(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと浮上スライダを備え、
前記浮上スライダに、近接場光発生素子と前記半導体レーザからの出射光を前記近接場光発生素子に導く導波路が設けられ、
前記近接場光発生素子は前記浮上スライダの浮上面の前記導波路の出口付近で前記導波路の側方に配置されて前記近接場光発生素子に表面プラズモンが励起され、
前記半導体レーザは前記浮上スライダの側面に配置され、前記導波路の入口が前記浮上スライダの側面側にあり、前記半導体レーザからの出射光が前記導波路の入口に直接結合し、前記導波路の入口にスポットサイズコンバータが形成され、前記スポットサイズコンバータの向きは前記浮上スライダの横方向であり、
前記導波路は曲線部を有し、前記導波路中の光の進行方向が前記浮上スライダ内部において、前記近接場光発生素子に向かう方向に変化し、
前記近接場光発生素子付近における前記導波路中の光の進行方向は前記浮上スライダの浮上面に対して斜めであり、
前記近接場光発生素子は、前記導波路の入射側に傾きトラック方向に対して非対称の形状を有することを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザが端面発光型レーザ、又は面発光レーザであることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザはサブマウントに搭載され、前記サブマウントに形成された半導体レーザ用の電極が、前記サブマウントの流出端側の側面に露出し、前記サブマウントの流出端側の側面に露出した電極が半導体レーザ用の配線に接続していることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザはサブマウントに搭載され、前記サブマウントに形成された電極又は前記半導体レーザの表面に形成された電極が、前記サブマウント又は前記半導体レーザの、前記浮上スライダの浮上面と反対側の面に形成され、前記電極が半導体レーザ用の配線に接続されていることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項５】
請求項４記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記浮上スライダの上にサスペンションのフレクシャー部が配置され、前記浮上スライダと前記サスペンションのフレクシャーとの間を前記半導体レーザ用の配線が通過していることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザの出射光の向きが前記浮上スライダの側面の法線方向と異なることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザの出射光の向きと前記浮上スライダ側面の法線のなす角が、前記半導体レーザの出射光のビーム広がり角の１／２よりも大きいことを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項８】
請求項６記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記半導体レーザを配置した浮上スライダの側面と前記浮上スライダの浮上面の成す角が９０度と異なることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項９】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記導波路の終端面が前記浮上スライダの浮上面と非平行であることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項１０】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記導波路の終端面は前記導波路の中心軸に対して斜めになっており、前記終端面で光が全反射することを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項１１】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記浮上スライダに第２の導波路が設けられ、前記半導体レーザからの出射光を前記近接場光発生素子に導く導波路を伝わる光の一部が前記第２の導波路に結合し、前記第２の導波路から出射する光を検出する光検出器が、前記半導体レーザを配置した前記浮上スライダの側面と反対側の側面に配置されていることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記浮上スライダにフレキシブルプリント基板が形成されたサスペンションが取り付けられ、前記光検出器が前記フレキシブルプリント基板に集積化されていることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項１３】
請求項１記載の熱アシスト記録ヘッドにおいて、前記浮上スライダに第２の導波路が設けられ、前記半導体レーザからの出射光を前記近接場光発生素子に導く導波路の終端部で反射した反射光が前記第２の導波路に結合し、前記第２の導波路から出射する光を検出する光検出器が、前記半導体レーザを配置した前記浮上スライダの側面と反対側の側面に配置されていることを特徴とする熱アシスト記録ヘッド。
【請求項１４】
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に記録磁界を印加すると共に近接場光を照射する熱アシスト記録ヘッドと、
前記磁気記録媒体上の所望位置に前記熱アシスト記録ヘッドを駆動するヘッド駆動部とを備える磁気記録装置において、
前記熱アシスト記録ヘッドは、半導体レーザと浮上スライダとを備え、前記浮上スライダに近接場光発生素子と前記半導体レーザからの出射光を前記近接場光発生素子に導く導波路が設けられ、前記近接場光発生素子は前記浮上スライダの浮上面の前記導波路の出口付近で前記導波路の側方に配置されて前記近接場光発生素子に表面プラズモンが励起され、前記半導体レーザは前記浮上スライダの側面に配置され、前記導波路の入口が前記浮上スライダの側面側にあり、前記半導体レーザからの出射光が前記導波路の入口に直接結合し、前記導波路の入口にスポットサイズコンバータが形成され、前記スポットサイズコンバータの向きは前記浮上スライダの横方向であり、前記導波路が曲線部を有し、前記導波路中の光の進行方向が前記浮上スライダ内部において、前記近接場光発生素子に向かう方向に変化し、前記近接場光発生素子付近における前記導波路中の光の進行方向は前記浮上スライダの浮上面に対して斜めであり、前記近接場光発生素子は、前記導波路の入射側に傾きトラック方向に対して非対称の形状を有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生器及びそれを用いた記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト記録方式が提案されている（H. Saga, H. Nemoto, H. Sukeda, and M. Takahashi, Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, 1839 (1999)）。従来の磁気記録装置では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐためには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。これを解決するために、熱アシスト記録方式では、記録の瞬間、媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度が実現可能となる。
【０００３】
この熱アシスト記録装置において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、特開２００１−２５５２５４号公報には、高効率な近接場光発生素子として三角形の形状をした金属散乱体を用いた近接場光発生素子が提案されている。金属散乱体に光を入射させると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生素子を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。また、特開２００４−１５１０４６号公報には、上記金属の散乱体のスライダ浮上面側の表面において、近接場光が発生する頂点以外の部分において表面に窪みを削った構造が提案されている。この構造により、頂点に発生する近接場光の強度分布の幅を小さくすると共に、頂点と反対側の辺に発生する弱い近接場光（バックグランド光）の発生を抑制することができる。
【０００４】
上記熱アシスト磁気記録方式のためには、磁界を印加するための磁極近傍を光で加熱する必要がある。そのためには、例えば導波路を磁極脇に形成し、光源である半導体レーザから発生した光を、磁極の先端近傍にまで導く。このとき、半導体レーザは浮上スライダ上に搭載するか、サスペンションの根元において、そこから浮上スライダまで光ファイバなどの導波路を用いて光を導く。
【０００５】
光源である半導体レーザを浮上スライダ上に配置する方法としては、例えば、米国公開特許ＵＳ２００９／０２６６７８９のように、端面発光型レーザを浮上スライダの上面に対して垂直に立てるように配置する方法が提案されている。また、特開２００９−４０３０号公報のように、半導体レーザを浮上スライダの上面に対して水平になるように配置し、かつその端面にミラーを形成することにより出射光を浮上スライダ中に形成された導波路に直接結合させる方法が提案されている。
【０００６】
また、米国公開特許ＵＳ２００８／０００２２９８には、半導体レーザをスライダの側面に配置する方法も提案されている。この場合、半導体レーザとして面発光レーザを用い、そのレーザを浮上スライダの流出端側の側面上に配置する。スライダには側面にグレーティングカプラが形成された導波路を配置し、半導体レーザから出射した光が、グレーティングカプラを通して導波路に結合するようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１０４６号公報
【特許文献３】特開２００９−４０３０号公報
【特許文献４】ＵＳ２００９／０２６６７８９
【特許文献５】ＵＳ２００８／０００２２９８
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 38, Part 1, 1839 (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
半導体レーザを浮上スライダの上面に配置すると、半導体レーザを配置する分、全体の高さが高くなる。このように高さが高くなると、ドライブに衝撃が加えられたときなどにスライダの浮上が不安定になる。また、ドライブ内には記録容量を大きくするために、複数のディスクとヘッドを配置する必要があるが、ヘッド全体の高さが大きくなると、その分ディスクの間隔を大きくする必要があり、ドライブ全体の厚さが大きくなってしまう。また逆に、ドライブの厚さを薄く保つためには、ディスクの枚数を減らす必要があり、その場合、記録容量が減ってしまう。
【００１０】
半導体レーザをスライダの側面に配置する場合、スライダ上に半導体レーザを配置する必要がないのでヘッド全体の高さの問題はなくなる。しかし、導波路の側面から光を入射する必要があり、グレーティングカプラの利用が必要になる。グレーティングカプラは、波長依存性が大きいため、環境温度の変化などにより半導体レーザの波長が変化したとき、導波路に結合する光強度が変動してしまう。また通常、スライダの流出端側は厚さ３０ミクロン以上のアルミナの膜で覆われている（磁気ヘッド周辺はアルミナの膜で覆う必要がある）。したがって半導体レーザは、厚いアルミナの膜の上に配置することになる。この場合、半導体レーザで発生した熱が逃げにくくなるため、半導体レーザの温度が大幅に上昇し、半導体レーザが破損するか、寿命が短くなってしまう。
【００１１】
