す図である。プラズモンプローブの例を示す図である。数値例１の球面収差を示す図である。数値例２の球面収差を示す図である。数値例３の球面収差を示す図である。数値例４の球面収差を示す図である。

符号の説明

１筐体
２ディスク
３光記録ヘッド
４サスペンション
５支軸
６トラッキング用アクチュエータ６
７制御部
１１光ファイバ（線状導光体）
１２ラジアル型屈折率分布レンズ
１４光学素子
１４ａ偏向面
１５スライダ
１６光導波路（光アシスト部）
１６ｆプラズモンプローブ
１７磁気記録部
１８磁気再生部
５０、６０、７０光学系
１００光記録装置
ＯＰ光路
ＬＳ光源
ＦＰ集光点
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５面

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

以下、本発明を図示の実施の形態である光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光記録装置に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。尚、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複の説明を適宜省略する。

図１に光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成例を示す。この光記録装置１００は、以下（１）〜（６）を筐体１の中に備えている。
（１）記録用のディスク（記録媒体）２
（２）支軸５を支点として矢印Ａの方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４
（３）サスペンション４に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ６
（４）サスペンション４の先端に取り付けられた光アシスト式磁気記録ヘッド（以下、光記録ヘッドと称する。）３
（５）ディスク２を矢印Ｂの方向に回転させるモータ（図示しない）
（６）トラッキング用アクチュエータ６、モータ及び記録等の情報書き込み制御を行う制御部７
こうした光記録装置１００は、光記録ヘッド３がディスク２の上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。

図２は、光記録ヘッド３の一例を断面図で示している。光記録ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光記録ヘッドであって、光学素子１４とスライダ１５を備えている。光学素子１４は、光源（図示しない）から光を導光する線状導光体である光ファイバ１１と、光ファイバ１１から射出する光を光導波路（光アシスト部と称する場合もある。）１６の上面に光スポットとして導くラジアル型屈折率分布レンズ１２及びプリズム部１４ｂに設けられ、光を偏向する偏向手段である偏向面１４ａを備えている。光ファイバ１１は、コア有りまたはコア無しのどちらでもよい。ラジアル型屈折率分布レンズ１２の射出面１３は、正の屈折力を有する射出方向に凸形状である。ラジアル型屈折率分布レンズ１２が射出面１３に正の屈折力を持つことに関しては、後で説明する。光学素子１４には、ラジアル型屈折率分布レンズ１２を光の射出方向に精度良く固定接着するための断面形状がＶ字状の溝（図示しない）が設けられている。

光ファイバ１１とラジアル型屈折率分布レンズ１２の結合は、材料にもよるが、溶融処理により接合して一体化するのが好ましい。このように一体化すると、取り扱いが容易となると同時に、光ファイバ１１とラジアル型屈折率分布レンズ１２が接する面での光損失が抑えられ、光ファイバ１１により導光された光を効率良くラジアル型屈折率分布レンズ１２より射出することができる。

スライダ１５は、上面に形成された光スポットをディスク２に射出する光導波路１６、ディスク２の被記録部分に対して磁気情報の書き込みを行う磁気記録部１７及びディスク２に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生部１８を備えている。光導波路１６の射出面には、近接場光を発生するプラズモンプローブ１６ｆがある。

なお、図２ではディスク２の記録領域の進入側から退出側（図の→方向）にかけて、磁気再生部１８、光導波路１６、磁気記録部１７の順に配置されているが、配置順はこれに限らない。光導波路１６の退出側直後に磁気記録部１７が位置すればよいので、例えば、導波路１６、磁気記録部１７、磁気再生部１８の順に配置してもよい。

光ファイバ１１により導光される光は、例えば、光源である半導体レーザー（図示しない）より射出される光である。光ファイバ１１の端面から射出したレーザー光は、射出面１３に正の屈折力を有するラジアル型屈折率分布レンズ１２、偏向面１４ａを経て、スライダ１５に設けられた光導波路１６の上面から入射させる。この時、光導波路１６の上面に集光させ光スポットを形成するのが効率よく光結合出来るので好ましい。光導波路１６の上面から入射した光は、この光導波路１６を導波して光記録ヘッド３からディスク２に向けて射出する。

