(57)【要約】【課題】走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化する近接場光スライダを提供し、該近接場光スライダを用いた近接場光記録再生装置を提供する。【解決手段】光学的に平坦な基板１１からなり、該基板１１の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されることを特徴とする【選択図】図１０
2006073123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項２】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドと、
前記基板の垂直面とは別な垂直面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドとが形成されることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項３】
請求項２に記載の近接場光スライダにおいて、前記基板の並列再生近接場光ヘッドが形成される面と、記録用近接場光ヘッドが形成される面とが互いに平行な端面であることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項４】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記垂直面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成されることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項５】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されること近接場光スライダ。
【請求項６】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記平行面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成され、
前記並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドがそれぞれ前記基板の対向する側端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項７】
光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記平行面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成され、
前記並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドが前記基板の同一側端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、
前記並列再生近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔を、使用する光源の空気中の波長よりも大きくすることを特徴とする近接場光スライダ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、
前記並列再生近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔と、前記記録媒体のトラックの間隔が一致するように前記近接場光スライダの前記記録媒体のトラック方向に対する角度をチルトさせることを特徴とする近接場光記録再生装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の近接場光スライダを用い、
前記並列再生近接場光ヘッドにより、前記記録媒体に記録されたマーク及びピットの情報を読みとった光を、光検出器アレイにより検出することを特徴とする近接場光記録再生装置。
【請求項１１】
請求項２〜４，６，７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、
一つの光源からの光を切り替えることにより、前記並列再生近接場光ヘッドまたは記録用近接場光ヘッドの何れかに光を照射する機能を有することを特徴とする近接場光記録再生装置。
【請求項１２】
請求項２〜４，６，７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、
並列再生近接場光ヘッドに光を照射する第１の光源と、記録用近接場光ヘッドに光を照射する第２の光源を有し、並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドの何れか一方或いは両方に光を照射する機能を有することを特徴とする近接場光記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の近接場光記録再生装置において、前記近接場光スライダ上にプリズムを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の近接場光記録再生装置において、前記近接場光スライダ上にガルバノミラーを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン効果を用い、高効率で近接場光を発生させる近接場光スライダ及びその近接場光スライダを用いて高記録大容量で光記録を行う近接場光記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記憶装置の大容量化はめざましいものがあり、今後１０〜１５年の間には直径１２ｃｍのディスクに１ＴＢ程度の記憶容量を実現する可能性がある。このような高密度情報記憶装置では、記録できる情報量が多いということと同時に、情報を記録再生するスピード、いわゆるビットレートが速くなければ、記録できる情報量が多いだけに記録再生に長時間を要し、実用的ではない。したがって、ビットレートが速い必要がある。
【０００３】
また、このような大容量記憶装置を実現する一つの手段として、近接場光を用いた光メモリがあげられる。しかし、従来提案されている光メモリにおいても、記録再生時に近接場光を発するヘッドは一つであるために、ビットレートを速くすることには限界があった。
【０００４】
これを解決するために、近接場光の光源となるレーザ光を、単一ヘッドの場合のビットレートよりも高速に一次元的に走査し、準並列的に記録再生を行うことにより、ビットレートを高速化する方法が提示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１〜図４にその概要を示す。
図１，図２に示すように、高屈折率材料で形成された基板２ａと同じ材料で形成され、外壁に先細のテーパー面を有し、先端部に細長形状の光出射部５ａを有する突起部３ａと対向する面に、基板２ａと同じ材料で形成されたマイクロレンズ４ａを設け、マイクロレンズ４ａに入射した光がマイクロレンズ４ａと基板２ａの境界で反射することを防止し、入射した光を有効に利用する。この入射した光をマイクロレンズ４ａで光出射部５ａに集光して、光出射部に非常に小さな光スポットを実現する。
【０００６】
また、図３に示すように光プローブ１ａに入射するレーザ光は、ガルバノミラー１３ａを揺動によりレーザ光を反射させる方向を周期的に変えられながら突起部３ａの頂点部に設けられた光出射部５ａに向かい、光出射部５ａの長辺方向に走査される。この光ピックアップの光学系７ａで記録媒体１４ａに情報を記録したり再生するときの一処理としてトラッキングエラー検出とトラッキングアクチュエーションが挙げられる。記録媒体１４ａ上には、書き込みができないＲＯＭタイプの場合を除いて各トラックにトラックを案内する案内溝としてのランドグルーブが存在する。ガルバノミラー１３ａによりトラック幅より小さい幅で出射光の位置が振れるように、いわゆるビームウォブリング動作をさせる。そして記録媒体１４ａのランドあるいはグルーブに出射光が当たるタイミングと、そのときに記録媒体１４ａから反射してガルバノミラー１３ａとビームスプリッタ１０ａ及びコリメートレンズ９ｂを通ってＰＤ１２ａに入射する反射光の強度からウォブリングする出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置とのずれを検出でき、いわゆるトラックエラー検出を行うことができる。また、この値から、ＰＤ１２ａからガルバノミラー１３ａへの制御回路により出射光振れ幅の中心位置とトラック中心位置を一致させるようにガルバノミラー１３ａを制御することができる。
【０００７】
また、記録媒体１４ａに記録したり再生するとき、ガルバノミラー１３ａを揺動することによりレーザ光を反射させる方向を変え、光プローブ１ａの突起部３ａの頂点部に設けられた光出射部５ａの長辺方向に走査することにより、記録媒体１４ａの複数トラックに記録あるいは再生を行うことができる。すなわち、記録媒体１４ａと光プローブ１ａのギャップを小さくするために光プローブ１ａを記録媒体１４ａに接触スライディングをさせる場合がある。この場合、摩擦，摩耗の観点からすると記録媒体１４ａの回転速度は遅い方が良い。このように記録媒体１４ａの回転速度を遅くすると記録・再生速度が遅くなってしまう。
【０００８】
これに対して、光プローブ１ａの光出射部５ａの長辺は複数トラックの長さを持っているので、図４に示すように、光出射部５ａの長辺を記録媒体１４ａのトラック１５ａと直交するように、サスペンション１６ａを介して光プローブ１ａを記録媒体１４ａ上に位置決めし、記録，再生するビームを振らせることにより、複数のトラック１５ａに対して記録あるいは再生を行うことができ、実質的に記録再生速度を向上させることができる。特にトラッキング動作をする場合は、光出射部５ａの長辺方向は２トラック分の寸法があれば良い。
しかしながら、本発明の場合、走査系が必要であるなど、装置が複雑になる欠点を有していた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４１７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来技術の欠点を解決するものであり、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化する近接場光スライダを提供し、該近接場光スライダを用いた近接場光記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、上記従来技術の欠点を解決するものであり、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とする近接場光スライダを提供し、該近接場光スライダを用いた近接場光記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、上記従来技術の欠点を解決するものであり、記録媒体間のトラック幅が変動しても、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化することが可能な近接場光記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、上記従来技術の欠点を解決するものであり、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、複雑な光源角度調整機構を必要としない、或いは光源の移動を必要とせずかつ同時に記録と再生を一つのスライダで可能とする近接場光記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されることを特徴とする近接場光スライダである（請求項１）。
