(57)【要約】【課題】  磁界の減衰及び遅延が少ない電磁界発生素子と、高周波磁気記録再生を行うことができる情報記録再生ヘッド及び情報記録再生装置とを実現する。【解決手段】  本発明の電磁界発生素子は、基板１６０と、基板１６０上に形成された支持部となる導体１１０ａ・１１０ｂと、導体１１０ａ・１１０ｂ上に積層された板状の導体１１０ｃと、基板１６０上に形成された半導体レーザ素子１２０とを備えている。そして、導体１１０ｃは、半導体レーザ素子１２０が導体１１０ｃに対して、上記導体１１０ｃの延在する平面と略平行にレーザ光を照射することによって、近接場を発生させるとともに、電流を流されることによって、磁界を発生させる。【選択図】  図１
2006114099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に形成された支持部と、
上記支持部上に積層された板状の導体と、
上記基板上に形成され、レーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備え、
レーザ光照射手段が、上記導体に対して、上記導体の延在する平面と略平行にレーザ光を照射し、
上記導体が、電流を流されることによって、磁界を発生させることを特徴とする電磁界発生素子。
【請求項２】
上記支持部が薄膜形成法によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項３】
上記レーザ光照射手段が、レーザ光を発振するレーザ発振部であり、
上記レーザ発振部から照射されるレーザ光が、進路を変更されることなく上記導体に照射されることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項４】
上記導体が電流の狭窄部となっていることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項５】
上記導体が、支持部よりもレーザ光の照射方向に突出していることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項６】
上記導体が、レーザ光の照射方向に延在する段差を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項７】
上記導体から発生する磁束を収束させる軟磁性層をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項８】
絶縁体層と、軟磁性層とをさらに備え、
上記絶縁体層は、上記軟磁性層と上記導体とによって挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項９】
上記導体に接している絶縁性の軟磁性層をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁界発生素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電磁界発生素子を備えていることを特徴とする情報記録再生ヘッド。
【請求項１１】
情報記録媒体から情報を読み取るための電磁界検出器を一体化してさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録再生ヘッド。
【請求項１２】
上記電磁界検出器が高調波光を検出可能であることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録再生ヘッド。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の情報記録再生ヘッドを備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１４】
情報記録媒体上を所定の間隔を保ちつつ浮上するスライダをさらに備え、
上記情報記録再生ヘッドが上記スライダと一体化されていることを特徴とする請求項１３に記載の情報記録再生装置。
【請求項１５】
上記スライダを情報記録媒体上の任意の位置に移動可能なアクチュエータをさらに備えていることを特徴とする請求項１４に記載の情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁界発生素子、情報記録再生ヘッド、及び情報記録再生装置に関するものである。具体的には、近接場及び磁界を発生させる電磁界発生素子、及びそれを具備する情報記録再生ヘッド又は情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光アシスト磁気記録は、次世代高密度磁気記録の有望な技術として注目を浴びている。この光アシスト磁気記録は、熱揺らぎに強い高保磁力を有する磁気記録媒体に対して磁気記録を行うものである。
【０００３】
光アシスト磁気記録では、磁気記録媒体の表面に光を集光し、局所的に磁気記録媒体の温度を上げる。温度が上がった部位では、磁気記録媒体の保磁力が減少するため、通常の磁気ヘッドによって磁気記録することが可能になる。
【０００４】
このような光アシスト磁気記録において、更なる高密度磁気記録を達成するためには、集光スポットサイズをより小さくする必要があり、近年、光の回折限界を超えた近接場を用いる技術が注目されている。
【０００５】
例えば、特許文献１、２には、磁界を発生させるものではないが、近接場を発生する部位を備えた半導体レーザに関する技術が記載されている。
【０００６】
特許文献１、２に記載の、微小開口を形成した金属遮光体を有する半導体レーザを備えた光ヘッドについて、図２５に示す。光ヘッド１は、図２５（a）に示すように、微小開口５が形成された金属遮光体１０ｂと、反射防止膜４とを備えている。そして、レーザの発振領域８からレーザ光を微小開口５に照射することによって、微小開口の近傍に近接場６を発生させている。そして、図２５（ｂ）に示すように、情報記録媒体７に光ヘッド１を対向させることによって、近接場６を情報記録媒体７の記録面７ａに照射している。
【０００７】
そして、このようにして発生させた近接場に、磁気ギャップを重ねることによって、光アシスト磁気記録を行う技術が、例えば特許文献３に記載されている。
【０００８】
すなわち、特許文献３の浮上記録ヘッドでは、レーザ光の出射位置に、レーザ光のサイズよりも小さいサイズの開口を有する遮光体を備えており、この遮光体にレーザ光を照射することにより近接場を発生させている。また、薄膜磁気トランスデューサによって磁界を発生させ、発生した磁界をヨーク延長部によって上記の近接場に誘導し、磁気ギャップを形成させている。そして、近接場により情報記録媒体を昇温させ、磁気ギャップにより記録を行っている。
【特許文献１】特開２００１−２４４５６４号公報（平成13年(2001)9月7日公開）
【特許文献２】特開２００１−２５０２５１号公報（平成13年(2001)9月14日公開）
【特許文献３】特開２００１−３１９３６５号公報（平成13年(2001)11月16日公開）
【特許文献４】特開昭６３−１６４０３２号公報（昭和63年(1998)7月7日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の構成では、磁界を、薄膜磁気トランスデューサからヨーク延長部を経由して近接場に誘導しているため、ヨーク延長部において磁界の強度が減衰するとともに、磁界の伝播に遅延を生じてしまうという問題点を有している。磁界の強度の減衰は書き込みのための出力の低下を招き、磁界の伝搬の遅延は応答性の低下を招く。従って、特許文献３に記載の浮上記録ヘッドは、高周波磁気記録再生を行うためには不向きである。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁界の減衰及び遅延が少ない電磁界発生素子を実現することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、高周波磁気記録再生を行うことができる情報記録再生ヘッド及び情報記録再生装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電磁界発生素子は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に形成された支持部と、上記支持部上に積層された板状の導体と、上記基板上に形成され、レーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備え、レーザ光照射手段が、上記導体に対して、上記導体の延在する平面と略平行にレーザ光を照射し、上記導体が、電流を流されることによって、磁界を発生させることを特徴とする。
【００１３】
レーザ光照射手段は、自らレーザ光を発振するか、あるいは、外部の装置から当該レーザ光照射手段に入射されたレーザ光の進路を変更することによって、導体にレーザ光を照射するものである。このレーザ光照射手段が板状の導体にレーザ光を略平行に照射することによって、導体表面に近接場が発生し、発生した近接場は、導体表面をレーザ光の照射方向に沿って伝搬する。伝搬した近接場は、導体の縁部に到達したとき、導体表面に沿って急激に進行方向を変更する。それに伴って、導体の縁部では電界の集中が起こり、導体の縁部から局所的な強い近接場が発生する。以上のように、導体の縁部では、レーザ光の照射によって発生する近接場に、伝搬した近接場の進路方向によって発生する局所的な近接場が加わるので、導体の縁部近傍においてより強い近接場を発生させることができる。従って、上記構成によれば、電磁界発生素子は、導体の縁部近傍に近接場を発生させることができる。
【００１４】
そして、近接場を発生させる導体と同じ導体に電流を流すことによって、導体周辺に磁界を発生させることができる。一般に磁界の強度は発生部位からの距離が近い程大きいため、導体の近傍には強い磁界が発生する。このように、上記構成によれば、導体の縁部の近傍に、近接場及び磁界の両方を発生させることができる。換言すれば、ヨーク延長部等によって磁界を誘導することなく、近接場内に直接強い磁界を発生させることができる。従って、磁界の減衰及び遅延が少ない電磁界発生素子を実現できる。
【００１５】
また、上記構成によれば、レーザ光照射手段によって照射されたレーザ光と、レーザ光が照射される導体との位置を調節するときに、レーザ光照射手段は基板上に形成されているため、レーザ光照射手段と同様に基板上に形成されている支持部の厚さを調節することによって、支持部上に積層された導体と、レーザ光照射手段との位置関係を調節することができる。従って、上記構成によれば、導体の縁部を、照射されるレーザ光に対して適切な位置に調節することができ、ひいては、電磁界発生素子が近接場を効率よく発生させることができる。
【００１６】
なお、近接場とは、物質の表面及び界面近傍で生じる表面電磁波である表面プラズモン（表面プラズモンポラリトン）、孤立微粒子や微細金属針先端等に局所的に励起される局所表面プラズモン（局所表面プラズモンポラリトン）等をいう。
【００１７】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記支持部が薄膜形成法によって形成されていることが好ましい。
【００１８】
