(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路と、
前記導波路に隣接して配置され、かつ前記導波路を通過する光パワーによって加熱されるように構成された第１の温度センサと、
を含む熱アシスト磁気記録装置であって、
前記第１の温度センサは、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れ、前記第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、前記長さは、前記幅および前記厚さよりも大きく、前記長さは、前記導波路に対して実質的に垂直であり、
前記熱アシスト磁気記録装置は、前記導波路から離れて配置され、かつ背景温度を測定するように構成された第２の温度センサをさらに含み、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサは、共通の電気コンタクトを共有し、
前記熱アシスト磁気記録装置は、電気コンタクトセンサをさらに含み、前記電気コンタクトセンサは、前記第１の温度センサまたは前記第２の温度センサと共通の電気コンタクトを共有し、
前記電気コンタクトセンサは、第１および第２の電気コンタクトに接続され、前記第１の電気コンタクトは、前記第１の温度センサにも接続され、前記第２の電気コンタクトは、前記第２の温度センサにも接続される、
熱アシスト磁気記録装置。
【請求項２】
前記第１の温度センサの前記長さは、クロストラック方向に前記導波路に隣接して配置される、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項３】
前記第１の温度センサと前記導波路との間の距離は、０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であり、クラッド材料が前記第１の温度センサと前記導波路との間に配置される、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項４】
前記第１の温度センサは、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、およびこれらの合金から成る群から選択される材料を含む、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項５】
前記第１の温度センサの前記長さは、約１μｍ〜３μｍの範囲であり、前記幅は、約１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、前記厚さは、約２５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項６】
前記第２の温度センサと前記導波路との間の距離は、１００ｎｍを超える、請求項１に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項７】
前記第２の温度センサに対する前記第１の温度センサの抵抗変化が、温度変化を決定するために測定される、請求項６に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項８】
前記第２の温度センサは、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、およびこれらの合金から成る群から選択される材料を含む、請求項６に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項９】
戻り磁極と、
前記戻り磁極に隣接して配置された第１のクラッド材料と、
前記第１のクラッド材料に隣接して配置された導波路と、
前記導波路に隣接して配置された第２のクラッド材料と、
前記第２のクラッド材料に隣接して配置された書き込み磁極と、
前記導波路に隣接して配置され、かつ前記導波路を通過する光パワーによって加熱されるように構成された第１の温度センサと、
を含む熱アシスト磁気記録装置であって、
前記第１の温度センサは、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れ、前記第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、前記長さは、前記幅および前記厚さよりも大きく、前記長さは、前記導波路に対して実質的に垂直であり、
前記熱アシスト磁気記録装置は、前記導波路から離れて配置され、かつ背景温度を測定するように構成された第２の温度センサをさらに含み、
前記第１の温度センサおよび前記第２の温度センサは、共通の電気コンタクトを共有し、
前記熱アシスト磁気記録装置は、電気コンタクトセンサをさらに含み、前記電気コンタクトセンサは、前記第１の温度センサまたは前記第２の温度センサと共通の電気コンタクトを共有し、
前記電気コンタクトセンサは、第１および第２の電気コンタクトに接続され、前記第１の電気コンタクトは、前記第１の温度センサにも接続され、前記第２の電気コンタクトは、前記第２の温度センサにも接続される、
熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１０】
前記第１の温度センサの前記長さは、クロストラック方向に前記導波路に隣接して配置される、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１１】
前記第１の温度センサと前記導波路との間の距離は、０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１２】