【００１５】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドと、前記基板の垂直面とは別な垂直面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドとが形成されることを特徴とする近接場光スライダである（請求項２）。
【００１６】
ここで、請求項２に記載の近接場光スライダにおいて、前記基板の並列再生近接場光ヘッドが形成される面と、記録用近接場光ヘッドが形成される面とが互いに平行な端面であることが好ましい。
【００１７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに垂直となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記垂直面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成されることを特徴とする近接場光スライダである（請求項４）。
【００１８】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されること近接場光スライダである（請求項５）。
【００１９】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記平行面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成され、前記並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドがそれぞれ前記基板の対向する側端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダである（請求項６）。
【００２０】
前記課題を解決するために提供する本発明は、光学的に平坦な基板からなり、該基板の記録媒体表面に対向したときに平行となる面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有し、周期的に配置され前記表面プラズモンまたは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドが形成されるとともに、前記平行面に、表面プラズモンまたは近接場光を発生させる機能を有する記録用近接場光ヘッドが形成され、前記並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドが前記基板の同一側端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダである（請求項７）。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１〜７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、前記並列再生近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔を、使用する光源の空気中の波長よりも大きくすることを特徴とする近接場光スライダである（請求項８）。
【００２２】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１〜８のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、前記並列再生近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔と、前記記録媒体のトラックの間隔が一致するように前記近接場光スライダの前記記録媒体のトラック方向に対する角度をチルトさせることを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項９）。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項８に記載の近接場光スライダを用い、前記並列再生近接場光ヘッドにより、前記記録媒体に記録されたマーク及びピットの情報を読みとった光を、光検出器アレイにより検出することを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項１０）。
【００２４】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項２〜４，６，７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、一つの光源からの光を切り替えることにより、前記並列再生近接場光ヘッドまたは記録用近接場光ヘッドの何れかに光を照射する機能を有することを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項１１）。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項２〜４，６，７のいずれか一に記載の近接場光スライダを用い、並列再生近接場光ヘッドに光を照射する第１の光源と、記録用近接場光ヘッドに光を照射する第２の光源を有し、並列再生近接場光ヘッドと記録用近接場光ヘッドの何れか一方或いは両方に光を照射する機能を有することを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項１２）。
【００２６】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１１または１２に記載の近接場光記録再生装置において、前記近接場光スライダ上にプリズムを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項１３）。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、請求項１１または１２に記載の近接場光記録再生装置において、前記近接場光スライダ上にガルバノミラーを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置である（請求項１４）。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の効果として、請求項１の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との垂直面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドであるので、従来技術の欠点を解決し、再生の時のみであるが、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化することができる。
【００２９】
請求項２の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との垂直面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される第一の（再生用）近接場光ヘッドを有するとともに、前記垂直面とは別な垂直面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を有する第二の（記録用）近接場光ヘッドを有する近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００３０】
請求項３の近接場光スライダによれば、請求項２の近接場光スライダにおいて、前記記録媒体との二つの垂直面が、近接場光スライダが作製されている前記基板の互いに平行な端面であることを特徴とする近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００３１】
請求項４の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との垂直面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される第一の（再生用）近接場光ヘッドを有するとともに、前記垂直面と同じ垂直面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を有する第二の（記録用）近接場光ヘッドを有する近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とする、他の手段を提供することができる。
【００３２】
請求項５の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との平行面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される並列再生近接場光ヘッドを有する近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化することができる。
【００３３】
請求項６の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との平行面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される第一の（再生用）近接場光ヘッドを有するとともに、前記平行面と同じ平行面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を有する第二の（記録用）近接場光ヘッドを有する近接場光スライダであって、前記第一の（再生用）近接場光ヘッドと第二の（記録用）近接場光ヘッドがそれぞれ対向する端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００３４】
請求項７の近接場光スライダによれば、前記近接場光スライダが記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との平行面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を設け、これら表面プラズモン或いは近接場光により励起された波動を伝搬・分割する周期的に配置された金属微粒子列により構成される第一の（再生用）近接場光ヘッドを有するとともに、前記平行面と同じ平行面に、表面プラズモンを発生させる、或いは、近接場光を発生させる機能を有する第二の（記録用）近接場光ヘッドを有する近接場光スライダであって、前記第一の（再生用）近接場光ヘッドと第二の（記録用）近接場光ヘッドが同一端面近傍に配置されていることを特徴とする近接場光スライダであるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに、近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００３５】
請求項８の近接場光スライダによれば、請求項１〜７の近接場光スライダの第一の（再生用）近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔を、使用する光源の空気中の波長よりも大きくすることを特徴とする近接場光スライダであるので、請求項１〜７の近接場スライダを用いた近接場光記録再生装置が、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化することができる。
【００３６】
請求項９の近接場光記録再生装置によれば、請求項１〜８の近接場光スライダの第一の（再生用）近接場光ヘッドにおいて、前記分割された波動が到達する位置の間隔と、前記記録媒体のトラックの間隔が一致するように前記近接場光スライダの前記記録媒体のトラック方向に対する角度をチルトさせることを特徴とする近接場光記録再生装置であるので、
