(57)【要約】【課題】  近接場光記録方式で高密度の光情報を記録及び再生するための光ファイバー照明系と、その製作方法及び光記録ヘッド並びに光記録及び再生装置を提供する。【解決手段】  本発明による光ファイバー照明系は、光が入射されるコアと該コアを取り囲むクラッドとから構成され、一端部に傾斜面よりなるミラーが形成された光ファイバーと、前記ミラーに反射された光を集束するために、前記光ファイバーの外側面に形成されたレンズとを含む。本発明によれば、光照射及び検出のための光学的構造が従来より改善され、光入力制御及び製作が容易であり、アレイ形態で配列することが容易である。前記光ファイバー照明系を用いて光記録ヘッド及び多重開口プローブを備えたアレイ形態の光記録及び再生装置を構成することによって、構造が簡単で、体積が小さくて小型化が可能であり、雑音対信号比が非常に高く、高密度の光情報を高速で記録及び再生することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射されるコアと、該コアを取り囲むクラッドとから構成され、一端部に傾斜面よりなるミラーが形成された光ファイバーと、
前記ミラーに反射された前記光を集束するために、前記光ファイバーの外側面に形成されたレンズと、を含むことを特徴とする光ファイバー照明系。
【請求項２】
前記レンズの表面と前記光ファイバーの表面とが一致するように、前記光ファイバーの端部における前記クラッドが所定の深さでエッチングされることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバー照明系。
【請求項３】
前記傾斜面は、４５゜の傾斜角を有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバー照明系。
【請求項４】
前記レンズは、前記クラッドと同一物質からなるか、又は、高分子物質からなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバー照明系。
【請求項５】
（ａ）光が入射されるコアと、該コアを取り囲むクラッドとから構成される光ファイバーの一端部に、傾斜面よりなるミラーを形成する段階と、
（ｂ）前記光ファイバーの端部の外側面に感光膜を形成する段階と、
（ｃ）前記コアを介して光を入射させ、前記ミラーに反射された光により前記感光膜の所定部分を露光する段階と、
（ｄ）露光していない部分の前記感光膜を除去し、残存の前記感光膜を加熱することによって、レンズを形成する段階と、を含むことを特徴とする光ファイバー照明系の製作方法。
【請求項６】
前記傾斜面は、４５゜の傾斜角を有し、前記ミラーを形成するために、前記傾斜面を研磨するか、又は、前記傾斜面に金属をコートすることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバー照明系の製作方法。
【請求項７】
前記段階（ａ）を進行した後、前記レンズの表面と前記光ファイバーの表面とを一致させるために、前記光ファイバーの端部における前記クラッドを所定の深さでエッチングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバー照明系の製作方法。
【請求項８】
前記段階（ｄ）を進行した後、前記感光膜からなるレンズ及び露出した部分の前記クラッドを所定の深さでエッチングすることによって、前記クラッドと同一物質からなるレンズを形成すると同時に、前記レンズの表面と前記光ファイバーの表面とを一致させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバー照明系の製作方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の製作方法で製作された光ファイバー照明系と、
前記光ファイバー照明系を支持し、前記レンズを介して入射される光が通過するように開口部が形成された支持体と、
前記支持体の開口部を介して入射される光を集束し、開口を介して近接場光を発生させる開口プローブと、
一端部がスペーサを介して前記支持体に固定され、前記開口プローブを光記憶媒体から一定の間隙をもって維持させるためのカンティレバーとを含むことを特徴とする光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１０】
前記支持体に光導波路が形成されることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１１】
前記開口プローブの開口は、５０乃至１００ｎｍの大きさで形成されることを特徴とする請求項９に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１２】
前記カンティレバーは、前記スペーサを介して一側部が前記支持体に固定され、前記支持体の開口部に対する部分に前記開口プローブが設けられた基板と、
前記開口プローブ近くの前記基板に形成され、前記基板の反り程度によって電気伝導度が変化するピエゾレジストと、