前記第１の温度センサは、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、およびこれらの合金から成る群から選択される材料を含む、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１３】
前記第１の温度センサの前記長さは、約１μｍ〜３μｍの範囲であり、前記幅は、約１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、前記厚さは、約２５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１４】
前記第２の温度センサと前記導波路との間の距離は、１００ｎｍを超える、請求項９に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１５】
前記第２の温度センサは、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、およびこれらの合金から成る群から選択される材料を含む、請求項１４に記載の熱アシスト磁気記録装置。
【請求項１６】
第１のノードおよび第２のノードと接続されたコンタクトセンサ、前記第１のノードおよび第３のノードに接続された導波路センサ、および前記第３のノードおよび前記第２のノードに接続された基準センサを含む回路を設けるステップと、
前記導波路センサに電流が流れないように、前記第１のノードにおける電圧を前記第３のノードにおける電圧と等しく設定するステップと、
前記コンタクトセンサおよび前記基準センサを流れる電流間の電流差を測定することにより、背景温度からの影響を差し引きながら、コンタクトセンサの抵抗変化を決定するステップと、
を含む方法であって、前記電流差は、差動相互コンダクタンス低ノイズ増幅器を用いて測定される、方法。
【請求項１７】
前記第２のノードは接地である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コンタクトセンサおよび前記導波路センサの場所が入れ替えられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１のノードおよび第２のノードと接続されたコンタクトセンサ、前記第１のノードおよび第３のノードに接続された導波路センサ、および前記第３のノードおよび前記第２のノードに接続された基準センサを含む回路を設けるステップと、
前記第１のノードに電圧を印加するステップと、
前記第３のノードの電圧を測定することにより、導波路の抵抗変化を決定するステップと、
を含む方法であって、前記電圧は、シングルエンド低ノイズ増幅器によって測定される、方法。
【請求項２０】
前記第２のノードは接地である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記コンタクトセンサおよび前記導波路センサの場所が入れ替えられる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、データストレージシステムに関し、より具体的には、熱アシスト記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクドライブに使用される磁気媒体における記憶ビット密度が高まるにつれ、磁気ビットのサイズ（体積）は、磁気ビット寸法が磁気材料の粒径によって制限される程度にまで減少した。粒径をさらに減少させることが可能であるが、磁気ビット内に保存されたデータは、熱的に安定しない場合がある。すなわち、周囲温度における不規則熱変動が、データを消去するのに十分な場合がある。この状態は、所与の磁気媒体に関する最大理論記憶密度を決定する超常磁性の限界と称される。この限界は、磁気媒体の保磁力を増加させるかまたは温度を低下させることによって上げられ得る。温度の低下は、商業用途および民生用のハードディスクドライブを設計する際には、必ずしも現実的とは限らない場合がある。一方、保磁力を上げるには、より高い磁気モーメント材料を組み込んだ書き込みヘッドまたは垂直記録等の技術（あるいはその両方）が必要である。
【０００３】
磁気媒体表面上の局所領域の実効保磁力を低下させるために熱を利用し、この加熱領域内にデータを書き込むという１つの更なる解決策が提案されている。このデータ状態は、媒体が周囲温度にまで冷えると、「固定」される。この技術は、広く、「熱（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ）アシスト（磁気）記録」（ＴＡＲまたはＴＡＭＲ）、「エネルギーアシスト磁気記録」（ＥＡＭＲ）、または「熱（ｈｅａｔ）アシスト磁気記録」（ＨＡＭＲ）と呼ばれ、これらは、本明細書において互換的に使用される。これは、長手および垂直記録システム並びに「ビットパターン化媒体」に適用することができる。媒体表面の加熱は、集束させたレーザビームまたは近接場光源等の幾つかの技術によって達成されてきた。
【０００４】
ＨＡＭＲヘッドの光配送路における光パワーは、加熱温度プロファイルに影響を与え、従って、ＨＡＭＲ記録中の記録品質に影響を与える。書き込み動作中には、レーザダイオード（ＬＤ）からの光パワーは、モードホッピング、温度ドリフト、およびＬＤの経年劣化により変動し得る。この光パワーの監視および制御は、ＨＡＭＲ記録品質、信頼性およびヘッドの寿命を向上させ得る。従って、ＨＡＭＲ装置の向上が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８４０６０９０号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、一般に、２つの温度センサを有するＨＡＭＲ装置に関する。第１の温度センサは、導波路に隣接して配置され、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れる。第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、長さは、幅および厚さよりも大きい。第１の温度センサの長さは、導波路に対して実質的に垂直である。