請求項1〜7の近接場スライダが、記録媒体間のトラック幅が変動しても、近接場光メモリの高速化な再生ビットレートを可能とすることができる。
【００３７】
請求項１０の近接場光記録再生装置によれば、請求項８の近接場光スライダの第一の（再生用）近接場光ヘッドにより、前記記録媒体に記録されたマーク及びピットの情報を読みとった光を、光検出器アレイにより検出することを特徴とする近接場光記録再生装置であるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化することができる。
【００３８】
請求項１１の近接場光記録再生装置によれば、請求項２〜４、６，７の近接場光スライダを用いて、一つの光源からの光を切り替えることにより、第一の（再生用）近接場光ヘッドまたは第二の（記録用）近接場光ヘッドの何れかに光を照射する機能を有する近接場光記録再生装置であるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００３９】
請求項１２の近接場光記録再生装置によれば、請求項２〜４、７，８の近接場光スライダを用いて、第一の（再生用）近接場光ヘッドに光を照射する光源と、第二の（記録用）近接場光ヘッドに光を照射する光源を有し、第一の（再生用）近接場光ヘッドと第二の（記録用）近接場光ヘッドの何れか一方或いは両方に光を照射する機能を有する近接場光記録再生装置であるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、同時に記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００４０】
請求項１３の近接場光記録再生装置によれば、請求項11及び12の近接場光スライダにおいて、近接場光スライダ上にプリズムを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置であるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、複雑な光源角度調整機構を必要としない、或いは光源の移動を必要とせずかつ同時に記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【００４１】
請求項１４の近接場光記録再生装置によれば、請求項11及び12の近接場光スライダにおいて、近接場光スライダ上にガルバノミラーを設けたことを特徴とする近接場光記録再生装置であるので、走査系などの複雑な手段を必要とせずに近接場光メモリの再生ビットレートを高速化するとともに、複雑な光源角度調整機構を必要とせず、かつ記録と再生を一つのスライダで可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の前提となる近接場光スライダ（光学ヘッド装置）及び近接場光記録再生装置について図５〜図９を参照しながら説明する。
本発明は、表面プラズモンを効率よく利用して、近接場プローブ部分から高効率に近接場光を発生させることができる構成の光学ヘッド装置を提供することを課題としている。
図５は近接場光スライダ（光学ヘッド装置）の斜視図、図６は図５に示す光学ヘッド装置の金属膜に形成される微細構造の配置例を示す図、図７は前記周期的微細構造を持つ光学ヘッド装置の他の例を示す斜視図、図８は図５の光学ヘッド装置を使用した近接場光記録再生装置の概略構成図、図９は図７の光学ヘッド装置を使用した近接場光記録再生装置の概略構成図である。
【００４３】
図５に示すように、本発明に係る光学ヘッド装置では、光学的に平坦な基板１１ｂに形成された平面(例えば上面)に金属膜１２ｂを有し、前記平面と該平面に入射する光軸とのなす角度が、前記金属膜１２ｂに表面プラズモンの励起される角度であり、前記金属膜１２ｂ上に周期的な微細構造１３ｂを持つことを特徴としており、高効率かつ安定に近接場光を発生させることができる。
【００４４】
図８において、レーザ光源４１ｂから照射された光はコリメータレンズ(図示せず)により平行光束に変換され図５に示した構造を持つ光学ヘッド装置４２ｂ（1）に入射する。この時、光学ヘッド装置４２ｂ(1)に形成された金属膜(図５の金属膜１２ｂ)に対してp偏光になるように入射光を制御する必要がある。光学ヘッド装置４２ｂ(1)に入射した光は金属膜界面で表面プラズモンを発生し、光学ヘッド装置４２ｂ(1)に形成された周期的な微細構造により、プラズモンを既定の焦点に集中させ、光学ヘッド装置４２ｂ(1)より近接場光を発生させる。光学ヘッド装置４２ｂ(1)と記録媒体４７ｂが照射光の波長より十分近接している時、発生した近接場光は記録媒体４７ｂに結合し、記録層４５ｂに記録マークを形成する。
【００４５】
また、再生の場合は、記録媒体４７ｂを透過する近接場光成分が対物レンズ４８ｂにより平行光束に変換され、結像レンズ４９ｂで光検出器５０ｂ上にスポットを結ぶ。この光検出器５０ｂ上の光強度の明暗により、記録媒体４７ｂ上に記録された情報を再生することができる。また、光学ヘッド装置４２ｂ(1)から反射してきた光束を光検出器５１ｂで検出することで、発生した近接場光の記録媒体４７ｂの記録マークと未記録部分との反射率の差を検出することでも、記録媒体４７ｂ上に記録された情報を再生することができる。
しかしながら、本発明でも記録再生時に近接場光を発するヘッドは一つであるために、ビットレートを速くすることには限界があった。
【００４６】
（１）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第１の実施の形態（請求項１，８，１０の構成動作）
図１０は近接場光スライダの斜視図である。この近接場光スライダ１０においては、光学ガラス等の透明な材料からなり直方体状で光学的に平坦な基板１１の平面（図では右側端面）の上側に金属膜１２が形成されている。基板１０としては石英やポリカーボネート等を用いることができる。また、金属膜１２としてはＡｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属を用いることができ、この金属膜上に周期的な微細構造１３が形成されている。
【００４７】
この周期的な微細構造１３は、小さな窪みでも盛り上がりでもよく、収束イオンビームを用いたり、原子間力顕微鏡、あるいはトンネル顕微鏡などで加工することができる。尚、ＡｇやＡｕの金属膜を形成する時、基板が石英系の場合は、クロム（Ｃｒ）の下地膜を数ｎｍ程度付けると密着度が向上する。
【００４８】
近接場光スライダへの入射光は、基板１１の金属膜１２が形成されていない側から特定の入射角度で入射される。金属膜１２に対してｐ偏光で、入射角が一定の条件を満たす場合、金属膜１２と外側の空間の界面に、表面プラズモンを励起することができる。例えば金属膜１２の材質をＡｇとし、入射光の真空中における波長λを６３３ｎｍとすると、金属膜１２の屈折率ｎは、０．０６５−４．０ｉとなる。金属膜１２の上面は空気であり、その屈折率は約１．０である。この場合、金属膜１２の表面に励起される表面プラズモンの伝播定数(波数)ｋは、入射光の伝播定数ｋ0をｋ0＝２π／λとすると、次式（１）で表される。
【００４９】
【数１】
2006073123.tif 000003
【００５０】
ここで、金属膜１２の材質をＡｇとし、基板を石英としてその屈折率ｎfを１．４５７とすると、角度θは約４５．１度で表面プラズモンが励起できる。この方法は、いわゆるクレッチマン(Kretschmann)配置による表面プラズモンの励起となっている。角度θは、Ａｇの他に、例えばＡｕでは４６．２度、Ａｌでは４３．９度となる。今回はＡｇの薄膜を８０ｎｍ蒸着したものを用いた。
【００５１】
発生した表面プラズモンは、金属膜１２に形成した周期的な微細構造１３によって散乱されるが、適切な構造を形成するとある焦点距離を有する点にプラズモンが集中するプラズモンレンズを形成することが可能である。そしてこの集中点に散乱源１４を配置することにより、プラズモンは近接場光に変換され、従来よりも高効率な近接場光プローブとして利用することができる。
【００５２】
図６に上記の周期的な微細構造の配置例を示す。ここで集光点を原点とし、半径R上に球形状の微細構造が円弧状に配置されている。ここでαｎはy軸と半径Ｒ上にあるn番目の球形状の微細構造とのなす角度である。図６において、ｙ軸＋∞方向から表面プラズモンが伝播してきた時、各球形状の微細構造で散乱されたプラズモンを原点上で、同位相で重ね合わせることにより、通常よりも増強されたプラズモンを得ることができる。この原点にさらに散乱源となる微細構造を配置することでさらに増強された近接場光を得ることができる。
【００５３】
ここで、周期構造が集光点を原点として、入射プラズモンの波数をｋとすると、ｎ番目の微細構造が半径Ｒ上の円弧状に下記の（２）式の関係で配置されている時、プラズモンが集中するプラズモンレンズを形成することができる。
ｋＲ−ｋＲｃｏｓαｎ＝２πｎ      ・・・（２）
【００５４】
各入射波長に対する上記ｎ番面の微細構造の配置例を下記の表１に示した。表１にはy軸に対して左側半分の微細構造の配置を示したが、図６に図示されているように、y軸右側に対してもy軸対称な位置に配置される。尚、ここで示した例では、半径Ｒは5μmと設定した。この半径Rは、プラズモンの伝播長以下に設定する必要がある。ここでの伝播長は9.1μmであったため、半径は5μmとした。また、n番目の微細構造とy軸とのなす角αは、図６に示すように、45度以下(αn＜45度）であることが望ましい。
【００５５】
【表１】
2006073123.tif 000004
【００５６】
図１０において、円弧状に配列された微細構造１３の中心に、前記プラズモンが集中し、増強される散乱源微粒子１４がある。ここから金属微粒子列１５が配置されている。この金属微粒子列１５の下には金属膜は存在せず、石英やポリカーボネート等の誘電体の基板１１表面に直接形成されている。図１０は一例であるが、この金属微粒子列１５は4つに分岐している。この分岐の間隔dは使用する光源の空気中の波長よりも大きくなっている。それらの終端は基板１１(つまり近接場光スライダ)の下面にある。上記分岐数は特に4つに限定されるものではない。
【００５７】
図１１で上記近接場光スライダ１０を記録媒体１００に対向させた際の動作を説明する。スライダ１０端面の金属膜１２にスライダ１０の透明基板１０側からレーザ光が、上記表面プラズモンが発生する条件により照射されている。金属膜１２に対してｐ偏光になるようにレーザ光を制御する必要がある。これにより金属膜１２上に表面プラズモンが発生し、上記円弧状に配列された微細構造１３により散乱源微粒子１４にプラズモンが集中する。ここで増強して発生したプラズモンは金属微粒子列１５により伝搬していく。
【００５８】
この伝播に関しては、従来技術として開示されている（”Electromagnetic energy transport along arrays of closely spaced metal rods as an analogue to plasmonic devices”, Stefan A. Maier, Mark L. Brongersma, and Harry A. Atwatera, Applied Physics Letters, Vol.78, No.1, 1 January 2001, pp.16-18）。
すなわち、誘電体上に、用いる電磁波の波長よりもその直径が小さい金属微粒子を、その間隔も前記電磁波波長よりも小さい金属微粒子列を設け、金属微粒子列の一端の微粒子を電磁波により励起すると、電磁エネルギーが金属微粒子列に沿って伝搬していく現象である。エネルギーの90％は金属微粒子列の外に出て行かず、いわば閉じこめられた状態のまま伝搬する。伝搬の速度は0.6c (c=光速)。伝搬の損失は約2.2λの長さに対して3dbであった。この伝搬は電磁波の波長よりも小さい領域に局在して生じる。真空中での電磁波の伝搬では回折限界からこのようなことは生じない。図１２に、前記論文に記載されているシミュレーション結果を示す。図１２中、(a)は金属微粒子を直線に配列した場合、(b)はL字型に配列した場合である。直線だけでなく、直角に曲がって伝搬することもできる。
