(57)【要約】【課題】  近接場光による記録／再生時に記録媒体とスライダとの微小間隔を良好に保持でき、スライダと記録媒体との接触を回避できる光記録／再生用光学装置を得る。【解決手段】  記録媒体１の回転によって発生する空気流で記録媒体１の表面から微小間隔を保って浮上する光記録／再生用光学装置。近接場光を発生させる集光素子２１と透光性平板からなるスライダ２５とを一体的に接合し、入射光を集光素子２１で集光してスライダ２５の集光スポット２６より小さい近接場光を発生させる。スライダ２５はサスペンション１３によって記録媒体１の表面から離間する方向に付勢され、かつ、記録媒体１との対向面部分には記録媒体１の回転によって発生する空気流により負圧が発生する段差部が形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の回転によって発生する空気流で記録媒体の表面から微小間隔を保って浮上する光記録／再生用光学装置において、
集光素子と、
前記集光素子と一体的に設けられ、前記記録媒体との対向面から近接場光を発生するスライダと、
前記スライダを前記記録媒体の表面から離間する方向に付勢して保持するサスペンションと、を備え、
前記スライダの前記記録媒体との対向面部分には、記録媒体の回転に伴って生じる空気流により記録媒体側に引き寄せられる力が発生すること、
を特徴とする光記録／再生用光学装置。
【請求項２】
前記スライダは透光性平板からなり、前記記録媒体との対向面に集光スポットより小さい近接場光を発生する微小構造が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光記録／再生用光学装置。
【請求項３】
前記微小構造はプラズモン共鳴を発生するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光記録／再生用光学装置。
【請求項４】
前記集光素子は固浸レンズ又は固浸ミラーであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光記録／再生用光学装置。
【請求項５】
前記スライダの前記記録媒体との対向面にはコイルが形成され、磁気ディスクからなる記録媒体に対して近接場光アシスト磁気記録／再生を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光記録／再生用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録／再生用光学装置、詳しくは、近接場光による情報の記録及び／又は再生に用いられる光記録／再生用光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光記録再生技術において、微小な光スポットを得るために近接場光発生構造を用いることが種々提案されている。近接場光による記録／再生を実現するためには、固浸レンズ（Solid  Immersion  Lens）や固浸ミラー（Solid  Immersion  Mirror）を集光素子として用い、微小スポットと記録媒体とを近接させ、エバネッセント波と記録媒体とを相互作用させている。これにて、情報の記録又は再生における高密度化が図られる。
【０００３】
さらに、集光素子の集光スポットに金属薄膜にて微小構造を形成し、表面プラズモンを励起させて近接場光の発生効率を高めることも採用されている。
【０００４】
ところで、近接場光の特性は物体近傍に孤立した局在光であることから、近接場光を用いて近接場光記録／再生あるいは近接場光アシスト磁気記録／再生を行うには、記録ヘッドと記録媒体との距離を例えば使用波長の１／１０以下（１０〜３０ｎｍ）に近づける必要がある。
【０００５】
従来、磁気記録／再生用の光ヘッドにおいては、フォーカス信号を検出してアクチュエータによって記録媒体と光ヘッドとの間隔制御を行っている。しかし、近接場光を使用した場合の１０〜３０ｎｍという微小な間隔制御は非常に困難である。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載されているように、固浸レンズと正圧スライダとを組み合わせた光ヘッドが提案されている。正圧スライダは、通常は記録媒体と接触状態にあり、記録媒体の回転に伴って生じる空気流により記録媒体とスライダとの間にトータルで正圧が発生し、この正圧によってスライダが浮上する。
