(57)【要約】  入射光を偏向して後段の光学素子に光学性能が劣化すること無く結合させることができる偏向光学素子を提供する。このため、入射光を偏向面内で偏向し、前記入射光の光軸と平行ではない光軸の射出光を、前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を法線とする回折格子、又は、前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を光軸とする屈折光学系に結合させる偏向光学素子であって、回折面と反射面とを有し、前記角度θｎと、前記回折面における回折角の総和の角度θｔと、前記入射光の光軸と前記射出光の光軸とが交差してなす鋭角側の角度θａは、条件式０  ≦  θｎ  ＜  θａ  ＜  θｔを満足する。
2010007897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を偏向面内で偏向し、前記入射光の光軸と平行ではない光軸の射出光を、
前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を法線とする回折格子、又は、前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を光軸とする屈折光学系に結合させる偏向光学素子であって、
回折面と反射面とを有し、
前記角度θｎと、前記回折面における回折角の総和の角度θｔと、前記入射光の光軸と前記射出光の光軸とが交差してなす鋭角側の角度θａとが、以下の条件式を満足することを特徴とする偏向光学素子。
０  ≦  θｎ  ＜  θａ  ＜  θｔ
【請求項２】
前記回折面が１つであることを特徴とする請求項１に記載の偏向光学素子。
【請求項３】
前記角度θａが３０°から６０°の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向光学素子。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の偏向光学素子と、
前記偏向素子からの射出光が入射される回折格子と、この回折格子から入射された光を伝搬して記録媒体に向かって放射する光学素子とが設けられたスライダと、を備えることを特徴とする光記録ヘッド。
【請求項５】
前記偏向素子からの射出光を受ける前記回折格子の入射面は、前記偏向光学素子への入射光の光軸に対して垂直であることを特徴とする請求項４に記載の光記録ヘッド。
【請求項６】
光源と、
前記光源からの光が入射する請求項５に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドによって情報が記録される記録媒体と、
を備えていることを特徴とする光記録装置。
【請求項７】
前記光源から前記光記録ヘッドへの入射光は、光軸に対して垂直な方向における光束断面形状が円形であることを特徴とする請求項６に記載の光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向光学素子、光記録ヘッド及び光記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は情報記録媒体の高密度化が求められ、様々な方式の記録方法が提案されている。熱アシスト磁気記録方法もそのうちの１つである。高密度化するために１個１個の磁区の大きさを小さくする必要があるが、データを安定して保存するために保磁力の大きい材料を使う。このような記録媒体では書き込むときに強い磁界を発生させる必要があるが、小さくなった磁区に対応する小さなヘッドでは限界がある。【０００３】
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。【０００４】
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法は光アシスト式と呼ばれている。光アシスト式で高密度記録を行う場合、使用光の波長以下の微小な光スポットを必要とする。【０００５】
そのため、入射光の波長以下の大きさの光学的開口から発生する近接場光（近視野光とも称する。）を利用する光ヘッドが使用されている。上記のような微小な光スポットでありながら集光効率のよい光記録ヘッドとして以下が提案されている（特許文献１参照）。【０００６】
光記録ヘッドは、書き込み磁極とこの書き込み磁極に隣接したコア層とクラッド層を有する平面導波路を備えている。コア層は、該コア層内で電磁波を反射して焦点に導く放物線形状をした少なくとも１つのエッジを備え、また放物線の焦点が位置する先端部は放物線の先端部が切り取られたような平面形状をしている。この先端部は、記録ヘッドが記録媒体と対向する空気ベアリング（ＡＢＳ：Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）面に隣接して設けられている。【０００７】
コア層には、該コア層内に光を導入する回折格子が設けられ、この回折格子に対して、例えば平行光としたレーザ光を所定の入射角で照射すると、レーザ光は効率よくコア層に結合され、先端部の近傍に位置する焦点に収束する。この先端部から放射される光により記録媒体が照射され加熱される。【０００８】
また、光アシスト式磁気記録ヘッドと原理的に似ている光磁気記録（ＭＯ）ヘッドにおいて、光磁気記録（ＭＯ）ヘッドを薄型にするために、半導体レーザ光を偏向する素子として、集束光又は発散光と平行光との変換機能、光軸を折り曲げる機能、半導体レーザの発光強度分布の非等方性を補正する機能を備えた反射型回折格子が用いられているものがある。この反射型回折格子は、半導体レーザから発せられる楕円形状の発散光を、円形状の平行光に変換する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６９４４１１２号明細書