薄膜形成法とは、蒸着法等を含む、薄膜を形成する公知の方法をいう。上記構成によれば、支持部は薄膜形成法によって形成されているため、その厚さを細かく調節することが可能である。従って、上記構成によれば、導体の縁部を、照射されるレーザ光に対してさらに適切な位置に調節することができ、ひいては、電磁界発生素子が近接場を効率よく発生させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記レーザ光照射手段が、レーザ光を発振するレーザ発振部であり、上記レーザ発振部から照射されるレーザ光が、進路を変更されることなく上記導体に照射されることが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、レーザ光照射手段から発振され、照射されるレーザ光の進路を変更することなく、直接導体に照射することが可能となる。これによって、レーザ光の進路変更に伴うレーザ光強度の減衰を抑えることができる。従って、近接場発生効率の高い電磁界発生素子を実現できる。
【００２１】
また、近接場を発生するために必要なレーザ発振部を基板上に一体的に備えることにより、別個にレーザ発振部を備えるよりも総合的な大きさを小型化することができる。
【００２２】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記導体が電流の狭窄部となっていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、導体に電流を流すと、導体は狭窄部となっているので電流が狭窄され、その結果、導体から発生する磁界の強度が増強される。従って、導体の縁部近傍において強い磁界を発生させる電磁界発生素子を実現できる。
【００２４】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記導体が、支持部よりもレーザ光の照射方向に突出していることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、導体の表面をレーザ光の照射方向に沿って伝搬した近接場が導体の縁部に到達したときに、導体の縁部が突出しているため、近接場が導体表面から支持部に拡散することがない。従って、近接場が減衰してしまうのを防止することができる。
【００２６】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記導体が、レーザ光の照射方向に延在する段差を有していてもよい。
【００２７】
段差は凸部又は凹部のどちらであってもよく、また、板状のものを折り曲げたような凸部及び凹部が一体となった形状であってもよい。また、段差が延在する方向とは、段差における角部（凹部及び／又は凸部）が、走行している方向をいう。
【００２８】
導体表面を伝搬する近接場は、上述したように縁部等において進行方向が急激に変更されることにより、局所的な強い近接場を発生させる。よって、導体に段差を設け、伝搬する近接場の進行方向を急激に変更することで、段差部分においても局所的な強い近接場を発生させられる。従って、上記構成によれば、電磁界発生素子は強い近接場を発生させることができる。
【００２９】
また、例えば電流が導体の段差に対して垂直に流れる場合、段差を跨ぐように流れる電流から発生する磁界は、段差の内側に磁束が収束する。従って、上記構成によれば、電磁界発生素子は強い近接場及び強い磁界を発生させることができる。
【００３０】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記導体から発生する磁束を収束させる軟磁性層をさらに備えていてもよい。
【００３１】
上記構成によれば、導体から発生した磁界は、軟磁性層によって収束される。従って、磁界の強度分布を整えることができる。
【００３２】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、絶縁体層と、軟磁性層とをさらに備え、上記絶縁体層は、上記軟磁性層と上記導体とによって挟まれていてもよい。
【００３３】
上記構成によれば、軟磁性層によって上述したように磁界の強度分布が整えられるとともに、導体と軟磁性層の間には、絶縁体層が形成されていることによって、導体から電流が軟磁性層に流出してしまうことを防止することができ、ひいては、電流の損失による磁界損失を低減することができる。従って上記構成によれば、電磁界発生素子は、効率よく磁界を発生させることができる。
【００３４】
また、本発明に係る電磁界発生素子は、上記導体に接している絶縁性の軟磁性層をさらに備えていてもよい。
【００３５】
上記構成によれば、軟磁性層において、磁束を整えることができる。また、導体に接して絶縁性の軟磁性層が備えられるため、導体から電流が外部に流出してしまうことがなく、電流の損失による磁界損失も低減することができる。また、軟磁性層が絶縁性であることによって、磁界の変化に伴って軟磁性層内に渦電流が発生することがなく、ひいては、高周波領域での磁界損失を低減することができる。従って、上記構成によれば、効率よく磁界を発生させる電磁界発生素子を実現できる。
【００３６】
本発明に係る情報記録再生ヘッドは、上記課題を解決するために、上記何れかの電磁界発生素子を備えていることを特徴とする。
【００３７】
情報記録再生ヘッドに適用される電磁界発生素子は、上述したように、導体の縁部から、近接場と、減衰及び遅延が少ない強い磁界との両方を発生させることができる。情報記録媒体に読み込み及び書き込みを行う情報記録再生ヘッドに、上記電磁界発生素子を適用すれば、電磁界発生素子が発生させる近接場を用いて情報記録媒体の一部を昇温させ、昇温した部分に磁界を印加することによって、光アシスト磁気記録を行うことができる。ここで、適用される上記電磁界発生素子は出力及び応答性が高いので、情報記録媒体に対して高周波磁気記録が可能となる。従って上記構成によれば、高周波磁気記録が可能な情報記録再生ヘッドを実現することができる。
【００３８】
また、本発明に係る報記録再生ヘッドは、情報記録媒体から情報を読み取るための電磁界検出器を一体化してさらに備えていることが好ましい。
【００３９】
上記構成によれば、記録情報媒体からの情報を読み取ることができる電磁界検出器を一体化して備えているので、情報記録再生ヘッドを小型化することができる。
【００４０】
また、本発明に係る報記録再生ヘッドは、上記電磁界検出器が高調波光を検出可能であることが好ましい。
【００４１】
上記構成によれば、情報記録媒体に記録された電気分極情報又は磁気分極情報を、レーザ光の反射光又は散乱光として電磁界検出器が検出する際に、高調波のレーザ光を用いることができる。これによって、レーザ光の漏れ光によるノイズ信号を排除でき、情報記録媒体から高いＳ／Ｎで情報を読み出すことができる。
【００４２】
本発明に係る情報記録再生装置は、上記課題を解決するために、上記何れかの情報記録再生ヘッドを備えていることを特徴とする。
【００４３】
情報記録再生装置に適用される情報記録再生ヘッドは、高周波磁気記録が可能なものである。従って、上記構成によれば、高周波磁気記録が可能な情報記録再生装置を実現できる。
【００４４】
また、本発明に係る情報記録再生装置は、情報記録媒体上を所定の間隔を保ちつつ浮上するスライダをさらに備え、上記情報記録再生ヘッドが上記スライダと一体化されていることが好ましい。
【００４５】
上記構成によれば、情報記録再生ヘッドとスライダとが一体化されており、その後の製造プロセスが従来の磁気ヘッドの製造プロセスと類似している。従って、従来の磁気ヘッドの製造プロセスを利用できるため生産性が向上する。
【００４６】
また、レーザ発振部に電流を供給する端子、導体に電流を供給する端子等が、スライダと一体化して形成することができるので、外部から端子へのアクセスが容易になり生産性が向上する。
【００４７】
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記スライダを情報記録媒体上の任意の位置に移動可能なアクチュエータをさらに備えていることが好ましい。
【００４８】
上記構成によれば、情報記録再生ヘッドはスライダと一体化されているので、アクチュエータによって情報記録再生ヘッドを移動させることができる。従って、情報記録媒体に記録された情報を所望の位置から読み出すことができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明に係る電磁界発生素子は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に形成された支持部と、上記支持部上に積層された板状の導体と、上記支持部上に形成され、レーザ光を照射するレーザ光照射手段とを備え、レーザ光照射手段が、上記導体に対して、上記導体の延在する平面と略平行にレーザ光を照射し、上記導体が、電流を流されることによって、磁界を発生させることを特徴とする。
【００５０】
従って、上述したように、磁界の減衰及び遅延が少ない電磁界発生素子を実現できるという効果を奏する。
【００５１】
また、本発明に係る情報記録再生ヘッドは、上記の電磁界発生素子を備えていることを特徴とする。
【００５２】
従って、上述したように、高周波磁気記録が可能な情報記録再生ヘッドを実現できるという効果を奏する。
【００５３】
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記の情報記録再生ヘッドを備えていることを特徴とする。
【００５４】
従って、上述したように、高周波磁気記録が可能な情報記録再生装置を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
（第１実施形態）
本発明に係る電磁界発生素子の一実施形態について、図１から図７を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５６】
本実施形態に係る電磁界発生素子１００について、概略図を図１に示す。電磁界発生素子１００は、基板１６０と、基板１６０上に形成された半導体レーザ素子１２０及び導体群１１０とを備えている。
【００５７】
ここで、説明を明確にするために、基板１６０の延在する面をＸＹ平面、基板１６０の垂線をＺ軸、基板１６０の上方向をＺ軸正方向と定義する。また、直方体の半導体レーザ素子１２０の共振方向をＹ軸方向とし、レーザ照射方向をＹ軸負方向と定義する。Ｘ軸は、Ｙ軸と垂直、かつ、Ｚ軸と垂直な軸であり、基板上方（すなわちＺ軸正方向）から、半導体レーザ素子１２０のレーザ発振側を下として電磁界発生素子１００を見た場合に右方向となる方向をＸ軸正方向と定義する。
【００５８】
また、以下の説明において、Ｘ軸正方向を右、Ｘ軸負方向を左、Ｙ軸正方向を奥又は後ろ、Ｙ軸負方向を手前又は前、Ｚ軸正方向を上、Ｚ軸負方向を下ということもある。また、Ｚ軸と平行な面を側面ということもある。
【００５９】
本実施形態に係る電磁界発生素子１００について、Ｚ軸正方向から見た概略図を図２に示し、図２の線ＣＸ１に沿った断面図を図３に示す。図２に示すように、半導体レーザ素子１２０は、レーザ発振部１２０ａ及び導波路部１２０ｂから構成されている。半導体レーザ素子１２０はＹ軸方向に長い直方体の形状をしており、それぞれＹ軸方向に長い直方体であるレーザ発振部１２０ａ及び導波路部１２０ｂがＹ軸方向に連設された構成となっている。
【００６０】
詳細については後述するが、これらレーザ発振部１２０ａ及び導波路部１２０ｂは、導体１１０ｃにレーザ光を照射するためのものである。本実施形態では、レーザ発振部１２０ａが基板１６０上に形成されているが、レーザ発振部１２０ａは必須の構成ではなく、レーザ発振部１２０ａが外部に設けられており、導波路部１２０ｂによって導体１１０ｃにレーザ光を照射する構成となっていてもよい。また、導波路部１２０ｂも、必須の構成ではない。なお、レーザ発振部１２０ａ、導波路部１２０ｂのそれぞれは、請求項におけるレーザ光照射手段に相当する。