本発明は、半導体レーザを浮上スライダに搭載する場合において、ヘッド全体の高さが低く、かつ半導体レーザの波長変動の影響を受けにくく、かつ半導体レーザにおける温度上昇が小さくなるように半導体レーザを配置する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、半導体レーザとして端面発光型半導体レーザを用い、浮上スライダの４つの側面の内、流入端及び流出端側の面とは異なる側面の横に配置する。浮上スライダ中に形成する導波路の入口は、半導体レーザを配置したスライダ側面側に位置するようにし、半導体レーザからの出射光は、導波路の端面に直接結合するようにする。スライダ中の導波路は曲線部を有するようにし、導波路中を進む光が、近接場光発生素子に向かう方向に進むようにする。
【００１３】
本発明の構造では、半導体レーザは浮上スライダの側面に形成されるため、ヘッド全体の高さを低く保つことが出来る。したがって、浮上が不安定になることはない。またドライブ内において、ディスクとディスクの間隔を大きくする必要がなく、装置全体の厚さを従来と同様薄く保つことが出来る。また、半導体レーザからの光を導波路に結合させる際、グレーティングカプラを用いる必要がないため、波長が変動することにより、導波路に結合した光の強度が揺らぐことはない。
【００１４】
半導体レーザはサブマウント上に配置し、そのサブマウントをスライダの側面に導電性接着剤を用いて接着する。半導体レーザで発生した熱は、サブマウントに伝達し、それが浮上スライダに伝達される。スライダに伝わった熱は、浮上面と記録ディスクの間を流れる空気流を介して記録ディスク側へ放出される。その結果、半導体レーザにおける温度上昇を抑制することが出来る。その結果、半導体レーザの破損や寿命低下を防ぐことが出来る。サブマウントとサスペンションのフレクシャー部は、導電性接着剤を用いて接合させても良い。このようにすることにより熱がサスペンションにも逃げるので、半導体レーザにおける温度上昇をさらに小さくすることが出来る。このとき、サスペンションのフレクシャー表面は、金属などの熱伝導率の大きな材質の膜で覆うと、より熱が逃げやすくなり、温度をさらに下げることが可能になる。
【００１５】
半導体レーザとしてはＴＥモードレーザを用い、レーザとサブマウントの接合面が、スライダの浮上面に平行になるように配置する。このとき、光が曲線部を有する導波路を伝わると、伝播方向が変化するため、近接場光発生素子付近において、偏光方向は記録トラックに対し平行な方向になる。
【００１６】
導波路の曲線部における曲率半径は、小さすぎると導波路から光が放出され、伝播ロスが生じてしまう。伝播ロスが生じないようにするためには、導波路の曲率半径は６０μｍ以上にするのが好ましい。
【００１７】
導波路中の光の進行方向を途中で曲げるために、導波路途中に反射ミラーを設けても良い。この場合、反射面で光が全反射するようにするか、反射面に金属膜を形成することで光を反射させる。
【００１８】
半導体レーザからの出射光を導波路に効率良く結合させるために、導波路の入り口には、スポットサイズコンバータを形成する。本発明の構造を用いれば、半導体レーザをスライダ上部に設置する場合、もしくはスライダの流出端側に設置してグレーティングカプラで光を導波路に結合させる場合に比べ、スポットサイズコンバータの長さを長くすることが出来る。すなわち、半導体レーザをスライダ上部に設置する場合、もしくはスライダの流出端側に設置してグレーティングカプラで光を導波路に結合させる場合、スポットサイズコンバータの向きは、浮上面に対して垂直になる。この場合、スポットサイズコンバータの長さはスライダの高さ（浮上面に対して垂直な方向の幅）よりも大きくすることが出来ない。これに対して、本発明の構造では、スポットサイズコンバータの向きは、スライダの横方向に平行な方向になる。スライダの横方向の幅は、スライダの高さよりも２倍以上大きいので、スポットサイズコンバータを垂直に配置するときよりもスポットサイズコンバータの長さを、長くすることができる。スポットサイズコンバータの長さが大きいほど、スポット径の変換率（スポットサイズコンバータの入口におけるモードフィールド径と、出口におけるモードフィールド径の比）を大きくすることが出来るので、導波路入口におけるモードフィールド径を大きくすることが出来る。このように、モードフィールド径を大きくすることができると、半導体レーザと導波路の結合効率を上げることが出来る。その結果、半導体レーザのパワーを下げることが可能になり、消費電力や発熱量を下げることが可能になる。また、半導体レーザの位置ずれ量に対する許容幅が大きくなるので、組み立て時の歩留まりを上げることが出来、製造コストを下げることが出来る。
【００１９】
近接場光発生素子及び磁気ヘッドは半導体レーザを配置した側面と反対側に寄せても良い。これにより、スポットサイズコンバータの長さを長くすることが出来るので、スポット径変換率を大きくすることが出来る。
【００２０】
サブマウント上には２つの電極を形成し、その電極と半導体レーザの電極を半田により接合させる。半導体レーザは、サブマウントの記録ディスク側の面に配置する。サブマウント上の電極は、サブマウントの流出端側の側面に露出するようにし、磁気ヘッド用の電極パッドの横に、半導体レーザ用の電極が並ぶようにする。半導体レーザ用の電極は、磁気ヘッド用の電極と同様に、サスペンション上に形成されたフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits）上の配線に半田を用いて接続させる。このように、半導体レーザ用電極と磁気ヘッド用電極を並べるように配置することにより、レーザ用電極の半田付けと、磁気ヘッド用電極の半田付けを同時に行うことが可能になる。したがって、組立工程数を減らすことが可能になり、製造コストを削減することが出来る。
【００２１】
サブマウント上の電極は、半導体レーザの出射端と反対側にあるサブマウント側面、もしくは半導体レーザを配置する面と反対側のサブマウント表面においてサスペンション上に形成されたフレキシブルプリント基板上の配線と接合させても良い。
【００２２】
半導体レーザは、サブマウントのサスペンション側（スライダの浮上面と反対側）の面上に配置しても良い。この場合は、サブマウント上の電極及び半導体レーザの電極は、電極とフレクシャーの間に配置した配線に接続する。このとき、サブマウント上の電極又は半導体レーザの電極をグランドにし、それをフレクシャーに電気的に接続させても良い（半田や導電性接着剤で接合する）。これにより、半導体レーザより生じた熱がフレクシャーにも伝わるので、半導体レーザにおける温度上昇を抑制することが出来る。
【００２３】
サブマウント上の電極及び半導体レーザの電極につながった配線は、フレクシャーとスライダの間を通過するように配置しても良い。このとき、スライダの上面（浮上面と反対側の面）全体に配線が広がるようにすると、配線がヒートシンクの役割をし、半導体レーザにおける温度上昇を抑制することができる。特に、サブマウント上の電極又は半導体レーザの電極をグランドにし、配線とスライダ上面を接触させると、熱がスライダ中に逃げる。そのため温度上昇をさらに小さくすることが出来る。
【００２４】
半導体レーザにつながった配線の表面はポリイミドで覆い、電極やスライダ上面に接触する部分においてポリイミドを除去して配線を露出させる。このとき、配線が露出した領域の端は、電極やスライダ上面の端よりも内側に位置するようにする。配線が露出した部分に半田や導電性接着剤を塗布して、電極やスライダ上面と接合させると、半田や導電性接着剤が電極やスライダ上面からはみ出ることを防ぐことができる。
【００２５】
半導体レーザは、半導体レーザのサブサブマウントと接する面が、スライダ浮上面に対して垂直になるように、サブマウントに取り付けても良い。この場合、ＴＭモードレーザを用いると、近接場光発生素子に入射する光の偏光方向が、記録トラックに対して平行な方向になる。一方、ＴＥモードレーザを用いると、近接場光発生素子に入射する光の偏光方向が、記録トラックに対して垂直な方向になる。この場合は、記録トラックに垂直な方向に進むにしたがい、幅が徐々に狭くなる形状を有する金属構造体など、入射光の偏光方向が、記録トラックに対して垂直な方向でも機能するような近接場光発生素子を用いる。
【００２６】
スライダ側面には、反射防止膜を形成するのが好ましい。スライダの側面に光が当たったとき、側面で反射した光がレーザに戻ると、レーザのパワーが揺らいでしまう。反射防止膜を形成することにより、戻り光が減少し、レーザのパワー揺らぎを抑えることが出来る。
【００２７】
スライダ側面での反射光の光量を減らすために、半導体レーザの端面とスライダの側面の間に屈折率が１よりも大きな光透過性のある樹脂を埋めても良い。このようにすることで、スライダ側面における屈折率差が小さくなるので、反射率を小さくすることが出来る。また半導体レーザの出射端面の劣化を防ぐことが出来る。
【００２８】
半導体レーザへ戻る光を少なくするためには、半導体レーザの向きを斜めに配置し、半導体レーザからの出射光が、スライダ側面に対して斜めに入射するように、すなわち、半導体レーザの出射光の向きとスライダ側面の法線とがなす角が０よりも大きくなるようにしても良い。このとき、戻り光を十分小さくするためには、半導体レーザの出射光の向きとスライダ側面の法線とがなす角は、半導体レーザの出射光のビーム広がり角（半値全角）の１／２よりも大きくなるようにするのが好ましい。
【００２９】
スライダ側面での反射光の光量を減らすために、半導体レーザを斜めに配置することに替えて、スライダの側面が浮上面に対して斜めになるように、すなわち、スライダ側面の法線とスライダ浮上面の法線が成す角が９０度と異なるようにしても良い。このとき、戻り光を十分小さくするためには、半導体レーザの出射光の向きとスライダ側面の法線とがなす角は、半導体レーザの出射光のビーム広がり角（半値全角）の１／２よりも大きくなるようにするのが好ましい。
【００３０】
導波路の終端部の終端面は、スライダ浮上面に対して斜めになるようにしても良い。これにより、スライダ中に形成した導波路の終端部における反射光が半導体レーザに戻らなくなるので、戻り光ノイズの発生を抑制することが出来る。また、導波路終端部の終端面において光が全反射するようにすると、導波路を伝わる光で近接場光に変換されなかった光が媒体に入射することを防ぐことが出来る。
【００３１】
導波路終端部における反射光を防ぐために、導波路終端部付近における導波路の中心軸の向きがスライダ浮上面に対して斜めになるように、すなわち、導波路の中心軸とスライダ浮上面の法線とのなす角が０よりも大きくなるようにしても良い。このとき、近接場光発生効率を高くするために、近接場光発生素子の形状は、左右非対称にしても良い。
【００３２】
スライダ側面の片側に半導体レーザを搭載することにより、重心が半導体レーザ側に移動しスライダの浮上が不安定になる場合は、半導体レーザを搭載した側と反対側に、バランス調整用の重りを配置しても良い。
【００３３】
近接場光発生素子に光を導入するための導波路の途中で、光の一部を取り出す導波路をスライダ中に形成し、その導波路から出射する光を検出するための光検出器を、半導体レーザを配置した側と反対側のスライダ側面に配置しても良い。半導体レーザの出力光の強度は、環境温度が変化すると変動する。また、長期間に渡ってドライブを使用すると、半導体レーザの劣化により出力強度が徐々に低下する。また、導波路に対する半導体レーザの位置も、環境温度の変化や、長期間の使用により変化する可能性もある。これらの要因により、導波路の中に結合する光の強度が変動する可能性がある。光強度が変化すると、記録媒体の上昇温度が変化するので、安定な記録が困難になる。光検出器で検出した光の強度を元に、光量が小さいときは半導体レーザに流す電流を上げるように、光量が大きいときは半導体レーザに流す電流を下げるようにフィードバック回路を形成すると、導波路中の光強度を一定に保つことが出来るので、安定な記録が可能になる。
【００３４】
光量のモニターは、近接場光発生素子に光を導入するための導波路の終端部付近の導波路中心軸の向きがスライダ浮上面に対して斜めになるようにし、導波路終端部で反射した光を第２の導波路で集め、その導波路の出射光量を検出することにより行っても良い。これにより、近接場光発生素子に光を導入するために導波路を途中で分岐させる必要がなくなり、近接場光発生素子に導入する光の量を増やすことが出来る。