【００５９】
図１１において、金属微粒子列１５の分岐により前記プラズモンは4つに分かれて伝搬し、近接場光スライダ１０端面の下面近くに到達する。金属微粒子列１５の最も基板１１下面に近い複数(4つ)の金属微粒子に到達したプラズモンにより、それらの周辺に近接場光が発生する。
【００６０】
記録媒体１００にはナノ構造を持つ記録層１０２があり、さらにその上には誘電体１０３ｂの中に金属微粒子１０３ａが膜厚方向に列をなす微粒子配列層１０３がある。微粒子配列層１０３は周辺雰囲気中の湿気やガスから記録層１０２材料を保護する表面保護層であるとともに、スライダ(光ヘッド)１０と記録媒体１００の接触による機械的破壊から記録層１０２を保護する耐摺動層の役目もある。
【００６１】
先に述べた最も基板１１下面に近い金属微粒子に到達したプラズモンにより、それらの周辺に発生した近接場光が微粒子配列層１０３の最も表面よりの微粒子を励起する。このエネルギーは前記従来技術で示した通り、微粒子配列層１０３の微粒子配列に沿って、記録層１０２の方に伝搬していく。微粒子列からはほとんどエネルギーが外に出て行かず、いわば閉じこめられた状態のまま伝搬する。伝搬するエネルギーは粒子列から0.05λ(λは使用している光の真空中での波長)程度の範囲に、エネルギーの90％は閉じこめられる。したがって、λ＝780nmの場合、微粒子配列から40nm程度の範囲にエネルギーのほぼ90％は閉じこめられるので、微粒子列間の距離をこれ以上に取れば、隣の微粒子列にエネルギーが移ってしまうことはない。このようにして、情報が記録されているナノ構造記録層１０２にプラズモンが到達する。このプラズモンによりナノ構造記録層１０２が励起される。そして、ここから伝搬光を放射する。ここで、ナノ構造記録層１０２には情報によりその物性(屈折率や吸収係数など)が変化している、いわゆるマークが記録されている。したがって、各々の場所により、プラズモンにより励起される強度が異なる。つまり、先のナノ構造記録層１０２から放射される伝搬光により情報を読みとることができる。上記の動作が4つ分岐について、それぞれ働く。
【００６２】
次に本発明の近接場光スライダを用いた近接場光記録再生装置について説明する。
図１３は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図であり、この近接場光記録再生装置１１０においては、図１０に示した構造を持つ近接場光スライダ１０から近接場光を記録媒体１００に照射する。近接場光スライダ１０はスライダ状に形成されサスペンション１９に支持され、回転する記録媒体１００上を走引される。記録媒体１００は微粒子配列層(表面保護層＝耐摺動層)１０３、ナノ構造記録層１０２、必要な場合は下地層１０４を備え、微粒子配列層１０３によりスライダ部との磨耗に耐えるように構成されている。
【００６３】
図１３において、レーザ光源１１１から照射された光はコリメータレンズ(図示せず)により平行光束に変換され図１０に示した構造を持つ近接場光スライダ１０に入射する。そして先に述べた動作によりナノ構造記録層１０２の4つの部分を同時に励起し、それぞれ記録された情報に対応した強度の伝搬光を放射する。放射された伝搬光を記録媒体１００の近接場光スライダ１０と反対側から検出する場合は、伝搬光成分が対物レンズ１１５により平行光束に変換され、結像レンズ１１６で光検出器アレイ１１７上にスポットを結ぶ。この光検出器アレイ１１７上の光強度の明暗により、記録媒体１００上に記録された情報を再生することができる。この時、上記近接場光スライダ１０の分岐間隔ｄはレーザ光の波長より大きくしている。したがって、記録媒体１００のナノ構造記録層１０２中の励起されている部分の間隔も波長以上になっている。したがって、これらから発せられる伝搬光を別個のスポットとして光検出器アレイ１１７上に結像することができる。これら各結像点位置に合わせて光検出器アレイ１１７の各光検出部を配置すれば、同時にナノ構造記録層１０２内の4点の情報を並列に(同時に)再生することができる。即ち再生のビットレートは4倍になり、高速な再生が可能となる。なお、上記4点というのは一例であるので、さらに分岐数を増やせばさらなる高速再生が可能となる。
【００６４】
また、近接場光スライダ１０から反射してきた光束を光検出器アレイ１１８で検出することで、発生した近接場光の記録媒体１００の記録マークと未記録部分との反射率の差を検出することでも、記録媒体１００上に記録された情報を、上記透過の場合と同様に再生することができる。
なお、上記の再生ヘッドを以下、「並列再生近接場光ヘッド」と呼ぶ。
【００６５】
（２）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第２の実施の形態（請求項２，１１，１２の構成動作）
図１４は請求項２の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。第１の実施の形態と同様に近接場光スライダ２０の右端端面に並列再生近接場光ヘッド（金属膜２２、微細構造２３、散乱源金属微粒子２４、金属微粒子列２５）を設ける（図１４（ｂ））。この動作は第１の実施の形態で示した通りである。本実施例ではこれとは別に記録用近接場光ヘッドを近接場光スライダ２０の中に設けている（図１４（ｃ））。
【００６６】
並列再生近接場光ヘッドでは同時に記録媒体の記録層を励起するので、記録パワー以上のレーザ光を近接場光スライダ２０に照射した場合、記録媒体において分岐した数の記録層部分で同じように情報が記録されてしまう。これは記録密度を分岐数分の一に減ずることになるので、好ましいものではない。そこで、記録する場合は、並列再生近接場光ヘッドとは別に記録用近接場光ヘッドを設ける。本実施例では、記録用近接場光ヘッドを並列再生近接場光ヘッドが形成されている近接場光スライダ２０端面に平行な面内（基板２１内の一切断面）に作製する。図１４のＢ視図（図１４（ｃ））はその構成を示している。並列再生近接場光ヘッドと同様に、金属膜２６上の円弧状に配列された微細構造２７の中心に、前記プラズモンが集中し、増強される散乱源微粒子２８がある。しかし分岐することはなく一列の金属微粒子列２９があるだけである。基本的な機能としてはこの一列の金属微粒子列２９は必要ないのであるが、用いる光学系の都合上、並列再生近接場光ヘッドの円弧状微細構造１３と記録用近接場光ヘッドの微細構造２７の高さが一致している方がよいので、記録用近接場光ヘッドにも金属微粒子列２９を設けている。記録用近接場光ヘッドの円弧状微細構造２７内の配置も並列再生近接場光ヘッドと同様である。
なお、並列再生近接場光ヘッドにおける金属微粒子例２５の分岐間隔は第１の実施の形態と同様である。
【００６７】
次に本発明の近接場光スライダ２０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図１５は請求項２記載の近接場光スライダを備えた請求項１１記載の近接場光記録再生装置の概略構成図である。装置構成は基本的には図１３の場合と同様であるが、記録の機能が加わっている点で異なる。再生時は第１の実施の形態と同様である。記録時に、レーザ光源が光を発する方向を変えて、記録用近接場光ヘッド（金属膜２６側）にレーザ光が照射されるようにする。この時のレーザ光のパワーは記録媒体１００の記録層１０２に情報が書き込めるまで高くする。記録用近接場光ヘッドでは金属微粒子列２９が一つなので、先に述べたように、複数の記録層１０２内の部分が記録されてしまうという不具合がない。また、分岐していないので、パワーを一つに集中できるので、レーザ光源の発するパワーを、並列再生近接場光ヘッドを使った場合よりも小さくできる。なお上記では、一つのレーザ光源を記録と再生で使い回す方法を述べたが、記録時には記録専用レーザ２１１、再生時には再生専用レーザ２１２と別個に設け、使い分けてもよい。
【００６８】
図１６は本発明の近接場光記録再生装置の第２の実施の形態のバリエーションの概略構成図である。ここでは１つのレーザを平行移動させて記録用レーザと再生用レーザとに使い分けている構成である。或いは記録用レーザ２２１と別個の再生用レーザ２２２を記録用レーザ２２１と平行に配置する構成としてもよい。
ここで、一つのレーザ光源を記録用レーザと再生用レーザとして使い分けるときは、記録か再生のどちらか一方の動作を行う。記録用レーザと再生用レーザが別個にある場合は、両方同時に、つまり記録と再生を同時に行うこともできる。
なお、並列再生近接場光ヘッドにおける金属微粒子例２５の分岐間隔は第１の実施の形態と同様であり、これら金属微粒子例２５の分岐位置に対応する光検出器アレイ１１７上の各結像点位置に合わせて光検出器アレイ１１７の各光検出部を配置すれば、同時にナノ構造記録層１０２内の4点の情報を並列に(同時に)再生することができる。
【００６９】
（３）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第３の実施の形態（請求項３，１１，１２の構成動作）
図１７は請求項３の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。第１の実施の形態と同様に近接場光スライダ３０の図中右端端面に並列再生近接場光ヘッド（金属膜３２、微細構造３３、散乱源金属微粒子３４、金属微粒子列３５）を設ける（図１７（ｂ））。この動作は第１の実施の形態で示した通りである。本実施例ではこれとは別に記録用近接場光ヘッド（金属膜３６、微細構造３７、散乱源金属微粒子３８、金属微粒子列３９）を近接場光スライダ３０の図中左端端面に設けている（図１７（ｃ））。記録用ヘッドを設ける理由は第２の実施の形態と同様である。すなわち、記録用近接場光ヘッドを並列再生近接場光ヘッドが形成されている近接場光スライダ端面に平行な他の端面（基板３１の他の端面）に作製する。記録用ヘッドの構成、動作、効果は第２の実施の形態で示した記録用ヘッドと同様である。
なお、並列再生近接場光ヘッドの分岐間隔ｄは第１の実施の形態と同様である。
【００７０】
次に本発明の近接場光スライダ３０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図１８は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。近接場光スライダ３０である点を除けば基本的には図１５と同様の装置構成、動作、効果である。表面プラズモンが発生する原理上、記録時、再生時とも誘電体側(つまり近接場光スライダの基板側)からレーザ光を照射する構成になっている。
なお、一つのレーザ光源について光を発する方向を変えて、記録と再生とで使い分けてもよく、記録時には記録専用レーザ２１１、再生時には再生専用レーザ２１２と別個に設け、使い分けてもよい。また、一つのレーザ光源を記録用レーザと再生用レーザとして使い分けるときは、記録か再生のどちらか一方の動作を行う。記録用レーザと再生用レーザが別項にある場合は、両方同時に、つまり記録と再生を同時に行うこともできる。
なお、並列再生近接場光ヘッドにおける金属微粒子例３５の分岐間隔は第１の実施の形態と同様であり、これら金属微粒子例３５の分岐位置に対応する光検出器アレイ１１７上の各結像点位置に合わせて光検出器アレイ１１７の各光検出部を配置すれば、同時にナノ構造記録層１０２内の4点の情報を並列に(同時に)再生することができる。
【００７１】
（４）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第４の実施の形態（請求項４，１１，１２の構成動作）