【００６１】
本実施形態では、上述したように、レーザ発振部１２０ａはＹ軸負方向にレーザ光を照射するように構成されている。すなわち、レーザ発振部１２０ａの共振方向はＹ軸に沿っており、レーザ発振部１２０ａのＹ軸正方向の端部及びＹ軸負方向の端部には、分布型ブラッグ反射器（ＤＢＲ）１２５ａ・１２５ｂが形成されている。或いは、分布型ブラッグ反射器１２５ｂの代わりに、レーザ発振部１２０ａのＹ軸正方向の端部（図２中のレーザ発振部１２０ａの紙面上部側）に反射膜が形成されていてもよい。
【００６２】
レーザ発振部１２０ａの周辺には、電極１２８ａ・１２８ｂが備えられており、レーザ発振部１２０ａに電流を注入することができるようになっている。なお、本実施形態では、電極１２８ａはレーザ発振部１２０ａの上面に形成されており、電極１２８ｂはレーザ発振部１２０ａの側方に形成されている。ここで、電極１２８ｂは、基板１６０下面側に形成されていてもよい。
【００６３】
図３に示すように、レーザ発振部１２０ａは、活性層１２１ｂ、２つのクラッド層１２１ａ・１２１ｃ、及び２つのブロック層１２４ａ・１２４ｂによって構成されている。活性層１２１ｂは、上下をこれら２つのクラッド層１２１ａ・１２１ｃに挟まれており、下からクラッド層１２１ｃ、活性層１２１ｂ、クラッド層１２１ａの順に積層されている。
【００６４】
クラッド層１２１ａはｐ型にドープされたクラッド層であり、クラッド層１２１ｃはｎ型にドープされたクラッド層である。ｎ型にドープされたクラッド層１２１ｃの下方には、ヘビードープされた電流注入層１２２が形成されている。電流注入層１２２は、クラッド層１２１ｃと接しており、クラッド層１２１ｃからＸ軸正方向に突出した直方体となっている。この電流注入層１２２の突出部上には、前述した電極１２８ｂが形成されている。この電極１２８ｂから電流を流すことにより、活性層１２１ｂに電流を注入し、半導体レーザ素子１２０にレーザ光を励起させることができるようになっている。
【００６５】
活性層１２１ｂの左右各側面を遮蔽するように、活性層１２１ｂの左側面にはブロック層１２４ａが、活性層１２１ｂの右側面にはブロック層１２４ｂが、それぞれ形成されている。これらブロック層１２４ａ・１２４ｂは、活性層１２１ｂからレーザ光が漏れ出すのを防止している。
【００６６】
なお、レーザ発振部１２０ａにおいて、活性層１２１ｂは多層量子井戸構造として構成されていてもよい。また、活性層１２１ｂ及びクラッド層１２１ａ・１２１ｃは、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体で形成されることが好ましい。これによれば、基板１６０に結晶基板を用いた場合に、基板１６０上に半導体レーザ素子１２０を容易に形成することができる。
【００６７】
また、活性層１２１ｂは、幅Ａｗが１００〜３００ｎｍ程度で、高さＡｈが２００〜５００ｎｍ程度であることが好ましい。このように活性層１２１ｂの断面が長方形型でＺ軸方向に長手方向がくることによって、ＴＭモード（電界ベクトルが図３中のＺ軸方向）のレーザ光が立ちやすくなる。
【００６８】
また、ブロック層１２４ａ・１２４ｂは、レーザ光の閉じ込め効率の観点から、活性層１２１ｂよりも屈折率の低い、上述のＩＶ属半導体、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、酸化物絶縁体、窒化物絶縁体、絶縁体有機物質等の何れか又は組み合わせで形成されることが好ましい。
【００６９】
次に導波路部１２０ｂについて説明する。導波路部１２０ｂは、レーザ発振部１２０ａのレーザ発振方向（Ｙ軸負方向）に隣接して配置されている。導波路部１２０ｂは、レーザ発振部１２０ａと一体的に形成される。このため、導波路部１２０ｂは、後述する導体が埋め込まれる前端部を除いて、レーザ発振部１２０ａと同様の構造となっている。
【００７０】
すなわち、導波路部１２０ｂは、レーザ発振部１２０ａの活性層１２１ｂに対応するコア層と、レーザ発振部１２０ａのクラッド層１２１ａ・１２１ｃに対応する図示しない２つのクラッド層と、レーザ発振部１２０ａのブロック層１２４ａ・１２４ｂに対応する図示しない２つのブロック層とで構成されており、導波路部１２０ｂのコア層の上下は２つのクラッド層によって挟まれ、コア層の両側面は、２つのブロック層によって挟まれている。
【００７１】
ここで、導波路部１２０ｂのコア層は、レーザ発振部１２０ａの活性層１２１ｂと、レーザ発振部１２０ａの共振方向の延長線上に、隣接して形成されているため、レーザ発振部１２０ａの活性層１２１ｂにおいて発生したレーザ光を導波路部１２０ｂのコア層に高効率で伝播させることができる。これによって、導波路部１２０ｂは、レーザ発振部１２０ａによって発振されたレーザ光をＹ軸負方向に導き、後述する導体１１０ｃに照射できるようになっている。
【００７２】
以下、Ｙ軸方向に並設されたレーザ発振部１２０ａ、ＤＢＲ１２５ａ・１２５ｂ、及び導波路部１２０ｂのうち、中心（図２の線ＣＹ）付近の、レーザが伝搬する領域を、光伝搬路部１２０ｃという。従って、レーザ発振部１２０ａの活性層１２１ｂで発振したレーザ光は、光伝搬路部１２０ｃの領域内を透過しながらＹ軸方向に伝搬する。ここで、光伝搬路部１２０ｃは、レーザ発振部１２０ａにおいては活性層１２１ｂに相当し、導波路部１２０ｂにおいてはコア層に相当する。
【００７３】
次に導体群１１０について説明する。図１に示すように、導体群１１０は、導体１１０ａ、導体１１０ｂ、及び導体１１０ｃによって構成されている。なお、詳細は後述するが、導体１１０ａ及び導体１１０ｂは、導体１１０ｃの支持部の役割を備えている。従って、本実施形態の導体１１０ａ及び導体１１０ｂは、請求項における支持部に相当する。
【００７４】
なお、導体１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃは、電気伝導率が高い金属又はカーボンナノチューブで板状に形成されており、高周波応答性の観点から、非磁性金属であるＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｄ等の何れか又は組み合わせで形成されていることが好ましい。
【００７５】
導体１１０ａ・１１０ｂの形状は特に限定されるものではないが、本実施形態では、断面が長方形となる細長い形状になっている。そして、図２に示すように、導体１１０ａは分岐のない１本の電流路を構成しており、基板１６０上で半導体レーザ素子１２０の左方から、導波路部１２０ｂの前端部まで延在している。導体１１０ａの一方の端部１１０ａ−１は、導波路部１２０ｂの前端部内左側に埋め込まれており、他端は、導波路部１２０ｂの左方に配置されている。また、導体１１０ｂは、導体１１０ａと左右対称の形状になっている。すなわち、導体１１０ｂも分岐のない１本の電流路を構成しており、基板１６０上で半導体レーザ素子１２０の右方から、導波路部１２０ｂの前端部まで延在している。導体１１０ｂの端部１１０ｂ−１は、導波路部１２０ｂの前端部内右側に埋め込まれており、他端は、導波路部１２０ｂの右方に配置されている。
【００７６】
図２の線ＣＸ２に沿った断面図を図４に示す。導体１１０ａ及び導体１１０ｂは互いに同じ高さ（Ｚ軸方向の厚さ）で、かつ、上面が半導体レーザ素子１２０の光伝搬路部１２０ｃの上側境界と略同じ高さになるよう形成されている。なお、光伝搬路部１２０ｃは、図４では、高さＡｈ及び幅Ａｗを示す点線に囲まれた長方形の断面領域として示されている。
【００７７】
また、導体１１０ａの端部１１０ａ−１の端面と、導体１１０ｂの端部１１０ｂ−１の端面とは、ともにＸ軸に対して垂直となっており、図４に示すように、導波路部１２０ｂの前端部において互いに対向している。ここで、導体１１０ａの端部１１０ａ−１の右側面と、これに対向する導体１１０ｂの端部１１０ｂ−１の左側面との間の領域をギャップという。なお、このギャップは、幅（Ｘ軸方向の長さ）Ｇを有している。このギャップは導波路部１２０ｂの一部であるため、ギャップ内上部をレーザ光が通過する。
【００７８】
そして、上記ギャップを覆うように、導体１１０ａ・１１０ｂ上に導体１１０ｃが形成されている。これによって、導体１１０ｂから導体１１０ｃを経由して導体１１０ａに電流が流れるようになっているとともに、半導体レーザ素子１２０から、レーザ光が導体１１０ｃの底面に照射されるようになっている。ここで、導体群１１０に流れる電流の向きは、上述した向きと逆方向であってもよい。
【００７９】
なお、導体１１０ｃの手前底辺（縁部）１１１は、光伝搬路部１２０ｃ（図４では、高さＡｈ及び幅Ａｗを示す点線に囲まれた長方形の断面領域を指す）の境界から、上下にλ／ｎｇの範囲内になるように配置されることが好ましい。ここで、λはレーザ光の波長、ｎｇは導波路部１２０ｂを構成する物質の屈折率である。
【００８０】
本実施形態において、導体１１０ｃは薄い板状（膜状）であり、高さ（膜厚）が導体１１０ａ・１１０ｂよりも小さく（薄く）なっている。これによって、導体群１１０に電流ｉを流した場合に導体１１０ｃにおいて電流が狭窄され、電流密度が増加する。その結果、電磁界発生素子１００は、レーザ発振部１２０ａのレーザ発振側に強い磁界Ｂを発生させるようになっている。なお、導体１１０ｃの膜厚Ｔは、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。また、導体１１０ｃ上には、絶縁体層１１８が積層されている。
【００８１】
導体群１１０に流れる電流ｉが大きい場合、狭窄部（導体１１０ｃ）が電気抵抗により破壊されるおそれがあるため、例えば電流ｉが１００ｍＡ程度であれば、導体１１０ｃの断面積Ｓ１（図７に示すように、Ｘ軸に垂直な断面の面積をＳ１と定義する。）、導体１１０ａと導体１１０ｃとの接合面Ｓ２（図２に示す）、導体１１０ｂと導体１１０ｃとの接合面Ｓ３（図２に示す）のそれぞれは、６４００ｎｍ２程度より大きいことが好ましい。これによって、電流ｉが流れた時に発生するジュール熱によって導体群１１０の接合部や電流狭窄部が発熱融解してしまうのを防ぐことができる。
【００８２】
また、導体１１０ａ・１１０ｂの間のギャップ幅Ｇは、活性層１２１ｂの幅よりも短いことが好ましい。これによって、ギャップから電磁界発生素子１００の外部に漏れ出すレーザの伝搬光成分を低減することができるとともに、ギャップ内の磁束密度が増加することにより、導体１１０ｃの手前底辺１１１周辺での磁界Ｂを増強することもできる。
【００８３】
図２の線ＣＹに沿った断面図を図７に示す。図７に示すように、導体１１０ｃの前端面（Ｙ軸負方向の先端面）は、導体１１０ａ・１１０ｂの前端面（Ｙ軸負方向の先端面）よりも、距離ＤだけＹ軸正方向にずれ、突出した状態となっている。これによって、基本的にＴＭモード（電界ベクトルがＺ軸方向）であるレーザ発振部１２０ａからのレーザ光に、ＴＥモード（電界ベクトルがＸ軸方向）のレーザ光が混ざった場合でも、選択的に導体１１０ｃの手前底辺１１１周辺において近接場を発生させられるようになっている。
【００８４】