【０００７】
ある実施形態では、ＨＡＭＲ装置が開示される。ＨＡＭＲ装置は、導波路と、導波路に隣接して配置された第１の温度センサとを含む。第１の温度センサは、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れる。第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、長さは、幅および厚さよりも大きい。長さは、導波路に対して実質的に垂直である。
【０００８】
別の実施形態では、ＨＡＭＲ装置が開示される。ＨＡＭＲ装置は、戻り磁極と、戻り磁極に隣接して配置された第１のクラッド材料と、第１のクラッド材料に隣接して配置された導波路と、導波路に隣接して配置された第１の温度センサと、導波路に隣接して配置された第２のクラッド材料と、第２のクラッド材料に隣接して配置された書き込み磁極とを含む。第１の温度センサは、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れる。第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、長さは、幅および厚さよりも大きい。長さは、導波路に対して実質的に垂直である。
【０００９】
別の実施形態では、方法が開示される。この方法は、第１のノードおよび第２のノードと接続されたコンタクトセンサ、第１のノードおよび第３のノードに接続された導波路センサ、および第３のノードおよび第２のノードに接続された基準温度センサを含む回路を設けるステップと、導波路センサに電流が流れないように、第１のノードにおける電圧を第３のノードにおける電圧と等しく設定するステップと、コンタクトセンサおよび基準センサを流れる電流間の電流差を測定することにより、周囲温度からの影響を差し引きながら、コンタクトセンサの抵抗変化を決定するステップとを含む。電流差は、差動相互コンダクタンス低ノイズ増幅器を用いて測定される。
【００１０】
別の実施形態では、方法が開示される。この方法は、第１のノードおよび第２のノードと接続されたコンタクトセンサ、第１のノードおよび第３のノードに接続された導波路センサ、および第３のノードおよび第２のノードに接続された基準センサを含む回路を設けるステップと、第１のノードに電圧を印加するステップと、第３のノードの電圧を測定することにより、導波路センサの抵抗変化を決定するステップとを含む。電圧は、シングルエンド低ノイズ増幅器によって測定される。
【００１１】
本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記に簡潔に要約した本発明のより具体的な説明を、その一部が添付の図面に示される実施形態を参照することにより行うことができる。但し、添付の図面は、本発明の代表的な実施形態のみを示し、従って、本発明は他の同等に効果的な実施形態を認め得るので、その範囲を限定するものと見なされるものではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施形態によるディスクドライブシステムを示す。
【図１Ｂ】本発明の実施形態によるディスクドライブシステムを示す。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるディスクドライブのＨＡＭＲ対応ヘッドの断面模式図を示す。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態によるディスクドライブのＨＡＭＲ対応ヘッドの断面模式図を示す。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による導波路センサ、基準センサおよびコンタクトセンサの使用法を示す。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による導波路センサ、基準センサおよびコンタクトセンサの使用法を示す。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による導波路センサ、基準センサおよびコンタクトセンサの使用法を示す。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による導波路センサ、基準センサおよびコンタクトセンサの使用法を示す。
【図４】本発明の一実施形態による、センサリード線を備えたセンサの模式図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、導波路センサの厚さの影響を示すグラフである。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、導波路センサの厚さの影響を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、導波路センサと導波路との間の距離の影響を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、導波路センサと導波路との間の距離の影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
理解を容易にするために、可能であれば、図に共通の同一要素を示すのに同じ参照符号を使用した。１つの実施形態に開示された要素は、具体的な詳述なしに他の実施形態に対して有利に利用され得ることが考えられる。
【００１４】
