JPWO2010010796A1 - Head mechanism, optically assisted magnetic recording apparatus, and optical recording apparatus - Google Patents
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Abstract
光効率が高く、かつ薄型化および集積化が可能なヘッド機構、光アシスト式磁気記録装置、または光記録装置を提供することを図る。上記目的を達成するために、ヘッド機構は、導波路と、該導波路に光を結合するために導波路上に設けられた光結合器とを有し、かつ記録媒体上で浮上しながら該記録媒体に対して相対移動可能に設けられたヘッドスライダを備える。そして、該ヘッド機構では、導波路による光の伝搬方向が、記録媒体に対向するヘッドスライダの底面に対して傾斜している。It is an object of the present invention to provide a head mechanism, an optically assisted magnetic recording apparatus, or an optical recording apparatus that has high optical efficiency and can be thinned and integrated. To achieve the above object, the head mechanism has a waveguide and an optical coupler provided on the waveguide for coupling light to the waveguide, and the head mechanism floats on the recording medium while A head slider is provided so as to be movable relative to the recording medium. In the head mechanism, the light propagation direction through the waveguide is inclined with respect to the bottom surface of the head slider facing the recording medium.
Description
本発明は、ヘッド機構、光アシスト式磁気記録装置、および光記録装置に関するものであり、例えば、情報記録に光を利用するヘッド機構、それを備える光アシスト式磁気記録装置、および光記録装置に関するものである。 The present invention relates to a head mechanism, an optically assisted magnetic recording apparatus, and an optical recording apparatus. For example, the present invention relates to a head mechanism that uses light for information recording, an optically assisted magnetic recording apparatus including the head mechanism, and an optical recording apparatus. Is.
近年、ハードディスク装置等に使用される記録媒体において記録密度を高めるための技術開発が進められている。記録密度を向上させるためには、1ビットの記録サイズを小さくする必要がある。しかし、磁気記録方式において、記録ビットサイズを小さくすると、記録情報を保持している磁化状態が、熱エネルギーによって不安定となり、熱揺らぎによって記録情報が消えてしまうので、安定に記録することができなくなる。そのため、高い保持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。また、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、こ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せしめ、保持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で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。 2. Description of the Related Art In recent years, technological development for increasing the recording density in a recording medium used for a hard disk device or the like has been advanced. In order to improve the recording density, it is necessary to reduce the recording size of 1 bit. However, in the magnetic recording method, if the recording bit size is reduced, the magnetization state holding the recorded information becomes unstable due to thermal energy, and the recorded information disappears due to thermal fluctuation, so that stable recording can be performed. Disappear. For this reason, a recording medium having a high holding force is required. However, when such a recording medium is used, a magnetic field required for recording increases. The upper limit of the magnetic field generated by the recording head is determined by the saturation magnetic flux density, but this value is approaching the material limit, and a dramatic increase cannot be expected. Therefore, there is a system that guarantees the stability of the recorded magnetic bit by locally heating at the time of recording, causing magnetic softening, recording in a state where the holding power is small, and then stopping the heating and naturally cooling. Proposed. This method is called a heat-assisted magnetic recording method.
この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く、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。 In this heat-assisted magnetic recording method, it is desirable to instantaneously heat the recording medium, and the heating mechanism and the recording medium are not allowed to contact each other. For this reason, heating is generally performed using absorption of light, and a method using light for heating is called a light assist method.
また、光アシスト式によって超高密度記録を行うためには、記録媒体に照射する光のスポット径を例えば20nm程度の超微小なものにする必要がある。しかしながら、通常の光学系では回折限界の存在により、光を超微小なものにまで集光することは難しい。そこで、非伝搬光であるいわゆる近接場光を用いて加熱を行う方式が提案されている(例えば、非特許文献1)。なお、近接場光を発生させる光ヘッドおよび記録再生装置については、その他の種々の提案がなされている(例えば、特許文献1,2)。
In addition, in order to perform ultra-high density recording by the optical assist method, it is necessary to make the spot diameter of the light irradiating the recording medium very small, for example, about 20 nm. However, in a normal optical system, it is difficult to condense light to an extremely minute one due to the existence of a diffraction limit. Thus, a method of heating using so-called near-field light that is non-propagating light has been proposed (for example, Non-Patent Document 1). Various other proposals have been made for optical heads and recording / reproducing apparatuses that generate near-field light (for example,
一方、近年の磁気記録装置の高密度化に伴い、再生記録を行うヘッドを構成する部品であるスライダの大きさについては、たとえばフェムト・スライダの長さ、幅、厚みはそれぞれ0.85mm,0.70mm,0.23mm程度と小型化が進んでいる。また、一般的な磁気記録装置においては狭い空間にディスクを積層しており、積層されたディスクの隙間は1mm以下である。したがって、記録ヘッドの厚みが制限され、光磁気記録(MO)のようにヘッドの背面に光学系を配置して光を照射することはできない。従って、光アシスト式の磁気記録装置においては、光源から記録ヘッドまで光を導く光学系が薄型であり、かつ光源と光学系と記録ヘッドとが同一平面上に配置されることが望まれる。 On the other hand, with the recent increase in the density of magnetic recording apparatuses, for example, the length, width, and thickness of the femto slider are 0.85 mm and 0, respectively. .70mm, 0.23mm and so on. Further, in a general magnetic recording apparatus, disks are stacked in a narrow space, and a gap between the stacked disks is 1 mm or less. Therefore, the thickness of the recording head is limited, and it is impossible to irradiate light by arranging an optical system on the back surface of the head as in magneto-optical recording (MO). Therefore, in an optically assisted magnetic recording apparatus, it is desirable that the optical system that guides light from the light source to the recording head is thin and the light source, the optical system, and the recording head are arranged on the same plane.
このような要求に対しては、空間光学系およびグレーティングカプラを用いて光をヘッドに設けられた平面導波路に結合する方法が提案されている(特許文献3参照)。 In response to such a demand, a method has been proposed in which light is coupled to a planar waveguide provided in a head using a spatial optical system and a grating coupler (see Patent Document 3).
しかしながら、空間から光をグレーティングカプラに導き、平面導波路において光を一方向に向けて効率よく伝搬させるためには、後述するように、グレーティングカプラの入射面に対して光を一定の角度傾けて入射する必要がある。光の進行方向を傾ける光学素子としては、例えば、プリズム、回折格子、ミラーなどが考えられるが、光学素子の設置場所および傾けた光路を確保するためには、記録装置全体の薄型化が困難である。 However, in order to guide light from the space to the grating coupler and efficiently propagate the light in one direction in the planar waveguide, the light is inclined at a certain angle with respect to the incident surface of the grating coupler as described later. It is necessary to enter. For example, prisms, diffraction gratings, and mirrors are conceivable as optical elements that tilt the light traveling direction, but it is difficult to reduce the thickness of the entire recording apparatus in order to secure the installation location of the optical elements and the tilted optical path. is there.