【０００７】
しかし、正圧浮上方式であると、外乱などで正圧が小さくなると、スライダが記録媒体に接触する不具合を生じ、近接場光発生用の微小構造（金属薄膜パターン）を損傷してしまうおそれを有している。
【０００８】
一方、ＨＤＤの起動停止方式としては、従来からＣＳＳ（Contact  Start  Stop）方式が主流である。この方式は、スライダを記録媒体の停止時には該記録媒体上に接触させ、記録媒体の回転に伴って浮上させるため、近接場光による光ヘッドに採用しても、微小構造を損傷するおそれを回避できない。
【０００９】
また、磁気記録の分野では、記録媒体とスライダとの間に負圧を発生させ、該負圧と光ヘッドのサスペンションとのバランスで間隔を制御する磁気ヘッドが特許文献２に記載されている。しかし、特許文献２では近接場光による記録／再生への適用に関して何ら言及していない。
【特許文献１】特開２００１−３４９７９号公報
【特許文献２】特開平５−２０８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、近接場光による記録／再生時に記録媒体とスライダとの微小間隔を良好に保持でき、スライダと記録媒体との接触を回避できる光記録／再生用光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するため、本発明は、記録媒体の回転によって発生する空気流で記録媒体の表面から微小間隔を保って浮上する光記録／再生用光学装置において、集光素子と、該集光素子と一体的に設けられ、記録媒体との対向面から近接場光を発生するスライダと、該スライダを記録媒体の表面から離間する方向に付勢して保持するサスペンションと、を備え、スライダの記録媒体との対向面部分には、記録媒体の回転に伴って生じる空気流により記録媒体側に引き寄せられる力が発生すること、を特徴とする。なお、前記対向面部分には、部分的に正圧が発生しても、トータルで負圧が発生すればよい。
【００１２】
本発明に係る光記録／再生用光学装置において、スライダはサスペンションによって記録媒体の表面から離間する方向に付勢して保持され、記録媒体の停止時にあってはスライダが記録媒体との接触を回避されている。記録媒体が回転し始めると、スライダと記録媒体との対向面部分には記録媒体の回転によって発生する空気流により負圧が発生することにより、スライダが記録媒体に対して例えば１０〜３０ｎｍ程度の微小間隔で浮上した状態となる。
【００１３】
スライダはサスペンションによって記録媒体の表面から常時離間するように付勢されているため、スライダが記録媒体の起動／停止時において記録媒体と接触することはなく、また、記録媒体の回転中に外乱などで負圧が変動したとしても、スライダが記録媒体に接触するおそれはない。これにて、近接場光を発生させるための微小構造の損傷が回避される。
【００１４】
本発明に係る光記録／再生用光学装置において、スライダは透光性平板からなり、記録媒体との対向面に集光スポットより小さい近接場光を発生する微小構造が形成されていてもよい。このような微小構造はプラズモン共鳴を発生するものであることが好ましい。表面励起プラズモンポラリトンによる電場増幅を起こし、微小な近接場光の発生でありながら非常に高効率の光記録／再生が可能となる。また、集光素子は固浸レンズ又は固浸ミラーを好適に使用することができる。
【００１５】
また、本発明に係る光記録／再生用光学装置は、スライダの記録媒体との対向面にはコイルが形成され、磁気ディスクからなる記録媒体に対して近接場光アシスト磁気記録／再生を行うものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光記録／再生用光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
（全体構成、図１参照）
まず、本発明に係る光記録／再生用光学装置の全体構成については説明する。この光記録／再生用光学装置１０は、図１に示すように、矢印Ａ方向に回転駆動される記録媒体１に対して、支軸１１を支点として矢印Ｂ方向（トラッキング方向）に回動可能にトラッキング用アクチュエータ１２を設け、アクチュエータ１２にサスペンション１３を取り付け、サスペンション１３の先端に光ヘッド１５を設けたものである。
【００１８】
（光ヘッドの構成、図２〜図５参照）