以下では、本発明の実施形態に関して言及する。但し、本発明は具体的な記載された実施形態に限定されないことを理解されたい。それどころか、本発明を実現および実施するために、以下の特徴および要素のいかなる組み合わせも、異なる実施形態に関係するものであろうとなかろうと考えられる。さらに、本発明の実施形態が他の可能な解決策および／または先行技術に勝る利点を達成し得るが、ある特定の利点が所与の実施形態によって達成されるか否かは、本発明を限定するものではない。従って、以下の態様、特徴、実施形態および利点は、単なる例示であり、請求項に明確に記載される場合を除き、添付の特許請求の範囲の要素または限定と見なされない。同様に、「本発明」という言及は、本明細書に開示される発明の内容の一般化として解釈されるものではなく、請求項に明確に記載される場合を除き、添付の特許請求の範囲の要素または限定と見なされるものではない。
【００１５】
本発明の実施形態は、一般に、２つの温度センサを有するＨＡＭＲ装置に関する。第１の温度センサは、導波路に隣接して配置され、エアベアリング面から約２マイクロメートル以上離れる。第１の温度センサは、長さ、幅および厚さを有し、長さは、幅および厚さよりも大きい。第１の温度センサの長さは、導波路に対して実質的に垂直である。
【００１６】
図１Ａは、本発明を具体化したディスクドライブ１００を示す。図示されるように、少なくとも１つの回転可能磁気ディスク１１２がスピンドル１１４上に支持され、ディスクドライブモータ１１８によって回転される。各ディスクへの磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラック（不図示）の環状パターンの形式である。
【００１７】
少なくとも１つのスライダ１１３が磁気ディスク１１２の近くに位置付けられ、各スライダ１１３は、ディスク表面１２２を加熱するための放射線源（例えば、レーザまたは電気抵抗加熱器）を含み得る１つまたは複数の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する。磁気ディスク１１２が回転すると、スライダ１１３は、磁気ヘッドアセンブリ１２１が所望のデータが書き込まれる磁気ディスク１１２の異なるトラックにアクセスし得るように、ディスク表面１２２上部で半径方向に行き来する。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によってアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に向けてスライダ１１３を付勢する僅かなバネ力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられる。図１Ａに示されるようなアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）でもよい。ＶＣＭは、固定磁界内で移動可能なコイルを含み、コイル移動の方向および速度は、制御ユニット１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００１８】
ＴＡＲまたはＨＡＭＲ対応ディスクドライブ１００の動作中には、磁気ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２との間で、スライダ１１３に対して上向きの力または揚力を働かせるエアベアリングを生じさせる。従って、エアベアリングは、サスペンション１１５の僅かなバネ力と平衡し、通常の動作中には、小さな、実質的に一定の間隔を空けてディスク１１２の表面の僅か上にスライダ１１３を支持する。放射線源は、磁気ヘッドアセンブリ１２１の書き込み素子がデータビットを正確に磁化できるように、高保磁力データビットを加熱する。
【００１９】
ディスクストレージシステムの様々な構成要素は、動作中に、アクセス制御信号および内部クロック信号等の制御ユニット１２９によって生成される制御信号によって制御される。一般的に、制御ユニット１２９は、論理制御回路、ストレージ手段およびマイクロプロセッサを含む。制御ユニット１２９は、配線１２３上のドライブモータ制御信号および配線１２８上のヘッド位置およびシーク制御信号等の様々なシステム動作を制御するための制御信号を生成する。配線１２８上の制御信号は、ディスク１１２上の望ましいデータトラックへとスライダ１１３を最適に移動させて位置付けるために望ましい電流プロファイルを提供する。書き込みおよび読み取り信号は、記録チャネル１２５によって、アセンブリ１２１上の書き込みおよび読み取りヘッドへと伝達されるおよびアセンブリ１２１上の書き込みおよび読み取りヘッドから伝達される。
【００２０】
一般的な磁気ディスクストレージシステムの上記の記載および図１Ａの添付の図面は、単に説明目的のものである。ディスクストレージシステムが多数のディスクおよびアクチュエータを含み得ること、および各アクチュエータが幾つかのスライダを支持し得ることは当然である。
【００２１】
図１Ｂは、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応書き込みヘッド１０１の断面模式図である。ヘッド１０１は、レーザドライバ１５０によって動力を供給されるレーザ１５５に動作可能に取り付けられる。レーザ１５５は、ヘッド１０１の上に直接設置されてもよく、あるいは、放射線は、光ファイバまたは導波路１３５を通して、スライダ１１３から離れて位置するレーザ１５５から届けられてもよい。同様に、レーザドライバ１５０の回路網は、スライダ１１３上または制御ユニット１２９等のディスクドライブ１００に関連するシステムオンチップ（ＳＯＣ）上に配置されてもよい。ヘッド１０１は、レーザ１５５によって送られた放射線を導波路１３５へと集束させるためのスポットサイズ変換器１３０を含む。