(57)【要約】【課題】焦点位置に正確に光を集光することができるように回折格子に入射する光の入射角度を容易に効率良く調整することができる平面光学素子を提供する。【解決手段】一部の輪郭形状が放物線であるコア層と前記コア層と接するクラッド層とからなる導波路と、照射される光を前記コア層の先端部に向かって進む光として前記コア層の内部に導入する回折格子と、を有し、前記コア層に導入された光が前記先端部にある前記放物線の焦点に収束し、前記先端部から射出する光学素子において、前記コア層を進む光の一部を吸収する若しくは散乱させる遮光部が前記回折格子と前記焦点との間に配置されている。【選択図】図７
2010123176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部の輪郭形状が放物線であるコア層と前記コア層と接するクラッド層とからなる導波路と、
照射される光を前記コア層の先端部に向かって進む光として前記コア層の内部に導入する回折格子と、を有し、
前記コア層に導入された光が前記先端部にある前記放物線の焦点に収束し、前記先端部から射出する光学素子において、
前記コア層を進む光の一部を吸収する若しくは散乱させる遮光部が前記回折格子と前記焦点との間に配置されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記遮光部は、線対称である形状を有し、線対称の軸が前記放物線の対称軸と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記コア層の先端部には、近接場光を発生する金属構造体を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の光学素子と、
前記回折格子を照射する光を発する光源と、を備えた光学装置の製造方法において、
前記光源からの光を前記回折格子に照射し、前記焦点に集束させてメインローブと該メインローブを中央にして対向する位置にある２つのサイドローブを有する光スポットを形成し、前記２つのサイドローブの光量を測定する光量測定工程と、
前記光量測定工程により測定された前記２つのサイドローブの光量の差若しくは比が、所望の差若しくは比となるように、前記放物線の対称軸に対して垂直な面内に投影された前記回折格子の回折面の法線と前記光が前記回折格子に入射する光軸とが成す傾き角度を調整する調整工程と、を有することを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項５】
前記光学装置は、
前記光源からの光を用いて記録される記録媒体と、
前記光学素子を有し、前記記録媒体に対して相対移動するスライダと、を備えるものであって、
前記光量測定工程は、前記記録媒体が有する前記光を透過する光透過部若しくは前記記録媒体と同じ形状を有する前記光を透過する透明基板を透過した前記２つのサイドローブの光量を測定することを特徴とする請求項４に記載の光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子及び光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。そこで、非伝搬光である近接場光を用いて加熱する方式がいくつか提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、レーザー光を例えばプレーナー状光波ガイド（Ｐｌａｎｅｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｍｉｒｒｏｒ：ＰＳＩＭとも称される。）によって微小な金属構造体である金属ピンに集光し近接場光を発生する磁気記録ヘッドが記載されている。
【０００５】
近接場光を効率良く発生させるためには、金属構造体に効率良く集光する必要があるが、金属ピン等の金属構造体の大きさは数百ｎｍ程度と非常に小さいため、集光位置は高精度に決めることが要求される。
【０００６】