第１例である光ヘッド１５Ａは、図２及び図３に示すように、近接場光発生素子である集光素子２１と透光性平板からなるスライダ２５とで構成されている。また、図示しない光源としてのレーザダイオード、コリメータレンズやビーム径変換光学系が設けられ、これらの光学系から平行光が集光素子２１に入射する。なお、平行光を集光素子２１に入射させることは以下に示す第２例、第３例でも同様である。
【００１９】
集光素子２１としては、本第１例では固浸ミラーが用いられ、該集光素子２１の第２面にスライダ２５が接着剤にて接合されている。固浸ミラーは、正のパワーを有する第１面を透過した入射光を正のパワーを有する第２面で反射させ、さらに第１面で反射させてスライダ２５の第２面付近の集光スポット２６に集光させて近接場光を発生させる。
【００２０】
第２例である光ヘッド１５Ｂは、図４に示すように、近接場光発生素子である集光素子２１と透光性平板からなるスライダ２５とで構成されている。集光素子２１としては本第２例では固浸レンズが用いられ、該集光素子２１の第２面にスライダ２５が接着剤にて接合されている。固浸レンズは、入射面が凸形状の連続非球面であり、出射面が平面である非球面レンズとして構成され、平行な入射光は入射面（非球面）で屈折され、接合面である平面を透過し、スライダ２５の出射面付近の集光スポット２６に集光し、近接場光を発生させる。
【００２１】
第３例である光ヘッド１５Ｃは、図５に示すように、前記第１例と同様に、固浸ミラーである集光素子２１と透光性平板からなるスライダ２５とを接合したものであり、スライダ２５の集光スポット２６に周囲にコイル２７が設置されている。この光ヘッド１５Ｃは磁気ディスクからなる記録媒体１に対して近接場アシスト磁気記録／再生を行うものである。
【００２２】
ところで、集光素子２１をレンズ又はミラーとして透光性平板からなるスライダ２５との接合タイプとすれば、接合されているので外乱に強いという利点を有する。また、集光素子２１を無限遠物体に対して設計すれば、入射光との相対的な位置ずれに対して、フォーカス位置が変動しにくいという利点も生じる。
【００２３】
レンズ又はミラーと透光性平板とを接合する目的は、微小構造の量産が可能な点にある。即ち、平板（スライダ２５）の出射面には以下に説明するように近接場光発生のための微小構造が形成されており、この種の微小構造はウエハに対する微細プロセス加工が一般的であり、マザー基板上にプロセス加工で微小構造を形成し、所定サイズの平板（スライダ２５）にカットすることで安価に量産が可能となる。
【００２４】
（スライダの浮上構造、図６参照）
前記光ヘッド１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）において、スライダ２５はサスペンション１３によって記録媒体１の表面から離間する方向に常時付勢されており、スライダ２５の記録媒体１との対向面部分には、記録媒体１の矢印Ａ方向の回転によって発生する空気流Ａ’（図６参照）により正圧が発生する段差部２５ａと負圧が発生する段差部２５ｂと排気用段差部２５ｃが形成されている。
【００２５】
記録媒体１が停止しているとき、光ヘッド１５はサスペンション１３によって上方に付勢され、スライダ２５はその底面が記録媒体１から離れて位置している（図２（Ａ）、図４（Ａ）参照）。記録媒体１が矢印Ａ方向に回転を開始すると、記録媒体１の表面に空気流Ａ’が発生し、空気流Ａ’はまず段差部２５ａに流入し、さらに段差部２５ｂに流入した後、排気用段差部２５ｃから抜けていく。
【００２６】
この回転時において、段差部２５ｂで発生する負圧は段差部２５ａで発生する正圧よりも大きく、記録媒体１とスライダ２５との対向面部分にはトータルで負圧が発生し、スライダ２５はサスペンション１３の付勢力に抗して記録媒体１上に引き寄せられる（図２（Ｂ）、図４（Ｂ）参照）。このような負圧にてスライダ２５が記録媒体１に対して例えば１０〜３０ｎｍ程度の微小間隔で浮上した状態となり、近接場光による記録／再生が行われる。そして、記録媒体１の回転が停止すると、前記負圧が消滅し、スライダ２５はサスペンション１３からの付勢力によって上方に復帰する。
【００２７】