【００３５】
光検出器は、スライダ側面に取り付けても良いし、サスペンション上のフレキシブルプリント基板上に集積化させても良い。サスペンション上のフレキシブルプリント基板上に集積化する場合は、フォトダイオードをスライダの側面に貼り付ける工程を省くことが出来るので、組み立て時間・コストを下げることが出来る。
【００３６】
作製したヘッドの性能を検査するために、近接場光発生素子に光を導入するための導波路に合流するように配置した導波路を、導波路の入口がスライダ浮上面と反対側の面上に位置するようにスライダ中に形成しても良い。これにより、スライダ浮上面と反対側に対物レンズを配置して光を導波路に導入することが可能になるので、検査が容易になる。
【００３７】
半導体レーザとスライダ中に形成した導波路の位置合わせは、レーザが搭載されたサブマウント及びスライダをそれぞれ、横に並べた２つの真空吸着ステージ上に配置し、片方のステージを動かすことで位置を合わせるアライメント装置を用いて行う。このとき、導波路の入口の位置を認識するために、スライダ側面の導波路入口の両端にアライメントマークを形成した。また、半導体レーザの出射部の位置を認識するために、アライメントマークとして半導体レーザの活性層の両端に突起を形成した。位置合わせは、上記アライメントマークの位置を観察することで行っても良いし、半導体レーザを発光させ、導波路から出射する光の量をモニターすることにより行っても良い。
半導体レーザとしては、端面発光型レーザの代わりに、面発光レーザを用いても良い。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によると、半導体レーザを浮上スライダの側面に配置することが出来るので、ヘッド全体の高さを大きくする必要がない。したがって、スライダの浮上安定性が増す。また、ドライブ中のディスク間隔を広げる必要がないので、ドライブの厚さを薄く保つことが出来る。また、スライダ側面から導波路端面に直接光を導入するため、光波長の変動の影響を受けにくい。また、半導体レーザを搭載したサブマウントがスライダ側面もしくはサスペンションのフレクシャーに接触するため、半導体レーザから発生した熱がスライダ及びサスペンションに逃げるため、半導体レーザ付近における温度上昇を小さくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の熱アシスト記録用ヘッドを示す側断面図。
【図２】本発明の熱アシスト記録用ヘッドを示す図で、（ａ）流出端側から見た側断面図、（ｂ）半導体レーザを配置した側面側からみた側面図。
【図３】本発明の熱アシスト記録用ヘッドを示す図。
【図４】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す図。
【図５】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す浮上面側から見た断面図。
【図６】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す側面から見た断面図。
【図７】導波路中を伝わる光の透過率と曲率半径の関係を示す図。
【図８】導波路のスポットサイズコンバータを示す図。
【図９】サブマウントの構造を示す図で、（ａ）段差部が垂直になった例、（ｂ）段差部が斜めになった例を示す図。
【図１０】サブマウントの構造を示す図で、半導体レーザの電極が両面に形成された例を示す図。
【図１１】サブマウントの構造を示す図で、（ａ）電極が、半導体レーザの出射部と反対側の側面に形成された例、（ｂ）電極が半導体レーザを載せる面と反対側に形成された例を示す図。
【図１２】半導体レーザの活性層が、サブマウントと接する面と反対側に形成された例を示す図。
【図１３】半導体レーザをサブマウントのサスペンション側に配置したサブマウントの構造例を示す図で、（ａ）全体図、（ｂ）スライダ側面側から見た図。
【図１４】配線の形状を示す図で、（ａ）半導体レーザの配線をスライダの片側に配置する例、（ｂ）半導体レーザの配線をスライダの上を通過するように配置する例を示す図。
【図１５】サブマウント上に半導体レーザ用の２つの電極が形成された例を示す図。
【図１６】半導体レーザとサブマウントが接する面の向きが、スライダ浮上面に対し垂直になる例を示す図。
【図１７】入射光の偏光方向が、記録トラックの方向に対して垂直な方向になる近接場光発生素子を示す図。
【図１８】入射光の偏光方向が、記録トラックの方向に対して垂直な方向になる近接場光発生素子を浮上面側から見た図で、(ａ)近接場光が発生する頂点が主磁極の端付近に位置し、近接場光発生素子と主磁極が並ぶように配置した例、（ｂ）近接場光が発生する頂点が主磁極の端付近に位置し、近接場光発生素子と主磁極の位置がずれるように配置した例、（ｃ）近接場光が発生する頂点が主磁極の中心に位置する例、（ｄ）主磁極の角が削られた例、（ｅ）金属構造体の形状が二等辺三角形である例、（ｆ）主磁極近傍に金属構造体が２つ形成された例を示す図。
【図１９】入射光の偏光方向が、記録トラックの方向に対して垂直な方向になる近接場光発生素子と導波路の位置関係を示す図で、（ａ）金属構造体が導波路コアの中央付近にある例、（ｂ）金属構造体が導波路コアの端部にある例、（ｃ）金属構造体が導波路コアの横に配置された例を示す図。
【図２０】スライダ側面における反射光を低減する方法を示す図で、（ａ）半導体レーザとスライダ側面の間に光透過性の樹脂を封入した例、（ｂ）半導体レーザを斜めに配置した例を示す図。
【図２１】スライダ側面を斜めに削った例を示す図で、（ａ）浮上面側のスライダの幅が小さくなるようにした例、（ｂ）浮上面と反対側のスライダの幅が小さくなるようにした例を示す図。
【図２２】導波路終端部を斜めにした例を示す図で、（ａ）終端部周辺の材料が、クラッドの材質が同じ例、（ｂ）（ｃ）終端部周辺の材料が、クラッドの材質と異なる例を示す図。
【図２３】スライダ側面における反射率を大きくし、半導体レーザの出射端面における反射率を小さくした例を示す図。
【図２４】近接場光発生素子及び磁気ヘッドをスライダの片側に寄せた例を示す図。
【図２５】導波路の途中に反射ミラーを形成した例を示す図で、（ａ）全体図、（ｂ）光の全反射を利用したミラーを用いた例、（ｃ）金属膜を利用したミラーを用いた例示す図。
【図２６】近接場光発生素子に対し、導波路が斜めに入射する例を示す図で、（ａ）全体図、（ｂ）近接場光発生素子全体も斜めになった例、（ｃ）近接場光発生素子の先端部が斜めになった例を示す図。
【図２７】半導体レーザを配置するのと反対側のスライダ側面に重りを載せた例を示す図。
【図２８】光パワーモニタ用導波路を形成した例を示す図で、（ａ）全体図、（ｂ）導波路の分岐部の例、（ｃ）光パワーモニタ用導波路の終端部の端部を斜めにした例、（ｄ）光パワーモニタ用導波路の中心軸がスライダ側面に対して斜めになった例を示す図。
【図２９】光パワーモニタ用光検出器の配置方法を示す図で、光検出器の電極が、光検出器の側面に配置された例を示す図。
【図３０】光パワーモニタ用光検出器の配置方法を示す図で、光検出器の電極が、光検出器の底面に配置された例を示す図。
【図３１】近接場光に光を導入するための導波路の中心軸が、浮上面に対し斜めになり、導波路終端で反射した光を、光パワーモニタ用導波路で検出する例を示す図。
【図３２】ヘッド検査装置用光学系を示す図で、(ａ)光ファイバを用いて光を導入する例、（ｂ）レンズとミラーで光を導入する例を示す図。
【図３３】ヘッド検査導波路を形成した例を示す図で、（ａ）全体図、（ｂ）導波路の合流部の例、（ｃ）ヘッド検査用導波路と、パワーモニタ用導波路の両方を形成した例を示す図。
【図３４】アライメント装置を表す図で、パッシブアライメントを行う例を示す図。
【図３５】アライメントマークを示す図で、（ａ）スライダ側面に形成されたアライメントマークの例、（ｂ）半導体レーザ上のアライメントマークで、カバー層がない例、（ｃ）半導体レーザ上のアライメントマークで、カバー層がある例を示す図。
【図３６】アライメント装置を表す図で、アクティブアライメントを行う例を示す図。
【図３７】面発光レーザを用いた例を示す図。
【図３８】記録再生装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１〜６に、本発明による熱アシスト磁気記録ヘッドの構成例を示す。図１に示すように、記録用磁界は、コイル７と、コイル７で発生した磁束を伝えるための太い磁極２７と主磁極２とリターンポール８とから構成される磁気ヘッド部６により発生させた。コイル７により発生した磁界は、太い磁極２７を伝わり、近接場光発生素子１の近傍に配置された主磁極２に伝わる。記録の瞬間に、近接場光発生素子１より発生する近接場光により磁気記録媒体１４を加熱すると同時に、主磁極２から発生する記録磁界を磁気記録媒体１４に印加することで、記録層１４’に記録マークを書き込んだ。
【００４１】
図４に、主磁極２及び近接場光発生素子１の拡大図を示す。また、図５に浮上面側から見た図を示す。磁極としては、コイル７で発生した磁束を伝えるための太い磁極２７の先に、主磁極２を形成した。主磁極２の先端は幅が狭くなるようにし、主磁極先端部のｘ，ｙ方向の幅（Ｗc，Ｗd）は、Ｗc＝１５０ｎｍ、Ｗd＝１００ｎｍとなるようにし、細くなった部分の高さ（スロートハイト）ｈ10は５０ｎｍとした。細くなった部分の上の部分は幅が徐々に大きくなるようにし、そのテーパ部の角度φは４５度にした。主磁極の高さ（ｈ4）は、９００ｎｍとした。太い磁極２７とスライダ浮上面１７の距離（ｈ12）は１００ｎｍとした。磁極の材質は、ＮｉＦｅもしくはＣｏＦｅ合金とした。このような構造を用いることで、コイルで発生された磁界を狭い領域に集中させることが可能で、光加熱位置に、１０ｋＯｅ以上の強い磁界を発生させることができる。
【００４２】
書込ヘッドの脇には、図１に示すように、磁気再生素子４を含む再生ヘッドを形成した。本実施例では、磁気再生素子４としてGiant Magneto Resistive（ＧＭＲ）素子又はTunneling Magneto Resistive（ＴＭＲ）素子を利用した。磁気再生素子４の周辺には、磁界の漏れを防ぐための磁気シールド９を形成した。
【００４３】
近接場光発生素子としては、図４及び図５に示すように、スライダ浮上面から見た形状が、近接場光が発生する頂点２０に向かい幅が徐々に小さくなった形状（本実施例では三角形）となり、かつ図４に示すように、スライダ側面から見たときの形状が、スライダ上部２１において幅Ｗ3が広く、スライダ下部２２において狭くなった形状をした金属構造体１を用いた。上部の幅が広い部分２１と下部の幅が狭くなった部分２２の間には、テーパ部２６を形成した。底部の三角形の形状をした部分の長さＷaは８０ｎｍ〜１００ｎｍとし、頂角θ1は６０度、先端幅Ｗbは１０ｎｍ、近接場光が発生する頂点２０と主磁極の距離ｓは２０〜３０ｎｍとした。金属構造体１の高さｈ3は７００ｎｍ、上部の幅Ｗ3は３μｍ、浮上面から上部の広げた部分までの距離ｈ7は２５０ｎｍとした。テーパ部２６の頂角θ2は６０度とした。金属構造体１の材質は金、金属構造体１の周辺の材料はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とした。
【００４４】
光源で発生した光を近接場光発生素子に導くためには、導波路３（図ではコア部を示す）を用いた。導波路のコア３は、図６に示すように、金属構造体１の横に配置した。導波路コア３と金属構造体１の距離（図６中、ｄｘ）は、４０ｎｍとした。導波路のコア３とクラッド１５の界面には、クラッド１５に染み出すように発生するエバネッセント光が存在する。このエバネッセント光が金属構造体１の上部２１の側面２９に当たると、金属構造体１とクラッド１５の界面には、電荷の粗密波である表面プラズモンが発生する。この波が下方向（金属構造体１の先端２０に向かう方向）に進み、金属構造体１の底部の幅が狭くなった部分２２に到達すると、金属構造体１の底部の幅が狭くなった部分２２には、局在プラズモンが発生する。金属構造体１の底部の幅が狭くなった部分２２において、金属内部を振動する電荷は、鋭く尖った先端部２０に集中し、その近傍には、局在した電磁場、すなわち近接場光が発生する。特に、磁気記録媒体１４が、近接場光素子１の近傍に存在すると、媒体中のイメージ電荷と相互作用するため、金属中の電荷が媒体側にさらに引き寄せられ、媒体に近い頂点２０に強い近接場光が発生する。