なお、導体１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃのうち、導波路部１２０ｂの前端部に埋め込まれている導体１１０ａの端部１１０ａ−１の表面と、導体１１０ｂの端部１１０ｂ−１の表面と、導体１１０ｃの表面とは、光伝搬路部１２０ｃの屈折率よりも低い誘電体膜でコーティングされている。コーティングする材質としては、前述のＩＶ属半導体、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、酸化物絶縁体、窒化物絶縁体、絶縁体有機物質等の何れか又は組み合わせが好ましい。これにより、発振されたレーザ光が導体群１１０から漏れ出すことを防ぎ、レーザ光を導波路部１２０ｂの光伝搬路部１２０ｃ内に閉じ込めることができる。
【００８５】
また、基板１６０は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ等のＩＶ属半導体、又はＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、又はＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、又はＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＣｒＯ2、ＣｅＯ2等の酸化物絶縁体又は、ＳｉＮ等の窒化物絶縁体で形成されることが好ましい。
【００８６】
また、導体１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃと、基板１６０又は半導体レーザ素子１２０の導波路部１２０ｂとの間には、密着性を高めるために、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ等の密着層が形成されることが好ましい。これによって、導体１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃと、基板１６０又は半導体レーザ素子１２０の導波路部１２０ｂとが剥離するのを防ぎ、電磁界発生素子１００の素子強度を向上させることができる。
【００８７】
なお、導体１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃは以下の工程によって製造される。まず、基板１６０上に、支持台となる導体１１０ａと、この導体１１０ａと同じ高さの導体１１０ｂとを、ギャップ幅Ｇを開けて形成する。このとき、導体１１０ａ、導体１１０ｂのそれぞれを、蒸着法等を含む公知の薄膜形成方法によって基板１６０上でＺ軸正方向に堆積させていく。上記構成によれば、薄膜形成方法の条件を適切に設定することによって、導体１１０ａ及び導体１１０ｂの厚さ（高さ）を最適に調節することができる。
【００８８】
次に、導体１１０ａ及び導体１１０ｂ上に板状（膜状）の導体１１０ｃを積層する。上記構成によれば、導体１１０ｃの底面は、必然的に導体１１０ａ及び導体１１０ｂの上面の高さになる。本実施形態では、導体１１０ｃの底面にレーザ光が照射され、手前底辺１１１から近接場が発生するようになっている。従って、上記構成によれば、レーザ発振部１２０ａから導体１１０ｃに照射されるレーザ光に対して、導体１１０ｃの底面及び手前底辺１１１の位置を微調整することができる。
【００８９】
なお、蒸着法としては、化学蒸着法、物理蒸着法、スパッタ法、メッキ法等が好ましい。これらの方法を用いて導体１１０ａ及び導体１１０ｂを形成することによって、導体１１０ａ及び導体１１０ｂの高さ、すなわち導体１１０ｃの底面の位置をナノメートルのオーダーで調節することが可能となり、近接場の発生をより効率的に行うことができる。
【００９０】
次に、本実施形態に係る電磁界発生素子１００の動作について説明する。図２のＹ軸正方向から見た断面図について、図１３に示す。導体１１０ｂから導体１１０ｃを経由して導体１１０ａに電流ｉを流す場合、導体１１０ｃには、Ｘ軸負方向に電流が流れる。このとき、右ねじの法則により、導体１１０ｃの手前底辺１１１周辺ではＹ軸負方向に（紙面裏面から表面へ）、また、導体１１０ｃの手前上辺１１２周辺ではＹ軸正方向に（紙面表面から裏面へ）磁界が発生する。
【００９１】
ここで、導体１１０ｃの手前底辺１１１で発生する磁界Ｂの強さＨは、流した電流をＩ、導体１１０ｃの膜厚をＴ、導体１１０ｃの幅をＷ、導体１１０ｃの断面積Ｓ１（＝Ｔ×Ｗ）を囲う経路長さをＬ（＝２×（Ｗ＋Ｔ））とすると、次式で表される。
【００９２】
Ｈ＝Ｉ/Ｌ
例えば、Ｔ＝１００ｎｍ、Ｗ＝２００ｎｍ、Ｉ＝１００ｍＡとした場合、導体１１０ｃの断面Ｓ１を囲う経路に沿った磁界Ｂの強さＨは、約１６７ｋＡ／ｍ（＝２１００Ｏｅ）となる。
【００９３】
このように、狭窄部（導体１１０ｃ）を所望の位置に設けた導体群１１０に電流を流すことによって、強い磁界Ｂが電流経路の狭窄部（導体１１０ｃ）の手前底辺１１１周辺に発生する。
【００９４】
本実施形態の電磁界発生素子１００は、上述したように、従来技術のようにヨーク延長部による所望の位置での磁界発生を行う必要がなく、ヨーク延長部を用いた場合のような磁界の減衰又は遅延が少ないという利点を有している。それゆえ、高周波磁気記録再生に適している。
【００９５】
また、半導体レーザ素子１２０がレーザ光Ｐｉを発振すると、光伝搬路部１２０ｃではＴＭモード（電界ベクトルがＺ軸方向）のレーザ光Ｐｉが、導体１１０ｃと導波路部１２０ｂとの界面に表面プラズモンＤｓｐを発生させる。この表面プラズモンＤｓｐは、導体１１０ｃの底面をＹ軸負方向に伝搬する。伝搬した表面プラズモンＤｓｐは、手前底辺１１１において導体１１０ｃの形状に沿ってＺ軸正方向に進路を変更され、このとき、手前底辺１１１近傍に強い近接場を発生させる。このように、本実施形態の電磁界発生素子１００は、導体１１０ｃの角（手前底辺１１１）を利用することによって、強い近接場ＮＦを発生させることができる。
【００９６】
本実施形態に係る電磁界発生素子１００は、導体１１０ｃに電流を流し、かつ、レーザ光を照射することによって、導体１１０ｃの手前底辺１１１において、磁界Ｂ及び近接場ＮＦの両方を発生させることができる。
【００９７】
なお、近接場ＮＦとは、物質の表面又は界面近傍で生じる表面電磁波である表面プラズモンＤｓｐ（表面プラズモンポラリトン）や、孤立微粒子や微細金属針先端等に局所的に励起される局所表面プラズモンＤｌｓｐ（局所表面プラズモンポラリトン）等を指す。
【００９８】
本実施形態の電磁界発生素子１００では、導体群１１０の狭窄部である導体１１０ｃと半導体レーザ素子１２０の光伝搬路部１２０ｃとが基板１６０の同一面上に配置され、かつ、一直線上に配置されている。そして、導体１１０ｃの手前底辺１１１は、光伝搬路部１２０ｃの領域の境界周辺に形成されている。以上の構成により、光伝搬路部１２０ｃを伝搬してくるレーザ光Ｐｉを、進行方向を変換することなく直接導体群１１０の狭窄部を構成する導体１１０ｃに照射することによって、レーザ光Ｐｉの進行方向の変換に伴うレーザ強度の減衰を抑えることができる。従って、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍に高効率で近接場を発生させることができる。
【００９９】
特許文献１，２に記載の発明では、微小開口で発生した近接場が媒体面に近接した場合は、微小開口を形成する平面と媒体面との間で近接場の共鳴及び平面内での近接場の伝搬が生じ、開口部近接場の強度分布が拡がってしまっていた。しかし、本実施形態の電磁界発生素子は、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍に強い近接場を発生させるため、微小領域に近接場を集中させることが可能となっている。
【０１００】
以下、本実施形態に係る電磁界発生素子１００のある変形例について説明する。電磁界発生素子１００の変形例について、断面図図１のＣＸ２軸に沿った断面図を図５に示す。
【０１０１】
本変形例において、導体１１０ａ・１１０ｂと導体１１０ｃとの接触面と、ギャップ上にある導体１１０ｃの手前底辺１１１との間には、段差Δが存在する。このとき、導体１１０ｃが段差で断線しないように、段差Δは導体１１０ｃの膜厚Ｔ以下である必要がある。この構造は、ちょうど半ターンの磁気コイル形状に類似しているので、電流ｉを導体１１０ｃに流すと、ギャップ中心（導体１１０ｃに流れる電流ｉ経路の曲率中心）に磁束が収束されることによって、磁界Ｂの増強を行うことができる。
【０１０２】
また、導体１１０ｃの手前底辺１１１で発生した近接場は、導体１１０ｃの半円状の手前上辺１１２によって、再度導体１１０ｃの手前底辺１１１の中央部に反射されるので、ギャップ中心付近において近接場を増強することができる。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る電磁界発生素子の他の変形例について説明する。電磁界発生素子１００の変形例について、断面図図１のＣＸ２軸に沿った断面図を図６に示す。
【０１０４】
本変形例では、導体１１０ａ・１１０ｂと導波路部１２０ｂの境界面が、基板１６０表面の垂線に対して傾いている。本変形例では、導体１１０ａと導体１１０ｂとの間のギャップ幅は、導体１１０ｃ側でＧ、基板１６０側でＧｓｕｂとなり、ＧｓｕｂがＧよりも大きくなっている。このように、導体１１０ｃ側のギャップ幅Ｇを小さくすることで、導体１１０ｃの手前底辺１１１周辺での発生磁界Ｂを増強することができ、また、基板１６０側のギャップ幅Ｇｓｕｂを大きくすることで、導体１１０ａと導体１１０ｂとの間におけるリーク電流を低減することができる。
【０１０５】
（第２実施形態）
本発明に係る電磁界発生素子の他の実施形態について、図８から図１２を用いて説明すれば以下の通りである。なお、前記実施の形態１で述べた部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態の電磁界発生素子２００の概略図について図８に示す。本実施形態の電磁界発生素子２００において、基板１６０上には、半導体レーザ素子１２０と、半導体レーザ素子１２０の共振方向に対して膜面が略平行に積層された板状の導体１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆによって構成された導体群１１０が形成されている。導体１１０ｆは、導体群１１０の狭窄部となっている。なお、導体１１０ｄは、導体１１０ｆの支持部としての役割を備えている。従って、本実施形態の導体１１０ｄは、請求項における支持部に想到する。
【０１０７】
本実施形態に係る電磁界発生素子２００について、図８の線ＣＸ３に沿った断面図を図１０に示す。図１０に示すように、レーザ発振部１２０ａは、大部分が上述した第１実施形態の電磁界発生素子１００のレーザ発振部１２０ａと同様の構成であり、以下の構成のみが異なっている。
【０１０８】
本実施形態では、活性層１２１ｂは断面が長方形でＸ軸方向に長手方向となっており、ＴＥモード（電界ベクトルが図１０中のＸ軸方向）のレーザ光が立ちやすくなっている。なお、活性層１２１ｂは、幅Ａｗが２００〜５００ｎｍ程度で、高さＡｈが１００〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。
【０１０９】
次に、導体１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆについて説明する。本実施形態では、上述の第１実施形態とは異なり、導体１１０ｄと導体１１０ｅとは、Ｚ軸方向に積層された層構造において異なる層に形成されており、導体１１０ｄと導体１１０ｅとの間には、絶縁体層１３０がさらに形成されている。これによって、導体１１０ｄと導体１１０ｅとは電気的に絶縁されている。
【０１１０】