また、非特許文献1の技術では、プラズモンプローブに対してレーザを密着させて配置する必要があり、レーザの固定が難しく、配線が複雑になるという課題がある。
In the technique of
また、特許文献1の技術では、斜めから光を照射するために装置の厚みが必要となる。また、特許文献2の技術では、光学系が複雑となり、装置の厚みも必要となる。さらに、特許文献3の技術では、グレーティングカプラに光を入射するための実用的な薄型光学系の構成については言及されておらず、他の技術と同様に、装置の薄型化に関しては課題が存在する。
Moreover, in the technique of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光効率が高く、かつ薄型化および集積化が可能なヘッド機構、光アシスト式磁気記録装置、または光記録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has an object to provide a head mechanism, an optically assisted magnetic recording apparatus, or an optical recording apparatus that has high light efficiency and can be thinned and integrated. To do.
上記課題を解決するために、第1の態様に係るヘッド機構は、導波路と、該導波路に光を結合するために導波路上に設けられた光結合器とを有し、かつ記録媒体上で浮上しながら該記録媒体に対して相対移動可能に設けられたヘッドスライダを備える。そして、該ヘッド機構では、前記導波路による光の伝搬方向が、前記記録媒体に対向する前記ヘッドスライダの底面に対して傾斜している。 In order to solve the above problem, a head mechanism according to a first aspect includes a waveguide and an optical coupler provided on the waveguide for coupling light to the waveguide, and a recording medium A head slider is provided so as to be movable relative to the recording medium while floating above. In the head mechanism, the light propagation direction through the waveguide is inclined with respect to the bottom surface of the head slider facing the recording medium.
第2の態様に係るヘッド機構は、第1の態様に係るヘッド機構であって、前記伝搬方向が、前記底面に対して鈍角を成す。 The head mechanism according to the second aspect is the head mechanism according to the first aspect, wherein the propagation direction forms an obtuse angle with respect to the bottom surface.
第3の態様に係るヘッド機構は、第1または第2の態様に係るヘッド機構であって、前記伝搬方向と前記底面とが成す角度は、前記光結合器の入射面に入射する光と前記導波路との結合効率が最大となる角度になっている。 The head mechanism according to a third aspect is the head mechanism according to the first or second aspect, wherein the angle formed by the propagation direction and the bottom surface is determined by the light incident on the incident surface of the optical coupler and the angle The angle is such that the coupling efficiency with the waveguide is maximized.
第4の態様に係るヘッド機構は、第1から第3のいずれか1つの態様に係るヘッド機構であって、前記光結合器が、グレーティングカプラである。 A head mechanism according to a fourth aspect is the head mechanism according to any one of the first to third aspects, wherein the optical coupler is a grating coupler.
第5の態様に係るヘッド機構は、第1から第3のいずれか1つの態様に係るヘッド機構であって、前記光結合器が、プリズムカプラである。 A head mechanism according to a fifth aspect is the head mechanism according to any one of the first to third aspects, wherein the optical coupler is a prism coupler.
第6の態様に係る光アシスト式磁気記録装置は、第1から第5のいずれか1つの態様に係るヘッド機構を備えるとともに、前記導波路から前記記録媒体に対して光を照射することにより、前記記録媒体の一部領域を加熱昇温した状態で前記一部領域に対して情報の磁気的な記録を行う。 The optically assisted magnetic recording device according to the sixth aspect includes the head mechanism according to any one of the first to fifth aspects, and irradiates the recording medium with light from the waveguide. Information is magnetically recorded on the partial area in a state where the partial area of the recording medium is heated and heated.
第7の態様に係る光記録装置は、第1から第5のいずれか1つの態様に係るヘッド機構を備えるとともに、前記導波路から前記記録媒体に対して光を照射することにより、前記記録媒体の一部領域に光スポットを形成し、該光スポットによって前記一部領域に対して情報の光学的な記録を行う。 An optical recording apparatus according to a seventh aspect includes the head mechanism according to any one of the first to fifth aspects, and irradiates the recording medium with light from the waveguide, whereby the recording medium A light spot is formed in a partial area of the optical information, and information is optically recorded on the partial area by the light spot.
本発明によれば、導波路による光の伝搬方向がヘッドスライダの底面に対して傾斜しているため、光効率が高く、かつ薄型化および集積化が可能なヘッド機構、光アシスト式磁気記録装置または光記録装置を提供することができる。 According to the present invention, since the light propagation direction through the waveguide is inclined with respect to the bottom surface of the head slider, the head mechanism and the optically assisted magnetic recording apparatus that have high optical efficiency and can be thinned and integrated. Alternatively, an optical recording device can be provided.
本発明の実施形態を説明する前に、参考例を用いて、回折格子を用いた光結合器(グレーティングカプラ)に対する光の入射角に関する説明を行う。 Before describing an embodiment of the present invention, a light incident angle with respect to an optical coupler (grating coupler) using a diffraction grating will be described using a reference example.
まず、図13は、グレーティングカプラの構造を示す図であり、伝搬方向z1に対して構造が周期Λで変化する構造が示されている。グレーティングカプラについては、周期Λを変化させることで入射面に対する光の最適な入射角を0〜90度の範囲で設計できる。しかし、光アシスト磁気記録ヘッドに光を導くために用いる場合には、入射面に対して垂直に光を入射させる回折角度が90度の垂直入射と、入射面に対して水平に光を入射させる回折角度が180度の水平入射は適さない。これは、光アシスト磁気記録ヘッド特有の以下の理由による。なお、回折角度とは、入射波と回折波の進行方向のなす角をいう。 First, FIG. 13 is a diagram showing a structure of a grating coupler, and shows a structure in which the structure changes with a period Λ with respect to the propagation direction z1. For the grating coupler, the optimum incident angle of light with respect to the incident surface can be designed in the range of 0 to 90 degrees by changing the period Λ. However, when used to guide light to the optically assisted magnetic recording head, the light is incident perpendicularly to the incident surface at a diffraction angle of 90 degrees, and the light is incident horizontally on the incident surface. Horizontal incidence with a diffraction angle of 180 degrees is not suitable. This is due to the following reasons specific to the optically assisted magnetic recording head. The diffraction angle is an angle formed by the incident wave and the traveling direction of the diffracted wave.