特許文献２には、光アシスト磁気記録方式の記録ヘッドにおいて、回折格子を介してＰＳＩＭの導波路に光源からの光を効率良く結合させることができるように回折格子を照射する光を調整する方法が記載されている。具体的には、導波路に結合される光量に応じて変化する光量を検知する検出器を設け、この検出器が検知した光量に基づいて回折格子を照射する光の入射角度または左右位置を調整する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１７９１６９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０２３３０６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載されている、回折格子を照射する光の入射角度の調整は、所謂回折格子における入射角度である。すなわち、回折格子を照射する光の光軸は、ストライプ状に格子が等間隔で並ぶ方向に対して平行方向で、且つ、格子が形成されている回折面に対して垂直方向である２つの方向で定まる面（回折格子入射面と呼ぶ。）の面内にある。回折格子入射面における入射角度θは、入射する光の波長や回折格子のピッチ等から、後段の導波路に光が効率良く結合できる角度が定まり、この角度を所定の入射角度θ０とする。この所定の入射角度θ０の許容される角度は、±０．１°程度である。
【０００８】
しかしながら、実際に回折格子の入射光の光軸が、上述の回折格子入射面内にあるとは限らず、回折格子入射面が回折面に対して垂直方向から傾く場合がある。以降、この傾きを傾き角度αと表す。傾き角度α＝０でない場合、ＰＳＩＭの集光位置にずれが生じ、集光位置に配置されている金属構造体を正確に照射されないため、近接場光を効率良く発生することができない。
【０００９】
金属構造体の大きさは、数百ｎｍと小さいため、上述の垂直方向から傾く傾き角度αの許容角度誤差は±０．１度程度と極めて小さい。このため、記録ヘッドの組み立て時等において、回折格子に入射する光の傾き角度の調整を行い、光スポットの位置を金属構造体の位置に合わせるようにするためには、例えば高価で大掛かりな装置である近接場光顕微鏡を用いることが必要である。近接場光顕微鏡を用いる方法は、プローブを少なくとも観察対象物に数十ｎｍまで近接させてスキャンする必要があり、記録ヘッドの組み立てに多大な時間と労力を要するという問題が生じる。
【００１０】
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、所望の位置に正確に光を集光することができるように回折格子に光が入射する傾き角度を容易に効率良く調整することができる平面光学素子及びこの平面光学素子を備えた光学装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１２】
１．一部の輪郭形状が放物線であるコア層と前記コア層と接するクラッド層とからなる導波路と、
照射される光を前記コア層の先端部に向かって進む光として前記コア層の内部に導入する回折格子と、を有し、
前記コア層に導入された光が前記先端部にある前記放物線の焦点に収束し、前記先端部から射出する光学素子において、
前記コア層を進む光の一部を吸収する若しくは散乱させる遮光部が前記回折格子と前記焦点との間に配置されていることを特徴とする光学素子。
【００１３】
２．前記遮光部は、線対称である形状を有し、線対称の軸が前記放物線の対称軸と重なるように配置されていることを特徴とする前記１に記載の光学素子。
【００１４】
３．前記コア層の先端部には、近接場光を発生する金属構造体を備えていることを特徴とする前記１又は２に記載の光学素子。
【００１５】
４．前記１から３の何れか一項に記載の光学素子と、
前記回折格子を照射する光を発する光源と、を備えた光学装置の製造方法において、
前記光源からの光を前記回折格子に照射し、前記焦点に集束させてメインローブと該メインローブを中央にして対向する位置にある２つのサイドローブを有する光スポットを形成し、前記２つのサイドローブの光量を測定する光量測定工程と、
前記光量測定工程により測定された前記２つのサイドローブの光量の差若しくは比が、所望の差若しくは比となるように、前記放物線の対称軸に対して垂直な面内に投影された前記回折格子の回折面の法線と前記光が前記回折格子に入射する光軸とが成す傾き角度を調整する調整工程と、を有することを特徴とする光学装置の製造方法。
【００１６】
５．前記光学装置は、
前記光源からの光を用いて記録される記録媒体と、
前記光学素子を有し、前記記録媒体に対して相対移動するスライダと、を備えるものであって、
前記光量測定工程は、前記記録媒体が有する前記光を透過する光透過部若しくは前記記録媒体と同じ形状を有する前記光を透過する透明基板を透過した前記２つのサイドローブの光量を測定することを特徴とする前記４に記載の光学装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の平面光学素子によれば、コア層の内部に導入された光は、導波路の焦点近傍にメインローブとメインローブを中央としてその両側に２つのサイドローブを有する光スポットを形成する。回折格子に光が入射する傾き角度を変化させると、コア層を進む光の進行方向が変化し光スポットの位置が移動すると共に、遮光部により遮光される光の状態が変化し２つのサイドローブの光量が変化する。