図１９は請求項4の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。近接場光スライダ４０の右端端面の半面には第１の実施の形態と同様に並列再生近接場光ヘッド（金属膜４２、微細構造４３、散乱源金属微粒子４４、金属微粒子列４５）を設ける。この動作は第１の実施の形態で示した通りである。本実施例ではこれとは別に記録用近接場光ヘッド（金属膜４２、微細構造４７、散乱源金属微粒子４８、金属微粒子列４９）も近接場光スライダ４０の右端端面(つまり並列再生近接場光ヘッドが設けられている面)の残りの半面に設けている。記録用ヘッドを設ける理由は第２の実施の形態と同様である。図１９のＡ視図（図１９（ｂ））の左側にその構成を示している。記録用ヘッドの構成、動作、効果は第２の実施の形態で示した記録用ヘッドと同様である。
なお、並列再生近接場光ヘッドの分岐間隔ｄは第１の実施の形態と同様である。
【００７２】
次に本発明の近接場光スライダ４０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図２０は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。近接場光スライダ３０である点を除けば基本的には図１３と同様の装置構成、動作、効果である。但し、Ａ視図（図２０（ｂ））にあるように、金属膜４２の面に対して記録用近接場光ヘッドと並列再生近接場光ヘッドとが形成されている領域に対応してレーザ光源を平行移動させて記録用レーザと再生用レーザとに使い分けている。或いは記録用レーザ４１１と再生用レーザ４１２とを別々に上記端面に平行に配置してもよい。
また、一つのレーザ光源を記録用レーザと再生用レーザとして使い分けるときは、記録か再生のどちらか一方の動作を行う。記録用レーザと再生用レーザが別項にある場合は、両方同時に、つまり記録と再生を同時に行うこともできる。
なお、並列再生近接場光ヘッドにおける金属微粒子例４５の分岐間隔は第１の実施の形態と同様であり、これら金属微粒子例４５の分岐位置に対応する光検出器アレイ１１７上の各結像点位置に合わせて光検出器アレイ１１７の各光検出部を配置すれば、同時にナノ構造記録層１０２内の4点の情報を並列に(同時に)再生することができる。
【００７３】
（５）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第５の実施の形態（請求項５，９の構成動作）
図２１は請求項５の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。この近接場光スライダ５０においては、上記に示した金属膜５２と、金属膜５２上の球形状で、円弧状に配列された微細構造５３及び散乱源微粒子５４と、分岐した金属微粒子列５５は、近接場光スライダ５０が記録媒体表面に対向したときの前記記録媒体との平行面上に形成されている。これにより、近接場光スライダ５０の側端面に最も近い金属微粒子近傍に近接場光が発生する。これにより並列再生近接場光ヘッドを構成する。円弧状に配列された微細構造５３、散乱源微粒子５４及び、分岐した金属微粒子列５５の構成、動作、効果は第１の実施の形態と同様である。
【００７４】
図２２は上記近接場光スライダ５０を記録媒体１００に対向させた際の動作説明図である。並列再生近接場光ヘッド（金属膜５２、微細構造５３、散乱源金属微粒子５４、金属微粒子列５５）が、基板５１の記録媒体１００との平行面上に形成されている点と、レーザ光Ｌが前記並列再生近接場光ヘッドの形成されている平行面上に照射されている点以外はその構成、動作、効果は第１の実施の形態における図１１と同様である。
【００７５】
次に本発明の近接場光スライダ５０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図２３は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。並列再生近接場光ヘッドが基板５１の記録媒体１００との平行面上に形成されている点と、レーザ光が前記基板５１の平行面上に照射されている点以外は基本的には図１３と同様の装置構成、動作、効果である。
【００７６】
図２４により請求項９の構成動作を説明する。図２４(a)では記録媒体１００のデータ列(ここではランド上にマークが並んでいるとする)のピッチと、例えば近接場光スライダ５０の並列再生近接場光ヘッドの分岐間隔（金属微粒子列５５の分岐間隔）が一致している場合を示す。しかし、記録媒体間の固有差により微妙にランド間隔が変化する場合がある。この場合は図２４(b)に示すように近接場光スライダ５０をデータ列つまりランド及びグルーブの延伸方向に対してチルトさせることにより上記分岐間隔と記録媒体のデータ列のピッチを一致させ、再生を行う。
なお、この技術は本発明の並列再生近接場光スライダのすべての実施形態に適用することができる。
【００７７】
（６）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第６の実施の形態（請求項６，１１，１２の構成動作）
図２５は請求項６の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。第５の実施の形態と同様に近接場光スライダ６０（基板６１）の記録媒体との平行面上に並列再生近接場光ヘッド（金属膜６２、微細構造６３、散乱源金属微粒子６４、金属微粒子列６５）を設ける。この動作は第１の実施の形態で示した通りである。本実施例でこれとは別に記録用近接場光ヘッド（金属膜６２、微細構造６７、散乱源金属微粒子６８）も近接場光スライダ６０の前記記録媒体との平行面（つまり並列再生近接場光ヘッドが設けられている面)の金属膜６２上に設けられている。記録用ヘッドを設ける理由は第２の実施の形態と同様である。図２５のＡ視図（図２５（ｂ））の右側にその構成を示している。その構成、動作、効果は第２の実施の形態と同様である。但しこの場合は、記録用近接場光ヘッドの散乱源微粒子から伸びる一列の金属微粒子列はない。これは記録用近接場光ヘッドと並列再生近接場光ヘッドがそれぞれ基板６１の対向する側端面近傍に配置されているためである。しかし、前記一列の金属微粒子列を設けても良い。なお、並列再生近接場光ヘッドの分岐間隔は第１の実施の形態と同様である。
【００７８】
次に本発明の近接場光スライダ６０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図２６は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。基本的には図２３に示す装置と同様の構成、動作、効果であるが、記録の機能が加わっている点で異なる。再生時は第５の実施の形態と同様である。記録時に、レーザ光源が光を発する方向を変えて、記録用近接場光ヘッドにレーザ光が照射されるようにする。この時のレーザ光のパワーは記録媒体１００の記録層１０２に情報が書き込めるまで高くする。記録用近接場光ヘッドでは散乱源金属微粒子６８の一つなので、先に述べたように、複数の記録層１０２内の部分が記録されてしまうという不具合がない。また、分岐していないので、パワーを一つに集中できるので、レーザ光源の発するパワーを、並列再生近接場光ヘッドを使った場合よりも小さくできる。なお上記では、一つのレーザ光源を記録と再生で使い回す方法を述べたが、記録時には記録専用レーザ６１１、再生時には再生専用レーザ６１２と別個に設け、使い分けてもよい。また、一つのレーザ光源を記録用レーザと再生用レーザとして使い分けるときは、記録か再生のどちらか一方の動作を行う。記録用レーザと再生用レーザが別個にある場合は、両方同時に、つまり記録と再生を同時に行うこともできる。
【００７９】
（７）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第７の実施の形態（請求項７，１１，１２の構成動作）
図２７は請求項７の発明の実施例を示す近接場光スライダの斜視図である。第６の実施の形態と同様に近接場光スライダ７０の記録媒体との平行面上に並列再生近接場光ヘッド（金属膜７２、微細構造７３、散乱源金属微粒子７４、金属微粒子列７５）と記録用近接場光ヘッド（金属膜７２、微細構造７７、散乱源金属微粒子７８）を設ける。その構成、動作、効果は第６の実施の形態と同様である。但し、記録用近接場光ヘッドと並列再生近接場光ヘッドは近接場光スライダ７０（基板７１）の同一側端面近傍に配置されている。また、記録用近接場光ヘッドの散乱源微粒子７８から伸びる一列の金属微粒子列はない。これは記録用近接場光ヘッドと並列再生近接場光ヘッドが近接場光スライダの同一端面近傍に配置されているためである。しかし、前記一列の金属微粒子列を設けても良い。なお、並列再生近接場光ヘッドの分岐間隔は第１の実施の形態と同様である。
【００８０】
次に本発明の近接場光スライダ７０を用いた近接場光記録再生装置について説明する。図２８は本発明の一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。近接場光スライダ７０である点を除けば基本的には図２３と同様の装置構成、動作、効果である。但し、Ａ視図（図２８（ｂ））にあるように、金属膜７２の面に対して記録用近接場光ヘッドと並列再生近接場光ヘッドとが形成されている領域に対応してレーザ光源を平行移動させて記録用レーザと再生用レーザとに使い分けている。或いは記録用レーザ７１１と再生用レーザ７１２とを別々に上記端面に平行に配置してもよい。
また、一つのレーザ光源を記録用レーザと再生用レーザとして使い分けるときは、記録か再生のどちらか一方の動作を行う。記録用レーザと再生用レーザが別項にある場合は、両方同時に、つまり記録と再生を同時に行うこともできる。
なお、並列再生近接場光ヘッドにおける金属微粒子例７５の分岐間隔は第１の実施の形態と同様であり、これら金属微粒子例７５の分岐位置に対応する光検出器アレイ５１７上の各結像点位置に合わせて光検出器アレイ５１７の各光検出部を配置すれば、同時にナノ構造記録層１０２内の4点の情報を並列に(同時に)再生することができる。
【００８１】
（８）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第８の実施の形態（請求項１３の構成動作）
図２９は請求項１３の第一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。本実施例では第３の実施の形態で示した近接場光スライダ３０をベースとする近接場光スライダ８０Ａを用いている。近接場光スライダ８０Ａにおいて基板８１ａの記録媒体１００と反対側に光学的平滑度に研磨された二つの斜面を持つ凹型のプリズムが設けてある。図中左側のプリズム斜面にレーザ光が入射した場合には、レーザ光は左方向に屈折し、金属膜８２ａ上のプリズモンレンズ及び近接場光を分割する金属微粒子列がある近接場光ヘッド、つまり並列再生近接場光ヘッド(図２９左側の端面)に到達する。また、図中右側のプリズム斜面にレーザ光が入射した場合には、レーザ光は右方向に屈折し、金属膜８６ａ上のプリズモンレンズ及び金属微粒子列がある金属膜記録用近接場光ヘッド(図２９右側の端面)に到達する。レーザ光源が一つの場合には記録時にはレーザ光源を右側に配置し、再生時には左側に配置する。これにより、上記プリズムの効果により、適宜記録用近接場光ヘッド、並列再生近接場光ヘッドにレーザ光が照射され、記録或いは再生が行われる。また、レーザ光源を二つにして、それそれ記録専用レーザ８１１、再生専用レーザ８１２として使えばレーザ光源を移動する必要はない。本発明ではレーザ光源を近接場光ヘッドの上面に垂直に配置すればよい。一般に機構的には平行移動(図２９の場合)のほうが、角度を変えての移動(図１８)に比べて機械的な構成が単純になり、コストや信頼性の面で優れている。またレーザ光源を二つにして、移動する機構を不要にしても、角度の調整に関しては任意角度よりも垂直(直角)の方が簡単かつ精確である。以上から、本発明では装置の構成や調整を簡単化することができる。