<(1)回折角度が約90度のグレーティングカプラに垂直入射させる場合>
図14は、回折角度が約90度のグレーティングカプラを用いて光源から射出される光を導波路に導くヘッド機構の構成を示す図である。この場合、導波路による光の伝搬方向はスライダの底面(磁気ディスクの上面と平行)に対して垂直である。また、図15は、回折角度90度のグレーティングカプラに垂直入射させる場合のグレーティングカプラの断面図である。垂直入射とは、入射光と入射面の法線とのなす角度である入射角が約0度となる入射である。この場合、図15に示すとおり、グレーティングカプラにおいては+1次光と−1次光の両方が導波路に結合してしまう。<(1) When entering perpendicularly to a grating coupler having a diffraction angle of about 90 degrees>
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a head mechanism that guides light emitted from a light source to a waveguide using a grating coupler having a diffraction angle of about 90 degrees. In this case, the light propagation direction through the waveguide is perpendicular to the bottom surface of the slider (parallel to the top surface of the magnetic disk). FIG. 15 is a cross-sectional view of the grating coupler when it is perpendicularly incident on a grating coupler having a diffraction angle of 90 degrees. The normal incidence is incidence in which an incident angle that is an angle formed between incident light and a normal line of an incident surface is about 0 degree. In this case, as shown in FIG. 15, in the grating coupler, both the + 1st order light and the −1st order light are coupled to the waveguide.
図16は、光が入射面に対して垂直入射した場合における導波路内の伝搬状態を示す図である。図16に示すように、導波路の集光方向と逆方向に向かう−1次光の成分(A’)は導波路端面などで反射した結果、集光方向に向かう+1次光の成分(A)に対し、弱めあう干渉を及ぼす問題がある。図17は、グレーティングカプラにおける光の回折角度θと周期Λ/真空中の光の波長λ0との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は回折角度θを示し、横軸はグレーティングカプラの周期Λ/真空中の光の波長λ0を示す。FIG. 16 is a diagram illustrating a propagation state in the waveguide when light is perpendicularly incident on the incident surface. As shown in FIG. 16, the component (A ′) of the −1st order light traveling in the direction opposite to the light converging direction of the waveguide is reflected by the end face of the waveguide and the like. ) Has a problem of weakening interference. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the light diffraction angle θ and the period Λ / the light wavelength λ 0 in vacuum in the grating coupler. The vertical axis of the graph indicates the diffraction angle θ, and the horizontal axis indicates the period Λ of the grating coupler / wavelength λ 0 of light in vacuum.
グレーティングカプラは、周期を変化させることで90〜180度の範囲で回折角度を設計できる。グレーティングカプラにおける1次光の回折角度θは導波路の実効屈折率をneff、入射側媒質の屈折率をnc、グレーティング周期Λ、入射波長をλ0として以下のように表される。The grating coupler can design the diffraction angle in the range of 90 to 180 degrees by changing the period. The diffraction angle θ of the primary light in the grating coupler is expressed as follows, where the effective refractive index of the waveguide is n eff , the refractive index of the incident side medium is n c , the grating period Λ, and the incident wavelength is λ 0 .
θ’=sin-1(neff/nc−Λ/λ0)
θ=θ’+90θ ′ = sin −1 (n eff / n c −Λ / λ 0 )
θ = θ ′ + 90
図17においては、周期Λ/波長λ0を0.62〜1.64の範囲で変化させている。ここで導波路の実効屈折率をneff=1.61としている。式に従って微分係数を計算すると、特に、回折角度θが160〜180度の領域(入射面に対して水平入射に近い領域)と回折角度θが90〜110度の領域(入射面に対して垂直入射に近い領域)とにおいては、周期Λの変化に対する回折角度θの変化が大きいという特徴がある。このため、この二つの領域においては、製造された回折格子の周期Λが製造誤差によって設計値からずれた場合に、回折角が大きく設計値からずれてしまうという問題がある。In FIG. 17, the period Λ / wavelength λ 0 is changed in the range of 0.62 to 1.64. Here, the effective refractive index of the waveguide is n eff = 1.61. When the differential coefficient is calculated according to the equation, in particular, a region where the diffraction angle θ is 160 to 180 degrees (region close to horizontal incidence with respect to the incident surface) and a region where the diffraction angle θ is 90 to 110 degrees (perpendicular to the incident surface). (Region close to incidence) is characterized by a large change in diffraction angle θ with respect to a change in period Λ. Therefore, in these two regions, there is a problem that the diffraction angle is greatly deviated from the design value when the period Λ of the manufactured diffraction grating is deviated from the design value due to a production error.
<(2)回折角度が約180度のグレーティングカプラに入射させる場合>
図18、図19、および図20は、回折角度が約180度のグレーティングカプラを用いて光源から射出される光を導波路に導くヘッド機構の構成を示す図である。この場合もまた、導波路による光の伝搬方向はスライダの底面(磁気ディスクの上面と平行)に対して垂直である。図19では、図18で示した導波路およびグレーティングカプラを拡大した概略構成図であり、グレーティングカプラにおいて、光源からの光が導波路コアに対して除々に結合していく様子を示している。回折角度180度の場合、光源もしくは光学系をヘッドの上部に配置する必要がある。一般的な磁気記録装置においては狭い空間にディスクを積層しており、積層されたディスクの隙間は1mm以下である。このため光学系をヘッドの上部に配置する構成はディスクの高密度実装や小型化の妨げになってしまう問題がある。また、入射面に対して光を垂直入射させる場合と同様、製造誤差に起因する周期Λのずれが、大きな回折角度の変動を生じさせてしまう問題もある。<(2) When incident on a grating coupler having a diffraction angle of about 180 degrees>
18, FIG. 19, and FIG. 20 are diagrams showing a configuration of a head mechanism that guides light emitted from a light source to a waveguide using a grating coupler having a diffraction angle of about 180 degrees. Also in this case, the light propagation direction through the waveguide is perpendicular to the bottom surface of the slider (parallel to the top surface of the magnetic disk). FIG. 19 is an enlarged schematic configuration diagram of the waveguide and the grating coupler shown in FIG. 18, and shows how the light from the light source is gradually coupled to the waveguide core in the grating coupler. In the case of a diffraction angle of 180 degrees, it is necessary to arrange a light source or an optical system above the head. In a general magnetic recording apparatus, disks are stacked in a narrow space, and a gap between the stacked disks is 1 mm or less. For this reason, the configuration in which the optical system is arranged on the top of the head has a problem that it hinders high-density mounting and miniaturization of the disk. Further, similarly to the case where light is vertically incident on the incident surface, there is a problem that a shift in the period Λ caused by a manufacturing error causes a large fluctuation in diffraction angle.