そして図８に示すように、導体１１０ｄ及び導体１１０ｅは、それぞれ分岐のない１本の電流路を構成している。ここで、導体１１０ｄ及び導体１１０ｅは、双方共に半導体レーザ素子１２０の左側に配置されている。すなわち、導体１１０ｄの端部１１０ｄ−１は、導波路部１２０ｂの前端部内下側に埋め込まれており、他端は、導波路部１２０ｂの左方に配置されている。また、導体１１０ｂの端部１１０ｂ−１は、導波路部１２０ｂ前端部内上側に埋め込まれており、他端は、導波路部１２０ｂの左方に配置されている。
【０１１１】
そして、導波路部１２０ｂの前端部において、導体１１０ｄの端部１１０ｄ−１と、導体１１０ｅの端部１１０ｅ−１との間には、導体１１０ｆが形成されている。すなわち、導体１１０ｄと導体１１０ｅは、大部分において上記絶縁体層１３０によって絶縁されているが、導波路部１２０ｂの前端部において、導体１１０ｆを介して通電するようになっている。
【０１１２】
図１１は、図８の線ＣＸ４に沿った断面図である。図１１に示すように、基板１６０上には、導波路部１２０ｂの前端部に導体群１１０が埋め込まれている。本実施形態では、基板１６０上に、導体１１０ｄ、絶縁体層１３０及び導体１１０ｆ、導体１１０ｅが、下からこの順序で形成されている。これによって、導体１１０ｄから導体１１０ｆを経由して導体１１０ｅに電流が流れるようになっている。なお、導体群１１０に流れる電流の向きは、上述した向きと逆方向であってもよい。
【０１１３】
光伝搬路部１２０ｃの前端部において、導体１１０ｄと導体１１０ｅとの間には、上述したように導体１１０ｆが形成されている。つまり、光伝搬路部１２０ｃの前端部には絶縁体層１３０が存在せず、代わりに導体１１０ｆが形成された領域が存在する。
【０１１４】
また、導体１１０ｆの露出した周囲部分（右方、及び上方）は、絶縁体層１１８によって覆われており、これによって導体１１０ｆは周囲と絶縁されている。
【０１１５】
なお、導体１１０ｆの手前左辺１１３は、光伝搬路部１２０ｃ（図１１では、高さＡｈ及び幅Ａｗを示す点線に囲まれた長方形の断面領域を指す）の境界から、左右にλ／ｎｇの範囲内になるように配置されることが好ましい。ここで、λはレーザ光の波長、ｎｇは導波路部１２０ｂを構成する物質の屈折率である。
【０１１６】
本実施形態では、導体１１０ｆは、膜厚Ｔ（＝導体１１０ｄと導体１１０ｅとの間のギャップ幅Ｇ）が導体１１０ｄ・１１０ｅの厚さよりも小さくなっており、導体群１１０に電流ｉを流した場合に、導体１１０ｆにおいて電流が狭窄され、電流密度が増加するようになっている。これによって、電磁界発生素子１００は、レーザ発振部１２０ａのレーザ発振側に強い磁界Ｂを発生させることができる。
【０１１７】
なお、導体１１０ｆの膜厚Ｔは、活性層１２１ｂの高さＡｈ以下であることが好ましい。これにより、導体１１０ｆの膜厚Ｔと等しいギャップ幅Ｇを有するギャップが導体１１０ｄ・１１０ｅの間に存在することになり、ギャップから電磁界発生素子１００の外部に漏れ出すレーザの伝搬光成分を低減することができるとともに、ギャップ内の磁束密度が増加することにより、導体１１０ｆの手前底辺１１１周辺での磁界Ｂを増強することもできる。
【０１１８】
さらに、導体群１１０に流れる電流ｉが大きい場合、狭窄部（導体１１０ｆ）が電気抵抗により破壊されるおそれがあるため、例えば電流ｉが１００ｍＡ程度であれば、導体１１０ｆの断面積Ｓ４（Ｚ軸に垂直な断面の面積をＳ４と定義する。図９において、Ｗｘ及びＷｙを示す点線で囲まれる断面の面積に相当する。）、導体１１０ｄと導体１１０ｆとの接合面Ｓ５、導体１１０ｅと導体１１０ｆとの接合面Ｓ６のそれぞれは、６４００ｎｍ２程度より大きいことが好ましい。これによって、電流ｉが流れた時に発生するジュール熱によって導体群１１０の接合部や電流狭窄部（導体１１０ｃ）が発熱融解してしまうのを防ぐことができる。
【０１１９】
なお、絶縁体層１３０は、導波路部１２０ｂの中心部にある光伝搬路部１２０ｃよりも屈折率が低い誘電体膜で形成されることが好ましい。ただし、絶縁体層１３０のうち、導体１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆと接し、光伝搬路部１２０ｃよりもレーザ発振方向にある絶縁体層導波路部１３１は、導波路部１２０ｂの光伝搬路部１２０ｃと同じ屈折率を有する誘電体膜で形成されていることが好ましい。
【０１２０】
これにより、レーザ光が導体群１１０より漏れ出さずに、絶縁体層１３０の絶縁体層導波路部１３１に閉じ込められる。誘電体膜としては、前述のＩＶ属半導体、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、酸化物絶縁体、窒化物絶縁体、絶縁体有機物質等を用いることができる。
【０１２１】
本実施形態の電磁界発生素子２００の、図８の線ＣＹに沿った断面図について、図１２に示す。図１２に示すように、導体１１０ｆのレーザ発振方向の先端面（Ｙ軸負方向の先端面）は、導体１１０ｄ・１１０ｅのレーザ発振方向の先端面（Ｙ軸負方向の先端面）よりも、距離Ｄだけレーザ発振方向にずれている。これによって、基本的にＴＥモード（電界ベクトルがＸ軸方向）であるレーザ発振部１２０ａからのレーザ光に、ＴＭモード（電界ベクトルがＺ軸方向）のレーザ光が混ざった場合でも、選択的に導体１１０ｃの手前左辺１１３近傍において近接場を発生させることができるようになっている。
【０１２２】
なお、導体１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆと、基板１６０又は半導体レーザ素子１２０の導波路部１２０ｂとの間には、密着性を高めるために、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ等の密着層が形成されることが好ましい。これによって、導体１１０ｄ・１１０ｅ・１１０ｆと、基板１６０又は半導体レーザ素子１２０の導波路部１２０ｂとが剥離するのを防ぎ、電磁界発生素子１００の素子強度を向上させることができる。
【０１２３】
次に、本実施形態に係る電磁界発生素子２００の動作について説明する。図２のＹ軸正方向から見た断面図について、図１４に示す。導体１１０ｄから導体１１０ｆを経由して導体１１０ｅに電流ｉを流す場合、導体１１０ｆには、Ｚ軸正方向に電流が流れる。このとき、右ねじの法則により、導体１１０ｆの手前左辺１１３周辺ではＹ軸負方向に（紙面裏面から表面へ）、また、導体１１０ｆの手前右辺１１４周辺ではＹ軸正方向に（紙面表面から裏面へ）磁界が発生する。
【０１２４】
ここで、導体１１０ｆの手前左辺１１３周辺で発生する磁界Ｂの強さＨは、流した電流をＩ、導体１１０ｆの断面積Ｓ４（＝Ｗｘ×Ｗｙ）を囲う経路長さをＬ（＝２×（Ｗｘ＋Ｗｙ））とすると、次式で表される。
【０１２５】
Ｈ＝Ｉ/Ｌ
例えば、Ｗｘ＝２００ｎｍ、Ｗｙ＝１００ｎｍ、Ｉ＝１００ｍＡとした場合、導体１１０ｆの断面Ｓ４を囲う経路方向に沿った磁界Ｂの強さＨは、約１６７ｋＡ／ｍ（＝２１００Ｏｅ）となる。
【０１２６】
このように、狭窄部（導体１１０ｆ）を所望の位置に設けた導体群１１０に電流を流すことによって、強い磁界Ｂが電流経路の狭窄部（導体１１０ｆ）の手前左辺１１３周辺に発生する。
【０１２７】
また、半導体レーザ素子１２０がレーザ光Ｐｉを発振すると、光伝搬路部１２０ｃではＴＥモード（電界ベクトルがＸ軸方向）のレーザ光Ｐｉが、導体１１０ｆと絶縁体層導波路部１３１との界面を表面プラズモンＤｓｐとして伝搬し、手前左辺１１３近傍で近接場ＮＦを発生する。
【０１２８】
ここで、本実施形態の電磁界発生素子２００では、導体群１１０の狭窄構造である導体１１０ｆと半導体レーザ素子１２０の光伝搬路部１２０ｃとが基板１６０の同一面上に配置され、かつ、一直線上に配置されている。そして、導体１１０ｆの手前左辺１１３は、光伝搬路部１２０ｃの領域の境界周辺に形成されている。以上の構成によって、光伝搬路部１２０ｃを伝搬してくるレーザ光Ｐｉを、進行方向を変換することなく直接導体群１１０の狭窄部を構成する導体１１０ｆに照射することによって、レーザ光Ｐｉの進行方向の変換に伴うレーザ強度の減衰を抑えることができる。したがって、導体１１０ｆの手前左辺１１３に高効率で近接場が発生させることができる。
【０１２９】
本実施形態に係る電磁界発生素子２００は、以上のようにして、導体１１０ｆの手前左辺１１３において、磁界Ｂ及び近接場ＮＦの両方を発生させることができる。従って、従来技術のようにヨーク延長部による所望の位置での磁界発生を行う必要がなく、ヨーク延長部を用いた場合のような磁界の減衰又は遅延が少ないという利点を有している。それゆえ、高周波磁気記録再生に適している。
【０１３０】
本実施形態で検証したように、導体群１１０の狭窄部は、様々な方向に電流が流れるよう構成することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態の導体１１０ｄも、上述した第１実施形態における導体１１０ａ・１１０ｂと同様に、蒸着法等を含む公知の薄膜形成方法によって基板１６０上でＺ軸正方向に堆積させていく。これによって、近接場を発せさせる導体１１０ｆの手前左辺１１３の位置を最適な高さに調節することができる。
【０１３２】
（第３実施形態）
本発明に係る情報記録再生ヘッドの一実施形態について、図１５から図１９を用いて説明すれば、以下の通りである。なお、上述した実施形態で述べた部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３３】
本実施形態では、上述した第１実施形態の電磁界発生素子１００に、電磁界検出器として光検出器１６３を備えた情報記録再生ヘッドについて説明する。
【０１３４】
本実施形態の情報記録再生ヘッド３００の断面の概略図を図１６に示す。
【０１３５】
本実施形態の情報記録再生ヘッド３００は、電磁界発生素子１００の絶縁体層１１８上に軟磁性層１１９が形成され、さらに軟磁性層１１９上に光検出器１６３が形成されている。
【０１３６】
光検出器１６３は、２つの電極１７０ａ・１７０ｂと、フォトダイオード層１６３ａとの３つの層からなり、フォトダイオード層１６３ａの上下は、それぞれ電極１７０ａと電極１７０ｂとによって挟まれている。
【０１３７】
なお、フォトダイオード層１６３ａに用いられるフォトダイオードとしては、半導体のｐｎ接合、ｐｉｎフォトダイオード、ショットキーフォトダイオード、又はアバランシフォトダイオードであることが好ましい。
【０１３８】
また、電極１７０ｂは、光の集光効率を上昇させるために、ＩＴＯ等の透明な物質で形成された電極であることが好ましい。
【０１３９】
本実施形態では、絶縁体層１１８と光検出器１６３との間に、軟磁性層１１９が形成されている。これによって、導体１１０ｃ周辺磁界Ｂが発生するとき、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍に磁束が収束する。その結果、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍における磁束密度が増加し、強い磁界Ｂを得ることができる。
【０１４０】
なお、軟磁性層１１９は、フェライト又はガーネット等の軟磁性絶縁体層であることが好ましい。これによって、軟磁性層において磁界Ｂが変化することによって渦電流が生じることを防止することができる。従って、高周波域での磁場損失を低減することができ、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍において強い磁界Ｂを得ることができる。
【０１４１】