【００４５】
上記構造において、スライダ側面から見たときの金属構造体１の上部２１の幅を広げ、かつテーパ部２６を設けたが、このようにすることにより、金属構造体１の上部２１に発生した表面プラズモンが、金属構造体の底部の幅が狭くなった部分２２に集まるようになる。その結果、金属構造体の底部において電磁場強度が強くなり、頂点２０に発生する近接場光の発生効率を上げることが出来る。
【００４６】
上記構造において、金属構造体１の媒体側の表面の頂点２０以外の部分（図４中、２５）は、散乱体の表面と媒体表面の距離が、散乱体の頂点部２０と媒体表面の距離よりも大きくなるようにした。光を散乱体に入射させたとき、頂点２０の他に、頂点と反対側の辺にも弱い近接場光（バックグランド光）が発生する。このバックグランド光が媒体に当たると、頂点部２０以外においても媒体が加熱されてしまい、そこにおける記録情報が消去されてしまう可能性がある。上記のように、金属構造体１の底面２５と媒体表面の距離が大きくなるように金属構造体１の底面２５を削ると、頂点２０の反対側の辺に発生する弱い近接場光が媒体表面に届かなくなり、その近接場光が媒体に与える影響を小さくすることができる。本実施例では、底面２５の凹み（リセス）量ｈ2は１０ｎｍとした。
【００４７】
上記構造において、金属構造体１とクラッド１５の界面に、表面プラズモンを励起するためには、界面に垂直な電界成分を有する光を金属構造体１の側面に照射する必要がある。一般的に、金属膜表面に表面プラズモンを励起するためには、膜表面に垂直な電界成分を有する光を膜に入射させる必要がある。そのためには、導波路コア３に導入する光の偏光方向は、金属構造体１とクラッド１５の界面に垂直な方向（図６中、矢印２３の方向）にする必要がある。
【００４８】
光加熱用の光源としては波長７８０〜９８０ｎｍの端面発光型半導体レーザ３０を用い、それを、図２及び３に示すように、浮上スライダ５の４つの側面の内、流入端側でもなく、かつ流出端側でもない側面の横に配置した。浮上スライダの高さは２３０μｍとし、記録ディスクの面に平行な方向の幅は、記録トラックに平行な方向が８５０μｍ、記録トラックに垂直な方向が７００μｍとなるようにした。半導体レーザとしては、端面発光レーザを用いた。浮上スライダ５中に形成した導波路の入口は、半導体レーザを配置したスライダ側面側に位置するようにし、半導体レーザからの出射光が、浮上スライダ５中に形成した導波路に直接結合するようにした。半導体レーザ３０は、サブマウント３２上に配置し、半導体レーザに流す電流はサブマウントを介して供給した。半導体レーザから出射した光が導波路に結合するときの結合効率を大きくするためには、半導体レーザとスライダの側面の距離はなるべく短くするのが好ましく、本実施例では０〜１０μｍとした。理想は０であるが、アライメント誤差により０〜１０μｍと幅が生じる。
【００４９】
導波路３には曲線部を設け、光の入射部１６付近においては、スライダの浮上面に対して平行な方向に光が進むようにし、近接場光発生素子１付近においては、スライダの浮上面に対し垂直な方向に光が進むようにした。このようにすることにより、半導体レーザ３０から水平方向に出射した光が、上方向（浮上面１７の反対の方向）から、近接場光素子１に当たるようにした。なお、導波路３を加工する際、基板表面は、ｙｚ面に平行な面となる。したがって、上記のような曲線部を有する導波路は、リソグラフィにより容易に作製することが出来る。
【００５０】
半導体レーザの出射光の偏光方向はスライダの浮上面に平行になるようにした。そのために、半導体レーザとしては端面発光型ＴＥモードレーザを用い、図２（ｂ）に示すように、レーザ３０とサブマウント３２の接合面が、スライダ５の浮上面１７に平行になるようにレーザを配置した。この光が曲線部を有する導波路３を伝わると、伝播方向が変化するため、近接場光発生素子１付近において、偏光方向は金属構造体１の側面２９に対して垂直な方向になる。すなわち、入射光の偏光方向が、金属構造体１に表面プラズモンを発生させるのに必要な偏光方向に一致するようになる。
【００５１】
サブマウント３２とスライダ５の側面は、導電性接着剤３７を用いて接合した。半導体レーザ３０からは熱が生じるが、その熱が逃げないと、半導体レーザの温度が上昇し、半導体レーザの破損もしくは寿命の低下につながる。サブマウント３２とスライダ５の側面を導電性接着剤３７を用いて接合させると、半導体レーザで発生した熱が、サブマウントに伝わった後、スライダ５に伝わる。浮上スライダ５に伝達した熱は、浮上面と記録ディスクの間を流れる空気流を介して記録ディスク側へ放出される。その結果、半導体レーザにおける温度上昇を抑制することが出来る。
【００５２】
半導体レーザの温度上昇をさらに小さくするために、サブマウント３２とサスペンションのフレクシャー１０も、導電性接着剤３７により接合して良い。これにより、サブマウント３２に伝わったが熱が、フレクシャー１０にも逃げるため、温度上昇をさらに小さくすることが出来る。このとき、サブマウント側のフレクシャーの表面を、アルミ、銀、銅や金などの熱伝導率の高い金属の膜もしくはそれらの多層膜で覆っても良い。このようにすることにより、フレクシャーに伝わった熱がさらに逃げやすくなり、半導体レーザにおける温度上昇をさらに小さくすることが出来る。
【００５３】
導波路のコア３の材質はＴａ2Ｏ5とし、クラッド部１５の材質はＡｌ2Ｏ3とした。コアの幅は、波長が７８０ｎｍのときは、記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅Ｗ1は５００ｎｍ、記録トラックの方向と平行な方向のコア幅Ｗ2は３００ｎｍとし、波長が９８０ｎｍのときは、記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅Ｗ1は６５０ｎｍ、記録トラックの方向と平行な方向のコア幅Ｗ2は３５０ｎｍとした。コア幅は、他の値にしても良く、例えば、７８０ｎｍのときＷ1＝６００ｎｍ、Ｗ2＝２００ｎｍにしても良い。導波路３の材質は、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければ良く、例えば、クラッドの材質をＡｌ2Ｏ3にし、コアの材質をＴｉＯ2やＳｉＮにしても良い。またクラッドの材質をＳｉＯ2にし、コアの材質をＴａ2Ｏ5，ＴｉＯ2，ＳｉＯxＮy，ＧｅドープＳｉＯ2にしても良い。
【００５４】
導波路３の曲線部の曲率半径Ｒは、小さすぎると導波路から光が放出され、伝播ロスが生じてしまう。図７に、コア幅が５００ｎｍ×３００ｎｍであるとき、曲率半径Ｒと導波路の透過率の関係を示す。この図に示すように、半径が６０μｍ以上であるときは伝播ロスは生じないが、それ以下になると伝播ロスが生じてしまい、近接場光発生素子１に到達する光強度が低下してしまう。本実施例では、伝播ロスが生じないように、曲率半径は１００μｍもしくは１５０μｍとした。近接場光発生素子１付近の導波路は直線になるようにし、直線部の長さ（Ｌ10）は３０μｍとした。この直線部の長さ（Ｌ10）は、磁気ヘッドのコイルもしくは磁極と導波路がぶつからなければ、他の値にしても良い。
【００５５】
導波路の入口側のスライダの側面には、反射防止膜９０を形成した。スライダの側面に光が当たったとき、側面で反射した光がレーザに戻ると、レーザのパワーが揺らいでしまう。このように、反射防止膜９０を形成することにより、戻り光が減少し、レーザのパワー揺らぎを抑えることが出来る。
【００５６】
半導体レーザからの出射光が導波路３に効率良く結合するために、導波路３の入り口には、図８に示すようなスポットサイズコンバータ１９を形成した。導波路３の入り口側の幅（Ｗ20）をＷ1よりも小さくし、Ｔａ2Ｏ5からなる導波路３のコア周辺に、コアの屈折率と、クラッド１５の屈折率の中間の屈折率を有する材料で出来た層１８を形成した。このような構造を用いると、導波路の入射部におけるモードフィールド径を広げることが出来る。その結果、半導体レーザからの出射光と導波路の結合効率を上げることが出来る。本実施例では、層１８の材料はＳｉＯxＮyとし、ＳｉＯxＮyのＯとＮの比率は、ＳｉＯxＮyの屈折率がＡｌ2Ｏ3の屈折率よりも０．０５大きくなるように調整した。導波路コアの入射側の幅Ｗ20は８０ｎｍとした。層１８の幅Ｗ21は１０μｍ、幅Ｗ22は５μｍ、長さＷ23は２５０μｍとした。
【００５７】
本発明の構造においては、スポットサイズコンバータの向き（光が進行する向き）は、スライダの横方向（ｙ方向）になる。そのため、スポットサイズコンバータのスポット径の変換率（スポットサイズコンバータの入口におけるモードフィールド径と、出口におけるモードフィールド径の比）を大きくすることが出来る。すなわち、一般的に、スポットサイズコンバータ１９の長さＷ23が大きいほど、スポット径の変換率を大きくすることが出来る。半導体レーザをスライダ上部に設置する場合、もしくはスライダの流出端側に設置してグレーティングカプラで光を導波路に結合させる場合、スポットサイズコンバータの向きは、浮上面１７に対して垂直（ｚ方向）になる。この場合、スポットサイズコンバータの長さＷ23はスライダの高さ（ｚ方向の幅）よりも大きくすることが出来ない。これに対して、本発明の構造を用いれば、スポットサイズコンバータの向きは、スライダの横方向に（ｙ方向）になるので、スポットサイズコンバータを垂直に配置するときよりもスポットサイズコンバータの長さを、長くすることができる。何故なら、スライダの横方向の幅（ｙ方向の幅）の方が、厚さ（ｚ方向の幅）よりも２倍以上大きいからである。したがって、スポット径の変換率を大きくすることが出来る。このようにスポット径の変換率を大きくすることが出来ると、導波路入口１６におけるモードフィールド径を大きくすることが出来るので、半導体レーザと導波路の結合効率を上げることが出来る。また、半導体レーザの位置がずれたときの、結合効率の低下量が小さくなるので、半導体レーザの位置ずれ量に対する許容幅を大きくすることが出来る。
【００５８】
図２４に示すように、近接場光発生素子１及び磁気ヘッドは半導体レーザ３０を配置した側面と反対側に寄せても良い。このようにすることにより、スポットサイズコンバータの長さＷ23をさらに大きくすることができるので、スポット径の変換率をさらに大きくすることができる。本実施例では、近接場光発生素子及び磁気ヘッドを片側に寄せることにより、スポットサイズコンバータの長さＷ23は、５００μｍとした。
【００５９】
半導体レーザ３０のキャビティ長Ｌ1は３００μｍ、厚さＬ2は７０μｍ、幅Ｌ3は１５０μｍとした。出力強度は、１０〜４０ｍＷとした。キャビティ長Ｌ1は、必要な光量に依存し、低パワーで記録が可能な場合は、短くしても良く、例えば２００μｍなどにしても良い。逆に高パワーが必要とされる場合は、キャビティ長は長くする必要があり、例えば４００μｍなどにしても良い。
【００６０】
半導体レーザの活性層３１は、浮上スライダ横に配置したとき、活性層３１の位置と、導波路３の入口１６の位置が重なるように形成した。本実施例では、導波路の入口１６とスライダの流出端側の側面の距離（図３中、Ｌ4）は、３０〜３５μｍとし、半導体レーザの活性層３１と半導体レーザの側面の距離（図２中、Ｌ4）を３０〜３５μｍとした。
【００６１】
半導体レーザ３０を搭載するサブマウント３２の厚さは、図２及び３に示すように一部分において薄くなるようにし、薄くなった部分に半導体レーザ３０を搭載した。サブマウントの薄い部分の厚さＬ9は１００μｍ、厚い部分の厚さＬ7は２００μｍ、長さＬ6は８５０μｍ、幅Ｌ5は３００μｍ、薄い部分の幅Ｌ8は１８０μｍとした。幅Ｌ5や薄い部分の幅Ｌ8は、半導体レーザの寸法に合わせれば良く、例えば、半導体レーザの長さが４００μｍである場合は、サブマウントの幅Ｌ5は４００μｍにすれば良い。また、スライダの浮上安定性を増すには、サブマウントの質量は小さい方が好ましく、そのために、ｘ方向の長さＬ6や厚さＬ7は、上記値よりも小さくなるようにしても良い。サブマウント３２の材質は、Ｓｉとした。サブマウント上の電極３３はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ（金が表面）の多層構造とし、それをＳｉ上に形成した絶縁層上に形成した。サブマウントの材質は、他の材質にしても良く、例えば、ＳｉＣ，ＣｕＷなどにしても良い。