すなわち、光アシスト磁気記録ヘッドは薄型であることが望ましいが、入射面に対して光を水平入射させる場合には、ヘッドの上部の方向に光源または光学系が必要となり、構成上不利である。 That is, it is desirable that the optically assisted magnetic recording head be thin. However, when light is incident horizontally on the incident surface, a light source or an optical system is required in the upper part of the head, which is disadvantageous in configuration.
<(3)入射面に対する斜め入射型のグレーティングカプラに入射させる場合>
図21は、入射面に対する斜め入射型(回折角度が、約90度および約180度以外の場合)のグレーティングカプラの入射面に対して斜めから光が入射されるように、光軸を折り曲げる折り曲げ光学系を実装したヘッド機構の構成を示す図である。この場合もまた、導波路による光の伝搬方向はスライダの底面(磁気ディスクの上面と平行)に対して垂直である。図22は、斜め入射型のグレーティングカプラの断面図である。製造誤差に起因する周期Λのずれがグレーティングカプラの回折角度の変動に与える影響は、図17に示したとおり、入射面に対して光を水平入射または垂直入射させる場合と比較して小さい。また、入射面に対する光の垂直入射で生じていた、−1次光が導波路に結合して、集光方向とは逆方向に向かう成分が導波路端面などで反射した結果、望ましくない干渉を起こしてしまう効果も無い。すなわち、図22に示しているように、入射面に対して光を斜めに入射をした場合には−1次光が基板側に透過し、集光方向とは逆方向に向かう成分に結合しないので、+1次光が導波路に結合した成分と干渉を起こさない。また周期Λの変化に対する回折角度の変化が小さいため、製造誤差による回折角度の変動が生じにくい。<(3) Incident light incident on a grazing incidence type grating coupler with respect to the incident surface>
FIG. 21 shows a bending in which the optical axis is bent so that light is incident obliquely with respect to the incident surface of the grating coupler of the oblique incidence type (when the diffraction angle is other than about 90 degrees and 180 degrees) with respect to the incident surface. It is a figure which shows the structure of the head mechanism which mounted the optical system. Also in this case, the light propagation direction through the waveguide is perpendicular to the bottom surface of the slider (parallel to the top surface of the magnetic disk). FIG. 22 is a sectional view of an oblique incidence type grating coupler. As shown in FIG. 17, the influence of the shift of the period Λ due to the manufacturing error on the fluctuation of the diffraction angle of the grating coupler is small compared to the case where light is incident horizontally or vertically on the incident surface. In addition, as a result of the minus-first-order light coupling to the waveguide and the component traveling in the direction opposite to the condensing direction being reflected by the end face of the waveguide and the like, which is generated by the vertical incidence of light with respect to the incident surface, unwanted interference occurs. There is no effect to cause. That is, as shown in FIG. 22, when light is incident on the incident surface obliquely, the −1st order light is transmitted to the substrate side and is not coupled to a component directed in the direction opposite to the light collecting direction. Therefore, the + 1st order light does not interfere with the component coupled to the waveguide. In addition, since the change in the diffraction angle with respect to the change in the period Λ is small, the diffraction angle does not easily vary due to manufacturing errors.
したがって、グレーティングカプラの入射面に対して、光を斜めから入射することが好ましいと考えられる。しかし、折り曲げ光学系を実装する場合は位置精度や角度精度によって光軸の位置ずれや角度ずれが生じる可能性がある。また、折り曲げ光学系の配設によって、装置の薄型化が阻害される。 Therefore, it is considered preferable that the light is incident obliquely with respect to the incident surface of the grating coupler. However, when a bending optical system is mounted, there is a possibility that the optical axis position shift or angle shift may occur depending on the position accuracy or angle accuracy. Further, the arrangement of the bending optical system hinders thinning of the apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態>
図1は、本発明の実施形態に係るヘッド機構10とそれを備えた光アシスト式磁気記録装置100の概略構成例を示す図である。なお、各図には、方位関係を明確化するためにXYZの直交する3軸が適宜付されている。<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a
図1で示すように、光アシスト式磁気記録装置100は、光アシスト式の磁気記録ヘッドを含むスライダ部3を搭載した磁気記録装置として構成され、例えば、ハードディスク装置などに適用される。この光アシスト式磁気記録装置100は、略直方体状の筐体1と、該筐体1内に配置された3枚の記録用ディスク(磁気記録媒体)2およびヘッド機構10とを備えている。
As shown in FIG. 1, the optically assisted
記録用ディスク2は、円盤状の記録媒体であり、相互に所定の微小距離(例えば、1mm以下)だけ離隔されて盤面が略平行となるように配置される。具体的には、上方から(+Z方向から−Z方向に沿って)3枚の記録用ディスク2が空間順次に配置されており、筐体1に対して所定の回転軸およびモータによって回転可能に支持されている。
The
ヘッド機構10は、3つのスライダ部3と、3本のサスペンション部4と、3本のアーム部5と、回転軸6とを備えている。
The
3本のサスペンション部4は、それぞれ同様な形状を有するとともに、それぞれ可撓性を有するように薄板状で且つ長細い形状を有し、相互に略平行に配置されている。具体的には、上方から(+Z方向から−Z方向に沿って)3本のサスペンション部4が空間順次に配置されている。
The three
3本のアーム部5は、一端側(ここでは、−X方向の端部)において回転軸6によって相互に連結されるとともに、該回転軸6を支点として、矢印mA方向(トラッキング方向)に筐体1に対して回転可能に支持されている。各アーム部5は、それぞれ1本のサスペンション部4を保持しており、アクチュエータ8による回転軸6の回転により、各アーム部5に保持された各サスペンション部4が、回転軸6を支点として矢印mA方向に回転する。
The three
3つのスライダ部3は、それぞれ同様な構成を有するとともに、光アシスト式の磁気記録ヘッドを含む。そして、1本のサスペンション部4ごとに、1つのスライダ部3が取り付けられている。具体的には、スライダ部3が、サスペンション部4のうちの回転軸6に連結されている一端側とは異なる他端側の下面に対して、記録用ディスク2の一方主面(ここでは上面)に対向するように設けられている。なお、ここでは、記録用ディスク2を矢印mB方向に回転させるモータ(不図示)が筐体1内に設けられており、スライダ部3が、記録用ディスク2上で浮上しながら相対的に移動し得るように構成されている。
The three
図2は、ヘッド機構10を側方(+Y側)から見た断面模式図である。なお、図2では、レーザ光が通過する光路が示されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