本実施例において、スライダ２５はサスペンション１３によって記録媒体１の表面から常時離間するように付勢されているため、スライダ２５が記録媒体１の起動／停止時において記録媒体１と接触することはない。また、記録媒体１の回転中に外乱などで対向面部分の負圧が変動したとしても、スライダ２５が記録媒体１に接触するおそれはない。これにて、以下に説明する近接場光を発生させるための微小構造の損傷が回避されることになる。
【００２８】
（近接場光発生構造、図７参照）
ところで、前記スライダ２５の集光スポット２６を含む集光領域２６’には、入射波長以下の寸法を有する近接場光発生用の微小構造が形成されている。このような微小構造は表面励起プラズモンを発生させる微小構造であること、特に、プラズモン共鳴を発生する金属により作製されることが好ましい。
【００２９】
波長以下の寸法を有する微小構造であっても、効率よく微小スポットにエネルギーを集める必要があり、表面励起プラズモン共鳴による電場増幅効果を利用すると、良好な集光効率を得ることができる。例えば、波長７８０ｎｍでは金や銀が、波長４０５ｎｍではアルミニウムやマグネシウムが大きな電場増幅効果を有することが知られている。そこで、入射波長に応じた金属材料と微小構造パターン、その厚みを選択することで、プラズモン共鳴を有効に利用することができ、効率よく微小スポットを得ることができる。
【００３０】
図７に微小構造の具体例を示す。この微小構造は、スライダ２５の集光領域２６’に厚さ５０ｎｍ程度の金属薄膜を形成し、この金属薄膜にバタフライ形状の複数の開口（微小構造パターン）７１をマトリックス状に形成したものである。開口７１において対向する微小突部７２，７２の間隔は、例えば、２０〜５０ｎｍであり、微小突部７２，７２の対向部分に集光するとこの対向部分付近のみに強い電場が生じ、近接場光が発生する。
【００３１】
図７（Ｂ）に符号７４で示す部分は、微細プロセス可能で除去された後に集光スポット２６に残された金属薄膜である。
【００３２】
集光領域２６’に形成する金属薄膜７４の厚みと開口７１のパターンを最適化することで、微小な領域に電場を効率よく集中させることができ、近接場光を利用した微小領域での光記録／再生を行うことが可能になる。微小構造は一つだけ形成してもよいが、図７に示すように複数個をマトリックス状に配置することで、いずれかの微小構造に集光スポット位置を調整すればよく、調整が容易になる。
【００３３】
（他の実施例）
なお、本発明に係る光記録／再生用光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３４】
特に、集光素子としては図２及び図４に示した固浸ミラーや固浸レンズ以外に種々の構成のものを用いることができる。また、スライダ２５の対向面部分に形成される負圧発生用の段差部の構成、形状は任意である。さらに、図７に示した近接場光を発生させる微小構造パターンはあくまで例示であり、その構造、パターンの詳細は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る光記録／再生用光学装置の一例を示す概略平面図である。
【図２】前記光記録／再生用光学装置における光ヘッドの第１例を示す説明図で、（Ａ）は記録媒体停止時を示し、（Ｂ）は記録媒体回転時を示す。
【図３】前記光記録／再生用光学装置における光ヘッドの底面図である。
【図４】前記光記録／再生用光学装置における光ヘッドの第２例を示す説明図で、（Ａ）は記録媒体停止時を示し、（Ｂ）は記録媒体回転時を示す。
【図５】前記光記録／再生用光学装置における光ヘッドの第３例を示す説明図である。
【図６】前記光ヘッドを構成するスライダの底面側を示す斜視図である。
【図７】前記スライダの集光領域に形成される微小構造パターンを示し、（Ａ）は集合状態の平面図、（Ｂ）はその部分的な拡大平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…記録媒体
１０…光記録／再生用光学装置
１２…トラッキング用アクチュエータ
１３…サスペンション
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ…光ヘッド
２１…集光素子
２５…スライダ
２５ａ，２５ｂ…段差部
２６…集光スポット
７１…開口（微小構造パターン）
７４…金属薄膜
【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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