【００６２】
図９(ａ)に示すように、半導体レーザ３０の２つの電極（ｐ電極、ｎ電極）４５は、半導体レーザ３０の片側の面（サブマウント側の面）に形成し、その電極４５とサブマウント３２上の電極３３を半田により接合させた。電極３３は、サブマウント３２の側面６６に露出するようにし、図３に示すように、サスペンション上に形成されたフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits）３５上の配線１３とサブマウントの電極３３が接するようにした。配線１３とサブマウントの電極３３は、半田３６を用いて接合させた。一般に、磁気ヘッド用の電極３４は、図３に示すように、スライダの流出端側の側面上に配置し、その電極３４と配線１３は半田ボールを用いて接合する。本発明の構造のように、半導体レーザ用の電極３３を磁気ヘッド用の電極３４と並ぶように配置することにより、半導体レーザ用の電極３３と配線１３の接合と、磁気ヘッド用の電極３４と配線１３の接合を同時に行うことが可能になる。したがって、組立工程数を減らすことが可能になり、製造コストを削減することが出来る。
【００６３】
サブマウント３２の側面６６は、図９（ｂ）に示すように、斜めになるようにしても良い。このようにすることにより、電極３３を形成する際、側面６６の部分と半導体レーザと接合する部分を同時に作製することが出来る。すなわち、側面６６の部分と半導体レーザと接合する部分をパターニングする際、露光とエッチングを同時に行うことが出来る。本実施例では、サブマウント３２の材質をＳｉにし、薄くなる部分を異方性エッチングにより形成することにより、側面６６を斜めにした。
【００６４】
本発明の構造は次の利点を有する。
(1) 半導体レーザを浮上スライダの側面に形成するため、ヘッド全体の高さは高くならない。したがって、浮上が不安定になることはなく、またドライブ内において、ディスクとディスクの間隔を大きくする必要がなく、装置全体の厚さを従来と同様薄く保つことが出来る。
(2) 半導体レーザからの光を導波路に結合させる際、グレーティングカプラを用いる必要がない。したがって、波長が変動することにより、導波路に結合した光の強度が揺らぐことはない。
(3) 半導体レーザから発生する熱は、サブマウントを介して、浮上スライダ及びサスペンションのフレクシャー部に逃げる。そして、浮上スライダに伝達した熱は、浮上面と記録ディスクの間を流れる空気流を介して記録ディスク側へ放出される。したがって、半導体レーザの温度上昇を抑制することができる。その結果、半導体レーザの破損や寿命低下を防ぐことが出来る。
(4) スポットサイズコンバータの向きをスライダの横方向になるようにすることが出来るので、スポットサイズコンバータの長さを長くすることが出来る。その結果、スポット変換率を大きくすることが可能になり、半導体レーザからの光を導波路に結合させるときの結合効率を上げることが出来る。したがって、半導体レーザのパワーを下げることが可能になり、消費電力や発熱量を下げることが可能になる。また、半導体レーザの位置ずれに対する許容幅を大きくすることが出来るので、組み立て時の歩留まりを上げることが出来、製造コストを下げることが出来る。
【００６５】
以下、サブマウントの構造、半導体レーザの配置方法、導波路の形状を変えた場合の実施例を説明する。
上記実施例では、半導体レーザの電極は、ｐ電極、ｎ電極共にサブマウントと接する面に形成したが、片方の電極を、サブマウントと接する面と反対側に形成しても良い。図１０に示す実施例では、半導体レーザのｎ電極を、サブマウント３２の反対側に形成し、サブマウント３２の段差部の側面にｎ電極につながる電極６７を形成した。ｎ電極と電極６７は、半田３６又は導電性接着剤で接合させた。
【００６６】
上記実施例では、サブマウント３２の電極３３とサスペンション上の配線１３とは、サブマウント３２の流出端側の側面において接合するようにしたが、図１１（ａ）に示すように、半導体レーザ３０の出射端と反対側にあるサブマウント側面６８において配線１３と接合させても良い。また、図１１（ｂ）に示すように、半導体レーザ用電極３３を、サブマウント３２の反対側の面（半導体レーザを配置する面と反対側の面）に回り込むように形成し、サブマウント３２の反対側の面に接するようにサスペンション上の配線１３を配置しても良い。本実施例では、配線１３が形成されたフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits）３５をサブマウント３２とフレクシャー１０の間に配置し、サブマウント上の電極３３と配線１３を導電性接着剤又は半田４６を用いて接合させた。半導体レーザ３０から発生する熱をサブマウント外になるべく多く逃がすために、サブマウント３２上の電極３３と配線１３の接触面積をなるべく大きくし、熱が金属の配線１３に逃げるようにした。なお、サブマウント３２とフレクシャー１０の間の配線１３はグランドに接続し、その配線をフレクシャー１０に導通させても良い。これにより半導体レーザで発生した熱をフレクシャーに逃がすことが出来るので、半導体レーザにおける温度上昇を小さくすることが出来る。
【００６７】
上記実施例では、半導体レーザ３０の活性層３１をサブマウント３２と接する面の近くに形成したが、図１２に示すように、サブマウント３２と接する面と反対側の面の近くに形成しても良い。
【００６８】
上記実施例では、半導体レーザは、サブマウントの下側の面上（サスペンションと反対側の面上）に配置したが、サブマウントの上側に配置しても良い。図１３（ａ）は、半導体レーザ３０をサブマウント３２の上側に配置した実施例の斜視図、図１３（ｂ）は、その側面図を示す。半導体レーザ３０としては、ＴＥモード端面発光レーザを用い、キャビティ長Ｌ1は３５０μｍ、厚さＬ2は７０μｍ、幅Ｌ3は１５０μｍとした。半導体レーザの２つの電極は、サブマウント側の面とその反対側の面にそれぞれ形成した。サブマウント３２の厚さＬ7は２００μｍとし、半導体レーザを搭載する部分において厚さＬ9を１３０μｍとした。幅Ｌ5は、３６０μｍとし、長さＬ6は８５０μｍ、薄くする部分の幅Ｌ8は１７０μｍとした。サブマウントの材質は、Ｓｉ又はＳｉＣとした。サブマウント３２の半導体レーザ３０に接する側の面の上には、半導体レーザ用の電極３３を全面に形成した。サブマウント上の電極３３はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ（金が表面）の多層構造とした。サブマウント上の電極３３と半導体レーザ３０の電極４５は、半田３６により接合した。サブマウント上の電極３３は、その上に配置した銅でできた配線１３に、半田又は導電性接着剤４６を用いて接合した。半導体レーザ３０の、サブマウント３２に接する面と反対側の面に形成した電極４５は、その上に配置した別の配線１３に半田又は導電性接着剤４６を用いて接合した。なお、配線１３を取り付ける際、導電性接着剤がはみ出て反対側の電極に接するなどして、半導体レーザの２つの電極がショートする可能性がある。それを防ぐために、半導体レーザの側面と電極３３の間は、光硬化性樹脂などの絶縁材７１で埋めても良い。
【００６９】
上記のように、半導体レーザをサブマウントの上部に配置する場合において、サブマウント上の電極３３と配線１３の接触面積、及び半導体レーザの電極４５と配線１３の接触面性はなるべく大きくするのが好ましい。このようにすることで、半導体レーザから発生する熱が配線に逃げるので、半導体レーザにおける温度上昇を小さくすることが出来る。本実施例では、配線１３の形状は、図１４（ａ）に示すようにし、サブマウント３２上の電極３３と半導体レーザの電極４５のほぼ全面が、電極１３に接するようにした。
【００７０】
上記配線１３は、サブマウント上の電極３３や半導体レーザの電極４５と接触する部分以外は、漏電や腐食を防ぐために、表面をポリイミド（図１３（ｂ）中の７３）で覆った。このとき、配線１３を露出させる部分７２の端は、サブマウント上の電極３３もしくは半導体レーザの電極４５の端よりも内側に位置するようにした。このようにしたとき、配線１３が露出した部分７２と、露出しない部分の境目におけるポリイミドの側壁が、半田もしくは導電性接着剤４６が、電極３３もしくは半導体レーザの電極４５の外にはみ出ることを阻止する働きをする。本実施例では、表面のポリイミドの厚さＴ1は５μｍとし、接着領域の周辺を高さ５μｍのポリイミドの壁で囲うことにより、半田もしくは導電性接着剤４６が電極からはみ出ることを防いだ。
【００７１】
上記半導体レーザをサブマウントの上部に配置する実施例において、サブマウント上の電極３３又は半導体レーザ上の電極４５をグランドにして、配線１３をサスペンションのフレクシャー１０に接触させても良い。フレクシャー１０は金属（通常ステンレス）で出来ているので、配線１３をフレクシャーに接触させることにより、配線１３に伝わった熱をフレクシャーに逃がすことが出来る。したがって、半導体レーザにおける温度上昇を小さくすることが出来る。例えば、本実施例では、半導体レーザ３０の電極４５につながる配線をフレクシャーに接触させた。ここで、配線１３に接触する側のフレクシャーの表面を、銅や金などの熱伝導率の高い金属材料で覆っても良い。このようにすることにより、フレクシャーに伝わった熱が逃げやすくなり、半導体レーザにおける温度上昇をさらに小さくすることが出来る。
【００７２】
上記半導体レーザ用の配線は、図１４（ｂ）のように、スライダ５の上部をまたぐように配置しても良い。本実施例では、半導体レーザ３０の電極４５につながる配線１３を、スライダ５の上を通過するように配置した。このとき、スライダの上を通過する配線１３は、スライダ５の上面全体を覆うよう形成した。このようにすることにより、配線１３の面積が大きくなり、配線１３に伝わった熱が逃げやすくなる。すなわち、配線１３がヒートシンクの役割をする。その結果、半導体レーザの温度上昇を抑制することが出来る。
【００７３】
上記のように、半導体レーザ用の配線をスライダ５の上部を通過させる場合、配線１３とスライダ５は絶縁させても良いし、導通させても良い。図１４（ｂ）の実施例では、半導体レーザの電極４５（サスペンション側の電極）をグランドにし、そこにつながる配線１３とスライダ５を導通させた。表面をポリイミドで覆った配線１３はフレクシャー表面に固定した。スライダ５の上面において、配線を露出させ、その中に導電性接着剤３７を塗布することにより、スライダ５を配線１３上に固定した。このとき、配線が露出する部分７２の端は、スライダ５の端の内側に位置するようにした。このようにすることにより、配線が露出する部分と露出しない部分の境界におけるポリイミドの側壁が、導電性接着剤３７がスライダの外にはみ出るのを防ぐ働きをする（いわゆる、従来のサスペンション上に形成されたスタッドの働きをする）。上記ように配線１３とスライダ５を導通させると、配線１３に伝わった熱がスライダ５に逃げるので、半導体レーザにおける温度上昇を小さくすることが出来る。またこのとき、スライダ上を通過する配線１３をサスペンションのフレクシャー１０にも接触させても良く、これにより熱がスライダとフレクシャーの両方に逃げるため、半導体レーザにおける温度上昇をさらに小さくすることが出来る。なお、上記実施例では、半導体レーザ３０の電極４５につながる配線が、スライダ５の上部を通過するようにしたが、サブマウント上の電極３３につながる配線が、スライダ５の上部を通過するようにしても良い。
【００７４】
上記半導体レーザをサブマウントの上部に配置する実施例において、半導体レーザの電極の片側は、サスペンション上の配線に直接つないだが、図１５に示すように、サブマウント３２上に２つの電極３３を形成し、半導体レーザ３０の２つの電極を２つともサブマウント上の電極３３につないでも良い。本実施例では、半導体レーザの２つの電極を、半導体レーザのサブマウントに接する面側に形成し、それらをサブマウント上の電極３３に半田により接合した。サブマウント上の電極３３は、配線１３に半田もしくは導電性接着剤４６を用いて接合した。