【００１８】
よって、２つのサイドローブの光量を測定し、その測定量の差又は比が所望の差又は比となるように回折格子に光が入射する傾き角度を調整することによりメインローブの位置を所望の位置に移動させることができる。例えばコア層の焦点にメインローブの位置が正確に合うように傾き角度を調整することができ、焦点に金属構造体がある場合は、金属構造体の位置にメインローブの位置を正確に合わせ、近接場光を効率良く発生できるようにすることができる。
【００１９】
従って、所望の位置に正確に光を集光することができるように回折格子に光が入射する傾き角度を容易に効率良く調整することができる平面光学素子及びこの平面光学素子を備えた光学装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、小さな光スポットである近接場光を効率良く発生するＰＳＩＭを有する平面光学素子に関するものであって、この平面光学素子を備える光学装置として、例えば光磁気記録媒体又は光記録媒体に記録を行う光記録ヘッドに使用できる。
【００２１】
以下、本発明を図示の実施の形態である光記録ヘッドに磁気記録部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。
【００２２】
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６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アーム５に支持されたサスペンション４
（３）アーム５に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ７
（４）サスペンション４の先端に結合部材４ａを介して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３と称する。）
（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、モータ及びディスク２に記録するために書き込み情報に応じて照射する光、磁界の発生等の光記録ヘッド３の制御を行う制御部８
こうした光記録装置１００は、光記録ヘッド３がディスク２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。
【００２３】
図２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３の一例として、光記録ヘッド３の記録書き込み周辺部を側面から概念的に示している。光記録ヘッド３は、スライダ３０、平面光学素子２０、磁気記録部４０、磁気再生部４１等を備えている。
【００２４】
スライダ３０は、その側面に平面光学素子２０を備え、浮上しながらディスク２に対して相対的に移動する。スライダ３０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３２（ＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）面とも称する。）を有している。
【００２５】
平面光学素子２０は、光が入射する回折格子２０ａと入力された光を導波して先端部から射出するコア層とクラッド層からなる導波路２０ｂとを備え、この導波路２０ｂがＰＳＩＭ（Ｐｌａｎｅｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｍｉｒｒｏｒ）である。
【００２６】
平面光学素子２０に入射する光は、光源５０より発せられる。光源５０は、例えばレーザー素子、光ファイバー射出端部等と、例えば複数枚のレンズを備えた光学系とを組み合わせたものが挙げられる。光源５０から射出する光５２は平行光で、平面光学素子２０に設けてある回折格子２０ａ（グレーティングカプラとも称する。）に入射（結合）する。
【００２７】
光源５０から射出された光５２は、偏向素子であるミラー５１で偏向され、偏向された光５２ａは、導波路２０ｂに効率良く結合できるように所定の入射角度で回折格子２０ａに入射するのが好ましい。尚、偏向素子は、ミラー５１に限らず、プリズムを使用してもよい。