スライダ１５は浮上しながら磁気記録媒体であるディスク２に対して相対的に移動するが、媒体に付着したごみや、媒体に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダ１５の材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃を含むセラミック材料、ＡｌＴｉＣやジルコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ１５のディスク２側の面に耐摩耗性を増すために表面処理を行っても良い。例えば、ＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）被膜を用いると、光の透過率も高く、ダイヤモンドに次ぐＨｖ＝３０００以上の硬度が得られる。

また、スライダ１５のディスク２と対向する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇＳｕｒｆａｃｅ）面とも称する。）を有している。スライダ１５の浮上はディスク２に近接した状態で安定させる必要があり、スライダ１５に浮上力を抑える圧力を適宜加える必要がある。このため、光学素子１４の上に固定されるサスペンション４は、光記録ヘッド３のトラッキングを行う機能の他、スライダ１５の浮上力を抑える圧力を適宜加える機能を有している。

光記録ヘッド３から射出したレーザー光が微小な光スポットとしてディスク２に照射されると、ディスク２の照射された部分の温度が一時的に上昇してディスク２の保磁力が低下する。その保磁力の低下した状態の照射された部分に対して、磁気記録部１７により磁気情報が書き込まれる。

ラジアル型屈折率分布レンズ１２に関して説明する。ラジアル型屈折分布レンズは、入射した光が、光路で正弦波的な固有の周期をもってレンズ内を伝搬する様に構成されている。両端が平面のラジアル型屈折分布レンズの長さをラジアル型屈折分布レンズが持つ固有の周期の整数倍に丁度に合わせ、一方の端面（入射面）に光ファイバの射出面を接続すると、他方の端面（射出面）には、光ファイバから射出される光スポットとほぼ同等の大きさの光スポットを形成することができる。

一方、上述した様に、光記録ヘッドを構成する上で、光ファイバ等を用いて光源から導光した光を、記録媒体面上に導く必要がある。光記録ヘッドは、その大きさを小さく（例えば、１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ程度）することが望まれていることから、光ファイバは、記録媒体面に対して略平行となるように配設する必要がある。このためには、光路を例えば９０°偏向するミラー等の偏向手段が必要となる。

ラジアル型屈折分布レンズ内での光路が正弦波的な固有の周期Ｐをもっていることを利用して、両端が平面のラジアル型屈折分布レンズの長さを固有の周期Ｐを考慮した特定の長さＬにする。特定の長さＬのラジアル型屈折分布レンズは、入射面から入射した光スポットを、射出面より離れた位置に光スポットを形成することができる。具体的には、特定の長さＬをｎ周期（ｎは０を含む自然数）に１周期の１／４を超え１／２未満、又は３／４を超え１未満を加えた長さとする。これを式で表すと次式（１）、（２）となる。（０．２５＋０．５×ｎ）×Ｐ＜Ｌ＜（０．５＋０．５×ｎ）×Ｐ（１）但し、
Ｐ＝２×π／Ａ^1/2 （２）
Ａ^1/2：定数（屈折率分布定数とも称する）
Ｌ：特定の長さ
ｎ：０を含む自然数
この性質を利用すると光ファイバに導かれた光をラジアル型屈折分布レンズに入射させ、射出面と射出された光が形成する光スポットの位置との間に偏向面を設けることが出来る。

しかしながら、上述の様な両端が平面で特定の長さＬのラジアル型屈折分布レンズから射出する光が形成する光スポットは、その位置を光記録ヘッドを小さくする上で、射出面から十分に近くすることが出来なく、また収差が多い。

ここで、本発明に係わるラジアル型屈折率分布レンズ１２の様に、ラジアル型屈折率分布レンズの射出面に正の屈折力を持たせる。ラジアル型屈折分布レンズの長さと射出面が持つ正の屈折力を適宜設定することにより、ラジアル型屈折分布レンズの結像倍率をほぼ１倍からそれ以下にすることが出来、射出面から光スポットを形成する位置までの距離と収差を、光記録ヘッドを構成する上で良好とすることが出来る。