【００８２】
図３０は、請求項１３の発明の第二実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。ここでは近接場光スライダ８０Ｂの基板８１ｂの記録媒体と反対側には光学的平滑度に研磨された二つの斜面を持つ凸型のプリズムが設けてある。記録用レーザ光源と再生用レーザ光源の位置が反対になる以外は第一実施例(図２９)と動作・効果は同じである。
【００８３】
図３１は第４の実施の形態で示した近接場光スライダ４０をベースとする近接場光スライダ８０Ｃを用いた近接場光記録再生装置の概略構成図である。図３１のＡ視図（図３１（ｂ））の近接場光スライダ８０Ｃにおいて基板８１ｃの記録媒体１００と反対側に光学的平滑度に研磨された二つの斜面を持つ凹型のプリズムが設けてある。図３１（ｂ）中右側のプリズム斜面にレーザ光が入射した場合には、レーザ光は右方向に屈折し、金属膜８２ｃ上の微細構造８３ｃ、散乱源金属微粒子８４ｃ及び近接場光を分割する金属微粒子列８５ｃがある近接場光ヘッド、つまり並列再生近接場光ヘッドに到達する。また、図中左側のプリズム斜面にレーザ光が入射した場合には、レーザ光は左方向に屈折し、金属膜８２ｃ上の微細構造８７ｃ、散乱源金属微粒子８８ｃ及び金属微粒子列８９ｃがある記録用近接場光ヘッドに到達する。レーザ光源が一つの場合には記録時にはレーザ光源を左側に配置し、再生時には右側に配置する。これにより、上記プリズムの効果により、適宜記録用近接場光ヘッド、並列再生近接場光ヘッドにレーザ光が照射され、記録或いは再生が行われる。また、レーザ光源を二つにして、それぞれ記録専用レーザ８３１、再生専用レーザ８３２として使えばレーザ光源を移動する必要はない。なお、ここでは凹型のプリズムを例に挙げているが、凸型のプリズムでも、同様の動作・効果を上げることができる。
【００８４】
図３２は第６の実施の形態で示した近接場光スライダ６０をベースとする近接場光スライダ８０Ｄを用いた近接場光記録再生装置の概略構成図である。図３２の近接場光スライダ８０Ｄにおいて基板８１ｄの記録媒体１００と反対側に光学的平滑度に研磨された二つの斜面を持つ凹型のプリズムが設けてある。レーザ光の到達場所が基板８１ｄの下面に形成された並列再生近接場光ヘッド、記録用近接場光ヘッドである点を除き、動作・効果は図２９に示した実施例と同様なので省略する。ここでは凹型のプリズムを例に挙げているが、凸型のプリズムでも、同様の動作・効果を上げることができる。
【００８５】
図３３は第７の実施の形態で示した近接場光スライダ７０をベースとする近接場光スライダ８０Ｅを用いた近接場光記録再生装置の概略構成図である。図３３のＡ視図（図３３（ｂ））の近接場光スライダ８０Ｅにおいて基板８１ｅの記録媒体１００と反対側に光学的平滑度に研磨された二つの斜面を持つ凹型のプリズムが設けてある。レーザ光の到達場所が基板８１ｅの下面に形成された並列再生近接場光ヘッド、記録用近接場光ヘッドである点を除き、動作・効果は図３１に示した実施例と同様なので省略する。ここでは凹型のプリズムを例に挙げているが、凸型のプリズムでも、同様の動作・効果を上げることができる。
上記近接場光スライダ８０Ａ〜８０Ｅにおいて、基板と一体にプリズムを設ける構成を示したが、それぞれ基板とは別に近接場光スライダ上に所定のプリズムを設ける構成としてもよい。
【００８６】
（９）本発明に係る近接場光スライダ及び近接場光記録再生装置の第９の実施の形態（請求項１４の構成動作）
図３４は請求項１４の第一実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。本実施例では第３の実施の形態で示した近接場光スライダ３０を用いた。近接場光スライダ３０の記録媒体１００と反対側には角度可変のガルバノミラー構造のミラーＭａが置いてある。これはいわゆるMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスであってもいいし、個別の部品を組み付けたものでも良い。ミラーＭａが右側に傾斜した場合は、レーザ光は図中左側に反射され、近接場光を分割する金属微粒子列がある近接場光ヘッド、つまり並列再生近接場光ヘッド(図３４左側の端面)に到達する。また、ミラーＭａが左側に傾斜した場合は、レーザ光は右側に反射され、レーザ光は右方向に反射し、記録用近接場光ヘッド(図３４右側の端面)に到達する。これにより、上記角度可変ミラーの効果により、適宜、記録用近接場光ヘッド、並列再生近接場光ヘッドにレーザ光が照射され、記録或いは再生が行われる。
【００８７】
特にミラーＭａとしてMEMSデバイスの角度可変ミラーを使用した場合は、角度可変ミラーの可変角度が作製したときに充分なかつ均質な精度で決まる。これを組み付ける場合はレーザ光源９１１と角度可変ミラーＭａを近接場光スライダ３０の上面に垂直に配置すればよい。先に述べたように、角度の調整に関しては任意角度よりも垂直(直角)の方が簡単かつ精確である。また、レーザ光源の位置を移動するよりも、角度可変ミラーのミラー角度を変える方が遙かに精度は高い。したがって、本発明では装置の構成や調整を簡単かつ高精度に行うことができる。
【００８８】
図３５は、請求項１４の第二実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。本実施例では第４の実施の形態で示した近接場光スライダ４０を用いた。ここでは近接場光スライダ４０の記録媒体１００と反対側には角度可変のガルバノミラー構造のミラーＭｂが置いてある。レーザ光の到達場所が基板４１の同一側面に形成された並列再生近接場光ヘッド、記録用近接場光ヘッドである点を除き、動作・効果は図３４の実施例と同様なので省略する。
【００８９】
図３６は、請求項１４の第三実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。本実施例では第６の実施の形態で示した近接場光スライダ６０を用いた。ここでは近接場光スライダ６０の記録媒体１００と反対側には角度可変のガルバノミラー構造のミラーＭｃが置いてある。レーザ光の到達場所が基板６１の同一下面に形成された並列再生近接場光ヘッド、記録用近接場光ヘッドである点を除き、動作・効果は図３４の実施例と同様なので省略する。
【００９０】
図３６は、請求項１４の第四実施例を示す近接場光記録再生装置の概略構成図である。本実施例では第７の実施の形態で示した近接場光スライダ７０を用いた。ここでは近接場光スライダ７０の記録媒体１００と反対側には角度可変のガルバノミラー構造のミラーＭｄが置いてある。レーザ光の到達場所が基板７１の同一下面に形成された並列再生近接場光ヘッド、記録用近接場光ヘッドである点を除き、動作・効果は図３４の実施例と同様なので省略する。
【００９１】
また、以上で示した近接場光スライダはプラズモンレンズを用いたものに限定されるわけではなく、図３８のように光導波路１３ａをスライダ端面に設けたものや、図３９のようなボウ・タイ型と呼ばれる金属ボウタイ型ヘッド１３ｂを設けたものでも良い。あるいは、特開２００１−９３２５１号公報に示される開口型プローブ・スライダや、特開２００１−２０８６７２号公報に示されるような突起型プローブ・スライダ、特願２０００−３０１２９２号の出願明細書に示されるウエッジ型プローブ・スライダでも良い。
また、実施例では金属微粒子や記録微粒子などは球形であるものを示したが、特にこれに限定されるものではなく、楕円球体、立方体、直方体などでも良い。
【００９２】
なお、本発明で使用できる記録媒体は上記実施例の中で示した記録媒体１００に留まらず、例えば図４０に示すようなものでも良い。基本的には図１１に示す構成と同じであるが、記録層の構造が異なっている。記録層２０２は誘電体２０２ｂの中に記録微粒子２０２ａが分散された状態になっている。記録微粒子２０２ａの直径は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層２０２に近い金属微粒子と、その直下の記録微粒子間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層２０２の誘電体２０２ｂが近いことが好ましい。また、記録微粒子２０２ａそのものは金属を主成分とする合金が好ましい。これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録微粒子２０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。記録微粒子２０２ａの材料としては、いわゆる相変化材料が適している。例としては、AgInSbTe、GeSbTe、AgInSbTeGe、InTe、SbTeなどが挙げられる。これらは合金であるので、その比抵抗は、ほとんど微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａのそれとほぼ等しいので、伝搬してきたエネルギーが効率よくカップリングする。相変化材料は結晶相とアモルファス相の間で相変化を生じる。両相間ではその比抵抗が6桁近く変化する。したがって、金属微粒子１０３ａから記録微粒子２０２ａへのカップリングが、記録粒子が結晶相であるときとアモルファス相である時で大きく異なる。これにより記録微粒子２０２ａの相状態により、金属微粒子１０３ａ配列から記録微粒子２０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。記録微粒子２０２ａに伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは或いは反射光により検出するので、記録微粒子２０２ａの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。なお、記録微粒子２０２ａとして相変化材料を挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【００９３】
図４１に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層３０２は誘電体３０２ｂの中に記録微粒子３０２ａが分散された状態になっている。ただし、記録微粒子３０２ａの構造が上記実施例と異なる。ここでは核となる金属微粒子３０２ａ1とこれを包み込むように設けられている光記録材料３０２ａ2により構成されている。核となる金属微粒子３０２ａ1の材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【００９４】
記録微粒子３０２ａの誘電体の誘電率や光記録材料３０２ａ2の特性により異なるが、記録微粒子３０２ａの直径、すなわち金属微粒子３０２ａ1と光記録材料３０２ａ2 (ここの例では相変化材料)を合わせた直径を、あるいは、核となる金属微粒子３０２ａ1の直径を、微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層３０２に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録微粒子３０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層３０２の誘電体３０２ｂの誘電率とが近いことが好ましい。
【００９５】