別の実施形態では、ディスクドライブ１００は、発せられた放射線がスポットサイズ変換器１３０に到達する前に、レーザ１５５のビームスポットを集束させるための１つまたは複数のレンズを含み得る。導波路１３５は、放射線をヘッド１０１の高さを通してＡＢＳにまたはその近くに位置する近接場トランスデューサ１４０（例えば、プラズモンデバイスまたは光トランスデューサ）へと送るチャネルである。導波路１３５は、図１Ｂに示されるように、ＡＢＳに対して実質的に垂直な方向に延在し得る。あるいは、導波路１３５は、基板面の曲がりによりまたはＮＦＴ１４０へのより良い結合のために、ＡＢＳに対して実質的に垂直な方向に延在しない場合がある。ＮＦＴ１４０は、ディスク１１２上の隣接するデータトラックを加熱することを回避するために、さらにビームスポットを集束させる、すなわち、回折限界よりもずっと小さなビームスポットを生じさせる。矢印１４２によって示されるように、この光エネルギーは、ＮＦＴ１４０からヘッド１０１のＡＢＳの下のディスク１１２の表面へと発せられる。本明細書の実施形態は、特定の種類のＮＦＴに限定されず、例えば、ｃ−ａｐｅｒｔｕｒｅ、ｅ−ａｎｔｅｎｎａプラズモン近接場源または当該分野で公知の他の形状のトランスデューサを用いても動作し得る。
【００２２】
温度センサ１４５または導波路センサは、導波路１３５に隣接して配置される。ある実施形態では、導波路センサ１４５は、導波路１３５の方向に対して実質的に垂直な方向に２つのコンタクト（不図示）間に延在する電線である。製造を援助するために、導波路１３５および導波路センサ１４５の両方は、導波路１３５および導波路センサ１４５が上に製造される基板と平行な別々の層の中にある。一例では、導波路１３５は、ＮＦＴ１４０に向けてＡＢＳに対して垂直な方向に延在し、導波路センサ１４５は、クロストラック方向に延在する。しかしながら、導波路１３５がＡＢＳに対して垂直に延在しない場合、導波路センサ１４５は、導波路１３５に対しておおよそ垂直な方向および基板の面内に延在し続ける。導波路センサ１４５が矢印「Ｄ」によって示されるようなダウントラック方向に延在することも可能である。導波路センサ１４５は、導波路センサ１４５を含む材料の電気抵抗が材料の温度が変動するにつれて変化する（反比例してまたは正比例して）サーミスタまたは抵抗温度検出器（ＲＴＤ）でもよい。レーザ１５５からの光が導波路１３５を通過する際に、光パワーの約５パーセントが導波路センサ１４５を加熱するために使用され、それによって、導波路センサ１４５の抵抗が変化する。導波路センサ１４５は、レーザドライバ１５０または導波路センサ１４５の電気抵抗を測定するための他の制御装置に電気的に結合されてもよい。次に、この変化は、レーザ１５５のパワーを調整するためのフィードバック制御信号として使用され得る。例えば、レーザドライバ１５０は、導波路センサ１４５に一定の電圧を与え得る。測定された電流が減少し始めると、例えば、導波路センサ１４５の電気抵抗が増加すると、レーザドライバ１５０は、レーザ１５５のパワーを低下させることにより、導波路センサ１４５および推定上ヘッド１０１の他の構成要素の温度を低下させ得る。このフィードバック制御により、ディスクドライブ１００が、制御されたトラック幅で、例えば近接場トランスデューサの磁極端の突出または金属拡散によってヘッド１０１を損傷することなく、十分な温度でＨＡＭＲを行うことが可能となる。
【００２３】
第２の温度センサ１４７または基準センサは、２つのセンサが同様の背景温度にあるように、導波路センサ１４５の近くに配置され得る。但し、第２の温度センサ１４７は、導波路センサ１４５と比べて、導波路１３５からさらに遠く離れてもよく、従って、第２の温度センサ１４７は、第２の温度センサ１４７が図１Ｂに示された断面図からは見えないので、点線で示される。レーザ１５５を用いた書き込みの際に、導波路センサ１４５と基準センサ１４７との抵抗の差が測定される。導波路センサ１４５および基準センサ１４７を用いることにより、光学構成要素が必要とされず、追加のアセンブリステップも必要とされず、かつレーザ光の干渉性により逆の干渉効果を生じさせ得る大きな反射率をシステムに加えることなく、光パワーの監視を達成することができる。加えて、２つの温度センサを用いることにより、光パワー変動またはスライダの飛行状態変化による温度変動を区別することができる。
【００２４】
図２Ａは、本発明の一実施形態によるＨＡＭＲ対応ディスクドライブの断面模式図を示す。具体的には、図２Ａは、光パワーをディスクに指向するために光チャネルまたは導波路１３５を使用するＨＡＭＲディスクドライブのヘッド２０１および関連する垂直磁気記録ディスク１１２の一部を示す。ディスク１１２は、ディスク基板および垂直磁気記録層（ＲＬ）２４６を含む。ある実施形態では、ディスク１１２は、任意選択的な「軟質」または比較的低保磁力の透磁性下地層（ＳＵＬ）を含んでもよい。但し、ＳＵＬは、ＨＡＭＲディスクドライブ１００に必要ではない。
【００２５】
ＲＬ２４６は、特別な成長促進副層上に成長させたコバルトクロム（ＣｏＣｒ）合金顆粒層、またはＣｏ膜と白金（Ｐｔ）またはパラジウム（Ｐｄ）膜との交互の多層等の垂直磁気異方性を有するどのような媒体でもよい。ＲＬ２４６は、ＦｅＰｔまたはＦｅＮｉＰｔ等のＬ１0規則合金でもよい。ディスク１１２は、ＲＬ２４６上に保護オーバーコート（不図示）も含み得る。
【００２６】
ヘッド２０１は、基板２０２上に形成され、基板トレーリング面２１１およびトレーリング面２１１に対して概ね垂直に配向するＡＢＳ面を有する。基板２０２は、一般的に、アルミナ／炭化チタン（Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＣ）の複合物等の複合材料から形成され、一般的にトレーリング面２１１上の一連の薄膜および構造体として形成される読み取りおよび書き込み素子を支持する。ディスク１１２は、トレーリング面２１１から離れてヘッド２０１の他の層に向かう方向２２３にスピンし得る。ＡＢＳは、ディスク１１２に対向するスライダの記録層対向面である。図２Ａは、非常に小さな特徴を示すことが難しいことから一定の比率で描かれておらず、明瞭さのために、間隔および絶縁層等の構造体をヘッドから省略していることに留意されたい。