また、導体１１０ｃと軟磁性層１１９との間は絶縁体層１１８で絶縁されているので、電流ｉが導体１１０ｃから軟磁性層１１９へ流出し、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍で磁界Ｂの発生が低減してしまうのを防止することができる。この場合、絶縁体層１１８の膜厚としては１００ｎｍ以下が望ましい。
【０１４２】
本実施の形態の情報記録再生ヘッド３００が、情報記録媒体に記録された情報の読み出し又は書き込みを行う際の動作について説明する。
【０１４３】
本実施形態の情報記録再生ヘッド３００及び情報記録媒体３５０について、情報記録媒体３５０の情報が記録される記録面に対して垂直な断面による断面図を図１５に示す。なお、情報記録媒体は、ハードディスクドライブ等に用いられる一般的な磁気記録媒体であり、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系磁気記録媒体、希土類遷移金属磁気記録媒体、ＦｅＰｔ系磁気記録媒体、又はＲｈＦｅ系等の反強磁性物質で形成された磁気記録媒体である。図１５に示すように、情報記録媒体３５０は記録面３５０ａ及び基板３５０ｂを有している。
【０１４４】
本実施形態の情報記録再生ヘッド３００及び情報記録媒体３５０について、情報記録再生ヘッド３００側から見た平面図を図１７に示す。情報記録媒体３５０の記録トラック３７１にある記録マーク３７０に記録された情報を読み出す際、情報記録再生ヘッド３００は、再生レベルの強度を有するレーザ光Ｐｉを導体１１０ｃに照射し、導体１１０ｃの手前底辺１１１（以下、電磁界発生領域１５０ともいう）で散乱された散乱光Ｐｓを光検出器１６３が検出する構成となっている。
【０１４５】
ここで、電磁界発生領域１５０の近傍部分に外部電気分極Ｐｏｕｔが存在する場合、電磁界発生領域１５０から照射される近接場ＮＦが外部電気分極Ｐｏｕｔと相互作用する。その結果、電磁界発生領域１５０からの散乱光Ｐｓに強度変化が生じる。情報記録再生ヘッド３００は、光検出器１６３がこの散乱光Ｐｓの強度変化を検出することによって、外部電気分極Ｐｏｕｔの存在を検出することができる。
【０１４６】
図１５に示すように、情報記録媒体３５０の記録面３５０ａは、情報記録再生ヘッド３００の電磁界発生領域１５０と近接している。従って、情報記録再生ヘッド３００は、上述した方法によって、情報記録媒体３５０の記録マーク３７０に外部電気分極Ｐｏｕｔとして記録された情報を読み出すことができる。
【０１４７】
また、情報記録再生ヘッド３００は、光検出器１６３が電磁界発生領域１５０からの散乱光Ｐｓの偏光方向変化及び強度変化を検出することによって情報を読み出してもよい。
【０１４８】
情報記録媒体３５０の記録マーク３７０に外部電気分極Ｐｏｕｔ及び外部磁気分極Ｍｏｕｔが存在する場合、電磁界発生領域１５０から照射される近接場ＮＦが外部電気分極Ｐｏｕｔ及び外部磁気分極Ｍｏｕｔと相互作用する。その結果、電磁界発生領域１５０からの散乱光Ｐｓに偏光方向変化及び強度変化が生じる。
【０１４９】
この散乱光Ｐｓの偏光方向変化及び強度変化を検出することによって、情報記録媒体３５０の記録マーク３７０に存在する外部電気分極Ｐｏｕｔ及び外部磁気分極Ｍｏｕｔとして記録された情報を読み出すことができる。散乱光Ｐｓの偏光方向の変化を検出する方法を以下に説明する。
【０１５０】
散乱光Ｐｓの偏光方向を検出する場合、情報記録再生ヘッド３００の軟磁性層１１９の磁化の向きを固定するために、導体群１１０に微小な電流ｉ’を流す。その結果、軟磁性層１１９は左右円偏光に対して吸収係数に差を生じるようになる。
【０１５１】
この状態の軟磁性層１１９に入射した散乱光Ｐｓは、偏光方向に応じて軟磁性層１１９に吸収される割合が変化する。従って、軟磁性層１１９を透過した散乱光Ｐｓの強度を光検出器１６３が検出することによって、散乱光Ｐｓの偏光方向を検出することができる。
【０１５２】
偏光方向変化を検出するためには、磁気円二色性の大きな物質（左右円偏光の吸収係数の差が大きな物質）を軟磁性層１１９と光検出器１６３との間に形成することが好ましい。これによって、散乱光Ｐｓの偏光方向変化の検出効率を上昇させることができる。
【０１５３】
また、情報記録媒体３５０の記録マーク３７０の磁気分極Ｍｏｕｔを検出する方法として、上記の方法のかわりに以下の方法を用いてもよい。
【０１５４】
導体群１１０の導体１１０ｃに対して、磁気分極Ｍｏｕｔを有する情報記録媒体３５０の記録マーク３７０が横切ると、情報記録再生ヘッド３００の導体１１０ｃに誘導電流が発生する。この誘導電流の変化を検出することによって、記録マーク３７０の磁気情報を得ることができる。
【０１５５】
なお、情報記録再生ヘッド３００の光検出器１６３は、高調波光を検出できるものであることが好ましい。光検出器１６３が高調波光を検出することができれば、半導体レーザ光の漏れ光によるノイズ信号を排除でき、情報記録媒体３５０の情報を高いＳ／Ｎで検出することができる。
【０１５６】
次に、情報記録再生ヘッド３００が情報記録媒体３５０上に情報を書き込む際の動作について説明する。
【０１５７】
図１５に示すように、情報記録再生ヘッド３００において、再生レベルよりも強い記録レベルの強度を有するレーザ光Ｐｉが導体群１１０に設けられた導体１１０ｃに照射される。その結果、導体１１０ｃの手前底辺１１１近傍（電磁界発生領域１５０）で近接場ＮＦが発生する。
【０１５８】
この近接場ＮＦは情報記録媒体３５０の記録面３５０ａに照射され、記録面３５０ａに昇温領域が発生する。この昇温領域内でも、特に、温度が一定以上高く記録可能となっている領域について以下、記録温度領域３６０という。
【０１５９】
記録温度領域３６０は、記録面３５０ａの他の領域と比較して、昇温されているために磁性の反転を容易に起こすことができる。従って、情報記録再生ヘッド３００の導体１１０ｃに電流を流し、適切な大きさの電界Ｂを発生させることによって、情報記録媒体３５０の記録温度領域３６０でのみ磁性の反転を誘起して、情報を書き込むことができる。
【０１６０】
すなわち、情報記録再生ヘッド３００は、近接場ＮＦによって発生した記録温度領域３６０と磁界Ｂとが重なった領域に対して情報の書き込みを行うことができる。本実施形態の情報記録再生ヘッド３００では、このようにして光の回折限界を越えた微小領域での近接場ＮＦによるアシスト磁気記録が実現される。
【０１６１】
この際、本実施形態の情報記録再生ヘッド３００は、強い近接場ＮＦを発生させることができるので、高保磁力を有する情報記録媒体３５０に対しても記録又は再生を行うことができる。
【０１６２】
また、本実施形態の情報記録再生ヘッド３００は、従来技術のようにヨークによって延長されていない。従って、ヨーク延長部での磁界の減衰又は遅延が起こらず、高周波磁気記録再生に適している。
【０１６３】
以上のように、本実施形態の情報記録再生ヘッド３００は、近接場ＮＦを発生させ、情報記録媒体３５０の記録マーク３７０における電気分極Ｐｏｕｔ及び磁気分極Ｍｏｕｔとの間で起こる相互作用を光検出器１６３が検出することによって、情報を読み出すことができる。また、近接場ＮＦによって情報記録媒体３５０の一部を昇温させ、記録可能となった領域に対して磁界Ｂを印加することによって、情報を書き込むことができる。
【０１６４】
なお、本実施形態の情報記録再生ヘッド３００と情報記録媒体３５０のラジアル方向との配向関係は、任意の角度回転することができる。
【０１６５】
上述の実施形態では、情報記録再生ヘッド３００は、基板１６０の上面が情報記録媒体３５０のラジアル方向と略平行となっている。このとき、図１７に示すように、電磁界発生領域１５０は、情報記録媒体３５０の回転方向が短い楕円形状となっている。これによって、連続するデータ記録位置の間隔が短い場合でも、情報の記録再生が可能となっている。
【０１６６】
ここで、情報記録再生ヘッド３００を、情報記録媒体３５０の記録面３５０ａと垂直で、かつ電磁界発生領域１５０の中心を貫く軸を中心に角Φだけ旋回させた場合、電磁界発生領域１５０も旋回する。ここで角Φが９０°に近づくにつれ、電磁界発生領域１５０は、情報記録媒体３５０のラジアル方向が短い楕円形状になる。これによって、隣接するトラック同士の間隔が狭い場合でも、情報の記録再生が可能になる。
【０１６７】
このように、情報記録再生ヘッド３００と情報記録媒体３５０のラジアル方向との配向関係は適宜調整することが可能であり、角Φを調整することで、再生時のＳ／Ｎを改善できる。
【０１６８】
（第４実施形態）
本発明に係る情報記録再生ヘッドの他の実施形態について、図１８及び図１９を用いて説明すれば、以下の通りである。
【０１６９】
本実施形態の情報記録再生ヘッド４００は、第２実施形態の電磁界発生素子２００に、電磁界検出器として光検出器１６３又は磁界検出器１６４を備えたものである。前述した実施形態の部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施形態の情報記録再生ヘッドにおける、近接場ＮＦ及び磁界Ｂの発生、電磁界検出の方法、記録・再生時の動作については、前述の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０１７０】
本実施形態の情報記録再生ヘッド４００をＹ軸正方向から見た断面図を図１８に示す。情報記録再生ヘッド４００は、図１８に示すように、電磁界発生素子２００の導体１１０ｆの上面及び右側面を覆うように絶縁体層１１８が形成され、絶縁体層１１８の周囲には、軟磁性層１１９が形成されている。
【０１７１】
導体１１０ｃに電流ｉが流された場合、磁界Ｂが発生する。このとき、この軟磁性層１１９によって、導体１１０ｆの手前左辺１１３近傍に磁束が収束する。その結果、導体１１０ｃの手前左辺１１３近傍での磁束密度が増加し、強い磁界Ｂを発生させることができる。
【０１７２】
電磁界発生素子２００の導体１１０ｅ及び軟磁性層１１９上には、絶縁体層１１８と、光検出器１６３又は磁界検出器１６４とが備えられている。光検出器１６３又は磁界検出器１６４は、前述したように、下から、電極１７０ｂ、フォトダイオード層１６３ａ、電極１７０ａがこの順で積層されている。
【０１７３】
ここで、絶縁体層１１８は、光検出器１６３又は磁界検出器１６４の電極１７０ｂと、導体１１０ｅ及び軟磁性層１１９とによって挟まれており、電極１７０ｂと、導体１１０ｅとを絶縁している。これによって、電流ｉが導体１１０ｅから電極１７０ｂへ流出し、導体１１０ｃの手前左辺１１３近傍での磁界Ｂの発生が低減してしまうのを防止することができる。なお、絶縁体層１１８の膜厚としては１００ｎｍ以下が望ましい。
【０１７４】
本実施形態の情報記録再生ヘッド４００及び情報記録媒体３５０を情報記録再生ヘッド４００側から見た平面図を、図１９に示す。
【０１７５】
図１９に示すように、情報記録再生ヘッド４００の電磁界発生領域１５０は、情報記録媒体３５０のラジアル方向（トラック方向）が短い楕円形状となるため、狭トラックの情報記録が可能になっている。
【０１７６】
なお、第３実施形態で述べたように、情報記録再生ヘッド４００を、情報記録媒体３５０の記録面３５０ａと垂直な軸を中心に旋回させ、最適な再生時のＳ／Ｎを得られるよう適宜調整できるのはいうまでもない。
【０１７７】
（第５実施形態）
本発明に係る情報記録再生ヘッドの他の実施形態について説明する。
【０１７８】
本実施形態の情報記録再生ヘッド５００は、電磁界検出器の代わりにレーザ閾値電流検出器を備えている点以外については、第３実施形態の情報記録再生ヘッド３００と同じ構成となっている。前述した実施形態と同じ部分については、簡略化のため説明を省略する。