【特許文献２】特開平５−３２５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されている平面導波路において、光源からの平行光をコア層に結合させる回折格子に、光軸に対して垂直な光束断面形状が円形の平行光が所定の角度で入射する場合、回折格子の入射面における入射光の断面形状は、入射角度を示す方向に長軸を有する楕円形となる。【００１１】
このような楕円形の光束が、例えば上記の平面導波路が有している回折格子に入射する場合、あらゆる収差が大きくなる。特に球面収差や像面湾曲は、光束の偏向方向では原理的に大きいので性能低下が著しい。よって、回折格子によりコア層に結合された光がコア層内を導波して、先端部の近傍に位置する焦点に収束する際、上述の収差の影響により小さい光スポットを形成することが困難となる。【００１２】
また、特許文献２に記載してある反射型回折格子は、光の逆進性より、円形の平行光を入射させると、反射光を偏向方向に短軸を持つ楕円形状にすることができる。しかしながら、偏向方向は概直角であり、反射された光は収束光である。このため、仮に特許文献１の光記録ヘッドに適用したとしても、回折格子に入射する光の収差を小さくして、平面導波路により小さい光スポットを形成することに対応出来ない。また、反射型回折格子の傾きを４５°以下として光磁気記録ヘッドの薄型化を図ることができるとしてはいるものの、偏向角度は略直角であるため、偏向後の光路上に配置される後段の光学系は、光記録ヘッドの厚みを増す要因になってしまい、光記録ヘッドの薄型化は望めない。【００１３】
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、入射光を偏向して後段の光学素子に光学性能の劣化を抑えて結合させることができ、更に、例えば光記録ヘッドを薄く、小型にできる偏向光学素子、この偏向光学素子を備えた光記録ヘッド及び光記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、以下の構成により解決される。【００１５】
１．入射光を偏向面内で偏向し、前記入射光の光軸と平行ではない光軸の射出光を、
前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を法線とする回折格子、又は、前記入射光の光軸と鋭角側の角度が角度θｎで交差する線を光軸とする屈折光学系に結合させる偏向光学素子であって、
回折面と反射面とを有し、
前記角度θｎと、前記回折面における回折角の総和の角度θｔと、前記入射光の光軸と前記射出光の光軸とが交差してなす鋭角側の角度θａとが、以下の条件式を満足することを特徴とする偏向光学素子。
０  ≦  θｎ  ＜  θａ  ＜  θｔ
２．前記回折面が１つであることを特徴とする前記１に記載の偏向光学素子。【００１６】
３．前記角度θａが３０°から６０°の範囲にあることを特徴とする前記１又は２に記載の偏向光学素子。【００１７】
４．前記１から３の何れか一項に記載の偏向光学素子と、
前記偏向素子からの射出光が入射される回折格子と、この回折格子から入射された光を伝搬して記録媒体に向かって放射する光学素子とが設けられたスライダと、を備えることを特徴とする光記録ヘッド。【００１８】
５．前記偏向素子からの射出光を受ける前記回折格子の入射面は、前記偏向光学素子への入射光の光軸に対して垂直であることを特徴とする前記４に記載の光記録ヘッド。【００１９】
６．光源と、
前記光源からの光が入射する前記５に記載の光記録ヘッドと、
前記光記録ヘッドによって情報が記録される記録媒体と、
を備えていることを特徴とする光記録装置。【００２０】
７．前記光源から前記光記録ヘッドへの入射光は、光軸に対して垂直な方向における光束断面形状が円形であることを特徴とする前記６に記載の光記録装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、入射光を偏向して後段の光学素子に光学性能の劣化を抑えて結合させることができ、更に、光記録ヘッドに適用した場合には装置の薄型化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態における光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光アシスト磁気記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】光記録ヘッドの概略構成を示す図である。
【図３】導波路の正面図を示す図である。
【図４】導波路の側面図を示す図である。
【図５】プラズモンプローブの例を示す図である。
【図６】実施例１の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図７】実施例２の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図８】実施例３の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図９】実施例４の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１０】実施例５の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１１】実施例６の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１２】実施例７の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１３】実施例８の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１４】実施例９の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１５】実施例１０の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１６】実施例１１の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１７】実施例１２の偏向光学素子の断面と光路を示す図である。