また、記録微粒子３０２ａの光記録材料３０２ａ2は金属を主成分とする合金が好ましい。これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録微粒子３０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。記録微粒子の材料としては、いわゆる相変化材料が適している。例としては、AgInSbTe、GeSbTe、AgInSbTeGe、InTe、SbTeなどが挙げられる。これらは合金であるので、その比抵抗は、ほとんど微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａおよび記録微粒子３０２ａの核となる金属微粒子３０２ａ1のそれとほぼ等しいので、伝搬してきたエネルギーが効率よくカップリングする。相変化材料は結晶相とアモルファス相の間で相変化を生じる。両相間ではその比抵抗が6桁近く変化する。したがって、金属微粒子１０３ａから記録微粒子３０２ａへのカップリングが、記録粒子３０２ａが結晶相であるときとアモルファス相である時で大きく異なる。これにより記録微粒子３０２ａの相変化材料の相状態により、金属微粒子１０３ａ配列から記録微粒子３０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。記録微粒子３０２ａに伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは反射光により検出するので、記録粒子３０２ａの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。なお、記録微粒子３０２ａとして相変化材料を挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【００９６】
図４２に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層４０２は誘電体４０２ｂの中に記録微粒子４０２ａが分散された状態になっている。ただし、記録微粒子４０２ａの構造が上記実施例と異なる。ここでは核となる金属微粒子４０２ａ１とこれを包み込むように設けられている光記録材料４０２ａ２により構成されている。核となる金属微粒子４０２ａ１の材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【００９７】
記録微粒子４０２ａの誘電体４０２ｂの誘電率や光記録材料４０２ａ２の特性により異なるが、記録微粒子４０２ａの直径、すなわち金属微粒子４０２ａ１と光記録材料４０２ａ２(ここの例では有機色素材料)を合わせた直径を、あるいは、核となる金属微粒子４０２ａ１の直径を、微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層４０２に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録微粒子４０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層４０２の誘電体４０２ｂの誘電率が近いことが好ましい。
これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録微粒子４０２にカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。
【００９８】
また、記録微粒子４０２ａの光記録材料４０２ａ２としては、有機色素材料を用いる。例としては、フタロシアニンなどのシアニン色素、アザアヌレン色素、金属キレート色素などが挙げられる。記録微粒子４０２ａの核である金属微粒子４０２ａ１にカップリングした光は、近接場光としてこの金属微粒子４０２ａ１周辺に存在する。その電磁界が数十nmの非常に狭い領域に閉じこめられるので、電磁界強度は非常に強くなる。この電磁界のエネルギーにより有機色素材料が変成し、情報が記録される。前記変成は有機色素材料の分子構造の変化と形状変化の両方で生じる。したがって、金属微粒子１０３ａから記録微粒子４０２ａへのカップリングが、有機色素材料への記録前後で大きく異なる。これにより有機色素材料の状態により、金属微粒子１０３ａ配列から記録微粒子４０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。記録微粒子４０２ａに伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは反射光により検出するので、記録微粒子４０２ａの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。
【００９９】
なお、記録微粒子４０２ａとして有機色素材料を用いたものを挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【０１００】
図４３に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層５０２は誘電体５０２ｂの中に記録微粒子５０２ａが分散された状態になっている。ただし、記録微粒子５０２ａの構造が上記実施例と異なる。ここでは核となる金属微粒子５０２ａ１とこれを包み込むように設けられている光記録材料５０２ａ２により構成されている。核となる金属微粒子５０２ａ１の材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【０１０１】
記録微粒子５０２の誘電体５０２ｂの誘電率や光記録材料５０２ａ２の特性により異なるが、記録微粒子５０２の直径、すなわち金属微粒子５０２ａ１と光記録材料５０２ａ２(ここの例ではフォトクロミック材料)を合わせた直径を、あるいは、核となる金属微粒子５０２ａ１の直径を、微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録微粒子５０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層５０２の誘電体５０２ｂの誘電率とが近いことが好ましい。
これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録微粒子５０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。
【０１０２】
また、記録微粒子５０２ａの光記録材料５０２ａ２としては、フォトクロミック材料を用いる。例としては以下の構造式（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すジアリールエテン、フキド、スピロベンゾピラン、アゾベンゼンなどが挙げられる。記録微粒子５０２ａの核である金属微粒子５０２ａ１にカップリングした光は、近接場光としてこの金属微粒子５０２ａ１周辺に存在する。その電磁界が数十nmの非常に狭い領域に閉じこめられるので、電磁界強度は非常に強くなる。この電磁界のエネルギーによりフォトクロミック材料の吸収スペクトルが変化し、情報が記録される。前記吸収スペクトルの変化はフォトクロミック材料の屈折率の実数部と虚数部の両方が変化することである。したがって、金属微粒子１０３ａから記録微粒子５０２ａへのカップリングが、フォトクロミック材料への記録前後で大きく異なる。これによりフォトクロミック材料の状態により、金属微粒子１０３ａ配列から記録微粒子５０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。記録微粒子５０２ａに伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは反射光により検出するので、記録粒子５０２ａの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。
なお、記録微粒子５０２ａとしてはフォトクロミック材料を用いたものを挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【０１０３】
【化１】
2006073123.tif 000005
【０１０４】
図４４に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層６０２は有機色素材料６０２ｂの中に金属微粒子６０２ａが分散された状態になっている。記録層６０２内の金属微粒子６０２ａの材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【０１０５】
記録層６０２内の金属微粒子６０２ａの直径は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録層６０２内の金属微粒子６０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層６０２の光記録材料６０２ｂ(ここでは有機色素材料)のそれが近いことが好ましい。
これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録層６０２内の金属微粒子６０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。
【０１０６】
また、記録層６０２の光記録材料６０２ｂとしては、有機色素材料を用いる。例としてはフタロシアニンなどのシアニン色素、アザアヌレン色素、金属キレート色素などが挙げられる。記録層６０２内の金属微粒子６０２ａにカップリングした光は、近接場光としてこの金属微粒子６０２ａ周辺に存在する。その電磁界が数十nmの非常に狭い領域に閉じこめられるので、電磁界強度は非常に強くなる。この電磁界のエネルギーにより記録層６０２内の金属微粒子６０２ａ周辺の有機色素材料が変成し、情報が記録される。前記変成は有機色素材料の分子構造の変化と形状変化の両方で生じる。したがって、金属微粒子１０３ａから記録層６０２内の金属微粒子６０２ａへのカップリングが、有機色素材料への記録前後で大きく異なる。
これにより有機色素材料の状態により、金属微粒子配列から記録層６０２内の金属微粒子６０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。
【０１０７】
記録層６０２内の金属微粒子に伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは反射光により検出するので、記録層６０２内の金属微粒子６０２ａ周辺の記録材料(有機色素材料)６０２ｂの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。
【０１０８】
なお、記録層６０２の光記録材料６０２ｂとしては有機色素材料を挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【０１０９】
図４５に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層７０２はフォトクロミック材料７０２ｂの中に金属微粒子７０２ａが分散された状態になっている。記録層７０２内の金属微粒子７０２ａの材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【０１１０】
記録層７０２内の金属微粒子７０２ａの直径は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層７０２に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録層７０２内の金属微粒子７０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層７０２の光記録材料７０２ｂ(ここではフォトクロミック材料)のそれが近いことが好ましい。
これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録層７０２内の金属微粒子７０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。
【０１１１】