光ファイバ１１から射出する光がラジアル型屈折率分布レンズ１２に入射し、正の屈折力を有する射出面から射出する光が偏向面１４ａを経て、光導波路１６の入射面に光スポットを形成する光学系の例を図３から図５に光学断面図で示し、図中の符号ＯＰは光路を示す。図３に示す光学系５０は、これまで説明した図２の場合と同じく、光ファイバ１１から導かれた光がラジアル型屈折率分布レンズ１２に入射し、射出した光が図２で示した光学素子１４のプリズム部１４ｂに入射し、内面反射する偏向面１４ａで偏向される様子を示している。ラジアル型屈折率分布レンズ１２の射出面１３は、ラジアル型屈折率分布レンズ１２の有効範囲の屈折率よりも低い屈折率を有する空気と接しているため、射出方向に凸形状である。ラジアル型屈折率分布レンズ１２の有効範囲の屈折率は、概ね１．５（Ｄ線）程度である。ここでラジアル型屈折率分布レンズ１２の有効範囲は、ラジアル型屈折率分布レンズ１２のＮＡと屈折率分布とで決めることが出来る。また、光路を偏向するプリズム部１４ｂを高い屈折率の材料を使用すると、プリズム部１４ｂをより小さくできるため、光記録ヘッド３をより小さくすることが出来る。

図４に示す光学系６０は、光ファイバ１１から導かれた光がラジアル型屈折率分布レンズ１２に入射し、射出した光がミラー面等の偏向面１４ａで偏向される様子を示している。ラジアル型屈折率分布レンズ１２の射出面は、ラジアル型屈折率分布レンズ１２の有効範囲の屈折率よりも低い屈折率を有する空気と接しているため、射出方向に凸形状である。

図５に示す光学系７０は、光ファイバ１１から導かれた光がラジアル型屈折率分布レンズ１２に入射し、射出した光が光学素子１４のプリズム部１４ｂに入射し、内面反射する偏向面１４ａで偏向される様子を示している。ラジアル型屈折率分布レンズ１２の射出面は、凹形状であり、この凹形状の反転形状である凸形状と反対面が平面の凸平レンズ２０とが接合され、更に凸平レンズ２０の平面にプリズム部１４ｂが接合されている。凸平レンズ２０は、ラジアル型屈折率分布レンズ１２の有効範囲の屈折率よりも高い屈折率を有するものが好ましく、例えば屈折率が１．７５（Ｄ線）前後の高屈折率ガラスを材料とするのが好ましい。また、光路を偏向するプリズム部１４ｂを高い屈折率の材料を使用すると、プリズム部１４ｂをより小さくできるため、光記録ヘッドをより小さくすることが出来る。ラジアル型屈折率分布レンズ１２、凸平レンズ２０、プリズム部１４ｂを接合する方法に接着があり、例えば屈折率が１．６〜１．７程度の高屈折率の光学部品用の接着剤を用いると、屈折率差による光の伝達効率の低下を抑える上で好ましい。

光記録ヘッド３の光学系を図３から図５に示すような構成とすることで、ラジアル型屈折率分布レンズ１２の射出面１３から射出された光は、光路を例えば９０°偏向することが可能で、結像倍率をほぼ１倍からそれ以下にすることができ、更に収差を良好に抑えることができる。よって、記録媒体の面に沿った方向に光ファイバと屈折率分布型レンズとを設け、ラジアル型屈折率分布レンズの射出面からより短い位置により小さい光スポットを形成することが出来、この光スポットを光導波路の入射面に形成することができる。このため、記録媒体の面に略垂直となる様に設けてある光導波路１６に光ファイバを直接結合した様に効率よく光を導くことができる。従って、光効率の良い高さの低い光記録ヘッドを構成することができる。

図２に示す光学素子１４は、光源からの光を透過する例えば、熱可塑性樹脂やガラスを材料として射出成形法やプレス成形法により形成することが出来る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（屈折率１．５２５、日本ゼオン（株））、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、例えば、スミペックス（登録商標）ＭＧＳＳ、屈折率１．４９、住友化学（株））、ＰＣ（ポリカーボネート、例えば、パンライト（登録商標）ＡＤ５５０３、屈折率１．５８５、帝人化成（株））等が挙げられる。また、ガラスとしては、ガラスモールドで用いられる高屈折率ガラスであるＳＦ６（ｎｄ＝１．８０５、νｄ＝２５．４０）、金型の寿命を考慮すると、例えば極低温度で成形可能なモールドレンズ用光学ガラスであるＰＧ３７５（Ｖｉｄｒｏｎ、住田光学（株）、ｎｄ＝１．５４２５０、νｄ＝６２．９）が挙げられる。