【図１８】回折格子への入射光の入射面における形状を説明する図である。
【図１９】偏向光学素子の射出光が屈折光学系へ入射する例を示す図である。
【図２０】参考例の光記録ヘッドの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明の課題をより明確にするため、図２０を用いて、参考例を説明する。
【００２４】
図２０に参考例の光記録ヘッド７０の構成を示す。光源５０から射出された平行光である光５２は、ミラー７１にて偏向され、所定の入射角度で平面導波路２０が有している回折格子２０ａに入射する。回折格子２０ａに入射した光は、平面導波路２０を進んで、ディスク２に向かって放射される。平面導波路２０は、サスペンション４に支持されたスライダ３０の側面に設けてある。
【００２５】
光５２は、光軸に対して垂直な光束断面形状が円形である。これは、レーザ光源を用いる場合、一般的に最も入手しやすいものは、光軸に対して垂直な光束断面形状が円形になっていることによる。ミラー７１の単純な反射面のみを用いて光５２を偏向させる場合、光５２の光軸に垂直な面内での光束幅は変化しない。このため、光５２の光軸に対して法線が平行な入射面を持つ回折格子２０ａに対しては、偏向方向に幅の大きい光束、すなわち図２０において、ｙ方向に長軸をもつ楕円形状の光束が入射する。
【００２６】
このような楕円形状の光束が、回折格子２０ａに入射する場合、あらゆる収差が大きくなる。特に球面収差や像面湾曲は、光束の偏向方向では大きいので性能低下が著しい。よって、回折格子２０ａにより平面導波路２０に結合された光が先端部の近傍に位置する焦点に収束する際、上述の収差の影響により小さい光スポットを形成することが困難となる。
【００２７】
一般的に、上述のような球面収差や像面湾曲が大きい、所謂、軸外光束に対しては、例えば、光束規制を用いて偏向方向の光束幅を小さくして、収差を抑えることが考えられるが、光束規制を行うと光量が減少するという問題が発生する。
【００２８】
本発明は、上述の参考例の課題を鑑みてなされたものであって、入射光を偏向して後段の光学素子に光学性能の劣化を抑えて結合させることができる偏向光学素子に関する。この偏向光学素子は、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。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態である光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光アシスト磁気記録装置を説明するが、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。
【００３０】
図１に、本発明の実施の形態における光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光アシスト磁気記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成を示す。この光アシスト磁気記録装置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
光アシスト磁気記録装置１００においては、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。
【００３１】
図２は、光記録ヘッド３の構成を側面から概念的に示している。光記録ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光記録ヘッドであって、スライダ３０、平面導波路２０、磁気記録部４０、磁気再生部４１を備えている。
【００３２】
スライダ３０は、浮上しながらディスク２に対して相対的に移動するが、ディスク２に付着したごみや、ディスク２に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダ３０の材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ２Ｏ３を含むセラミック材料、ＡｌＴｉＣやジルコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ３０のディスク２側の面に耐摩耗性を増すために表面処理を行っても良い。例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）被膜を用いると、近赤外光の透過率も高く、ダイヤモンドに次ぐＨｖ＝３０００以上の硬度が得られる。
【００３３】
また、スライダ３０のディスク２と対峙する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ）面とも称する。）を有している。
【００３４】
光源５０は、光軸に対して垂直な光束断面形状が円形である平行光を射出するレーザ素子である。光源５０から射出される光５２は、平行光で、平面導波路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。光源５０は、回折格子２０ａに平行光を入射することができればよく、上記の構成に限定されず、例えば光ファイバを用いてその端部から光を射出するものであってもよいし、複数枚のレンズを備えた光学系と組み合わせたものであってもよい。
【００３５】
光源５０から射出された光５２は、偏向光学素子５１で偏向され、偏向された光５２ａは、所定の入射角で平面導波路２０の回折格子２０ａに入射する。偏向光学素子５１は、光源５０から射出された光５２が回折格子２０ａに効率よく結合する所定の入射角で入射できるように、光５２を偏向する。尚、偏向光学素子は、総称して符号５１で示し、偏向光学素子５１の具体例として示す場合は、符号５１に更に別の符号を付加して、例えば偏向光学素子５１Ａ、偏向光学素子５１Ｂ等と示す。