【００２８】
回折格子２０ａに入射した光は、導波路２０ｂ、詳しくはコア層に結合され、平面光学素子２０の先端部２４に向かって進み、先端部２４に配置されているプラズモンアンテナ２４ｄを照射する。光が照射されたプラズモンアンテナ２４ｄは近接場光６０を発生し、この近接場光６０はディスク２の磁気記録面を加熱する。
【００２９】
近接場光６０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４０により磁気情報が書き込まれる。
【００３０】
尚、図２ではディスク２の記録領域の進入側から退出側（図の矢印２ａ方向）にかけて、平面光学素子２０、磁気記録部４０の順に配置されている。このように、平面光学素子２０の退出側直後に磁気記録部４０が位置すると加熱された記録領域の冷却が進みすぎない内に書き込みができるので好ましい。また、磁気記録部４０の退出側又は平面光学素子２０の流入側にディスク２に書き込まれた磁気記録情報を読み出す磁気再生部４１を設けてもよい。
【００３１】
平面光学素子２０に関して詳しく説明する。平面光学素子２０の正面図を図３、図３の軸Ｃにおける断面図を図４にそれぞれ模式的に示す。平面光学素子２０は、ＰＳＩＭである導波路２０ｂを構成するコア層２１と下クラッド層２２、上クラッド層２３を有し、コア層２１には、ミラー５１により偏向された光５２ａが入射する回折格子２０ａが形成されている。
【００３２】
回折格子２０ａは、コア層２１に設けてある側面２６、２７の形状である放物線の準線（ｙ軸方向）に対して平行な複数の溝により構成されている。図３において、回折格子２０ａを照射する光５２ａを光スポット５５で示している。光スポット５５は、回折格子２０ａを介してコア層２１に結合される。尚、光スポット５５の中心は、軸Ｃ上にあるとする。
【００３３】
図４に示す回折格子２０ａへの光５２ａの入射角度θは、軸ｙ方向に対して垂直なｘ−ｚ面の面内で、回折格子２０ａの回折面（ｙ−ｚ面）に垂直な法線Ｎからの傾きを示し、導波路２０ｂに最も効率良く光結合することができる所定の入射角度θ０とする。
【００３４】
導波路２０ｂは、屈折率が異なる物質による複数層で構成することができ、コア層２１の屈折率は、下クラッド層２２及び上クラッド層２３の屈折率より大きい。この屈折率差により導波路が構成され、コア層２１内の光は、コア層２１内部に閉じ込められ外部への漏れが少なく効率良く矢印２５の方向に進み、先端部２４に到達する。
【００３５】
コア層２１の屈折率は、１．４５から４．０程度とし、上クラッド層２３及び下クラッド層２２の屈折率は、１．０から２．０程度が好ましい。尚、上下のクラッド層の屈折率は同じでなくてもよい。
【００３６】
コア層２１は、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｎＳｅ等で形成され、厚みは約２０ｎｍから５００ｎｍの範囲としてよく、また下クラッド層２２及び上クラッド層２３は、ＳｉＯ２、空気、Ａｌ２Ｏ３等で形成され、厚みは約２００ｎｍから２０００ｎｍの範囲としてよい。
【００３７】
図３に示す通り、コア層２１は、外周面の輪郭形状が放物線である側面２６、２７を備え、回折格子２０ａにより結合された光を放物線の焦点Ｆに向かって反射させて集光するようにしている。側面２６、２７には、例えば金、銀、アルミニウム等の反射物質を設けて、光反射損失をより少なくする助けとしてもよい。また、図３において、放物線の左右の対称軸を軸Ｃ（準線（図示しない）に垂直で焦点Ｆを通る線）で示している。
【００３８】
導波路２０ｂのコア層２１の先端部２４は、放物線の先端部分が切断されたような平面形状である。焦点Ｆから放射される光は急に広がるため、先端部２４の形状を平面とすることにより、ディスク２に焦点Ｆをより近くに配置することができるので好ましく、本例のように先端部２４に焦点Ｆが位置するようにしてもよい。
【００３９】
コア層２１には、回折格子２０ａと先端部２４との間で、本発明に係わる遮光部２８を備えている。遮光部２８は、回折格子２０ａにより導波路２０ｂに結合され、コア層２１内を進む光の一部を遮る機能を有している。
【００４０】
導波路２０ｂを先端部２４側から見た様子を図５に示す。先端部２４には、コア層２１の中央にプラズモンアンテナ２４ｄが配置されている。本例では、回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αを垂直（傾き角度α＝０）とすることにより、焦点Ｆに集光する光がプラズモンアンテナ２４ｄを正確に照射することができる。