【００７５】
上記実施例では、半導体レーザのサブサブマウントと接する面が、スライダ浮上面１７に対して平行になるように半導体レーザを配置したが、図１６に示すように、半導体レーザ３０のサブサブマウント３２と接する面が、スライダ浮上面１７に対して垂直になるように半導体レーザ３０を配置しても良い。本実施例では、半導体レーザ３０の活性層３１を流出端側に形成し、２つの電極（ｐ電極、ｎ電極）４５を、半導体レーザの流出端側の側面に露出するように形成した。２つの電極４５は、半田もしくは導電性接着剤４６を用いて、配線１３に直接つないだ。このように半導体レーザを配置することにより、サブマウントの一部を薄くする必要がなくなり、サブマウントの製造コストを抑えることが出来る。このような配置において、半導体レーザがＴＥモードレーザ（出射光の偏光方向が、サブマウントに接する面に対して水平になるレーザ）である場合、近接場光発生素子１に入射する光の偏光方向は、記録トラックに対して垂直な方向（ｙ方向）となる。したがって、図４に示すような、光の偏光方向を記録トラック方向（ｘ方向）にする必要がある近接場光発生素子を用いることが出来ない。そのために、半導体レーザとしては、出射光の偏光方向が、サブマウントに接する面に対して垂直な方向である半導体レーザ（ＴＭモードレーザ）を用いる。
【００７６】
図１６に示すように、半導体レーザのサブサブマウントと接する面が、スライダ浮上面に対して垂直になるように半導体レーザを配置する場合において、半導体レーザとしてＴＥモードレーザを用い、近接場光発生素子として、近接場光発生素子に入射する光の偏光方向が、記録トラックに対して垂直な方向となっても機能するような素子を用いても良い。図１７に、そのような近接場光発生素子の例を示す。この実施例では、記録トラックに平行な方向の幅ｄ1が記録トラックに垂直な方向（ｙ方向）に進むにしたがい徐々に狭くなる形状を有する金属構造体１を用いた。この素子に偏光方向がｙ方向（矢印２３の方向）となる光を入射させると、金属中の電荷がｙ方向に振動し、頂点２０に集中する。その結果、頂点２０近傍に近接場光が発生する。特に、金属構造体中にプラズモンが発生するように金属構造体の寸法を最適化すると、頂点２０近傍に非常に強い近接場光が発生する。
【００７７】
本実施例では、入射光の波長は７８０ｎｍとし、金属構造体１の材質は金とした。金属構造体１を浮上面側から見たときの形状は、図１８（ａ）に示すように直角三角形となるようにし、頂角θ1は３０°、高さｈ3は５００ｎｍ、ｙ方向の幅ｄ2は８０ｎｍとした。図４に示す近接場光発生素子の場合と同様、浮上面側の一部にリセス２５を形成した。金属構造体１の材質は、導電性を有するものであれば良く、銀、銅、アルミもしくは合金などにしても良い。主磁極２の記録トラック方向の幅Ｗcは１７０ｎｍ、記録トラックに垂直な方向の幅Ｗdは１５０ｎｍとした。近接場光が発生する頂点２０は、図１８（ａ）又は（ｂ）のように、主磁極２のエッジ近傍に位置するようにした。磁界強度は、主磁極２のエッジ部において最も強くなる。したがって、図１８（ａ）又は（ｂ）に示すように金属構造体１の頂点２０を主磁極２のエッジ近傍に配置することにより、加熱部分により強い磁界を印加することが出来る。本実施例では、主磁極２の端から金属構造体１の先端２０までのｙ方向の距離ｄ3は３０ｎｍ、ｘ方向の距離ｄ4は２０ｎｍとした。金属構造体１は、導波路のコア３の終端部６９の下部に配置した。導波路コア３の幅は、ｙ方向の幅Ｗ1を５００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗ2を３００ｎｍとした。コア３の幅は、他の値にしても良く、例えば、ｙ方向の幅Ｗ1を３００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗ2を５００ｎｍとしても良い。
【００７８】
上記のように、近接場光が発生する金属構造体１の頂点２０を主磁極２のエッジ近傍に配置した場合、金属構造体１と主磁極２の位置ずれにより加熱位置における磁界強度が変化してしまう。これを防ぐために、図１８（ｃ）に示すように金属構造体１の頂点２０が主磁極２の中心に位置するようにしても良い。磁極の中心付近では磁界強度の変化は小さい。すなわち、磁界強度をＨとしたときｄＨ／ｄｙが小さい。したがって、頂点２０を主磁極２の中心付近に配置することにより、金属構造体１と主磁極２の位置ずれの影響を小さくすることが出来る。
【００７９】
図１８（ｄ）に示すように、近接場光が発生する金属構造体１の頂点２０付近において、主磁極の角に切り込み６０を形成しても良い。このようにすることにより、近接場光が発生する金属構造体１の頂点２０を主磁極側に寄せることが出来るので、頂点２０に発生する磁界強度を強くすることが出来る。本実施例では、主磁極２の端から先端２０までのｙ方向の距離ｄ3は３０ｎｍ、主磁極の切り込み６０の幅ｄ4は５０ｎｍとした。このように、主磁極の角に切り込みを形成する場合、金属構造体１の浮上面側から見たときの形状は、図１８（ｅ）に示すように、２等辺三角形になるようにしても良い。このようにすることにより、金属構造体１の断面積が増えるので、頂点２０に集まる電荷の量が多くなり、より強い近接場光を発生させることが出来る。
【００８０】
図１８（ｆ）に示すように、金属構造体１を２つ、近接場光が発生する頂点２０が互いに対向するように配置しても良い。それぞれの頂点に集まった電荷が互いに引き合うように相互作用する結果、２つの頂点の間６１に強い近接場光を発生させることが出来る。本実施例では、２つの頂点の間隔ｇは１０ｎｍとした。
【００８１】
金属構造体１は、図１９（ａ）に示すように、導波路のコア３の中心部に配置しても良いし、図１９（ｂ）に示すように、導波路のコア３の端に配置しても良い。図１９（ｂ）に示すように、導波路のコア３の端に配置する場合は、コア３とクラッド１５の界面に発生するエバネッセント光が金属構造体１に入射することで、金属構造体１にプラズモンが発生する。また、導波路のコア３は、図１９（ｃ）に示すように、金属構造体１の横に配置しても良い。この場合、導波路コア３は、図６の実施例の場合と同様、コアの終端部６９がスライダの浮上面に到達するように配置した。このようにコアを配置した場合、コア３とクラッド１５の界面に発生するエバネッセント光により、金属構造体１の側面に表面プラズモンが励起され、その表面プラズモンが金属構造体１の底部に伝わり、底部に局在プラズモンが励起される。この局在プラズモンにより、頂点２０近傍に強い近接場光が発生する。
【００８２】
上記実施例では、半導体レーザの光は、導波路入口１６における浮上スライダの側面に対し、垂直に入射するようにした。このとき、浮上スライダ側面で生じた反射光が半導体レーザに戻り、戻り光ノイズを発生させるのを防ぐために、スライダ側面には反射防止膜９０を形成した。しかし、スライダ製造工程において、反射防止膜を形成する工程が追加されるため、スライダ製造コストが上昇してしまう。反射防止膜を形成せずに、スライダ側面で発生する戻り光の影響を除去するために、図２０（ａ）に示すように、反射防止膜に替えて、半導体レーザ３０とスライダ５の間に、屈折率が１よりも大きな光透過性のある樹脂７０を形成しても良い。このように屈折率が１よりも大きな樹脂７０を形成することにより、スライダ側面における屈折率差が小さくなるので、スライダ側面における反射率を小さくすることが出来る。また、このように半導体レーザの出射端面を覆うことにより、端面の劣化を防ぐことも出来る。すなわち、端面が空気に触れることにより生じる端面の変質やコンタミの付着を防止できる。本実施例では、樹脂７０として、光硬化性樹脂を用い、その屈折率を、スポットコンバータ１９を構成するスポット径変換用コア１８の屈折率に等しくなるようにした。スポット径変換用コア１８と空気の界面で発生する反射光の量よりもクラッド１５と空気の界面で発生する反射光の量が大きい場合は、樹脂７０の屈折率は、クラッド１５の屈折率に等しくなるようにしても良い。
【００８３】
スライダ側面における反射光の量を減らすために、図２０（ｂ）に示すように、半導体レーザ３０の向きを斜めに配置し、半導体レーザ３０からの出射光が、スライダ側面に対して斜めに入射するようにしても良い。このようにすることにより、半導体レーザ３０に戻る反射光を減らすことができ、戻り光ノイズを低減させることが出来る。このとき、半導体レーザ３０からの光が導波路に効率よく結合するためには、導波路入口１６付近における導波路コアの方向は、導波路中の光の進行方向と半導体レーザ３０の出射光の進行方向が平行になるように、スライダ側面に対して斜めになるようにすると良い。戻り光を十分小さくするためには、半導体レーザ３０の出射光の向きとスライダ側面の法線とがなす角θ5は、半導体レーザの出射光のビーム広がり角（半値全角）の１／２よりも大きくなるようにするのが好ましい。本実施例では、半導体レーザの出射光のビーム広がり角は１２度であったので、半導体レーザの出射光の向きとスライダ側面の垂線とがなす角θ5は７°とし、導波路入口における導波路コア３とスライダ側面のなす角θ10も７°となるようにした。
【００８４】
スライダの側面で発生する反射光の影響を小さくするために、図２１に示すように、スライダの側面が浮上面１７に対して斜めになるようにしても良い。このように、スライダの側面が斜めになるようにすると、スライダ側面で反射した光が、半導体レーザ３０の活性層３１の中に戻らなくなり、戻り光によるノイズの発生を抑制することが出来る。図２１（ａ）は、図３の実施例のように、半導体レーザ３０をサブマウント３２の下側に配置し、半導体レーザ３０の活性層３１をサブマウント３２と接する面側に配置した場合の実施例を示す。スライダ側面の傾き角θ7、すなわち半導体レーザ３０の出射光の進行方向とスライダ側面の法線がなす角は、半導体レーザ３０の出射光のビーム広がり角（半値全角）の１／２よりも大きくなるようにするのが好ましい。本実施例では、半導体レーザの出射光のビーム広がり角は１２度であったので、スライダ側面の傾き角θ7は、７°になるようにした。半導体レーザの出射位置とスライダ側面の距離を短くするためには、スライダ５の角の角度θ8が９０度よりも大きくなるようにするのが好ましい（θ8＝θ7＋９０°の関係になる）。そのようにしないと、半導体レーザ３０の端がスライダ側面に当たってしまい、光の出射位置とスライダ側面の距離が大きくなってしまう。その結果、導波路３に結合する光の量が低下してしまうからである。また、サブマウント３２とスライダ５の側面の間隔が大きくならないように、スライダ側のサブマウント側面も斜めにした。サブマウント３２とスライダ５の側面の間隔が大きくなると、サブマウント３２中の熱がスライダ５に伝わりにくくなり、半導体レーザ３０の温度上昇が大きくなってしまう。図２１（ｂ）は、図１３の実施例のように、半導体レーザ３０をサブマウント３２の上側に配置し、半導体レーザ３０の活性層３１をサブマウント３２と接する面側に配置した実施例を示す。この場合、半導体レーザ３０の光の出射位置とスライダ側面の距離を小さくするためには、スライダ５の角の角度θ8は９０度よりも小さくなるようにするのが好ましい。（θ8＝９０°−θ7の関係になる）。本実施例では、半導体レーザの出射光のビーム広がり角は１２度であったので、スライダ側面の傾き角θ7は７°（θ8＝８３°）とした。
【００８５】
半導体レーザに戻る反射光は、導波路３の終端部８６においても発生する可能性がある。ここでの反射光が半導体レーザに戻ることを防ぐためには、図２２（ａ）に示すように、終端部８６が斜めになるようにしても良い。このようにすることにより、終端部８６において反射した光は、導波路の入口１６の方向に進まなくなるので、半導体レーザに戻らなくなる。本実施例では、導波路終端８６の角度θ9を５〜１０°にした。
【００８６】
上記のように導波路３の終端８６を斜めにする場合、終端部の角度θ9をさらに大きくして、終端部８６において光が全反射するようにしても良い。すなわち、導波路コア３の屈折率をｎ1、クラッドの屈折率をｎ2としたとき、導波路終端部の角度θ9が
θ9＞sin-1(ｎ2／ｎ1)