【００３６】
平面導波路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射出するコア層とクラッド層からなる導波路とを備えており、偏向光学素子５１で偏向された光は、回折格子２０ａを介して導波路、詳しくはコア層に結合される。コア層に結合された光は、コア層の先端面２４に進み、加熱のための放射光６０としてディスク２に向かって放射される。
【００３７】
光源５０を固定する位置は、図２のようにサスペンション４としているが、アーム５に固定してもよい。光源５０を光記録ヘッド３より離して配置することは、光記録ヘッド３が光源５０の発熱の影響を受け難くする点、および光源５０の重さや光源によって生じる付加的な応力によってスライダ３０の浮上が妨げられない点で好ましい。
【００３８】
放射光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。
【００３９】
図２では、ディスク２の記録領域への進入側から退出側（図の矢印２ａ方向）にかけて、平面導波路２０、磁気記録部４０、磁気再生部４１の順に配置されている。このように、平面導波路２０の直後に磁気記録部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、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は、磁気記録部４０の直後に設けているが、平面導波路２０の直前に設けてもよい。
【００４０】
平面導波路２０の正面図を図３、側面図を図４にそれぞれ模式的に示す。平面導波路２０は、導波路を構成するコア層２１とクラッド層２２を有し、コア層２１には、光入力部である回折格子２０ａが形成されている。導波路は、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、クラッド層２２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、効率よく矢印２５の方向に進み、先端面２４に到達する。
【００４１】
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、またクラッド層２２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。
【００４２】
コア層２１は、結合された光をコア層２１の焦点Ｆに向かって反射するように形成された、外周面の輪郭形状が放物線である側面２６、２７を備えている。図３において、放物線の左右対称の中心軸を軸Ｃ（準線（図示しない）に垂直で焦点Ｆを通る線）で示し、放物線の焦点を焦点Ｆとして示している。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。
【００４３】
また、導波路のコア層２１は、ディスク２に隣接する放物線の先端が切断されたような平面形状の先端面２４を備えている。
【００４４】
焦点Ｆから放射される光は急に広がるため、先端面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、また、先端面２４に焦点Ｆを形成してもよい。
【００４５】
コア層２１の焦点Ｆ又はその近傍には、近接場光発生用のプラズモンプローブ２４ｄが配置されている。プラズモンプローブ２４ｄの形状の具体例を図５に示す。
【００４６】
図５において、（ａ）は三角形の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ２４ｄ、（ｂ）はボウタイ型の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ２４ｄであり、何れも曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。また、（ｃ）は開口を有する平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ２４ｄであり、曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。これらのプラズモンプローブ２４ｄに光が作用すると、その頂点Ｐ近辺に近接場光が発生して、非常に小さいスポットサイズの光を用いた記録又は再生を行うことが可能となる。つまり、コア層２１の焦点Ｆ又はその近傍にプラズモンプローブ２４ｄを設けることにより局所プラズモンを発生させれば、焦点に形成された光スポットのサイズをより小さくすることができ、高密度記録に有利となる。尚、焦点Ｆにプラズモンプローブ２４ｄの頂点Ｐが位置することが好ましい。
【００４７】
平面導波路２０のコア層２１に設けてある回折格子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に対して平行な複数の溝により構成されている。この回折格子２０ａは、光源５０から射出する光５２が偏向光学素子５１により偏向されて所定の入射角で入射される。回折格子２０ａに所定の入射角度で入射された光は、効率良くコア層２１に結合させることができる。
【００４８】
図３において、回折格子２０ａに入射する偏向光学素子５１により偏向された光５２ａを光スポット５５で示している。光スポット５５の形状は、軸Ｃ方向を短軸とする楕円形状である。この楕円形状に関して、後述する。
【００４９】
所定の入射角で回折格子２０ａに入射する光５２ａは、コア層２１に結合され、図３の紙面垂直方向から見た場合に、側面２６、２７の形状を表す放物線の軸Ｃに平行に進み、焦点Ｆに集束する。
【００５０】
偏向光学素子５１の一例（後述する実施例１の偏向光学素子５１Ａ）を図６に示す。偏向光学素子５１Ａは、光５２が入射する入射面である第１面Ｓ１に回折面を備え、入射した光は、回折面で偏向され、偏向された光は反射面である第２面Ｓ２及び反射面である第３面Ｓ３で２回偏向され、射出面である第４面Ｓ４で屈折されて射出される。入射光である光５２の光軸ＡＸと第４面Ｓ４から射出する射出光である光５２ａの光軸ＢＸとは平行でない。上記の全ての偏向は、１つの偏向面（図中紙面と一致する面）内でなされている。第１面Ｓ１に入射する光５２は、光軸ＡＸに対して垂直な断面形状が円形の平行光である。