スライダ部3は、記録用ディスク2に対する情報記録に光を利用する記録用ヘッド(ここでは、磁気記録ヘッド)を有する。そして、スライダ部3は、例えば、セラミック製などの基板24を用いて構成されており、基板24の一端面(ここでは、−X方向の端部)には光結合器であるグレーティングカプラ14を有する導波路13が形成されている。また、スライダ部3は、サスペンション部4のうちのアーム部5に対して連結されている一端とは逆の他端近傍の下面に対してバネ部材からなる懸架部材を介して取り付けられている。このスライダ部3の底面(−Z側の面)は、記録用ディスク2に対向し、該記録用ディスク2に対し所定距離離間した状態で相対的に走行する底面である滑走面3aを形成する。なお、ヘッド機構10に着目すると、滑走面3aは、記録用ディスク2の主面に対向させるための面を形成する。
The
アーム部5は、サスペンション部4と比較して、厚みが厚く且つ剛性が高い素材で構成され、サスペンション部4は、可撓性を有する素材で構成されており、アーム部5とサスペンション部4の延設方向は略同一となっている。そして、アーム部5の一端(−X側の端部)が回転軸6に固設され、アーム部5の他端(+X側の端部)の下面(−Z側の面)にサスペンション部4の一端の上面(+Z側の面)が連結されている。
The
光源部7は、例えば半導体レーザ素子によって構成され、レーザ光を出射する。光源部7は、サスペンション部4の下面に対してバネ部材からなる懸架部材を介し、所定の最適な位置に取り付けられている。そして、光源部7から出射され、スライダ部3の滑走面3aに対して略平行に進行するレーザ光は、グレーティングカプラ14に対して直接入射するように照射される。
The
また、光源部7は端面にマイクロレンズを集積することによって、スライダ部3の滑走面3aに対して略平行な光を射出する。マイクロレンズについては樹脂成型品を用いることができるほか、大量生産に適したインクジェットによる液滴成形、またはフォトリソグラフィなどを用いることができる。光源部7から出射される光の光軸は、図2に示すように、スライダ部3の滑走面3aに対して平行とした場合に、装置の薄型化に対して最も有利となる。
The
導波路13は、記録用ディスク2の一部領域(すなわち被記録部分)を近赤外レーザ光によってスポット加熱するためのものである。図3は、導波路13を正面(図2の−X側)から見た模式図である。導波路13としては、例えば、米国特許第6,944,112号明細書で提案されたものを適用することができる。この導波路13は、平面型導波路であり、厚みが薄く、幅が上部から下部に向かって徐々に狭まるような放物線状の内面21,22を有する。導波路13の上部の正面には、光結合器であるグレーティングカプラ14が配設されている。
The
グレーティングカプラ14は、導波路13の上部の正面上に周期的な構造あるいは屈折率差を設けることにより作成される。図3では、グレーティングカプラ14の横線によって周期的な構造が模式的に表わされているが、実際には光の波長以下の微細な構造や屈折率分布が形成される。また、グレーティングカプラ14(すなわち、入射面)は、スライダ部3の滑走面3a、すなわちABS(Air Bearing Surface)に対して、鈍角を成すように傾斜する。そして、導波路13の上部の正面に配設されたグレーティングカプラ14(具体的には、太破線部内のレーザ照射領域)にレーザ光が照射されて、導波路13にレーザ光が導入されると、矢印23で示すようにレーザ光が内面21,22で反射して、導波路13の最下部の焦点Fにレーザ光が集光し、記録用ディスク2に向けて電磁波が発生して、記録用ディスク2の微小領域が加熱される。
The
また焦点Fにはより光を集光するために金属微小構造からなるプラズモンヘッドを集積してもよい。プラズモンヘッドにおける光の集光は、金属微細構造の大きさで決まり、スポットサイズはたとえば数十nmである。 A plasmon head made of a metal microstructure may be integrated at the focal point F in order to collect more light. The collection of light in the plasmon head is determined by the size of the metal microstructure, and the spot size is, for example, several tens of nm.
図2に示すとおり、導波路13による光の伝搬方向はスライダ部3の滑走面3aに対して角度θ1だけ傾斜されており、グレーティングカプラ14の光入射面が入射光線の光軸およびスライダ部3の滑走面3aに対して角度θ1だけ傾いて配置される。ここで、光入射面とは、グレーティングカプラ14のうち、光が入射する凹凸の2次元構造が広がっている面をいう。グレーティングカプラ14の回折角度は、一定の角度(θ1)のときに一方向へ伝搬する光の結合効率が最大となるが、本実施形態においては、グレーティングカプラ14の回折角度θ1が、光と導波路13との結合効率を最大化する角度に対応している。ここで、回折角度とは、入射波と回折波の進行方向のなす角をいう。
As shown in FIG. 2, the light propagation direction through the
グレーティングカプラ14の回折角度θ1は、鈍角をなすように設定され、回折角度θ1は、グレーティングカプラ14の周期や深さや形状によって任意に設計できる。このとき設計された回折角度θ1と実際の回折角度がずれた場合には光の結合効率が大きく減少する。前述のとおり、光源部7は、スライダ部3の滑走面3aに対して略平行な光を射出するため、言い換えれば、グレーティングカプラ14における光の入射面がスライダ部3の滑走面3aに対して、約θ1度成して傾斜する。より具体的には、グレーティングカプラ14における光の入射面(導波路13による光の伝搬方向と一致する)がスライダ部3の滑走面3aに対して、鈍角をなすように設定される。
The diffraction angle θ1 of the
さらに、図2に示すように、グレーティングカプラ14は、スライダ部3の一端面(−X方向の端部)に形成された導波路13に備えられていることから、スライダ部3の一端面(−X方向の端部)および導波路13は、スライダ部3の滑走面3aに対してθ1度傾斜しているといえる。
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、グレーティングカプラ14について、より具体的に説明する。
Here, the
図4は、グレーティングカプラ14の構造を示す図であり、伝搬方向z1に対して構造が周期Λで変化する構造が示されている。導波路13は、下部クラッドとなる導波路基板18aと、光路となるコア19と、上部クラッド18bを有する。入射光の波長が1.5μmであれば、例えば上部クラッド18bとしては屈折率ncが1.0の空気、コア19としては屈折率nfが3.5のSi、下部クラッド18aとしては屈折率nsが1.44のSiO2が考えられる。なお、可視光線の波長帯域においては、Siが光の大きな損失を生じるために、コア19の材料としてはTa2O5などが適している。また、光が導波路から外側へ出ていかないようにするためには、コア19の屈折率を下部クラッド18a、上部クラッド18bの屈折率よりも高くすることが必要である。導波路の実効的な屈折率をneffとすると、導波路内における実効的な波長λeffは、λ0/neffである。ここでλ0は真空中におけるレーザ光の波長である。グレーティングカプラ14に空気中から入射されうる光の入射角は、下記のブラッグの回折条件式(1),(2)を満たす必要がある。ここでnc<neffであるので、qをグレーティングの回折次数とすると、q=0では光の結合は生じない。FIG. 4 is a diagram showing the structure of the
neffk0=nck0sinθq+qK(q=0,±1,±2,・・・)・・・(1)
K=2π/Λ・・・(2)n eff k 0 = n c k 0 sin θ q + qK (q = 0, ± 1, ± 2,...) (1)
K = 2π / Λ (2)
ここでk0は真空中の波数(2π/λ0)、θqは、光と入射面の法線とが成す角度である入射角度である。また、q=±1が主な回折次数である。qの値が+1より大きい、またはq=−1より小さい場合の回折効率はq=±1次の回折効率よりも小さい。そして、結合効率を上げるためには回折効率の良いq=±1次光を導波路に結合するようにグレーティングカプラの周期Λを設計することが多く、0.1λeff〜10λeffの範囲に設定される。回折角度が約90度のグレーティングカプラに垂直入射させる場合においてはθq=0であるので、式(1)および(2)から下式(3)および(4)が求まる。Here, k 0 is a wave number (2π / λ 0 ) in vacuum, and θ q is an incident angle that is an angle formed by light and a normal line of the incident surface. Further, q = ± 1 is the main diffraction order. The diffraction efficiency when q is larger than +1 or smaller than q = −1 is smaller than q = ± 1st-order diffraction efficiency. In order to increase the coupling efficiency, the period Λ of the grating coupler is often designed so that q = ± first order light with good diffraction efficiency is coupled to the waveguide, and is set in the range of 0.1λ eff to 10λ eff. Is done. Since θ q = 0 when perpendicularly incident on a grating coupler having a diffraction angle of about 90 degrees, the following equations (3) and (4) can be obtained from equations (1) and (2).