【００４１】
図５ではプラズモンアンテナ２４ｄの形状は三角形状をしているが、この形状に限定されず、例えば図１７に示す形状としてもよい。図１７において、（ａ）は三角形の平板状金属薄膜、（ｂ）はボウタイ型の平板状金属薄膜、（ｃ）は開口を有する平板状金属薄膜であり、何れの金属薄膜の材料も、例えばアルミニウム、金、銀等からなり、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。
【００４２】
図５に示す傾き角度αは、回折格子２０ａの複数の格子が平行に並ぶ方向（軸ｚ方向）、すなわち軸Ｃに垂直なｘ−ｙ面に投影された、回折格子２０ａに入射する光５２ａの光軸と法線Ｎとが成す角度を示す。
【００４３】
平面光学素子２０において、回折格子２０ａにより入射角度θ０及び傾き角度α＝０で導波路２０ｂに結合された光は、軸Ｃに沿ってコア層２１内を先端部２４に向かって伝搬する。この様子を図６（ａ）に示す。
【００４４】
図６（ａ）において、コア層２１内を進む光を光２５１ａ、２５１ｂで示す。光２５１ａと光２５１ｂとの間（より詳しくは先端部２４のコア層２１の幅Ｗｔに該当する間）の光は、回折格子２０ａから導波路２０ｂに結合され軸Ｃに沿って直進し、放物面形状の側面２６、２７に入射しないで直接先端部２４に到るため焦点Ｆに集光する光とならない。従って、本例の説明では、焦点Ｆに集光する光２５１ａ、２５１ｂを扱う。尚、光２５１ａと光２５１ｂとの間の光のように、コア層２１内を直進しそのまま先端部２４から射出される光は、先端部２４で発生する近接場光と重なるため不都合を生じる場合がある。このため、回折格子２０ａを軸Ｃを中心に２分し、この２分した回折格子２０ａの間に先端部２４のコア層２１の幅Ｗｔに相当する空間を設け、この空間領域に入射する光をコア層２１内に結合しないようにしてもよい。
【００４５】
遮光部２８は、図６（ａ）に示す本例のように、上記で説明した焦点Ｆに集光されない光の通路上に配置するのが好ましい。このように遮光部２８を配置することにより、回折格子２０ａに傾き角度α＝０で入射しコア層２１に結合され焦点Ｆに集光される光は、遮光部２８により遮光されないため、近接場光の発生効率の低下を招かない。
【００４６】
図６（ａ）において、コア層２１内を進む光２５１ａ、２５１ｂは、側面２６、２７により反射され、反射された光２５２ａ、２５２ｂは焦点Ｆに光スポットを形成する。図６（ｂ）に、焦点Ｆに形成される光スポットを先端部２４側から見た様子を模式的に示す。焦点Ｆに形成される光スポットは、中央に最も強度の大きい山状のメインローブＭＬがあり、このメインローブＭＬを中央として対向する外側にメインローブＭＬの次に強度の大きい山状のサイドローブＳＬ１、ＳＬ２を有する。サイドローブＳＬ１、ＳＬ２は、２つの光２５１ａ、２５１ｂが焦点Ｆに集光することに起因して形成される。
【００４７】
先端部２４から光スポットが射出する位置に光量を検知する例えばフォトダイオード等のセンサＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を設ける。センサＰＤ１はメインローブＭＬの光量を測定するように配置し、同様にセンサＰＤ２はサイドローブＳＬ１の光量を、センサＰＤ３はサイドローブＳＬ２の光量を測定するように配置する。傾き角度α＝０の場合、センサＰＤ２とセンサＰＤ３とから測定される光量は、遮光部２８の影響を受けないため、ほぼ同じとなる。
【００４８】
次に、傾き角度α＝０でない場合に関して説明する。図７（ｂ）に示すように、回折格子２０ａに傾き角度αで傾いて光５２ａが入射すると、導波路２０ｂに結合しコア層２１内を進む光２５１ｄ、２５１ｅは図７（ａ）に示す通り、軸Ｃに対して角度α傾いて進み、光２５１ｄの一部は遮光部２８により遮光される。その後、側面２６、２７により反射され、反射された光２５２ｄ、２５２ｅは焦点Ｆに光スポットを形成する。
【００４９】
焦点Ｆに形成される光スポットは、図７（ｂ）に示すように、全体がｙ軸方向にシフトしメインローブＭＬを中心として、その両側に非対称（光量が左右で異なる）なサイドローブＳＬ１、ＳＬ２を有する。サイドローブＳＬ１、ＳＬ２の非対称性の度合いは、入射角度αが大きくなるに従って大きくなる関係にある。
【００５０】