【００５１】
第１面Ｓ１の回折面による回折角は６０°であり、この偏向光学素子５１Ａは他に回折面を持たないため、偏向光学素子５１Ａにおける回折角の総和の角度θｔは６０°である。回折面における回折角は、回折格子が設けてある入射面（回折面）に入射する光が、その入射面に回折格子がない平面として反射、屈折等により進む方向（以降の実施例において軸Ｒで示す。）と、実際に回折光が偏向して進む方向（以降の実施例において軸ＤＸで示す。）と、が成す角度とする。偏向光学素子５１Ａにおいては、光５２が第１面Ｓ１に垂直に入射するため、回折格子がない場合、光５２は、そのまま光軸ＡＸ上を真っ直ぐに進むが、実際には回折格子があるため軸ＤＸ方向に偏向される。よって、この場合の回折角は、図６中の角度θｔとなる。
【００５２】
また、入射光（光５２）に対する射出光（光５２ａ）の偏向角θｄは５２．４°である。入射光（光５２）の光軸ＡＸと射出光（光５２ａ）の光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａは、偏向角θｄが９０°未満の場合は、
θａ＝θｄ
であり、偏向角θｄが９０°を超える場合は、
θａ＝１８０°−θｄ
である。尚、偏向角θｄ＝９０°の場合は本実施形態の対象とはしていない。
【００５３】
よって、偏向光学素子５１Ａにおける角度θａは５２．４°となり、角度θｔ（＝６０°）は角度θａより大きい。
【００５４】
さらに、平面導波路２０が備える回折格子２０ａの入射面２０ｆの法線Ｎは、光５２の光軸と平行である。すなわち、光５２の光軸と法線Ｎとが交差する角度（鋭角）θｎは０°である。
【００５５】
従って、上記で説明した角度θｔと、角度θａと、角度θｎとは、以下の条件式（１）０  ≦  θｎ  ＜  θａ  ＜  θｔ        （１）
を満足している。
【００５６】
まず、角度θａが角度θｎよりも大きい関係にあるのは、偏向光学素子５１によって光５２の角度を変えて回折格子２０ａに入射することを意味する。また、角度θｔが角度θａよりも大きい関係にあるのは、光５２ａの断面形状の幅を偏向方向（ｙ方向）について縮めることを意味する。
【００５７】
従って、偏向光学素子５１Ａから射出される光５２ａが回折格子２０ａに入射する入射面２０ｆにおける、光５２ａの光軸ＢＸに垂直な断面形状は、偏向方向に垂直方向（ｘ方向）の幅を変えること無く、偏向方向（ｙ方向）の幅を短くして、偏向方向を短軸とする楕円形状とすることができる。このため、回折格子２０ａに入射する光の収差を良好とすることができるため、コア層２１に効率よく結合し、コア層２１内を導波して焦点Ｆに小さいスポット光を形成することができる。
【００５８】
尚、第１面Ｓ１に入射する光５２は、平行光であるが、光軸に対して垂直な断面形状が円形から多少変形されていても、光５２ａの断面形状を偏向方向（ｙ方向）について光５２に対して短くできることに変わりはなく、回折格子２０ａに入射する光の収差を改善できることには変わりはない。
【００５９】
図６の偏向光学素子５１Ａでは、回折面を１つとしているが、複数で構成してもよく、この場合、複数の回折面の回折角の総和（回折角の絶対値の総和）を、入射光（光５２）の光軸と射出光（光５２ａ）の光軸とが交差してなす鋭角側の角度θａより大きくすることにより、上記と同様に回折格子２０ａに入射する光５２ａの断面形状を偏向方向について縮めることができる（後述する実施例７を参照）。
【００６０】
光記録ヘッド３は、例えば１ｍｍ（長さ）×１ｍｍ（幅）×０．５ｍｍ（高さ）といった小型であることが望まれている。このため、光記録ヘッド３に使用される偏向光学素子５１や平面導波路２０の配置によってもできるだけ小型化を考慮する必要がある。
【００６１】
回折格子２０ａの入射面は、光５２の光軸に対して垂直であるのが好ましい。光源５０から射出された光５２が平面導波路２０の回折格子２０ａに入射する場合、平面導波路２０を光５２の光軸に対して垂直に配置することになり、平面導波路２０を備えるスライダ３０の形状を単純な直方体にすることができる。また、光源５０、偏向光学素子５１及びスライダ３０を、サスペンション４やアーム５の裏面に並置して配置することができ、薄型化を図ることができる。
【００６２】
偏向光学素子５１と平面導波路２０との配置において、最も小体積な配置となるのは偏向角６０°付近が好ましい。偏向光学素子５１を正三角形の頂点に相当する位置に配置し、平面導波路２０を底辺の頂点に相当する位置に配置でき、高さと長さのバランスをとることができるからである。
【００６３】
また、光記録ヘッド３の高さ方向に薄くするには偏向角３０°付近が好ましい。例えば、平面導波路２０の高さが０．２ｍｍ程度とし、光源５０からの光５２の光束径が０．０５ｍｍとすると、平面導波路２０への光入射角度を考慮して偏向光学素子５１を配置したとき、これらより構成される光記録ヘッド３の高さは、平面導波路２０の高さの２倍程度の０．５ｍｍ程度と薄くすることができる。
【００６４】
さらに、平面導波路２０が備える回折格子２０ａの製造条件からは、望ましい偏向角は５０°付近である。入射角を５０°、偏向角４０°とする回折格子においては、格子の周期が０．１μｍピッチ程度（光源の波長：７８０ｎｍ付近）と細かくなりすぎないため製造が容易であると共に、回折格子に入射する光束径（おおよそφ５０μｍ）に対して、格子本数を充分多く取ることができ、良好な光結合を行うことができる。
【００６５】