neffk0=qK(q=0,±1,±2,・・・)・・・(3)
Λ=qλ0/neff(q=0,±1,±2,・・・)・・・(4)n eff k 0 = qK (q = 0, ± 1, ± 2,...) (3)
Λ = qλ 0 / n eff (q = 0, ± 1, ± 2,...) (4)
つまり、周期Λをλ0/neffに一致させれば1次光を導波路13に結合させることが可能となる。また逆に、回折角度が約180度のグレーティングカプラに水平入射させる場合は入射角が90度であるため、下式(5),(6)が成立する。That is, the primary light can be coupled to the
neffk0−nck0=qk(q=0,±1,±2,・・・)・・・(5)
Λ=qλ0/(neff−nc)(q=0,±1,±2,・・・)・・・(6) n eff k 0 -n c k 0 = qk (q = 0, ± 1, ± 2, ···) ··· (5)
Λ = qλ 0 / (n eff −n c ) (q = 0, ± 1, ± 2,...) (6)
つまり、周期Λをλ0/(neff−nc)とすれば1次光を導波路13に結合させることができる。That is, if the period Λ is λ 0 / (n eff −n c ), the primary light can be coupled to the
さらに、グレーティングカプラ14への光の結合を定性的に説明する。入射面に対する斜め入射型のグレーティングカプラに入射させる場合を考えると、図22に示したように1次の回折光が導波路に結合し、−1次の回折光は基板方向に透過していく。入射角度θqは前に示したとおり、式(1),(2)において回折格子の周期を変化させることで設計でき、図15に示すように入射面に対する垂直入射も可能である。入射面に対する垂直入射の場合は+1次光と−1次光が導波路13の集光方向、集光方向とは逆の方向にそれぞれ均等に伝搬する。Furthermore, light coupling to the
本実施形態では、例えば、グレーティングカプラ14への入射光の波長が633nmの場合において、ncを空気の屈折率(1.0)、nfをTa2O5コアの屈折率(2.09)、nsをSiO2クラッドの屈折率(1.47)、導波路の厚みTを0.1μmとする。グレーティングカプラ14については図4に示すように、断面構造が矩形形状であり、かつ構造の周期がΛで高さδが20nmとなるようにすればよい。ここで、凹凸を形成する1つの凹形状の幅は周期Λの1/2とした。凹形状はフォトリソグラフィを用いたエッチングプロセス等の半導体プロセスを用いて、精度よく作製することが可能である。このときの導波路13の基板に平行な偏波であるTE波の主モードにおける等価屈折率neffは、モード解析をすることによって、1.61と求めることができる。モード解析の詳細については、非特許文献2(K.Ogawa et al, “A Theoretical Analysis of Etched Grating Couplers for Integrated Optics,” IEEE J. Quantum Electron, vol. QE-9, No.1, pp. 29-42, 1973)を参考にした。In the present embodiment, for example, when the wavelength of light incident on the
図17で説明したように、グレーティングカプラ14の回折角度θが160〜180度の場合と回折角度θが90〜110度の場合においては、周期Λの変化に対する回折角度θの変化が大きいという特徴がある。このため、この二つの領域においては、製造された回折格子の周期Λが製造誤差によって設計値からずれた場合に、回折角度θが大きく設計値からずれてしまうという問題がある。このため、グレーティングカプラ14の構造においては、回折角度を110〜160度の範囲で設計することによって、製造誤差に起因する周期Λのずれがグレーティングカプラ14の結合効率の変動に与える影響を小さくしている。
As described with reference to FIG. 17, when the diffraction angle θ of the
グレーティングカプラ14への入射角については、式(1),(2)に示したとおりであるが、結合効率は回折角や構造に依存する。回折角度と結合効率の関係については、例えば、上述の非特許文献2に示されている。
The incident angle to the
次に、導波路13及びグレーティングカプラ14を傾けてスライダ部3に集積する方法の一例について説明する。光アシスト式磁気記録装置100においては、スライダ部3によって記録用ディスク2の磁気記録面と磁気記録ヘッドとを高精度に位置合わせしている。そして、スライダ部3にグレーティングカプラ14を積層する場合には、スライダ部3を形成するための基板上に磁気記録ヘッドを作成したあとにグレーティングカプラ14を配設した導波路13を形成する。磁気記録ヘッドおよびグレーティングカプラ14を配設した導波路13については、フォトリソグラフィなどの半導体プロセスを応用して高精度に作成できる。
Next, an example of a method for tilting the
図5は、スライダ部3の製造方法を示す図である。図5(a)は、スライダ部3の基板を示している。なお、基板は直方体状の形状を有する。まず、図5(b)に示すように、基板の上面に磁気記録ヘッドと、グレーティングカプラ14が配設された導波路13とを所定周期で積層する。次に、図5(c)に示すように、側方から見た形状が一組の対角がθ1である平行四辺形を形成するように、斜めにダイシングを行う。これによって、ダイシング後の基板の各々の入射面を、スライダ部3の滑走面となる3aに対して、θ1度で傾斜させる。図5における角度θ1は、図2における回折角度θ1に対応する。ダイシングの角度については、刃の角度あるいは基板の角度を制御することにより任意に設定できる。このため、θ1をグレーティングカプラ14に光を結合させるための最適な角度(110〜160度)に設定できる。図6は、スライダ部3の基板を斜めにダイシングする方法を示す図である。斜めにダイシングする方法としては、例えば、図6(a)に示すように、基板を平らな台25の上に乗せて、ダイシング装置26を傾斜させたい所定の角度θに傾斜させつつダイシングを行う方法、また、図6(b)に示すように、水平面に対して(90−θ)度傾斜した台27の上に基板を乗せて、ダイシング装置26を水平面に対して垂直に移動させながらダイシングを行う方法がある。
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing the
次に、図5(d)に示すように、ダイシング後の基板を各々分離した後、図5(e)に示すように、滑走面3aを形成し、図5(f)に示す単体のスライダ部3に加工する。
Next, as shown in FIG. 5 (d), after dicing the substrates, the sliding
本実施形態によれば、導波路による光の伝搬方向がスライダ部3の滑走面3aに対して鈍角の角度で傾斜するので、導波路上に設けられた光結合器の入射面に滑走面3aと平行に光を入射しても効率的に導波路に光を結合することが可能となる。これにより、折り曲げ光学系を配置するための空間を節約でき、光源部7とグレーティングカプラ14とを記録用ディスク2と略平行な同一平面上に配置することが可能となり、光アシスト式磁気記録装置の薄型化および集積化が可能になる。また、構成が単純になり製造コストを低減でき、折り曲げ光学系で発生していた光損失をなくすことができる。また、折り曲げ光学系の実装精度によって生じる光軸ずれをなくすことができる。さらに、光を空間伝搬させる場合、間に折り曲げ光学系が不必要なため、光源を磁気記録ヘッドの近傍に配置させることができ、光損失を低減できる。