図６（ａ）と同じく、図７（ａ）に示すように、先端部２４から光スポットが射出する位置に設けたセンサＰＤ１、ＰＤ２及びＰＤ３により、光スポットのメインローブＭＬ、サイドローブＳＬ１、ＳＬ２それぞれの光量を検知することができる。センサＰＤ２とセンサＰＤ３とから測定される光量は差が生じ、センサＰＤ２とセンサＰＤ３のどちらが大きいか（又は小さいか）により回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αが垂直方向からどちらの方向に傾いているかが分かり、その差（又は比）から傾きの程度が分かる。
【００５１】
よって、センサＰＤ２及びＰＤ３によりサイドローブＳＬ１、ＳＬ２の光量を検知し、その光量差が少なくなる方向に回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αの傾き調整し、光量差であればその差がゼロ（光量比の場合は比が１）となるところで回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αを固定する。固定した状態は、傾き角度α＝０となり、メインローブＭＬの位置を焦点Ｆに設けてあるプラズモンアンテナ２４ｄと合致する所望の位置にすることができる。
【００５２】
また、予め、傾き角度α、センサＰＤ２，ＰＤ３の光量、メインローブＭＬの位置との関係を求めて置くことにより、センサＰＤ２，ＰＤ３の光量を測定することにより、傾き角度αを求め、これに従って傾き角度を調整して、メインローブＭＬの位置を所望の位置にするようにすることができる。
【００５３】
従って、所望の位置に正確に光を集光することができるように傾き角度αの調整を容易に効率良く行うことができ、光記録ヘッド３の組み立てを容易に効率良く行うことができる。
【００５４】
本例では、導波路２０ｂにおける側面２６、２７が軸Ｃに対称な放物面であったり、遮光部２８が軸Ｃに対して線対称である形状であったり等で、傾き角度α＝０の場合、センサＰＤ２、ＰＤ３の光量が一致するようにしてある。しかし、例えば、導波路２０ｂの側面の一部に配置や製造の都合等で非対称性が生じたり、遮光部２８の形状や配置に非対称性が生じたりする場合が考えられる。この場合、メインローブＭＬの位置を焦点Ｆに合わせる場合、センサＰＤ２、ＰＤ３の光量は一致する状態とならない。このような場合、メインローブＭＬの位置と焦点Ｆとが重なった状態でのセンサＰＤ２、ＰＤ３の光量（若しくは比）を実験等で求め、この時の光量差（若しくは比）を調整時の所望する値とする目標値にするようにすればよい。
【００５５】
これまでは傾き角度αの調整に関して説明したが、入射角度θの調整にもセンサＰＤ１からＰＤ３の光量を検知することにより行うことができ、以下、この調整に関して説明する。
【００５６】
入射角度θが所定に入射角度θ０となると、回折格子２０ａから導波路２０ｂに結合される光量は最大となる。従って、焦点Ｆに集光される光量全体が最大となるように入射角度θを調整すれば良い。焦点Ｆに集光される光量全体を検知するためには、例えばセンサＰＤ１からＰＤ３で検知されて光量の総和としてもよいし、傾き角度αの影響を大きく受けないメインローブＭＬの光量を検知するセンサＰＤ１の光量としてもよい。
【００５７】
これまで説明したことから、平面光学素子２０の回折格子２０ａを照射する光５２ａが入射する角度の調整は、図８に示すフローチャートに従って行うことができる。最初にセンサＰＤ２、ＰＤ３によりサイドローブＳＬ１、ＳＬ２の光量を検知し、その光量が一致するように傾き角度αを調整する。傾き角度αを調整するとき、傾き方向はＰＤ２とＰＤ３からの光量に応じた出力の大小関係から容易に判断できる。傾き角度αの調整が終了した後、ＰＤ１の光量を検知し、少なくとも得られると考えられる所望の光量（規定量）となるように入射角度θの調整を行い、所望の光量が得られた時点で調整終了とする。
【００５８】
これまで説明した回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αの調整において、図９に示すように光記録ヘッド３がディスク２Ａの上に配置され、実際の稼動又はそれに近い状態で行うのが好ましい。例えば、光記録装置１００において、例えば磁気記録材料を有するディスク２と同等の形状を備え、記録用光が透過するガラス等の透明材料からなる調整用基板としてディスク２Ａを用いて傾き角度αを調整し、その後調整用基板であるディスク２Ａを実際に使用するディスク２と入れ替えるようにしてもよい。この場合、光記録装置１００は、少なくとも調整時にはセンサＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を備えている。
【００５９】