また、光源５０と平面導波路２０との配置によっては、偏向角θｄが９０°を超えて、大きく折り返す場合が考えられる。例えば、図２においては、紙面向かって左側からサスペンション４に固定されている順序は、光源５０、偏向光学素子５１、光記録ヘッド３の平面導波路２０であるが、この順序を変えて、平面導波路２０を光記録ヘッドの右側面に備え、サスペンション４の右端部に偏向光学素子５１を備える場合である。こうした場合の偏向光学素子５１の一例（後述する実施例８の偏向光学素子５１Ｈ）を図１３に示す。この偏向光学素子５１Ｈは、偏向角θｄが９０°を超える場合であって、第１面Ｓ１の回折角の大きさ、すなわち角度θｔが、入射光（光５２）の光軸と射出光（光５２ａ）の光軸とが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝１８０°−θｄ）を超えて大きい。従って、この場合にも、偏向光学素子５１Ｈからの射出光５２ａが回折格子２０ａに入射する入射面２０ｆにおける光軸ＢＸに垂直な断面形状は、偏向方向（ｙ方向）を短軸とする楕円形状とすることができる（実施例８を参照）。
【００６６】
偏向角度θｄが１２０°、１５０°及び１３０°の場合、光記録ヘッド３は、それぞれ上述した６０°、３０°及び５０°の場合と同じ効果が得られる。
【００６７】
偏向角度θｄは、回折面及び反射面を適宜組み合わせることにより自由に設定することができるため、光記録ヘッド３を薄くしたり、小型にしたりすることに容易に対応できる。
【００６８】
これまで、偏向光学素子５１からの射出光（光５２ａ）は、平面上の回折格子２０ａに入射するものとして説明したが、回折格子の代わりに、球面レンズによる屈折光学系を配置した場合にも同様の効果を得ることができる。すなわち、図１９に示すように、屈折光学系の光軸ＣＸを、上述の回折格子の入射面における法線Ｎと同じ扱いとし、屈折光学系の最も偏向光学素子５１側の入射面２０ｄで、光軸ＣＸに垂直な面２０ｅにおける偏向光学素子５１からの射出光（光５２ａ）の光軸ＢＸに垂直な断面形状を、偏向方向（ｙ方向）を短軸とする楕円形状とすることができる。このため、回折格子の場合と同様に、屈折光学系に入射（結合）する光の収差を良好とすることができる。
【００６９】
偏向光学素子５１は、例えば、熱可塑性樹脂を材料として射出成形法やプレス成形法により形成することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）４８０Ｒ（屈折率１．５２５、日本ゼオン（株）製）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、例えば、スミペックス（登録商標）ＭＧＳＳ、屈折率１．４９、住友化学（株）製）、ＰＣ（ポリカーボネート、例えば、パンライト（登録商標）ＡＤ５５０３、屈折率１．５８５、帝人化成（株）製）等が挙げられる。また、ガラスを材料とすることもでき、例えば、ガラスを棒材にし、所望の断面形状となる様にプレス成形した後、回折格子となる面に、インプリント成形、又は、樹脂等で製造したフィルム状の回折格子を貼り付け、所定の長さに切断する等がある。
【００７０】
以上説明してきた実施の形態は、光アシスト式磁気記録ヘッド、及びそれを備えた光アシスト磁気記録装置に関するものであるが、記録媒体を光記録ディスクとした光記録ヘッド、光記録装置に利用することも可能である。この場合は、スライダ３０に設けた磁気記録部４０、磁気再生部４１は不要である。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の実施形態における偏向光学素子５１の具体例としての実施例１から１２を説明する。実施例１から１２に示す偏向光学素子は、光記録ヘッド３において、光源５０からの光軸に対して垂直な光束断面形状が円形の平行光（光５２）を平面導波路２０が備える回折格子２０ａに入射（結合）させる場合を想定している。偏向光学素子をなす材料は、樹脂とし、その屈折率は１．４９としている。【００７２】
実施例１から１２に対応する偏向光学素子５１Ａから５１Ｌの断面形状を図６から図１７に示す。【００７３】
図６から図１７に示す通り、偏向光学素子５１Ａから５１Ｌに入射する光５２の光軸と回折格子２０ａの入射面２０ｆの法線Ｎとは平行（θｎ＝０°）である。【００７４】
また、偏向面（図中紙面と一致する面）は１つであり、入射光（光５２）の光軸ＡＸと射出光（光５２ａ）の光軸ＢＸとは平行でない。回折格子２０ａへの入射光（光５２ａ）の入射面２０ｆにおける形状は図１８に示すように偏向光学素子５１Ａから５１Ｌによる偏向方向の径を径ａ、これに垂直な径を径ｂと表し、表中のビームの楕円形状として、径ａ：径ｂを示す。【００７５】
尚、実施例１から１２におけるビームの楕円形状は、光軸ＢＸに垂直な断面形状ではなく、入射面２０ｆにおけるスポットの形状を示している。すなわち、射出光（光５２ａ）の光軸ＢＸに垂直な断面形状を楕円とするだけでなく、さらに偏向方向（ｙ方向）の幅を縮めた結果として、入射面２０ｆにおけるスポットの形状が楕円となっているものである。【００７６】
偏向光学素子５１Ａから５１Ｌの光学断面を示す図６から図１７において、回折格子に入射する光がその回折格子がないものとして反射、屈折等により進む方向を軸Ｒで示している。この軸Ｒと実際に回折により偏向されて進む光の方向を軸ＤＸで示し、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度を回折角として、角度θｔで示す。尚、実施例７の偏向光学素子５１Ｇは、回折による偏向が２箇所あり、上記で説明したそれぞれの軸を、軸Ｒ１、軸Ｒ２、軸ＤＸ１、軸ＤＸ２で示し、それぞれ軸Ｒ１と軸ＤＸ１と、及び、軸Ｒ２と軸ＤＸ２とがなす角度θｔ１、角度θｔ２を回折角とする。
（実施例１）図６に偏向光学素子５１Ａの形状を示す。第１面Ｓ１の回折面は模式的に示している。入射する光５２は、第１面Ｓ１に垂直に入射し、回折により軸ＤＸ方向に偏向される。第１面Ｓ１に回折面がない場合、第１面Ｓ１に入射した光５２は、光５２の光軸ＡＸと同じ軸Ｒを光軸として進む。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは６０°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は５２．４°、回折格子２０ａの入射面２０ｆにおける形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．７７０：１である。この実施例１のように回折面を１つとすれば、回折面を複数設ける場合との比較において、製造上有利である。【００７７】