【０１７９】
なお、レーザ閾値電流検出器は、情報記録再生ヘッド５００に備えられている必要はなく、導電路を介して外部に配置されていてもよい。
【０１８０】
本実施形態の情報記録再生ヘッド５００では、情報記録媒体３５０から情報を読み出す際に、半導体レーザ素子１２０のレーザ発振の閾値電流の変化を測定することによって、外部電気分極Ｐｏｕｔ及び外部磁気分極Ｍｏｕｔの状態を検出する。その詳細について、以下に説明する。
【０１８１】
まず、情報記録再生ヘッド５００の半導体レーザ素子１２０がレーザ光Ｐｉを照射する。これによって、電磁界発生領域１５０において近接場ＮＦが発生する。この近接場ＮＦは、情報記録媒体３５０の記録マーク３７０における外部電気分極Ｐｏｕｔ及び外部磁気分極Ｍｏｕｔと相互作用する。
【０１８２】
ここにレーザ光Ｐｉを照射すれば、レーザ光Ｐｉが情報記録媒体３５０の記録面３５０ａにおいて反射したものである反射光Ｐｒは、前述の相互作用によって、偏光方向や強度に変化を生じる。
【０１８３】
この反射光Ｐｒが半導体レーザ素子１２０に再び戻ってくると、この反射光Ｐｒが半導体レーザ素子１２０の活性層１２１ｂ内に作用し、レーザ発振の状態を変化させる。このレーザ発振の状態は、具体的には、レーザ発振の閾値電流として検出することができ、本実施形態の情報記録再生ヘッド５００は、レーザ閾値電流検出器がこの閾値電流を検出することによって、情報記録媒体から情報を読み出す構成となっている。
【０１８４】
（第６実施形態）
本発明に係る情報記録再生ヘッドの他の実施形態について説明する。本実施形態の情報記録再生ヘッド６００は、電磁界検出器として磁界検出器１６４を備えている点以外については、第３実施形態の情報記録再生ヘッド３００又は第４実施形態の情報記録再生ヘッド４００と同じ構成となっている。前述した実施形態と同じ部分については、簡略化のため説明を省略する。
【０１８５】
本実施形態の情報記録再生ヘッド６００は、図１６に示すように軟磁性層１１９上に磁界検出器１６４が形成されている。磁界検出器１６４は、２つの電極１７０ａ・１７０ｂと、磁気抵抗素子１６４ａとの３つの層からなり、磁気抵抗素子１６４ａの上下は、電極１７０ａと電極１７０ｂとによって挟まれている。
【０１８６】
電磁界検出器として磁界検出器１６４を備える場合、電極１７０ａ・１７０ｂは、磁気シールドの役割を果たすように、軟磁性層で形成されていることが好ましい。
【０１８７】
本実施形態の情報記録再生ヘッド６００が情報を読み出す場合、情報記録媒体３５０の記録面３５０ａに存在する外部磁気分極Ｍｏｕｔを、情報記録再生ヘッド６００に備えられた磁界検出器１６４によって検出する。
【０１８８】
そして、情報記録再生ヘッド６００は、磁気抵抗素子１６４ａが外部磁気分極Ｍｏｕｔによって発生する磁界を電気信号に変換することによって情報の読み出しを行う。
【０１８９】
（第７実施形態）
本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態について、図２０から図２２を用いて説明すれば、以下の通りである。なお、前述した実施形態で述べた部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１９０】
本実施形態の情報記録再生装置７００の主要部の構成を示す斜視図を図２０に示す。
【０１９１】
本実施形態の情報記録再生装置７００は、第３実施形態の情報記録再生ヘッド３００又は第４実施形態の情報記録再生ヘッド４００を備えたものである。以下、情報記録再生ヘッド３００を備えた構成について説明するが、情報記録再生ヘッド３００の代わりに情報記録再生ヘッド４００を備えたものであってもよい。
【０１９２】
本実施形態の情報記録再生装置７００は、図２０に示すように、情報記録再生ヘッド３００がスライダ３８０ａに取りつけられており、情報記録再生ヘッド３００の電磁界発生領域１５０から発生する近接場ＮＦが回転する情報記録媒体３５０の記録面３５０ａ（情報記録媒体３５０表面）を走査するよう構成されている。
【０１９３】
なお、情報記録再生ヘッド３００の電磁界発生領域１５０と情報記録媒体３５０の記録面３５０ａとの間の距離（フライングハイト）は、１００ｎｍ以下に設定されている。これは、境界面（ここでは電磁界発生領域１５０）の近傍にしか生じない近接場ＮＦを用いて、情報記録媒体３５０の記録面３５０ａを走査するためである。
【０１９４】
また、スライダ３８０ａはアーム３８０ｂによって支持され、移動手段であるアクチュエータ３８０ｃによって情報記録媒体３５０の記録トラックを走査するようになっている。
【０１９５】
アーム３８０ｂに取り付けられた情報記録再生ヘッド３００及びスライダ３８０ａの拡大図を図２１に示す。本実施形態の情報記録再生装置７００では、情報記録再生ヘッド３００の導体１１０ａ・１１０ｂ、半導体レーザ素子１２０の電極１２８ａ・１２８ｂ、及び電磁界検出器の電極１７０ａ・１７０ｂがそれぞれフレキシブルケーブルの細線と接続されている。
【０１９６】
情報記録再生装置７００のヘッド周辺の製造プロセスとしては、まず、基板１６０上に半導体レーザ素子１２０を含む電磁界発生素子１００と電磁界検出器とを形成し、情報記録再生ヘッド３００を製造する。そして、従来の磁気ヘッドのスライダ形成に使われているアルチック基板に、製造した情報記録再生ヘッド３００を貼り付ける。
【０１９７】
その後、従来の前記半導体レーザ素子１２０を含む基板１６０が貼り付けられたアルチック基板を分割し、分割した側面にエアーベアリング面を有するよう加工し、情報記録再生ヘッド３００を有するスライダ３８０ａを形成する。
【０１９８】
上記の製造プロセスは、従来の磁気ヘッドの製造プロセスと類似しているため、従来の製造プロセスを利用することができ、情報記録再生装置７００のヘッド周辺の生産性が向上する。
【０１９９】
また、レーザ素子駆動用端子である電極１２８ａ・１２８ｂ、磁界発生用電流端子である導体１１０ａ・１１０ｂ、電磁界検出器の電極１７０ａ・１７０ｂのそれぞれが、スライダ３８０ａと一体化した半導体レーザ素子１２０を含む基板１６０上に形成されるので、外部から端子へのアクセスが容易になり生産性が向上する。
【０２００】
次に、本実施形態の情報記録再生装置７００における記録又は再生系について、概略ブロック図である図２２を用いて説明する。
【０２０１】
本実施形態の情報記録再生装置７００は、記録再生制御部４５８、データ記録部４５３、及びデータ再生部４６１を備えている。
【０２０２】
記録再生制御部４５８は、記録再生制御端子４５２を介して上位装置から記録又は再生を制御する信号を受信し、情報記録再生装置７００内の後述する様々な部に対して制御を行うものである。
【０２０３】
データ記録部４５３は、入力端子４５１を介して記録するデータを上位装置から受信し、これを記録信号に変換して送信するものである。
【０２０４】
データ再生部４６１は、情報記録再生装置７００によって読み出された電気信号を受信し、これをデータ信号に変換した後、出力端子４６２を介して上位装置に送信する。
【０２０５】
また、本実施形態の情報記録再生装置７００は、近接場ＮＦを発生させるためのレーザ発光部４５５及びこの駆動用電流を制御するレーザ駆動部４５４と、磁界Ｂを発生させる磁界発生部４５７及びこの駆動用電流を制御する電流制御部４５９と、情報を読み出すために散乱光の強度を検出する光検出部４５６と、情報を読み出すために誘導電流を検出する電流検出部４６０とをさらに備えている。
【０２０６】
レーザ発光部４５５は、レーザ光Ｐｉを照射し、情報の書き込み及び読み出しの際に必要な近接場ＮＦを発生させるためのものであり、前述の実施形態の半導体レーザ素子１２０に相当する。また、レーザ駆動部４５４は、レーザ発光部４５５から照射されるレーザ光の強度を調節するために、レーザ発光部４５５に流す電流を制御するものである。
【０２０７】
磁界発生部４５７は、電流が流されることによって書き込みの際に必要な磁界Ｂを発生させるものであり、前述の実施形態の導体１１０ｃに相当する。電流制御部４５９は、磁界発生部４５７が発生する磁界Ｂの強さを調節するために、磁界発生部４５７に流す電流ｉを制御するものである。
【０２０８】
光検出部４５６は、前述した方法によって散乱光Ｐｓの偏光方向変化及び強度変化を検出し、情報記録媒体から情報を読み出すためのものであり、前述の実施形態の光検出器１６３に相当する。
【０２０９】
電流検出部４６０は、情報記録媒体の磁気分極が磁界発生部４５７を通過する際に発生する誘導電流を検出することによって、情報記録媒体から情報を読み出すためのものである。
【０２１０】
なお、本実施形態の情報記録再生装置７００は、光検出部４５６及び電流検出部４６０の両方を備えているが、どちらか一方を備える構成であってもよい。
【０２１１】
次に、本実施形態の情報記録再生装置７００の記録時の動作について説明する。
【０２１２】
まず、記録するにあたって、記録する旨の制御信号が、上位装置から記録再生制御端子４５２を介して記録再生制御部４５８に入力される。そうすると、記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４、データ記録部４５３、及び電流制御部４５９をそれぞれ以下のように制御する。
【０２１３】
記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４が再生時よりも大きい電流でレーザ発光部４５５を駆動させるよう制御する。これによって、レーザ発光部４５５は、再生時よりも強度の大きいレーザ光Ｐｉを照射し、表面プラズモンＤｓｐによる強い近接場ＮＦを電磁界発生領域に発生させる。これによって、情報記録媒体上に情報書き込み可能な昇温エリアが発生する。
【０２１４】
また、記録再生制御部４５８は、データ記録部４５３が上位装置から入力端子４５１を介して記録データを受信し、受信した記録データを記録信号として電流制御部４５９に送信するよう制御する。そして、電流制御部４５９は、データ記録部４５３からの記録信号と記録再生制御部４５８からの信号とを基に、記録信号に応じた電流を磁界発生部４５７に出力する。磁界発生部４５７は、この電流によって磁界Ｂを発生させ、情報記録媒体の磁性を反転させることによって情報記録媒体に情報を記録する。
【０２１５】
本実施形態の情報記録再生装置７００は、以上のようにして、近接場ＮＦを発生させ、記録データに応じた磁界Ｂを連続的に発生させることによって記録を行う。
【０２１６】
次に、本実施形態の情報記録再生装置７００の再生時の動作について説明する。
【０２１７】
まず、記録するにあたって、再生する旨の制御信号が、上位装置から記録再生制御端子４５２を介して記録再生制御部４５８に入力される。ここで、光検出部４５６によって情報を読み取る場合、記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４、データ再生部４６１、及び光検出部４５６をそれぞれ以下のように制御する。
【０２１８】
記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４が記録時よりも小さい電流でレーザ発光部４５５を駆動させるよう制御する。これによって、レーザ発光部４５５は、記録時よりも強度の小さいレーザ光Ｐｉを照射し、表面プラズモンＤｓｐによる弱い近接場ＮＦを電磁界発生領域に発生させる。これによって、情報記録媒体の記録マークの電気分極Ｐｏｕｔ及び磁気分極Ｍｏｕｔと近接場ＮＦとが相互作用する。
【０２１９】