また、ディスク２の基板にガラス等の透明材料を用いている場合、図１０に示すように透明な基板に磁気記録材料を有する領域２ｄと磁気記録材料を有しない領域２ｅとを備えたディスク２Ｂをディスク２の代わりに使用してもよい。基板の磁気記録材料を有しない領域２ｅに光記録ヘッド３を配置した状態で傾き角度αを調整するようにしても良い。ディスク２Ｂを使用する場合、傾き角度を調整した後基板の交換を行う必要がなく、又、基板の交換作業による調整ズレ等の不具合が生じることがないため、より一層安定した位置合わせとすることができる。尚、図１０では磁気記録材料を有しない領域２ｅを内周側としているが、必ずしもこの場所には限る必要はなく、例えば、外周側としても良い。
【００６０】
これまで説明した、放物面形状の側面を有するコア層２１に遮光部２８を設けた導波路２０ｂに光を導入した場合、焦点Ｆにどのような光スポットが形成されるかシミュレーション（点像強度分布解析）を行った。このシミュレーションに関して説明する。
【００６１】
シミュレーションを行った導波路を図１１に示し、条件を以下に示す。シミュレーションにおいて、反射面形状は回転放物面とし、回転放物面の中心部を厚み７．５μｍで切り出して平面形状のコア層２１に対応させた。以下の条件にある符合は図１１の符号に対応している。
（１）焦点距離：５ｍｍ
（２）像側開口：０．６
（３）遮光部：１６μｍ×４０μｍ（幅Ｗｂ×長さＬｂ）
（４）コア層に入射する光Ｌの幅Ｗ１：５０μｍ
（５）遮光部から焦点までの距離Ｌ１：８３μｍ
（６）コア層の反射面形状：放物面
（７）コア層の反射近軸曲率：６０．０ｍｍ
（８）焦点Ｆから放物面の先端までの距離Ｌ２：８．３μｍ
（９）解析のメッシュ寸法：０．３３μｍの正方形
遮光部２８は、軸Ｃ方向に長辺を平行とした長方形で、長方形の線対称軸を軸Ｃに重ね、コア層２１の軸Ｃに対して左右対称となるように配置している。
【００６２】
回折格子２０ａに光が入射する傾き角度α＝０に対応して、図１１においてコア層２１の放物面形状の軸Ｃに平行な光Ｌがコア層２１に入射した場合のシミュレーションの結果を図１２に示す。
【００６３】
図１２は、焦点Ｆに形成される光スポットの光強度分布（点像強度分布）を示している。光強度は、最大値を１００として正規化して等高線のように示している。図１２において、座標（ｘ、ｙ）の中央（０、０）に光スポットのメインローブＭＬが形成され、その両側にほぼ同等の強度分布を持つサイドローブＳＬ１、ＳＬ２が形成されていることが分かる。尚、メインローブＭＬの中央の位置の座標（ｘ、ｙ）は、表示の便宜上（０、０）とした。
【００６４】
次に、傾き角度α＝０でない場合として、コア層２１の放物面形状の軸Ｃに対して０．０５°傾いた光Ｌがコア層２１に入射した場合のシミュレーションの結果を図１３に示す。このシミュレーションにおいて設定する傾き角度αは、回折格子２０ａに光が入射する傾き角度αと同じである。
【００６５】
図１３において、中央位置（０、０）より光スポット全体が右側に移動すると共に、右側のサイドローブＳＬ２の強度に比較して左側のサイドローブＳＬ１の強度は小さいことが分かる。また、図では示さないが、放物面形状の軸Ｃに対して傾き角度αを反対方向の−０．０５°とすると、図１３に示す光スポットの状態は、座標軸ｙ＝０で折り返した状態となる。すなわち、光スポット全体が左側に移動すると伴に、左側のサイドローブＳＬ１の強度に比較して右側のサイドローブＳＬ２の強度が小さくなる。
【００６６】
よって、センサＰＤ２及びＰＤ３によるサイドローブの光量を測定し、その光量値を比較し、値が均衡するように傾き角度αを調整することにより、メインローブを所望の位置である中心（０、０）に合致させることができることが分かる。
【００６７】
傾き角度αの許容範囲は、焦点Ｆのプラズモンアンテナを良好に照射するため、±０．１度以内とすることが好ましい。±０．１度を超えると、プラズモンアンテナを正確に照射することができなくなる共に、形成される光スポットに発生する収差が大きくなり、光スポットを十分小さくすることができない。
【００６８】
遮光部２８の軸Ｃ方向の長さを長くすると、傾き角度αの変化に対するサイドローブの非対称の程度が大きくなり、傾き角度α＝０からのズレを検出する感度を高くすることができる。
【００６９】
また、遮光部２８の幅を、焦点Ｆに集光されない光の通路の幅と同じとすると傾き角度α＝０からのズレを検出する感度を最も大きくすることができる。このことは、遮光部２８の形状が軸Ｃに対して左右対称性を有していない場合、傾き角度αの極性すなわち傾く方向により、２つのサイドローブの差（又は比）の変化量が異なることになる。