を満たすようにすると、光は終端部により全て反射され横方向に進む。導波路終端部を斜めにしない場合、導波路中の光のうち、近接場光に変換されなかった光は、磁気記録媒体１４の表面に照射され、磁気記録媒体１４の広い範囲が加熱されてしまう。これに対し、導波路終端部８６において光が全反射するようにすると、磁気記録媒体１４の方向には光が進まなくなり、導波路から出射光による磁気記録媒体１４の加熱を防ぐことが出来る。本実施例では、導波路コアを屈折率２．１８のＴａ2Ｏ5、クラッドを屈折率１．６３のＡｌ2Ｏ3としたため、全反射する角度はθ9＝４８．４°であり、導波路終端部の角度θ9はそれよりも大きくなるように５０°とした。
【００８７】
導波路終端部には、図２２（ｂ）に示すように、クラッド１５よりも屈折率の小さな材料で構成された部分７４を形成しても良い。このようにすることにより、全反射を起こすのに必要な導波路終端部の角度θ9を小さくすることが出来る。すなわち、全反射する角度の範囲が広がり、加工誤差の影響を受けにくくすることが出来る。本実施例では、屈折率が小さな部分７４を、屈折率１．４５のＳｉＯ2もしくは屈折率１．３８のＭｇＦ2にし、終端部の角度θ9を４５°にした。
【００８８】
導波路終端部を斜めにする場合、上記実施例では、反射した光が近接場光素子１の方向に進むようにした。この場合、反射した光の一部が近接場光に変換されるので、近接場光発生効率を上げることができるが、近接場光発生素子に当たり、散乱もしくは反射した光の光量が多い場合、その光が半導体レーザへ戻り、戻り光ノイズを発生させる可能性がある。このような場合は、戻り光ノイズを除去するために、図２２（ｃ）に示すように、反射した光が、近接場光素子１がある方向と反対側に進むようにしても良い。このようにすることで、近接場光素子１から戻る光が半導体レーザへ入射することを防ぐことが出来る。
【００８９】
図２のように、半導体レーザから出射した光がスライダの側面に対し垂直に入射する場合において、半導体レーザの出射端における反射率、すなわち半導体レーザの端面において半導体レーザの内側に反射される光の反射率が、スライダ側面の反射率よりも小さくなるようにしても良い。例えば、図２３に示す実施例では、スライダ側面の表面に金属膜もしくは誘電体多層膜の反射層７５を形成し、半導体レーザの出射端表面に反射防止膜９０を形成した。半導体レーザ表面の反射防止膜９０における反射率は５％以下になるようにし、スライダ側面の反射層７５の反射率は３０〜５０％となるようにした。このようにしたとき、光は主にスライダ５の側面と半導体レーザ３０の出射端と反対側の面との間で反射を繰り返す（共振する）ようになる。したがって、実質的に半導体レーザ３０の出射端の位置がスライダ側面の位置になるようにすることが出来る。すなわち、半導体レーザとスライダの距離を実質的に０にすることが可能で、半導体レーザ３０から出射した光と導波路３の結合効率を大きくすることができる。上記実施例では、半導体レーザ表面に反射防止膜を形成することにより、半導体レーザの出射端における反射率を小さくしたが、図２０（ａ）のように、半導体レーザとスライダ側面の間に、屈折率が１よりも大きな樹脂７０を封入することにより半導体レーザの出射端における反射率を小さくしても良い。
【００９０】
上記実施例では、導波路３の途中に曲線部を設けることにより、導波路３の向きを変えたが、図２５（ａ）に示すように、途中に反射ミラー３８を形成することにより導波路３の向きを変えても良い。反射ミラーとしては、図２５（ｂ）に示すように、反射ミラー３８の反射面に対する入射光の入射角度θ4が、全反射角度以上になるようにしたものを用いた。また、図２５（ｃ）に示すように、反射ミラーの反射面に金属もしくはクラッド１５よりも屈折率が小さい材料の膜３９を形成しても良い。このようにすることにより、より急激に導波路３の向きを変えることが出来る。すなわち、屈折率が小さい材料の膜を用いる場合、全反射に必要な入射角θ4を小さくすることが出来る。本実施例では、金属として金、アルミ、銀、銅などの材料を用い、屈折率の小さな材料としては、ＳｉＯ2やＭｇＦ2などの材料を用いた。
【００９１】
上記実施例では、導波路終端部の近接場光素子１付近において、導波路３の中心軸の向き（光の進行方向の向き）がスライダ浮上面に対して垂直になるようにしたが、図２６に示すように、導波路３の中心軸の向きが、スライダ浮上面１７に対して斜めになるようにしても良い。すなわち、導波路の中心軸とスライダ浮上面１７の法線のなす角が０よりも大きくなるようにしても良い。このようにすることにより、導波路３を伝播する光は、スライダ浮上面１７に対して斜めに入射するので、スライダ浮上面１７で反射する光が、導波路３の入射側に戻ることがない。したがって、半導体レーザ３０の戻り光ノイズを減らすことが出来る。また、このように斜めにすれは、スライダ浮上面１７から、導波路の入口までの距離Ｌ10を曲線部の曲率半径Ｒよりも小さくすることが出来る。したがって、図３のように半導体レーザを配置する場合において、サブマウントの薄くなった部分の厚さＬ9を厚くすることが出来る。その結果、半導体レーザ３０からの熱がサブマウント３２に逃げやすくなり、半導体レーザ３０の温度上昇を小さくすることが出来る。本実施例では、目的が単に浮上面１７における反射を減らすことである場合は、近接場光発生素子１の付近における導波路の向きθ3は８０度とした。また、サブマウント３２の厚さを大きくすることが目的である場合は、近接場光発生素子１付近における導波路の向きθ3を６０°、曲線部の曲率半径を１００μｍ、導波路の入口までの距離Ｌ10を８０μｍとした。
【００９２】
上記のように、近接場光発生素子付近における導波路中の光の進行方向が、スライダ浮上面に対して斜めになるとき、近接場光発生素子１は、図２６（ｂ）や（ｃ）に示すように、形状が左右非対称になるようにしても良い。これらの実施例においては、金属構造体１が導波路の入射側に傾くようにした。導波路中の光の進行方向が、スライダ浮上面１７に対して斜めになるとき、金属構造体１中に励起される表面プラズモンも、導波路の中の光の進行方向と同じ向き伝播する。これら実施例のように、金属構造体１も斜めにすることにより、斜め方向に進行する表面プラズモンが先端部２０に集まりやすくなり、近接場光強度を強くすることが出来る。
【００９３】
上記実施例において、スライダ側面の片側に半導体レーザ３０とサブマウント３２を配置することによって片側の重量が重くなり、スライダの浮上が不安定になる場合は、図２７に示すように、重さのバランスを取るために、スライダ側の反対側に重り７６を配置しても良い。全体の重心が中心に位置するように、重り７６の重量と位置を調整した。
【００９４】
半導体レーザ３０の出力光の強度は、環境温度が変化すると変動する。また、長期間に渡りドライブを使用すると、半導体レーザ３０の劣化により出力強度が徐々に低下する。また、導波路３に対する半導体レーザ３０の位置も、環境温度の変化や、長期間の使用により変化する可能性もある。これらの要因により、導波路３の中に結合する光の強度が変動する可能性がある。光強度が変化すると、磁気記録媒体の上昇温度が変化するので、安定な記録が困難になる。以上の問題点を解決するために、図２８に示すように、導波路３中の光のパワーをモニターするための第２の導波路をスライダ中に形成しても良い。
【００９５】
図２８の実施例では、導波路コア３周辺のエバネッセント光、すなわちコアとクラッドの界面においてクラッドに染み出すように発生する光、が発生している領域にパワーモニタ用の導波路４３を配置した。このように導波路４３を配置すると、導波路３を伝わる光の中のエバネッセント光成分の一部が、導波路４３に結合する。このパワーモニタ用の導波路４３に伝わった光を、半導体レーザ３０の反対側に配置した光検出器４０により検出した。光検出器４０で検出した光の強度を元に、光量が小さいときは半導体レーザ３０に流す電流を上げるように、光量が大きいときは半導体レーザ３０に流す電流を下げるようにフィードバック回路を形成した。パワーモニタ用の導波路４３に結合する光の強度は、メインの導波路３とパワーモニタ用の導波路４３の距離Ｄ及びそれぞれの導波路が重なる部分の長さ（結合長）Ｌ11に依存する。本実施例では、距離Ｄ及び結合長Ｌ11を最適化し、導波路４３に結合する光の強度がメインの導波路３の強度の１〜１０％になるようにした。例えば、導波路４３の幅を３００ｎｍ×５００ｎｍとし、２つの導波路の距離Ｄを２５０ｎｍ、結合長Ｌ11を１．５μｍとした。
【００９６】
導波路４３の終端部において反射光が半導体レーザ３０の方向に戻らないようにするために、図２８（ｃ）に示すように、導波路４３の端面がスライダ側面７７に対して斜めになるようするか、もしくは図２８（ｄ）に示すように、導波路４３の向きを途中で曲げ、光がスライダ側面７７に対して斜めに入射するようにした。図２８（ｃ）に示すように、端面の向きを斜めにした場合、終端部の角度θ10は５〜１０°にした。図２８（ｄ）に示すように、導波路４３をスライダ側面７７に対して斜めに配置したときは、導波路４３の中心線とスライダ側面７７のなす角θ11は８０〜８５°となるようにした。光検出器４０は、光を電気信号に換えるものであれば何でも良いが、本実施例では、フォトダイオードを用いた。フォトダイオードは、フォトダイオード用マウント４８の横に配置した。フォトダイオード用マウント４８上には電極４１を形成し、その電極４１とフォトダイオードの電極を接合した。フォトダイオード４０及びそのマウント４８は、スライダ５の側面、又はフレクシャー１０に貼り付けた。フォトダイオード用マウント上の電極４１は、図３に示されるようなレーザ用電極と配線の接続方法と同じ方法により、フレキシブルプリント基板上のフォトダイオード用配線４４に接続した。
【００９７】
上記実施例では、フォトダイオードの電極はフォトダイオード用マウント４７上の電極４１を介してフォトダイオード用配線４４に接続したが、フォトダイオード用マウントを介さずに直接フォトダイオード用配線４４に接続しても良い。図２９の実施例では、フォトダイオード４０の基板を、スライダ側面に直接貼り付けた。このとき、受光面４２が導波路４３の終端部に位置するようにした。受光面の大きさは、フォトダイオードの位置調整が容易なように、導波路出口での光スポットより十分大きくなるようにした。本実施例では、受光面４２の大きさはｚ方向が５０μｍ、ｘ方向が７０μｍとなるようにした。配線４４は、フォトダイオード４０の基板上に形成した電極４１につないだ。電極４１は、半田もしくは導電性接着剤４６により配線４４につないだ。
【００９８】
上記フォトダイオード４０は、サスペンション上のフレキシブルプリント基板３５に集積化しても良い。このようにすることにより、フォトダイオードをスライダの側面に貼り付ける工程を省くことが出来るので、組み立て時間・コストを下げることが出来る。本実施例では、図２９に示すように、側面に電極４１が形成されたフォトダイオードの素子、もしくは図３０に示すように、フレキシブルプリント基板３５に接触する面に電極４１が形成されたフォトダイオード素子をプリント基板上に固定した。フォトダイオードの電極４１と配線４４は半田もしくは導電性接着剤で接続した。
【００９９】
上記実施例では、パワーモニタ用導波路を、近接場光素子１に光を導入するための導波路３の途中から分岐するように形成したが、図３１に示すように、スライダ浮上面１７に対して斜めに光が入射するように、近接場光素子１に光を導入するための導波路３を配置し、スライダ浮上面１７で反射した光をパワーモニタ用導波路４３で光検出器４０に導いても良い。このようにすることにより、近接場光素子１に光を導入するための導波路３の途中を分岐させる必要がないので、近接場光素子１に導入する光の量を多くすることが出来、光利用効率を上げることができる。
【０１００】
ヘッド製造工程において、スライダ加工後に半導体レーザを取り付ける前に、近接場光発生素子や磁気ヘッドの性能をテストすることが好ましい。近接場光発生素子や磁気ヘッドの作製歩留まりが１００％でない場合、このようなテストなしで半導体レーザを組み立てると、近接場光発生素子や磁気ヘッドの性能が悪い場合、半導体レーザを破棄することになり、コスト上昇につながる。素子のテストは、スライダを実際に媒体上に浮上させて記録再生することに行うことが好ましいが、そのためには、スライダを浮上させた状態で、外部から導波路に光を導入する必要がある。