本実施例を含め以降の各実施例で示す表において、各面での入射・射出前後の径ａの変化率を参考として記載している。径ｂは変化しない（全て１となる）ため記載していない。【００７８】
【表１】
2010007897.tif 000003
【００７９】
（実施例２）図７に偏向光学素子５１Ｂの形状を示す。第３面Ｓ３の回折面は模式的に示している。第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３から射出される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５０°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は４８°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９４６：１である。【００８０】
【表２】
2010007897.tif 000004
【００８１】
（実施例３）図８に偏向光学素子５１Ｃの形状を示す。第３面Ｓ３の回折面は模式的に示している。第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３で反射される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５３．５°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は５２．４°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９７４：１である。【００８２】
【表３】
2010007897.tif 000005
【００８３】
（実施例４）図９に偏向光学素子５１Ｄの形状を示す。第２面Ｓ２の回折面は模式的に示している。第２面Ｓ２の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第２面Ｓ２で反射される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５３．５°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は５２．４°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９６８：１である。【００８４】
【表４】
2010007897.tif 000006
【００８５】
（実施例５）図１０に偏向光学素子５１Ｅの形状を示す。第３面Ｓ３の回折面は模式的に示している。第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３で反射される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５３．５°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は５２．４°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９７５：１である。【００８６】
【表５】
2010007897.tif 000007
【００８７】
（実施例６）図１１に偏向光学素子５１Ｆの形状を示す。第１面Ｓ１の回折面は模式的に示している。入射する光５２は、第１面Ｓ１に垂直に入射し、回折により軸ＤＸ方向に偏向する。第１面Ｓ１に回折面がない場合、第１面Ｓ１に入射した光５２は、光５２の光軸ＡＸと同じ軸Ｒを光軸として進む。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは６２°、入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は６０°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９３５：１である。【００８８】
【表６】
2010007897.tif 000008
【００８９】
（実施例７）図１２に偏向光学素子５１Ｇの形状を示す。第１面Ｓ１、第３面Ｓ３の回折面は模式的に示している。【００９０】
入射する光５２は、第１面Ｓ１に垂直に入射し、回折により軸ＤＸ１方向に偏向する。第１面Ｓ１に回折面がない場合、第１面Ｓ１に入射した光５２は、光５２の光軸ＡＸと同じ軸Ｒ１を光軸として進む。よって、回折角は、軸Ｒ１と軸ＤＸ１とがなす角度θｔ１とである。また、第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸ２で示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３で反射される光の軸を軸Ｒ２で示す。よって、回折角は、軸Ｒ２と軸ＤＸ２とがなす角度θｔ２である。よって、回折角の総和の角度θｔは６０°（＝θｔ１（３０°）＋θｔ２（３０°））となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（＝偏向角θｄ）は３０°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．８６５：１である。【００９１】
【表７】
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【００９２】