光記録ヘッド３の光導波路１６の射出面に金等を材料とする例えば三角形の形状をした平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブを設けるのが好ましい。このプラズモンプローブに光を作用させることで近接場光を発生させることが出来る。このプラズモンプローブ１６ｆの具体例を図６に示す。

図６において、（Ａ）は三角形の平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ１６ｆ、（Ｂ）はボウタイ型の平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、何れも曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。また、（Ｃ）は開口を有する平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。平板状金属薄膜の材料の例としては、アルミニウム、金、銀等が挙げられる。これらのプラズモンプローブ１６ｆに光が作用すると、その頂点Ｐ近辺に近接場光が発生して、非常に小さいスポットサイズの光を用いた記録を行うことが可能となる。つまり、光導波路１６の光射出位置又はその近傍にプラズモンプローブ１６ｆを設けることによりプラズモンを発生させれば、光導波路１６で形成された光スポットのサイズを小さくすることができ、高密度記録に有利となる。なお光導波路１６の中央にプラズモンプローブ１６ｆの頂点Ｐが位置することが好ましい。

これまで説明した光ヘッドは、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光アシスト式磁気記録ヘッドであるが、記録媒体に対する情報記録に光を利用し、磁気再生部１７と磁気記録部１８を有しない、例えば、近接場光記録、相変化記録等の記録を行う光ヘッドとすることもできる。

ここで図３から図５に示す光学系５０、６０、７０を構成するコンストラクションデータを、光学系５０に対して数値例１、光学系６０に対して数値例２と３、光学系７０に対して数値例４として以下に挙げる。

数値例１、２、３、４のコンストラクションデータにおいては、次の通りである。ｒｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、光源ＬＳ側から数えてｉ番目の面Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・・）の曲率半径を示し、ｄｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は、光源ＬＳ側から数えてｉ番目の軸上面間隔（ｍｍ）を示し、集光点をＦＰとしている。また、各面Ｓｉを定義する際の基準となる座標軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれの偏芯量及び傾き角を偏芯データとして示している。屈折率分布を有する光学素子の屈折率ｎ（ｒ）は、以下の式（１）に示す。
ｎ（ｒ）＝ｎ₀×（１−（Ａ^1/2×ｒ）²／２）（１）
ｎ₀：基準屈折率
Ａ^1/2：定数（単位：ｍｍ^-1）
ｒ：光軸からの高さ（ｒ²＝ｘ²＋ｙ²）
偏芯データの表記に関して説明する。Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸の偏芯量をそれぞれＸＳＣ、ＹＳＣ、ＺＳＣとして示す。また、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸を回転軸としたときの各面の傾き角をそれぞれＡＳＣ、ＢＳＣ、ＣＳＣとして示す。最初の座標軸を各光学断面である図３、４、５に示す。光源ＬＳから光が進む方向をＺ軸とし、これに直交する座標をＸ軸、Ｙ軸としている。この座標系は、光源の位置を原点として、光源側から順次面を定義していく。この順次面を定義する際の原点は、その都度示されている偏芯データを反映する。数値例１、２、３、４の球面収差を図７、８、９、１０にそれぞれ示す。縦軸Ｈは有効径に基づいて正規化した入射高を示す。

尚、以下の数値例１から４において、光源ＬＳの位置を、計算を容易にするため、ラジアル型屈折率分布レンズ１２の入射端面より０．１μｍだけ手前の空気中としているが、性能への影響は実質的にない。又、表１から４の光源ＬＳ、集光点ＦＰの曲率半径は、計算の便宜上、平面としていることから（∞）と示している。

（数値例１）
物体側ＮＡ：０．１００００
使用波長λ：１０００ｎｍ
倍率：１．００７１
屈折率分布
基準屈折率ｎ₀：１．５０００００（λ＝１０００ｎｍ）
定数Ａ^1/2：３．１２５（λ＝１０００ｎｍ）
下記の表１において、面Ｓ５と同じ面内に集光点ＦＰがある。

（数値例２）
物体側ＮＡ：０．１００００
使用波長λ：１０００ｎｍ
倍率：１．００７１
屈折率分布
基準屈折率ｎ₀：１．５０００００（λ＝１０００ｎｍ）
定数Ａ^1/2：３．１２５（λ＝１０００ｎｍ）

（数値例３）
物体側ＮＡ：０．１００００
使用波長λ：１０００ｎｍ
倍率：０．９４１６
屈折率分布
基準屈折率ｎ₀：１．５０００００（λ＝１０００ｎｍ）
定数Ａ^1/2：３．１２５（λ＝１０００ｎｍ）