【０１０１】
図３２は、ヘッド性能評価に用いる検査システムの光学系を示す。図３２（ａ）の実施例では、光ファイバ７８を用いて光を導入した例を示す。光ファイバ７８は、外部のステージ、もしくはテスト中にスライダを保持する部品８１に固定した。光ファイバ先端には、微小なマイクロレンズ７９を形成し、出射光を平行光にした。なお、出射光は集光させても良い。導波路に結合した光のパワーは、パワーモニタ用導波路４３及びその出射端に置いた光検出器（フォトダイオード）４０を用いてモニターした。テストの場合は、フォトダイオードは、スライダに固定せず、外部のステージもしくはテスト中にスライダを保持する部品８１に固定した。まず、光検出器４０でモニターした光量が最大になるように、光ファイバの位置を調整し、次に光量が所定の値になるように、光ファイバに導入するレーザ光強度を調整した。その後、記録再生を行い、記録ヘッドの特性を評価した。
【０１０２】
図３２（ｂ）の実施例では、レーザからの光を対物レンズ８０で平行光もしくは収束光にし、それをミラーもしくはプリズム８２で反射させて、導波路に導入した。対物レンズやミラーは、外部ステージ、もしくはテスト中にスライダを保持する部品８１上に配置した。テスト中にスライダを保持する部品８１上に配置する場合、光軸調整は、対物レンズ８０もしくはミラー８２を、ピエゾ素子又は静電アクチュエータで動かすことで行った。
【０１０３】
ヘッドの性能テストの際、光をスライダ上部に置いた対物レンズから導入できるように、テスト用導波路をスライダ内に形成しても良い。図３３は、その実施例を示す。テストに用いる光を導入するための導波路４７を、その導波路の入口がスライダの上面に位置するように形成した。テストに用いる光を導入するための導波路４７は、スライダ側面に置かれた半導体レーザからの光を導入するための導波路３に、途中で重なるように配置した。上部から光を入れるために、スライダ保持部品８１には穴を開け、その穴を通して、導波路に光を導入した。導波路に入れる光は、対物レンズ８０を用いて集光させた。このように対物レンズ８０を上部に配置する場合、対物レンズ８０とスライダ５の距離を小さくすることができ、ワーキングディスタンスの短いレンズを用いることができる。したがって、対物レンズとして顕微鏡用の対物レンズを用いることにより、スライダの上面を高倍率で観察しながらレーザ光と導波路の位置調整を行うことができ、位置調整が容易になる。テスト用の導波路４７とスライダ側面に置かれた半導体レーザからの光を導入するための導波路３とは、図３３（ａ）のように、それぞれが重なるように配置しても良いし、図３３（ｂ）のように、２つの導波路間の距離Ｄ1が数１０〜数１００ｎｍになるように配置しても良い。図３３（ｂ）の場合は、テスト用の導波路４７のコア周辺に発生するエバネッセント光が、スライダ側面に置かれた半導体レーザからの光を導入するための導波路３に結合することで、光が導波路３に導入される。また、パワーモニタ用の導波路４３も形成する場合は、図３３（ｃ）に示すように、パワーモニタ用の導波路４３とテスト用の導波路４７が立体的に交差するように配置すれば良い。本実施例では、パワーモニタ用の導波路４３と半導体レーザからの光を導入するための導波路３を別のレイヤーに形成し、２つの導波路が上下に重なる部分において、２つの導波路の間隔Ｄ2は２５０ｎｍとなるようにした。
【０１０４】
図３４は、半導体レーザ３０が搭載されたマウント３２をスライダ５の側面に取り付けるための装置（アライメント装置）の実施例を示す。サブマウント３２及びスライダ５は、それぞれ真空吸着ステージ４９の上に固定した。位置合わせのためには、図３５（ａ）に示すように、スライダ側面にアライメントマーク６２を導波路の入口１６の両側に形成した。このアライメントマーク６２は、記録素子や導波路をウェハ上に加工する途中の工程で形成し、材質はＣｒ，Ａｕ，Ｃｕ，ＦｅＣｏ，Ｓｉなど光を反射もしくは吸収しやすい材質にした。アライメントマーク６２と導波路の入口１６は同一直線状に並ぶようにし、２つのアライメントマーク６２の中点に導波路の入口１６が位置するようにした。また、図３５（ｂ）に示すように、半導体レーザ３０の出射端面にもアライメントマークを形成した。この実施例では、アライメントマークとして、活性層の両側にエッチングで突起６３を形成した。半導体レーザ３０の特性を考慮して、突起６３をカバー層６５で覆う必要がある場合は、突起６３の周りに、Ｃｒ，Ａｕ，Ｃｕ，ＦｅＣｏ，Ｓｉなど光を反射もしくは吸収しやすい材質の膜６４を形成した。活性層３１は、２つの突起６３の中点に位置するようにした。アライメントの際は、スライダ側面のアライメントマーク６２と半導体レーザ３０の出射端面のアライメントマークをそれぞれＣＣＤで観察して位置を確認した後、真空吸着ステージ４９を動かすことで、スライダ５中の導波路と半導体レーザ３０の位置を合わせた。スライダ５とサブマウントの間には、あらかじめ光硬化性、もしくは熱硬化性を有する導電性接着剤を塗布しておき、アライメント完了後、光照射もしくは加熱により接着剤を硬化させた。
【０１０５】
上記アライメントは、アライメント中に半導体レーザを発光させ、導波路に導入される光のパワーをモニターしながら行っても良い（アクティブアライメント）。図３６は、そのためのアライメント装置の構成例を示す。この実施例では、半導体レーザ３０は、図１３に示す構造のサブマウント３２上に搭載した。半導体レーザ３０を搭載したサブマウント３２とスライダ５は、それぞれ真空吸着ステージ４９の上に固定した。半導体レーザ３０に電流を供給するためには、サブマウント３２用の真空吸着ステージの中に金属のピン８３を配置し、そのピンをサブマウント３２上の電極もしくは半導体レーザ３０上の電極に下から押し当てた。そのピンに電流を流すことで、半導体レーザ３０を発光させた。導波路３に結合した光をモニターするためには、スライダ５の中にパワーモニタ用導波路４３を形成し、その出口から出射する光を、光検出器４０で検出した。この検出光が最大となるように、サブマウント３２が載った真空吸着ステージ４９を動かした。スライダ５とサブマウント３２の間には、あらかじめ光硬化性、もしくは熱硬化性を有する導電性接着剤を塗布しておき、アライメント完了後、光照射もしくは加熱により接着剤を硬化させた。本実施例では、光検出器４０は、パワーモニタ用導波路４３の出口に置いたが、近接場光素子に光を導入するための導波路３の出口から出射する光を光検出器４０で検出しても良い。また、アライメント中は半導体レーザを発光させず、アライメントマークを使って位置合わせをし、アライメント終了後の検査のために、半導体レーザを発光させても良い。この場合は、アライメント終了後、半導体レーザを発光させ、導波路から出射する光の強度が基準値以上となるものを合格とした。
【０１０６】
上記のように、本発明の半導体レーザをスライダの側面に配置した構造を用いる場合、横に並べるように配置した２つのホルダの上に半導体レーザ用のサブマウントとスライダをそれぞれ置いて位置調整を行うことが出来る。したがって、部品の保持が容易で、調整に必要な時間を短縮することが出来る。その結果、製造コストを安くすることが出来る。
【０１０７】
上記実施例では、半導体レーザとして、端面発光レーザを用いたが、図３７に示すように、面発光レーザ８４を用いても良い。面発光レーザの閾値電流は端面発光レーザに比べ小さいので、このように面発光レーザを用いることにより、消費電力を小さくすることが出来る。なお、記録を行うためには、レーザの出力は１０ｍＷ以上である必要があるが、面発光レーザの場合、大きな出力を得るためには、ビーム径が大きくなってしまう（１０μｍ以上）。したがって、スポットサイズコンバータの変換率を大きくする必要があり、そのためにはスポットサイズコンバータの長さＷ23を大きくする必要がある。そこで本実施例では、図２４の場合と同様、半導体レーザが配置されたスライダ側面と反対側に、近接場光発生１と磁気ヘッドを寄せて配置することにより、変換率を大きくした。
【０１０８】
図３８に、本発明の記録ヘッドを用いた記録装置の全体図を示す。浮上スライダ５はサスペンション５６に固定し、ボイスコイルモータ５１からなるアクチュエータによって磁気ディスク１４上の所望トラック位置に位置決めした。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク１４の上を浮上量５ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク１４は、モータによって回転駆動されるスピンドル５３に固定し回転させた。半導体レーザ及びサブマウント５５は、スライダ５の側面に配置した。半導体レーザ及びサブマウント５５は、スピンドル５３の軸にぶつからないように、ディスクの外周側に配置した。半導体レーザの駆動電流はフレキシブルプリント基板５０を通して供給し、その駆動用ＩＣは、回路基板５２上に配置した。記録信号は、信号処理用ＬＳＩ５４で発生させ、記録信号及び半導体レーザ用電源は、フレキシブルプリント基板５０を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、浮上スライダ５中に設けたコイルにより記録磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、磁気記録媒体１４の記録層に記録マークを形成した。磁気記録媒体１４上に記録されたデータは、浮上スライダ５中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路５４により行った。
【符号の説明】
【０１０９】
１  近接場光発生素子（金属構造体）
２  主磁極
３  導波路コア
４  再生素子
５  スライダ
６  磁気ヘッド
７  コイル
８  リターンポール
９  シールド
１０  フレクシャー
１１  ロードビーム
１２  ディンプル
１３  配線
１４  磁気記録媒体
１４’記録層
１５  導波路クラッド
１６  導波路入口
１７  スライダ浮上面
１８  スポット径変換用コア
１９  スポット径コンバータ
２０  近接場光が発生する頂点部
２１  金属構造体の上部
２２  金属構造体の下部
２５  散乱体表面のリセス部
２６  金属構造体のテーパ部
２７  コイルで発生した磁束を伝える磁極
２８  主磁極上部
２９  金属構造体の導波路側の側面
３０  半導体レーザ
３１  活性層
３２  サブマウント
３３  レーザ用電極
３４  磁気ヘッド用電極
３５  フレキシブルプリント基板
３６  半田
３７  導電性接着剤
３８  ミラー
３９  金属もしくはクラッドよりも屈折率が小さい材料の膜
４０  光検出器
４１  光検出器用電極
４２  受光面
４３  パワーモニタ用導波路
４４  フォトダイオード用配線
４５  半導体レーザ上の電極
４６  導電性接着剤又は半田
４７  テスト用導波路
４８  フォトダイオード用マウント
４９  真空吸着ステージ
５０  ドライバ用フレキシブルプリント基板
５１  ボイスコイルモータ
５２  ドライバ用回路基板
５３  スピンドル
５４  信号処理用ＬＳＩ
５５  半導体レーザ及びサブマウント
５６  サスペンション
６０  磁極の角に形成された切欠き
６１  ２つの頂点間のギャップ
６２  アライメントマーク
６３  アライメント用突起
６４  アライメント用突起周辺に形成された膜
６５  カバー層
６６  サブマウントの側面
６７  サブマウントの段差部に形成した電極
６８  半導体レーザの出射端と反対側にあるサブマウント側面
６９  導波路の終端部
７０  光透過性樹脂
７１  絶縁材
７２  配線露出部
７３  ポリイミド
７４  導波路終端に形成された低屈折率部
７５  反射膜
７６  重り
７７  スライダ側面
７８  光ファイバ
７９  マイクロレンズ
８０  対物レンズ
８１  スライダ保持用部品
８２  ミラー又はプリズム
８３  真空吸着器上の電極
８４  面発光レーザ
９０  反射防止膜
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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