前記ピエゾレジストの電気伝導度の変化によって前記開口プローブと前記光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるために、前記基板を上下に移動させる圧電駆動器とを含むことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１３】
前記ピエゾレジストは、イオン注入により前記基板に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１４】
前記圧電駆動器は、
第１及び第２電極と、
該第１及び第２電極に印加される電圧によって膨脹または収縮する強誘電体とから構成されることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項１５】
光を通過させるために多数の開口部が形成された支持体と、
前記多数の開口部にそれぞれのレンズが対応するように装着された多数の光ファイバー照明系と、
前記多数の光ファイバー照明系から前記支持体の開口部を介して入射される光を各々集束し、それぞれの開口を介して近接場光を発生させる多数の開口プローブと、
前記開口プローブと光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるためのカンティレバーと、
前記光記憶媒体を通過した前記近接場光を各々検出するための多数の光検出器と、
前記多数の開口プローブと前記多数の光検出器との間に位置し、前記近接場光を前記光検出器に各々案内するための対物レンズとを含むことを特徴とする光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置。
【請求項１６】
前記光ファイバー照明系は、
光が入射されるコアと、該コアを取り囲むクラッドとから構成され、一端部に傾斜面よりなるミラーが形成された光ファイバーと、
前記ミラーに反射された前記光を集束するために、前記光ファイバーの外側面に形成されたレンズとを含むことを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置。
【請求項１７】
前記カンティレバーは、
スペーサを介して一側部が前記支持体に固定され、前記支持体の開口部に対応する部分に前記多数の開口プローブが設けられた基板と、
前記開口プローブ近くの前記基板に形成され、前記基板の反り程度によって電気伝導度が変化するピエゾレジストと、
前記ピエゾレジストの電気伝導度の変化によって前記開口プローブと前記光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるために、前記基板を上下に移動させる圧電駆動器とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置。
【請求項１８】
前記圧電駆動器は、
第１及び第２電極と、
該第１及び第２電極に印加される電圧によって膨脹または収縮する強誘電体とから構成されることを特徴とする請求項１７に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置。
【請求項１９】
前記近接場光の焦点を前記光検出器に正確に合わせるために、前記対物レンズの位置を調整するための調節手段をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置。
【請求項２０】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の製作方法で製作された光ファイバー照明系と、
前記光ファイバー照明系を支持し、前記レンズを介して入射される光が通過するように開口部が形成された支持体と、
前記支持体の開口部を介して入射される光を集束し、開口を介して近接場光を発生させる開口プローブと、
前記支持体に取り付けられ、前記支持体の開口部に対応する部分に前記開口プローブが設けられる基板と、
前記開口プローブと光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるために、前記基板の下部に取り付けられた少なくとも１つ以上のスライディングパッドとを含むことを特徴とする光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項２１】
前記開口プローブの開口は、５０乃至１００ｎｍの大きさで形成されることを特徴とする請求項２０に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【請求項２２】
前記光記録ヘッドを前記光記憶媒体の表面に密着させるために前記基板に連結したサスペンション支持体をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光記録（Near Field Recording；ＮＦＲ）方式で高密度の光情報を記録及び再生するための光ファイバー照明系と、光ファイバー照明系の製作方法及び光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド並びに光記録及び再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスクに情報を記録し読み取る光記録技術は、集束レーザ光を利用して光ディスクに情報を記録し読み取る技術であり、安価の大容量デジタル情報記憶技術として注目を集めている。