（実施例８）図１３に偏向光学素子５１Ｈの形状を示す。第１面Ｓ１の回折面は模式的に示している。入射する光５２は、第１面Ｓ１に垂直に入射し、回折により軸ＤＸ方向に偏向する。第１面Ｓ１に回折面がない場合、第１面Ｓ１に入射した光５２は、光５２の光軸ＡＸと同じ軸Ｒを光軸として進む。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは６０°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（偏向角θｄは１５０°）は３０°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．５７５：１である。【００９３】
【表８】
2010007897.tif 000010
【００９４】
（実施例９）図１４に偏向光学素子５１Ｉの形状を示す。第３面Ｓ３の回折面は模式的に示している。第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３から射出される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５０°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（偏向角θｄは１３２°）は４８°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９６１：１である。【００９５】
【表９】
2010007897.tif 000011
【００９６】
（実施例１０）図１５に偏向光学素子５１Ｊの形状を示す。第２面Ｓ２の回折格子面は模式的に示している。第２面Ｓ２の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第２面Ｓ２で反射される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５３．５°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（偏向角θｄは１２７．６°）は５２．４°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９１６：１である。【００９７】
【表１０】
2010007897.tif 000012
【００９８】
（実施例１１）図１６に偏向光学素子５１Ｋの形状を示す。第２面Ｓ２の回折格子面は模式的に示している。第３面Ｓ３の回折面により回折により偏向する方向を軸ＤＸで示し、回折面がない場合、第３面Ｓ３で反射される光の軸を軸Ｒで示す。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは５３．５°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（偏向角θｄは１２７．６°）は５２．４°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９７５：１である。【００９９】
【表１１】
2010007897.tif 000013
【０１００】
（実施例１２）図１７に偏向光学素子５１Ｌの形状を示す。第１面Ｓ１の回折格子面は模式的に示している。入射する光５２は、第１面Ｓ１に垂直に入射し、回折により軸ＤＸ方向に偏向する。第１面Ｓ１に回折面がない場合、第１面Ｓ１に入射した光５２は、光５２の光軸ＡＸと同じ軸Ｒを光軸として進む。よって、回折角は、軸Ｒと軸ＤＸとがなす角度で、他に回折面がないため、回折角の総和の角度θｔは６２°となる。入射する光５２の光軸ＡＸと射出する光５２ａの光軸ＢＸとが交差してなす鋭角側の角度θａ（偏向角θｄは１２０°）は６０°、回折格子２０ａに入射する光の入射面における形状は楕円形状で、径ａ：径ｂは０．９３９：１である。【０１０１】
【表１２】
2010007897.tif 000014
【０１０２】
実施例１から１２の何れにおいても、偏向光学素子５１Ａ〜５１Ｌから射出され、回折格子２０ａの入射面２０ｆに入射する光５２ａの偏向方向に垂直な方向の径ｂを変えることなく、径ａを径ｂより短くできるため、回折格子２０ａに入射する光の収差が良好となり、コア層２１に効率よく結合し、コア層２１内を導波して焦点Ｆに小さいスポット光を形成することができる。【０１０３】
また、上記実施例１から１２の何れの偏向光学素子５１Ａ〜５１Ｌにおいても、角度θａは、３０°から６０°の範囲内である。よって、偏向光学素子５１Ａ〜５１Ｌと平面導波路２０との配置において、光記録ヘッド３を小体積化、薄型化に対応することができる。更に、偏向光学素子５１Ａ〜５１Ｌからの光が入射する回折格子２０ａは、光結合が良好であって、且つ、容易に製造することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  筐体
２  ディスク
３  光記録ヘッド
４  サスペンション
２０  平面導波路
２０ａ  回折格子
２０ｄ、２０ｆ  入射面
２０ｅ  面
２１  コア層
２２  クラッド層
２４  先端面
２６、２７  側面
３０  スライダ
３２  ＡＢＳ面
４０  磁気記録部
４１  磁気再生部
５０  光源
５１、５１Ａ〜５１Ｌ  偏向光学素子
５２、５２ａ  光
５５  光スポット
６０  放射光
Ｃ  軸
Ｆ  焦点
ＡＸ、ＢＸ、ＣＸ  光軸
【図２】
2010007897.tif 000015
【図１０】
2010007897.tif 000016
【図１６】
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【図２０】
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【図１】
2010007897.tif 000019
【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１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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