According to the present embodiment, since the light propagation direction through the waveguide is inclined at an obtuse angle with respect to the sliding
<変形例>
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the thing of the content demonstrated above. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
◎例えば、上記実施形態では、スライダ部3がサスペンション部4の先端側(図2の+X側の端部)に設置されていたが、スライダ部3の滑走面3aに略平行なレーザ光を出射する光源部7を、サスペンション部4の先端側に設置してもよい。図7は、本変形例のヘッド機構20を側方(+Y側)から見た断面模式図である。本変形例のヘッド機構20(図7)は、上記実施形態のヘッド機構10(図2)と類似しており、対応する構成には同一の参照符号を付している。本変形例では回折角度をθ2度に設定している。
For example, in the above embodiment, the
◎また、上記実施形態では、光結合器としてグレーティングカプラを用いたが、プリズムカプラを用いてもよい。プリズムカプラについては、例えば、非特許文献3(西原浩、春名正光、栖原利明,”光集積回路”,オーム社,1987)に記載されている。 In the above embodiment, the grating coupler is used as the optical coupler, but a prism coupler may be used. The prism coupler is described in, for example, Non-Patent Document 3 (Hiroshi Nishihara, Masamitsu Haruna, Toshiaki Sugawara, “Optical Integrated Circuit”, Ohmsha, 1987).
図8は、光結合器としてプリズムカプラ16を備える導波路15の構成を示す図である。また、図9は、導波路15を図8の切断面線VIII−VIIIから見た断面図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a
スライダ部35の基板36の一端面に光結合器であるプリズムカプラ16が設けられる導波路15が形成されている。この導波路15による光の伝搬方向は、スライダ部35の滑走面35aに対して傾斜されている。図9に示すように、導波路15は、例えば、平面導波路であり、高屈折率のプリズムカプラ16(屈折率np)と屈折率の低いコア37(屈折率nd)そして導波路基板である下部クラッド38a(屈折率ns)、上部クラッド38b(屈折率ncl)で構成される。ここでそれぞれの屈折率については、コアに光がとじこめられるためには以下の条件を満たす必要がある。A
np>nd
nd>ns
nd>ncl n p > n d
n d > n s
n d > n cl
図9に示すように、プリズムカプラ16は、+Z側に頂角αを有し、頂角と対向する底面16aが導波路15の−X側の一端面15aの法線と垂直な六面体である。導波路の実効的な屈折率をneffとしてプリズムカプラ16の中に入射した光と底面とが成す角度θ4を下式(7)を満たすようにすれば、プリズムカプラ16から上部クラッド38b、さらにコア37の方向に浸み出したエバネッセント波が導波路15に結合する。エバネッセント波が効率良くコア37に浸み出すためには上部クラッド38bの厚さは、例えば光の波長以下であることが望ましい。As shown in FIG. 9, the
neff=npsinθ4・・・(7)
(np>nd>ns)n eff = n p sin θ4 (7)
(N p > n d > n s )
また、導波路15の−X側の一端面15aの法線とプリズムカプラ16の入射光との成す角度をθ3、プリズムカプラ16の中に入射した光とプリズムの底面16a、つまり導波路15の−X側の一端面15aの法線との成す角度をθ4とすると、スネルの法則により、下式(8)の関係がある。
The angle formed between the normal line of the
ncsin(θ4−α)=npsin(θ3−α)・・・(8)n c sin (θ4-α) = n p sin (θ3-α) (8)
ここで、ncは入射光が通る外部の媒質の屈折率であり、例えば空気の場合、ncは1.0である。また、αはプリズム頂角である。プリズムカプラ16を用いた場合には式(7)の条件により、角度θ3を0度とすることが難しい。したがって、光源部から出射され、スライダ部の滑走面に対して略平行に進行する光において、角度θ3が0度にならないようにする必要がある。本変形例では、導波路15をスライダ部35の滑走面に対して傾斜させ、プリズムカプラ16の底面16aをスライダ部35の滑走面に対して傾斜させて配置することによって、折り曲げ光学系を用いることなく、薄型の光学系を実現する。Here, n c is the refractive index of the external medium through which the incident light, for example, in the case of air, the n c is 1.0. Α is the prism apex angle. When the
図10は、本変形例のヘッド機構30を側方(+Y側)から見た断面模式図である。本変形例のヘッド機構30は、上記実施形態のヘッド機構10と類似しており、対応する構成と同一の参照符号を付している。ヘッド機構30では、プリズムカプラ16の底面16aは、図9,10に示すとおり、入射光線の光軸およびスライダ部35の滑走面35aに平行な面に対してθ3度傾いて配置され、スライダ部3の一端面(−X方向の端部)および導波路13は、スライダ部3の滑走面3aに対して(θ3+90)度傾斜している。この(θ3+90)度は、図2,5のθ1度に対応するものである。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the
◎また、上記実施形態では、光源部7はサスペンション部4の下面に取り付けられているが、アーム部5の下面に配置してもよい。
In the above embodiment, the
◎また、光源部7として、製造工程が大量生産に適した面発光半導体レーザ(VCSEL)を用いてもよい。VCSELの利点の一つとして、発光面が基板に垂直であり、製造工程の途中のウェハの段階で様々な加工が可能な点があげられる。したがって、VCSELに、平行光を射出するためのマイクロレンズを製造工程の途中で集積することも可能である。図11は、VCSEL17に、マイクロレンズ18を集積した場合の出射光のようすを示す図である。図11(a)は、マイクロレンズ18を集積する前にVCSEL17から出射される光を示している。また、図11(b)は、マイクロレンズ18を集積したVCSEL17の側面図であり、図11(c)は、マイクロレンズ18を集積したVCSEL17の正面図である。ここで、ビームのスポットサイズをWo、波長をλとすると、VCSEL17から出射される光の広がり角θ5は、下式で表される。
Further, as the
θ5=λ/(πWo)・・・(9) θ5 = λ / (πWo) (9)
したがって、VCSEL17にマイクロレンズ18を集積することによって、広がり角θ5で広がってしまう光を平行光に変換できる。なお、上記においては、マイクロレンズを用いてビームを整形する例について示したが、マイクロレンズに限らず回折格子あるいは回折格子付きレンズを用いてもよく、ビームを整形する機能を持つ薄型の光学部品であればよい。
Therefore, by integrating the