（数値例４）
物体側ＮＡ：０．１００００
使用波長λ：１０００ｎｍ
倍率：１．００９１
屈折率分布
基準屈折率ｎ₀：１．５０００００（λ＝１０００ｎｍ）
定数Ａ^1/2：３．１２５（λ＝１０００ｎｍ）
下記の表４において、面Ｓ５と同じ面内に集光点ＦＰがある。

１．記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、光源からの光を前記記録媒体に導く線状導光体と、を備えた光ヘッドにおいて、
前記線状導光体により導かれた光が、一方の端面より入射し、正の屈折力を有する他方の端面から射出し、前記他方の端面から離れた位置に集束して光スポットを形成するラジアル型屈折率分布レンズと、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの前記他方の端面と前記光スポットが形成される位置との間に前記他方の端面から射出した光を偏向する偏向手段と、
前記相対的に移動する方向と交差する方向に前記スライダを貫いて配設され、前記偏向手段で偏向された光が入射する光導波路と、を備え、
前記他方の端面は、前記ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも低い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凸形状であることを特徴とする光ヘッド。

２．記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、光源からの光を前記記録媒体に導く線状導光体と、を備えた光ヘッドにおいて、
前記線状導光体により導かれた光が、一方の端面より入射し、正の屈折力を有する他方の端面から射出し、前記他方の端面から離れた位置に集束して光スポットを形成するラジアル型屈折率分布レンズと、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの前記他方の端面と前記光スポットが形成される位置との間に前記他方の端面から射出した光を偏向する偏向手段と、
前記相対的に移動する方向と交差する方向に前記スライダを貫いて配設され、前記偏向手段で偏向された光が入射する光導波路と、を備え、
前記他方の端面は、前記ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも高い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凹形状であることを特徴とする光ヘッド。

３．前記光導波路の光が射出する面に近接場光発生用のプラズモンプローブを有していることを特徴とする１又は２に記載の光ヘッド。

４．前記偏向手段は、プリズムに設けられていることを特徴とする１から３の何れか一項に記載の光ヘッド。

５．前記偏向手段は、反射ミラーであることを特徴とする１から３の何れか一項に記載の光ヘッド。

６．１から５の何れか一項に記載の光ヘッドは、前記記録媒体に磁気記録を行う磁気記録部を前記スライダに備えていることを特徴とする光アシスト式磁気記録ヘッド。

７．記録媒体と、６に記載の光アシスト式磁気記録ヘッドと、情報書き込み用制御部と、を有することを特徴とする光記録装置。

Claims

記録媒体の面の上で、前記面に沿って前記記録媒体と相対的に移動するスライダと、光源からの光を前記記録媒体に導く線状導光体と、を備えた光ヘッドにおいて、
前記線状導光体により導かれた光が、一方の端面より入射し、正の屈折力を有する他方の端面から射出し、前記他方の端面から離れた位置に集束して光スポットを形成するラジアル型屈折率分布レンズと、
前記ラジアル型屈折率分布レンズの前記他方の端面と前記光スポットが形成される位置との間に前記他方の端面から射出した光を偏向する偏向手段と、
前記相対的に移動する方向と交差する方向に前記スライダを貫いて配設され、前記偏向手段で偏向された光が入射する光導波路と、を備えていることを特徴とする光ヘッド。
前記他方の端面は、ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも低い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凸形状であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ヘッド。
前記他方の端面は、ラジアル型屈折率分布レンズの有効範囲の屈折率よりも高い屈折率を有する物質と接し、射出方向に凹形状であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ヘッド。
前記光導波路の光が射出する面に近接場光発生用のプラズモンプローブを有していることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載の光ヘッド。
前記偏向手段は、プリズムに設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項の何れか一項に記載の光ヘッド。
前記偏向手段は、反射ミラーであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項の何れか一項に記載の光ヘッド。
請求の範囲第１項乃至第６項の何れか一項に記載の光ヘッドは、前記記録媒体に磁気記録を行う磁気記録部を前記スライダに備えていることを特徴とする光アシスト式磁気記録ヘッド。
記録媒体と、請求の範囲第７項に記載の光アシスト式磁気記録ヘッドと、情報書き込み用制御部と、を有することを特徴とする光記録装置。