そして、記録再生制御部４５８は、光検出部４５６が近接場ＮＦと相互作用して、強度が変更された散乱光Ｐｓを検出するよう制御する。これによって、光検出部４５６は、情報記録媒体から情報を読み出し、データ再生部４６１に電気信号として送信する。
【０２２０】
なお、光検出部４５６が散乱光Ｐｓの偏光方向変化を検出する場合、記録再生制御部４５８は、電流制御部４５９が磁界発生部４５７に適切な電流を流すよう制御する。これによって、磁界発生部４５７は磁界Ｂを発生させ、前述の軟磁性層１１９の磁化の方向を固定する。その後、光検出部４５６は、上述したように散乱光Ｐｓの偏光方向変化を検出する。
【０２２１】
また、情報記録再生装置７００が電磁誘導によって生じる誘導電流を用いて情報を読み取る場合、記録再生制御部４５８は、電流検出部４６０を以下のように制御する。
【０２２２】
回転する情報記録媒体上の磁気分極Ｍｏｕｔが磁界発生部４５７を通過する際に、電磁誘導によって磁界発生部４５７に誘導電流が生じる。電流検出部４６０はこの誘導電流を検出して、データ再生部４６１に電気信号として送信する。
【０２２３】
光検出部４５６又は電流検出部４６０から電気信号を受信したデータ再生部４６１に対して、記録再生制御部４５８は、電気信号をデータ信号に変換し、出力端子４６２を解して上位装置に送信するよう制御する。
【０２２４】
本実施形態の情報記録再生装置７００は、以上のようにして情報記録媒体から情報の再生を行う。
【０２２５】
以上のように、本実施形態の情報記録再生装置７００は、従来技術のようにヨーク延長部による所望の位置での磁界発生を行わなくて済むので、ヨーク延長部を用いた場合のような磁界の減衰または遅延が少なく、高周波磁気記録再生に適している。また、光の回折限界を越えた微小領域での近接場によるアシスト磁気記録再生を行うことができる。
【０２２６】
また、情報記録再生ヘッド３００を用いることにより、強い近接場を得ることができるので、高保磁力を有する情報記録媒体に対する記録または再生を行うことができる。
【０２２７】
（第８実施形態）
本発明に係る情報記録再生装置の他の実施形態について、図２３を用いて説明すれば、以下の通りである。
【０２２８】
本実施形態の情報記録再生装置８００における記録又は再生系について、概略ブロック図である図２３を用いて説明する。本実施形態の情報記録再生装置８００は、第５実施形態の情報記録再生ヘッド５００を備えたものであり、光検出部の代わりにレーザ閾値電流検出部４７３を備えている点以外については、第７実施形態の情報記録再生装置７００と同じ構成となっている。なお、前述した実施形態と同じ部分については、簡略化のため説明を省略する。本実施形態のレーザ閾値電流検出部４７３は、第５実施形態の情報記録再生ヘッド５００のレーザ閾値電流検出器に相当する。
【０２２９】
本実施形態の情報記録再生装置８００の再生時の動作について説明する。
【０２３０】
まず、記録するにあたって、再生する旨の制御信号が、上位装置から記録再生制御端子４５２を介して記録再生制御部４５８に入力される。ここで、レーザ閾値電流検出部４７３によって情報を読み取る場合、記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４、データ再生部４６１、及びレーザ閾値電流検出部４７３をそれぞれ以下のように制御する。
【０２３１】
記録再生制御部４５８は、レーザ駆動部４５４が記録時よりも小さい電流でレーザ発光部４５５を駆動させるよう制御する。これによって、レーザ発光部４５５は、記録時よりも強度の小さいレーザ光Ｐｉを照射し、表面プラズモンＤｓｐによる弱い近接場ＮＦを電磁界発生領域に発生させる。これによって、情報記録媒体の記録マークの電気分極Ｐｏｕｔ及び磁気分極Ｍｏｕｔと近接場ＮＦとが相互作用する。
【０２３２】
情報記録媒体レーザ光Ｐｉが情報記録媒体に反射されることによって、反射光Ｐｓが生じる。この反射光Ｐｓは上記相互作用の影響を受けることによって、偏光方向及び強度に変化が生じる。そして、この反射光Ｐｓがレーザ発光部４５５に再び戻ると、レーザ発光部４５５におけるレーザ発振の状態が変化する。
【０２３３】
レーザ閾値電流検出部４７３は、レーザ発光部４５５からレーザ発振の状態を閾値電流として検出し、それを電気信号としてデータ再生部４６１に送信する。
【０２３４】
レーザ閾値電流検出部４７３から電気信号を受信したデータ再生部４６１に対して、記録再生制御部４５８は、電気信号をデータ信号に変換し、出力端子４６２を解して上位装置に送信するよう制御する。
【０２３５】
本実施形態の情報記録再生装置８００は、以上のようにして情報記録媒体から情報の再生を行う。
【０２３６】
以上のように、本実施形態の情報記録再生装置８００は、情報を読み出す際、レーザ閾値電流を検出することによってレーザ発振の状態の変化を検出しているため、高感度の光検出が可能となる。また、光検出部や磁界検出部に比べてレーザ閾値電流検出部は、簡単な構成であるため、情報記録再生装置８００の構成を簡素化でき、安価で信頼性の高い情報記録再生装置を実現することができる。
【０２３７】
（第９実施形態）
本発明に係る情報記録再生装置の他の実施形態について、図２４を用いて説明すれば、以下の通りである。
【０２３８】
本実施形態の情報記録再生装置９００は、第６実施形態の情報記録再生ヘッド６００を備えたものであり、光検出部の代わりに磁界検出部４８０を備えている点以外については、第７実施形態の情報記録再生装置７００と同じ構成となっている。なお、前述した実施形態と同じ部分については、簡略化のため説明を省略する。本実施形態の磁界検出部４８０は、第６実施形態の情報記録再生ヘッド６００の磁界検出器１６４に相当する。
【０２３９】
本実施形態の情報記録再生装置９００の再生時の動作について説明する。
【０２４０】
まず、記録するにあたって、再生する旨の制御信号が、上位装置から記録再生制御端子４５２を介して記録再生制御部４５８に入力される。ここで、磁界検出部４８０によって情報を読み取る場合、記録再生制御部４５８は、磁界検出部４８０が情報記録媒体の記録マークから漏れ出している磁束を検出するよう制御する。
【０２４１】
そして、磁界検出部４８０から電気信号を受信したデータ再生部４６１に対して、記録再生制御部４５８は、電気信号をデータ信号に変換し、出力端子４６２を解して上位装置に送信するよう制御する。
【０２４２】
本実施形態の情報記録再生装置９００は、以上のようにして情報記録媒体から情報の再生を行う。
【０２４３】
なお、本実施形態の情報記録再生装置９００において、磁界検出部４８０として、磁気スペーシングの小さな磁界検出器を用いることが好ましい。これによれば、空間分解能の高い磁界検出が可能になり、従って、高密度磁気記録媒体の再生が可能となる。
【０２４４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２４５】
本発明の電磁界発生素子、情報記録再生ヘッド、情報記録再生装置、及び光アシスト磁気記録の方法は、磁界の減衰及び遅延が少ないので、情報記録媒体に高周波磁気記録再生を行う情報記録再生ヘッド、情報記録再生装置等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２４６】
【図１】本発明に係る電磁界発生素子の一実施形態を示すものであり、電磁界発生素子の構造を示す概略図である。
【図２】図１の電磁界発生素子をｚ軸正方向から見た図である。
【図３】図２の線ＣＸ１に沿った断面図である。
【図４】図２の線ＣＸ２に沿った断面図である。
【図５】本発明に係る電磁界発生素子の一変形例を示すものであり、図２の線ＣＸ２に沿った断面図である。
【図６】本発明に係る電磁界発生素子の他の変形例を示すものであり、図２の線ＣＸ２に沿った断面図である。
【図７】図２の線ＣＹに沿った断面図である。
【図８】本発明に係る電磁界発生素子の他の実施形態を示すものであり、電磁界発生素子の構造を示す概略図である。
【図９】図８の電磁界発生素子をＺ軸正方向から眺めた図を示す。
【図１０】図９の線ＣＸ３に沿った断面図である。
【図１１】図９の線ＣＸ４に沿った断面図である。
【図１２】図９の線ＣＹに沿った断面図である。
【図１３】図２の線ＣＸ２に沿った概略断面図である。
【図１４】図９の線ＣＸ４に沿った概略断面図である。
【図１５】本発明に係る情報記録再生ヘッドの一実施形態を示すものであり、情報記録再生ヘッド及び情報記録媒体の概略図である。
【図１６】本発明に係る情報記録再生ヘッドの一実施形態を示すものであり、情報記録再生ヘッドのＸＺ平面における断面図である。
【図１７】本発明に係る情報記録再生ヘッドの一実施形態を示すものであり、情報記録再生ヘッドおよび情報記録媒体を情報記録再生ヘッド側から見た平面図である。
【図１８】本発明に係る情報記録再生ヘッドの他の実施形態を示すものであり、情報記録再生ヘッドのＸＺ平面における断面図である。
【図１９】本発明に係る情報記録再生ヘッドの他の実施形態を示すものであり、情報記録再生ヘッドおよび情報記録媒体を情報記録再生ヘッド側から見た平面図である。
【図２０】本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態を示すものであり、情報記録再生装置の構造を示す概略図である。
【図２１】本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態を示すものであり、アームに取り付けられた情報記録再生ヘッド及びスライダの拡大図である。
【図２２】本発明に係る情報記録再生装置の一実施形態を示すものであり、情報記録再生装置の記録再生系の構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】本発明に係る情報記録再生装置の他の実施形態を示すものであり、情報記録再生装置の記録再生系の構成を示す概略ブロック図である。
【図２４】本発明に係る情報記録再生装置の他の実施形態を示すものであり、情報記録再生装置の記録再生系の構成を示す概略ブロック図である。
【図２５】従来技術を示すものであり、光ヘッドの構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２４７】
１００，２００    電磁界発生素子
３００，４００，５００，６００    情報記録再生ヘッド
７００，８００，９００    情報記録再生装置
１６０      基板
１１０ａ，１１０ｂ    導体（支持部）
１１０ｃ    導体
１１１      手前底辺（縁部）
１１３      手前左辺（縁部）
１１８      絶縁体層
１１９      軟磁性層
１２０ａ    レーザ発振部（レーザ光照射手段）
１２０ｂ    導波路部（レーザ光照射手段）
１６３      光検出器（電磁界検出器）
１６４      磁界検出器（電磁界検出器）
３８０ａ    スライダ
３８０ｃ    アクチュエータ
【図１】
2006114099.tif 000003
【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】
2006114099.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2006114099.tif 000024
【図２３】
2006114099.tif 000025
【図２４】
2006114099.tif 000026
【図２５】
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