【００２７】
ヘッド２０１は、シールドＳ１とＳ２との間に配置された磁気抵抗読み取り磁極２１５と、書き込み磁極２２０ａおよび戻り磁極２２０ｂを有する磁気ヨーク２２０および導電性コイル２２５を含む垂直書き込みヘッドとを含む。書き込み磁極２２０ａは、ＮｉＦｅまたはＦｅＣｏＮｉ合金等の高モーメント材料から形成される。書き込みコイル２２５は、ヨーク２２０の周りに巻き付けられ、その電流方向は、「Ｘ」で印を付けられたコイル断面によって紙面内に向かうものと示され、実線の円で印を付けられたコイル断面によって紙面の外へ向かうものと示される。書き込み電流パルスがコイル２２５を通るように指向されると、書き込み磁極２２０ａは、矢印２３０によって示される磁束をＲＬ２４６に指向する。さらに、磁束２３０は、戻り磁極２２０ｂに達する前に、基板またはＳＵＬ層を通って持続する。しかしながら、本発明は、上記の構造体および材料に限定されない。例えば、コイル２２５は、ヘリカルコイルでもよく、または書き込み磁極２２０ａは、ラップアラウンドシールドを含んでもよい。さらに、本発明は、本明細書に記載の機能を行うことができるどのような記録ヘッドを用いても動作し得る。
【００２８】
ヘッド２０１は、ＡＢＳの付近またはＡＢＳにＮＦＴ１４０を有した導波路１３５も含み得る。図示されるように、導波路１３５およびＮＦＴ１４０は、ヨーク２２０を通って延在し、書き込み磁極２２０ａと戻り磁極２２０ｂとの間に配置される。ゴースト線で示されるように、ヨーク２２０は、磁気部材２２０ｃによって、書き込み磁極２２０ａを戻り磁極２２０ｂに連続的に接続し得る。導波路１３５およびＮＦＴ１４０は、ＮＦＴ１４０がスピンする磁気ディスク１１２の一部を、その部分が書き込み磁極２２０ａの下を通過する前に通り過ぎるような場所に製造され得る。具体的には、導波路１３５は、シールドＳ２と戻り磁極２２０ｂとの間、または書き込み磁極２２０ａとヘッド２０１の外面２３１との間（ディスク１１２が図示された方向２２３の反対に回転する場合）に配置され得る。
【００２９】
ディスク１１２への書き込みをする間に、ＲＬ２４６は、ヘッド２０１に対して矢印２２３で示された方向に移動する。ＨＡＭＲでは、ＮＦＴ１４０から発せられた光エネルギー１４２は、磁気記録領域２２７、２２８、２２９が書き込み磁極２２０ａからの書き込み磁場によって配向され得るように、ＲＬ２４６を一時的に加熱し、ＲＬ２４６の保磁力（Ｈc）を低下させる。磁気記録領域２２７、２２８、２２９は、書き込み磁場（Ｈw）がＨcよりも大きい場合に、書き込み磁場によって配向されるようになる。データトラック中のＲＬ２４６の領域が書き込み磁極２２０ａからのＨwおよびＮＦＴ１４０からの光エネルギー１４２から結果として生じる熱に曝された後、この領域の温度は、キュリー温度を下回り、磁気配向に関連するデータが記録される。具体的には、記録された領域（以前に記録された領域２２７、２２８、および２２９等）間の遷移は、読み取り磁極２１５によって読み取り可能な書き込まれたデータ「ビット」を表す。このように、ＮＦＴ１４０は、光エネルギー１４２を使用して、ＲＬ層２４６を加熱し、その磁気保磁力を低下させる。
【００３０】
導波路１３５は、レーザ放射線源の波長（例えば約７８０ｎｍ）で放射線を透過する高屈折率誘電材料から形成される。一般的な放射線透過材料は、例えば、ＴｉＯ2およびＴａ2Ｏ5を含む。放射線透過導波路１３５は、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3等の導波路１３５よりも低屈折率のクラッド材料２５２ａ、２５２ｂによって取り囲まれる。
【００３１】
ヘッド２０１は、共にクラッド材料２５２ａ内に埋め込まれ、導波路１３５に隣接して位置付けられる導波路センサ１４５および基準センサ１４７も含み得る。ある実施形態では、センサ１４５、１４７は、センサ１４５、１４７が基板２０２に平行な面に配置されるように、同時にヘッド２０１内に形成される。その結果、センサ１４５、１４７は、電気抵抗等の同じ電気特性を有する。センサ１４５、１４７は、ＡＢＳおよびＮＦＴ１４０から離れた場所に配置される。センサ１４５、１４７とＮＦＴ１４０との間に十分な距離があってもよい。動作中、ＮＦＴ１４０は、レーザ１５５によって加熱される。従って、センサ１４５、１４７は、センサ１４５、１４７がＮＦＴ１４０において生成される熱の影響を受けないように、ＮＦＴ１４０から離れてもよい。ある実施形態では、センサ１４５、１４７は、ＮＦＴ１４０から少なくとも１マイクロメートル離れる。ＮＦＴ１４０から１マイクロメートル以内では、ＮＦＴ１４０において生成された熱は、センサ１４５、１４７に影響を与え得る。ある実施形態では、センサ１４５、１４７は、ＮＦＴ１４０から１マイクロメートルを超えて離れる（約２マイクロメートル等）。図２Ａに示されるように、センサ１４５、１４７は、ＮＦＴ１４０から約１０マイクロメートル離れたヨーク２２０の上部に配置され得る。センサ１４５、１４７は、ヨーク２２０内に配置されてもよい。ある実施形態では、センサ１４５、１４７は、ヨーク内に、ＡＢＳから約２マイクロメートル以上離れて配置される。
【００３２】