◎また、光源部7として、フォトニック結晶面発光レーザを用いてもよい。図12は、フォトニック結晶面発光レーザ19を示す図である。図12(a)は、フォトニック結晶面発光レーザ19の側面図、図12(b)は、フォトニック結晶面発光レーザ19の正面図を示している。フォトニック結晶面レーザ19は、半導体層の活性層面内にフォトニックバンドギャップを持つフォトニック結晶を形成することにより、フォトニック結晶面に垂直な方向に光出力が得られる。図12においては、フォトニック結晶面内の周期的構造を模式的に表している。フォトニック結晶面発光レーザ19の特徴は、活性層面内のフォトニック結晶を設ける領域の面積を変えることによって、発光面積の大きさを制御できることである。発光面積を増大させることによって、スポットサイズが大きくなり、ビームの広がり角が減少する。この結果、フォトニック結晶面発光レーザ19の近くにおいては、出射光は平行光に近くなる。例えば、スポットサイズを0.1mmで波長を780nmとしたときの広がり角は0.14度であり、平行光に近い。
Further, as the
◎また、上記実施形態では、記録媒体である記録用ディスク2に対して光で熱を付与しつつ、磁気で情報を記録および再生を行ったが、これに限られない。例えば、本発明を、磁気を用いることなく、記録媒体である光ディスク上に導波路下部の集光部から光を照射することによって、光ディスクの一部領域に光スポットを形成させて、光スポットによって一部領域に対して情報の記録を行う光記録装置に適用してもよい。
In the above embodiment, information is recorded and reproduced magnetically while applying heat to the
◎また、光源として、光ファイバやポリマ導波路から出力される光を用いてもよい。具体的には、光源部7を他の場所に配置し、光源部7から出射される光を、光ファイバやポリマ導波路などによって送り、サスペンション部4の下面から出力させるようにする。光ファイバを用いた場合には、光ファイバの端面にマイクロレンズや回折格子を形成することによって、スライダ部3の滑走面3aに略平行な光を射出することができる。
Further, as the light source, light output from an optical fiber or a polymer waveguide may be used. Specifically, the
高速な信号処理に適したシングルモード光ファイバを用いる場合、光ファイバから出力される光線はスポットサイズがガウスビームで近似される。シングルモード光ファイバのスポットサイズは例えば光の波長が1.3μmのときに4.6μmとなるため、光の波長が850nmのときに2.5μm程度となる。このためビームの広がり角は光の波長が1.3μmのときに5.1度,光の波長が850nmのときに6.2度となってしまう。この場合は、光ファイバの端面を研磨してマイクロレンズを形成したり、外形がファイバと同一のGRINレンズを用いたりすることにより平行光を出射することが可能になる。 When a single mode optical fiber suitable for high-speed signal processing is used, the spot size of a light beam output from the optical fiber is approximated by a Gaussian beam. The spot size of the single mode optical fiber is, for example, 4.6 μm when the light wavelength is 1.3 μm, and is about 2.5 μm when the light wavelength is 850 nm. Therefore, the beam divergence angle is 5.1 degrees when the light wavelength is 1.3 μm, and 6.2 degrees when the light wavelength is 850 nm. In this case, it is possible to emit parallel light by polishing the end face of the optical fiber to form a microlens or using a GRIN lens having the same outer shape as the fiber.
1 筐体
2 記録用ディスク
3,35 スライダ部
4 サスペンション部
5 アーム部
7 光源部
10,20,30 ヘッド機構
13,15 導波路
14 グレーティングカプラ
16 プリズムカプラ
100 光アシスト式磁気記録装置DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記導波路による光の伝搬方向が、前記記録媒体に対向する前記ヘッドスライダの底面に対して傾斜していることを特徴とするヘッド機構。A head having a waveguide and an optical coupler provided on the waveguide for coupling light to the waveguide, the head provided so as to be movable relative to the recording medium while floating on the recording medium With a slider,
A head mechanism characterized in that a light propagation direction through the waveguide is inclined with respect to a bottom surface of the head slider facing the recording medium.
前記伝搬方向が、前記底面に対して鈍角を成すことを特徴とするヘッド機構。The head mechanism according to claim 1,
The head mechanism, wherein the propagation direction forms an obtuse angle with respect to the bottom surface.
前記伝搬方向と前記底面とが成す角度は、前記光結合器の入射面に入射する光と前記導波路との結合効率が最大となる角度になっていることを特徴とするヘッド機構。The head mechanism according to claim 1 or 2,
An angle formed by the propagation direction and the bottom surface is an angle at which the coupling efficiency between the light incident on the incident surface of the optical coupler and the waveguide is maximized.
前記光結合器が、グレーティングカプラであることを特徴とするヘッド機構。The head mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein
A head mechanism wherein the optical coupler is a grating coupler.
前記光結合器が、プリズムカプラであることを特徴とするヘッド機構。The head mechanism according to claim 1 or 3, wherein
A head mechanism wherein the optical coupler is a prism coupler.
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