また、記録層７０２の光記録材料７０２ｂとしては、フォトクロミック材料を用いる。例としては、上記構造式（ａ），（ｂ），（ｃ）で示されるジアリールエテン、フキド、スピロベンゾピラン、アゾベンゼンなどが挙げられる。記録層７０２内の金属微粒子７０２ａにカップリングした光は、近接場光としてこの金属微粒子７０２ａ周辺に存在する。その電磁界が数十nmの非常に狭い領域に閉じこめられるので、電磁界強度は非常に強くなる。この電磁界のエネルギーにより記録層７０２内の金属微粒子７０２ａ周辺のフォトクロミック材料の吸収スペクトルが変化し、情報が記録される。前記吸収スペクトルの変化はフォトクロミック材料の屈折率の実数部と虚数部の両方が変化することである。したがって、金属微粒子１０３ａから記録層７０２内の金属微粒子７０２ａへのカップリングが、フォトクロミック材料への記録前後で大きく異なる。
【０１１２】
これによりフォトクロミック材料の状態により、金属微粒子１０３ａ配列から記録層７０２内の金属微粒子７０２ａにまで伝播するエネルギーが変わる。記録層７０２内の金属微粒子７０２ａに伝わった光エネルギーはスライダの反対側から検出する或いは反射光により検出するので、記録層７０２内の金属微粒子７０２ａ周辺の記録材料(フォトクロミック材料)７０２ｂの状態により、検出光量は変わる。つまり情報を読みとる(情報再生する)ことができる。
【０１１３】
なお、記録層７０２の光記録材料７０２ｂとしてはフォトクロミック材料を用いたものを挙げたが、記録に用いる光によりその光学的特性が変化しうるものであり、再生が可能なものであれば、他の材料であっても良い。
【０１１４】
図４６に他の記録媒体の実施例を示す。微粒子配列層１０３は上記実施例と同じである。記録層８０２は誘電体材料８０２ｂの中に金属微粒子８０２ａが分散された状態になっている。但しここの記録媒体８００は読みとり専用のROMタイプの記録媒体で、情報は誘電体８０２ｂ内の金属微粒子８０２ａの有無により記録されている。金属微粒子８０２ａがあるところは微粒子配列層１０３を伝搬してきたプラズモンに励起され光を発するが、無いところは励起されないので光を発しない。したがって、この光を検出することで、記録媒体８００内に記録されて情報を再生することができる。記録層８０２内の金属微粒子８０２ａの材料は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと同じ物が好ましい。
【０１１５】
記録層８０２内の金属微粒子８０２ａの直径は微粒子配列層１０３の金属微粒子１０３ａと等しくするのが好ましい。また、微粒子配列層１０３内の最も記録層８０２に近い金属微粒子１０３ａとその直下の記録層８０２内の金属微粒子８０２ａ間のピッチは微粒子配列層１０３内の金属微粒子１０３ａ間のピッチと等しくすることが好ましい。また、微粒子配列層１０３の誘電体１０３ｂの誘電率と記録層８０２の誘電体材料８０２ｂのそれが近いことが好ましい。
【０１１６】
これらの条件により微粒子配列を伝搬してきた光のエネルギーが効率よく記録層８０２内の金属微粒子８０２ａにカップリングすることができる。いわゆるインピーダンスマッチングが取れた状態になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】従来技術の光プローブの構成図である。
【図２】従来技術の光プローブの構成を示す斜視図である。
【図３】従来技術の光ピックアップの構成図である。
【図４】従来技術の記録媒体のトラックに対する光プローブの配置図である。
【図５】本発明の前提となる近接場光スライダ（光ヘッド装置）（１）の斜視図である。
【図６】図５に示す近接場光スライダの金属膜に形成される微細構造の配置例を示す図である。
【図７】本発明の前提となる近接場光スライダ（光ヘッド装置）（２）の斜視図である。
【図８】本発明の前提となる近接場光記録再生装置（１）の概略構成図である。
【図９】本発明の前提となる近接場光記録再生装置（２）の概略構成図である。
【図１０】本発明の近接場光スライダ（１）の構成図である。
【図１１】本発明の近接場光スライダ（１）と記録媒体との関係を示す斜視図である。
【図１２】電磁エネルギーが金属微粒子列に沿って伝搬していく現象のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明の近接場光記録再生装置（１）の概略構成図である。
【図１４】本発明の近接場光スライダ（２）の構成図である。
【図１５】本発明の近接場光記録再生装置（２）の概略構成図である。
【図１６】本発明の近接場光記録再生装置（２）のバリエーションの概略構成図である。
【図１７】本発明の近接場光スライダ（３）の構成図である。
【図１８】本発明の近接場光記録再生装置（３）の概略構成図である。
【図１９】本発明の近接場光スライダ（４）の構成図である。
【図２０】本発明の近接場光記録再生装置（４）の概略構成図である。
【図２１】本発明の近接場光スライダ（５）の構成図である。
【図２２】本発明の近接場光スライダ（５）と記録媒体との関係を示す斜視図である。
【図２３】本発明の近接場光記録再生装置（５）の概略構成図である。
【図２４】図２３における近接場光スライダ（５）の記録媒体に対する配置状況を示す図である。
【図２５】本発明の近接場光スライダ（６）の構成図である。
【図２６】本発明の近接場光記録再生装置（６）の概略構成図である。
【図２７】本発明の近接場光スライダ（７）の構成図である。
【図２８】本発明の近接場光記録再生装置（７）の概略構成図である。
【図２９】本発明の近接場光スライダ（８）を用いた近接場光記録再生装置（８）の構成図である。
【図３０】本発明の近接場光記録再生装置（８）のバリエーション１の概略構成図である。
【図３１】本発明の近接場光記録再生装置（８）のバリエーション２の概略構成図である。
【図３２】本発明の近接場光記録再生装置（８）のバリエーション３の概略構成図である。
【図３３】本発明の近接場光記録再生装置（８）のバリエーション４の概略構成図である。
【図３４】本発明の近接場光記録再生装置（９）の概略構成図である。
【図３５】本発明の近接場光記録再生装置（９）のバリエーション１の概略構成図である。
【図３６】本発明の近接場光記録再生装置（９）のバリエーション２の概略構成図である。
【図３７】本発明の近接場光記録再生装置（９）のバリエーション３の概略構成図である。
【図３８】光導波路をスライダ端面に設けた近接場光スライダの構成図である。
【図３９】金属ボウタイ型ヘッドを設けた近接場光スライダの構成図である。
【図４０】本発明で使用する記録媒体（２）の構成図である。
【図４１】本発明で使用する記録媒体（３）の構成図である。
【図４２】本発明で使用する記録媒体（４）の構成図である。
【図４３】本発明で使用する記録媒体（５）の構成図である。
【図４４】本発明で使用する記録媒体（６）の構成図である。
【図４５】本発明で使用する記録媒体（７）の構成図である。
【図４６】本発明で使用する記録媒体（８）の構成図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄ，８０Ｅ    近接場光スライダ
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ    基板
１２，２２，２６，３２，３６，４２，５２，６２，７２，８２ａ，８６ａ，８２ｂ，８６ｂ，８２ｃ，８２ｃ，８２ｅ    金属膜
１３，２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，６３，６７，７３，７７，８３ｃ，８７ｃ，８３ｄ，８７ｄ，８３ｅ，８７ｅ    微細構造
１４，２４，２８，３４，３８，４４，４８，５４，６４，６８，７４，７７，８４ｃ，８８ｃ    散乱源金属微粒子
１５，２５，２９，３５，３９，４５，４９，５５，６５，７５，８５ｃ，８９ｃ    金属微粒子列
１９，５９    サスペンション
１００，１００´，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００    記録媒体
１０１    基板
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２    記録層
１０３    微粒子配列層
１０３ａ，３０２ａ１，４０２ａ１，５０２ａ１，６０２ａ，７０２ａ，８０２ａ    金属微粒子
１０３ｂ，２０３ｂ，３０２ｂ，４０２ｂ，５０２ｂ，８０２ｂ    誘電体
２０２ａ，３０２ａ，４０２ａ，５０２ａ    記録微粒子
３０２ａ２    相変化材料
４０２ａ２，６０２ｂ    有機色素材料
５０２ａ２，７０２ｂ    フォトクロミック材料
１１１，２１１，２１２，２２１，２２２，３１１，３１２，４１１，４１２，５１１，６１１，６１２，７１１，７１２，８１１，８１２，８２１，８２２，８３１，８３２，８４１，８４２，８５１，８５２，９１１，９２１，９３１，９４１    レーザ光源
１１５，５１５    対物レンズ
１１６，５１６    集光レンズ
１１７，１１８，５１７，５１８    光検出器
１１９    折り曲げミラー
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ    角度可変ミラー
【図１】
2006073123.tif 000006
【図２】
2006073123.tif 000007
【図３】
2006073123.tif 000008
【図４】
2006073123.tif 000009
【図５】
2006073123.tif 000010
【図６】
2006073123.tif 000011
【図７】
2006073123.tif 000012
【図８】
2006073123.tif 000013
【図９】
2006073123.tif 000014
【図１０】
2006073123.tif 000015
【図１１】
2006073123.tif 000016
【図１２】
2006073123.tif 000017
【図１３】
2006073123.tif 000018
【図１４】
2006073123.tif 000019
【図１５】
2006073123.tif 000020
【図１６】
2006073123.tif 000021
【図１７】
2006073123.tif 000022
【図１８】
2006073123.tif 000023
【図１９】
2006073123.tif 000024
【図２０】
2006073123.tif 000025
【図２１】
2006073123.tif 000026
【図２２】
2006073123.tif 000027
【図２３】
2006073123.tif 000028
【図２４】
2006073123.tif 000029
【図２５】
2006073123.tif 000030
【図２６】
2006073123.tif 000031
【図２７】
2006073123.tif 000032
【図２８】
2006073123.tif 000033
【図２９】
2006073123.tif 000034
【図３０】
2006073123.tif 000035
【図３１】
2006073123.tif 000036
【図３２】
2006073123.tif 000037
【図３３】
2006073123.tif 000038
【図３４】
2006073123.tif 000039
【図３５】
2006073123.tif 000040
【図３６】
2006073123.tif 000041
【図３７】
2006073123.tif 000042
【図３８】
2006073123.tif 000043
【図３９】
2006073123.tif 000044
【図４０】
2006073123.tif 000045
【図４１】
2006073123.tif 000046
【図４２】
2006073123.tif 000047
【図４３】
2006073123.tif 000048
【図４４】
2006073123.tif 000049
【図４５】
2006073123.tif 000050
【図４６】
2006073123.tif 000051