【００７０】
遮光部２８を回折格子２０ａと焦点Ｆとの間のどの当たりに配置するかについては、傾き角度αの変化に対するサイドローブＳＬ１、ＳＬ２の非対称性への影響はほとんど生じない。
【００７１】
図１４に、傾き角度α＝０で、コア層２１の放物面形状の軸Ｃに対して平行のまま光Ｌを中心から２５μｍシフトした光がコア層２１に入射した場合のシミュレーションの結果を示す。この場合、光スポットは、中央に形成されたメインローブがサイドローブを吸収した状態となって一つとなる。この場合、サイドローブの光量を検知するセンサＰＤ２、ＰＤ３における光量は、両側とも想定される量より少なくなることが分かる。このことは、回折格子２０ａに光を良好に入射するように調整する際の情報とすることができる。
【００７２】
遮光部２８の形成方法に関して図１５を用いて説明する。導波路２０ｂのコア層２１を形成した後、コア層２１の遮光部２８を形成する部分をエッチング処理して除去する。この様子を図１５（ａ）に平面光学素子２０の正面図、図１５（ａ）のＡ−Ａ’位置での断面の状態を示す図として図１５（ｂ）に示す。その後、エッチング処理によりコア材料を除去した凹部２８ａに光吸収材料を、例えば蒸着、スパッタ、塗布等の方法で成膜する。図１５（ｃ）において、成膜された光吸収材料を符号２８ｂで示す。その後、クラッド材料により上クラッド層２３を形成する。この様子を図１５（ｄ）に示す。
【００７３】
同様な方法として、コア層２１及び上クラッド層２３を形成した後、上クラッド層２３と共にコア層２１を上記と同様に除去し、光吸収材料の成膜をしてもよい。光吸収材料は、有色塗料、金属、セラミックなどを用いることができ、又、光吸収材料以外に光散乱材料を用いても良く、透明材料に波長程度の大きさの散乱材料（金属など）を分散させたものを用いても良い。
【００７４】
また、図１６に示すようにコア層２１に加工された凹部の内周面に波長程度の大きさで荒れるように粗面加工して光散乱構造を形成して、これを遮光部２８ｃとしてもよい。この場合、光吸収材料で埋めなくても散乱させることが可能であるが、光吸収材料を埋め込んでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】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。
【図２】光記録ヘッドの一例の断面を示す図である。
【図３】平面光学素子の正面図を示す図である。
【図４】平面光学素子の側面図を示す図である。
【図５】平面光学素子の底面図を示す図である。
【図６】平面光学素子に結合した光がコア層内を進む様子を示す図である。
【図７】平面光学素子に結合した光がコア層内を進む様子を示す図である。
【図８】回折格子に光が入射する角度を調整するフローを示す図である。
【図９】回折格子に光が入射する角度を調整する際にディスクを用いる様子を示す図である。
【図１０】回折格子に光が入射する角度を調整する際に使用するディスクの例を示す斜視図である。
【図１１】平面光学素子に結合した光が焦点に形成する光スポットの光強度分布をシミュレーションする条件を説明する図である。
【図１２】光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】コア層に遮光部を形成する方法を説明する図である。
【図１６】コア層に形成した遮光部の例を示す図である。
【図１７】プラズモンアンテナの例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  筐体
２、２Ａ、２Ｂ  ディスク
３  光記録ヘッド
４  サスペンション
２０  平面光学素子
２０ａ  回折格子
２０ｂ  導波路
２１  コア層
２２  下クラッド層
２３  上クラッド層
２４  先端部
２４ｄ  プラズモンアンテナ
２６、２７  側面
２８、２８ｃ  遮光部
３０  スライダ
３２  空気ベアリング面
４０  磁気記録部
４１  磁気再生部
５０  光源
５１  ミラー
５２、５２ａ、Ｌ  光
５５  光スポット
６０  近接場光
１００  光記録装置
Ｃ  軸
Ｆ  焦点
ＭＬ  メインローブ
ＳＬ１、ＳＬ２  サイドローブ
ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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