２つの温度センサ１４５、１４７は、矢印「Ｃ」で示されるようなクロストラック方向に配置された導波路センサ１４５、基準センサ１４７、および導波路１３５を示す図２Ｂにより良く示される。クラッド材料２５２ａは、より良い図示のために除去されている。図２Ｂに示されるように、導波路センサ１４５は、長さＬ１、幅Ｗ１、および厚さＴ１を有する。ある実施形態では、長さＬ１は、幅Ｗ１および厚さＴ１よりも大きく、導波路センサ１４５は、長さＬ１がＡＢＳに対して実質的に平行かつ導波路１３５に対して垂直となるように位置付けられる。ある実施形態では、長さＬ１は、導波路１３５に対して実質的に垂直であるが、ＡＢＳに対して実質的に平行ではない。基準センサ１４７は、導波路センサ１４５よりも導波路１３５から遠く離れて配置され、従って、基準センサ１４７および導波路センサ１４５は同じ背景温度を有するが、基準センサ１４７は、導波路１３５から漏れたエネルギーによって影響を受けない。基準センサ１４７は、長さＬ２、幅Ｗ２、および厚さＴ２を有する。長さＬ２は、幅Ｗ２および厚さＴ２よりも大きい。ある実施形態では、基準センサ１４７は、長さＬ２が導波路センサ１４５に対して垂直かつ導波路１３５に対して実質的に平行となるように位置付けられる。ある実施形態では、基準センサ１４７は、長さＬ２が導波路センサ１４５に対して平行となるように位置付けられ、２つのセンサ１４５、１４７は、同一軸に沿って配置されても、されなくてもよい。導波路センサ１４５は、導波路１３５に隣接して配置され、導波路１３５と導波路センサ１４５との間の距離は、約５０ｎｍ等の０〜１００ナノメートル（ｎｍ）の範囲におよび得る。基準センサ１４７と導波路１３５との間の距離は、１００ｎｍを超え得る。基準センサ１４７は、導波路１３５から漏れ、導波路センサ１４５によって感知されるエネルギーが基準センサ１４７によって感知されないように、導波路センサ１４５から十分に離れた距離に配置される。ある実施形態では、センサ１４５、１４７間の距離は、約１〜２マイクロメートルである。
【００３３】
電気コンタクトセンサ（ＥＣＳ）２５０は、読み取り磁極２１５と戻り磁極２２０ｂとの間のＡＢＳに配置される。コンタクトセンサ２５０は、ヘッド２０１とディスク１１２との間のコンタクトが生じたか否かを決定するために利用される。ヘッド２０１およびディスク１１２が接触している場合、ＥＣＳ２５０の抵抗を変化させ得る摩擦熱が生成され得る。ＥＣＳ２５０がヘッド２０１とディスク１１２との間のコンタクトを感知すると、ヘッド２０１とディスク１１２との間に十分なギャップが存在するように、ヘッド２０１が持ち上げられる。熱飛行高さ制御（ＴＦＣ）レジスタまたは熱アクチュエータ２６０がヘッド２０１に配置される。熱アクチュエータ２６０は、突出をＡＢＳにおいて生じさせることによってヘッド２０１を熱的に作動させ、これは、ヘッド２０１およびディスク１１２における要素間の距離を制御する。
【００３４】
導波路センサ１４５および基準センサ１４７のヘッド２０１への追加は、既に存在する電気コンタクト数を増加させない。ある実施形態では、８つの電気コンタクト（リーダ用に２つ、ライタ用に２つ、ＥＣＳ２５０用に２つ、および熱アクチュエータ２６０用に２つ）が存在する。センサ１４５、１４７の追加により、ＥＣＳ２５０用の電気コンタクトおよびＴＦＣ接地が利用される。導波路センサ１４５、基準センサ１４７、およびＥＣＳ２５０がどのように利用されるかの詳細を以下に示す。
【００３５】
図３Ａ〜３Ｄは、本発明の実施形態による導波路センサ１４５、基準センサ１４７およびＥＣＳ２５０がどのように利用されるかを示す。図３Ａに示されるように、導波路センサ１４５は、電気コンタクト３０２、３０４に接続され、基準センサ１４７は、電気コンタクト３０４および接地３０６に接続される。ＥＣＳ２５０は、電気コンタクト３０２および接地３０６に接続される（図３Ｂに示される）。従って、導波路センサ１４５および基準センサ１４７のために追加の電気コンタクトは必要とされない。
【００３６】
図３Ｂは、ＥＣＳ２５０、導波路センサ１４５および基準センサ１４７を示す回路図である。ある実施形態では、導波路センサ１４５に電流が流れないように、３０２における電圧を３０４における電圧と等しく設定することにより、デュアルＥＣＳ機能が用いられる。これは、基準センサ１４７を用いて背景温度からいかなる影響も差し引きながら、コンタクトによるＥＣＳ２５０の抵抗の変化を決定するために使用される。２つの電気コンタクト３０２、３０４は、２つのコンタクト３０２、３０４における電圧が同じであることを確実にするために、プリアンプにおいて接続されてもよい。ある実施形態では、導波路のパワーは、３０２において電圧を印加し、３０４においてその電圧を測定することによって測定される。これは、導波路のパワーに比例する導波路センサ１４５の抵抗の変化を決定するために使用することができる。この値は、センサ１４５、１４７の熱時定数が約１μｓよりも速い限り、書き込まれたセクタ毎の終わりに（書き込みに約１０マイクロ秒（μｓ）かかる）決定することができる。あるいは、ＥＣＳ２５０および導波路センサ１４５を切り替えることができ、デュアルパワーモニタ用の電流差方式およびデュアルＥＣＳ機能用の分圧器方式を使用することができる。
【００３７】
図３Ｃは、別の実施形態による、ＥＣＳ２５０、導波路センサ１４５および基準センサ１４７を示す回路図である。図３Ｃに示されるように、ＲABS＋ΔＲABSは、ＥＣＳ２５０でもよく、ＲLS＋ΔＲLSは、導波路センサ１４５でもよく、ＲREFは、基準センサ１４７でもよい。２つのスイッチＳＷa1およびＳＷa2が回路図に含まれる。ある実施形態では、スイッチＳＷa1は開であり、スイッチＳＷa2は閉であり、これは、ＲREFに対するΔＲABSを測定するように構成される。これを行うには、Ｖ0がＶLと実質的に等しく設定され、電流Ｉ0およびＩLの差が、差動相互コンダクタンス低ノイズ増幅器３０８によって測定される。ＶABSにおける出力電圧変化は、ΔＲABSにおける変化を表す。別の実施形態では、スイッチＳＷa1は閉であり、ＳＷa2は開であり、これは、ＲREFに対するΔＲLSを測定するように構成される。これを行うには、バイアス電圧ＶBiasがＶ0と等しく設定され、ＶLにおける変化が、シングルエンド低ノイズ増幅器３１０によって測定される。ＶLSにおける出力電圧変化は、ΔＲLSにおける変化を表す。
【００３８】
図３Ｄは、別の実施形態による、ＥＣＳ２５０、導波路センサ１４５および基準センサ１４７を示す回路図である。図３Ｄに示されるように、ＲABS＋ΔＲABSは、ＥＣＳ２５０でもよく、ＲLS＋ΔＲLSは、導波路センサ１４５でもよく、ＲREFは、基準センサ１４７でもよい。２つのスイッチＳＷb1およびＳＷb2が回路図に含まれる。ある実施形態では、スイッチＳＷb1は開であり、スイッチＳＷb2は閉であり、これは、ＲREFに対するΔＲABSを測定するように構成される。これを行うには、Ｉ1がＩ’1と実質的に等しく設定され、電圧Ｖ0およびＶLの差が、差動相互コンダクタンス低ノイズ増幅器３１２によって測定される。ＶABSにおける出力電圧変化は、ΔＲABSにおける変化を表す。別の実施形態では、スイッチＳＷb1は閉であり、ＳＷb2は開であり、これは、ＲREFに対するΔＲLSを測定するように構成される。これを行うには、バイアス電圧ＶBiasがＶ0と等しく設定され、ＶLにおける変化が、シングルエンド低ノイズ増幅器３１４によって測定される。ＶLSにおける出力電圧変化は、ΔＲLSにおける変化を表す。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態による、センサリード線４０２を備えた導波路センサ１４５の模式図である。図示されるように、導波路センサ１４５は、両端において２つのセンサリード線４０２に接続される。但し、センサリード線４０２は、電位がセンサリード線４０２に印加された時に導波路センサ１４５の少なくとも一部に電流が流れることを可能にする任意の方法を用いて導波路センサ１４５に接続されてもよい。点線「Ｂ−Ｂ」は、センサ１４５の図２Ａに示される断面図を示す。
【００４０】
導波路センサ１４５の適切な材料は、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｈ、ＮｉＦｅ、またはこれらの合金を含む。センサリード線４０２は、厚みを増したＣｕ／Ｔａリード線の場合、Ｒｕを含み得る。導波路センサ１４５は、約１マイクロメートル（μｍ）〜３μｍの範囲の長さ、約１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の高さ、および約２５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚さを有し得る。本明細書においては、矢印４０４は、３次元の図４に示された構造体の厚さ方向に対応し、矢印４０６は、長さ方向に対応し、矢印４０８は、高さ方向に対応する。基準センサ１４７は、あらゆる面で、導波路センサ１４５と同一でもよい。
【００４１】
一定のセンサ断面積に対して、熱吸収および温度上昇は、センサの厚さと共に変動する。温度上昇対センサの厚さは、図５Ａ〜５Ｂに示される。図５Ａ〜５Ｂに示されるように、センサが薄いほど、より高い温度および抵抗変化につながる。
【００４２】
図６Ａ〜６Ｂは、導波路センサ１４５と導波路１３５との間の距離（ギャップ距離）の影響を示すグラフである。ギャップ距離を調整することによって、導波路センサ１４５によるパワーの吸収率を制御することができる。一般的な値は、約５％の吸収されたパワーに対して、約５０ｎｍである。図６Ｂは、干渉性またはレーザフィードバックに関連する問題を回避するために、導波路センサ１４５からの反射率が非常に小さいことを示す。ある実施形態では、公称抵抗値は約１００オームであり、高信号および高信頼性に対する必要性と釣り合う温度上昇は、約５０℃〜１００℃であり、吸収されるパワーは、例えば約０．１ｍＷ〜０．３ｍＷなどと低く、温度上昇時間は、例えば１μｓ未満などと速い。
【００４３】
要約すれば、ＨＡＭＲ装置が開示される。装置は、２つの温度センサ：導波路に隣接して配置された導波路センサおよび導波路センサの近くに配置された基準センサを有する。導波路センサは、長さ、幅および厚さを有し、長さは、幅および厚さよりも大きい。導波路センサの長さは、クロストラック方向にＡＢＳに対して実質的に平行である。導波路センサおよび基準センサは共に、既存の電気コンタクトに接続される。従って、新規の電気コンタクトは必要とされない。２つの温度センサを用いることにより、光学構成要素が必要とされず、追加のアセンブリステップも必要とされず、かつレーザ光の干渉性により干渉効果を生じさせ得る大きな反射率をシステムに加えることなく、光パワーを監視することができる。加えて、２つの温度センサを用いることにより、光パワー変動またはスライダの飛行状態変化による温度変動を区別することができる。
【００４４】
上記は本発明の実施形態に向けられたものであるが、本発明の他のおよび更なる実施形態を本発明の基本範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
0005872662.tif 000002
【図１Ｂ】
0005872662.tif 000003
【図２Ａ】
0005872662.tif 000004
【図２Ｂ】
0005872662.tif 000005
【図３Ａ】
0005872662.tif 000006
【図３Ｂ】
0005872662.tif 000007
【図３Ｃ】
0005872662.tif 000008
【図３Ｄ】
0005872662.tif 000009
【図４】
0005872662.tif 000010
【図５Ａ】
0005872662.tif 000011
【図５Ｂ】
0005872662.tif 000012
【図６Ａ】
0005872662.tif 000013
【図６Ｂ】
0005872662.tif 000014