【０００３】
レンズ光学系を利用する従来の技術は、回折限界（diffraction limit）に起因して光源の最小スポット（spot）直径が波長の半分程度に制限されるため、記録密度を高めるのに限界がある。それで、回折限界を克服するために、最近になって開口プローブ（aperture probe）を用いた近接場光記録（ＮＦＲ）技術が盛んに研究されている。
【０００４】
近接場光記録技術は、レーザ光の波長より小さい孔（開口）を通過した光が、孔の大きさと類似の距離内でエバネッセント波（evanescent wave）の形態で進行する原理を利用する。開口プローブをレーザ光の波長以内の距離で記録媒体に近接させることによって、レーザ光の波長より小さい単位の情報を読み取り又は書き込みすることができる。したがって、近接場光記録装置は、従来の光記録装置に比べて顕著に高い記憶密度（２００乃至４００Ｇｂｉｔ／ｉｎ2）を具現できる。
【０００５】
最近、開口プローブを用いた近接場光記録技術として、カンティレバー（cantilever）または平板型スライドヘッドに開口プローブを形成して、高速で情報を記録し再生する技術が研究されている。
【０００６】
特許文献１には、光導波路と開口プローブが集積した多数のカンティレバーを用いて波長以下の光分解能を有する光リソグラフィ（photo lithography）工程を高速で実現する技術が開示されている。
【０００７】
多数のカンティレバーがフォトレジスト（photoresist）の上部で振動し、突出形状の開口プローブを介して光を集束して照射する。カンティレバーが上下方向に振動する時、 帯電性プレート（capacitive plate）を介してファンデルワールス（Van der Waals）力を感知して、開口プローブとフォトレジスト間の間隙を制御する。
【０００８】
この方法は、多数の開口プローブを介してフォトレジストを露光することによって、ナノスケールのリソグラフィ作業を多重化できる。しかしながら、半導体工程で光導波路をカンティレバーに集積することが難しく、光導波路から開口プローブへの光透過効率が低いため、実用化が困難である。また、大面積スキャナーの製作などのための具体的な駆動及び制御技術が欠如されている。
【０００９】
また、 特許文献２には、プローブでなく平面形ヘッドに開口を形成し、開口から放出されたり吸収される近接場光を測定することで、情報を再生したり、ヘッドとメディア間の間隙を制御する技術が開示されている。
【００１０】
開口から放出される近接場光を測定し、間隙を制御することによって、プローブに接触せずに間隙を制御することができる。ハードディスクに使われる浮上ヘッド（flying head)を使用してヘッドと媒体間の間隙を制御することもできる。
【００１１】
しかしながら、単一の開口を有するヘッド形態の構造であって、記録されたパターンを読み取るＲＯＭ形態の構造には、適用が容易ではあるが、高速で情報を記録するための構造には、適用しがたいという短所がある。
【００１２】
特許文献３には、１次元アレイ形態の開口プローブとマイクロ集積型近接場光記録ヘッドを用いた近接場光情報記録及び再生装置が開示されている。
【００１３】
光照明系をなす光ファイバーから放出された光がマイクロボールレンズにより集束され、マイクロミラーにより回折した後、開口プローブに入射される。反射されて出る光を前記光照明系で検出して、記録された光情報を再生する。
【００１４】
しかしながら、この方法は、マイクロボールレンズとミラーを調節して、入射光の焦点を開口プローブに正確に合わせる過程が複雑である。また、反射される光には、開口プローブの周辺で散乱された光が多数混合されているため、記録媒体から反射される信号のみを検出することが非常に難しい。したがって、透過型測定により情報を再生する技術などが補完されなければならない。
【００１５】
特許文献４には、光導波路の一端に反射面を形成し、その下部にレンズを形成した構造の情報記録/再生装置が開示されている。
【００１６】
非特許文献１には、光ディスクヘッドに単一AFMキャンティレバーを装着して一つのグルーブ(Groove)上に複数のトラックからなる情報を記録/再生することができる技術が開示されている。
【００１７】
【特許文献１】米国特許第5,517,280号明細書
【特許文献２】米国特許第6,466,537号明細書
【特許文献３】韓国特許第441,894号明細書
【特許文献４】米国特許第2002/0114260Ａ１号明細書
【非特許文献１】K. Nakamura., “Narrow pitch tracking using optical head for recording with atomic force microscopy”, Jpn. J. appl. Phys., Vol. 37 No. 4B, pp. 2271-2273, April, 1998.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上より、現在まで開発された技術は、光照射及び検出に必要な光学的構造の観点と、速くて且つ安定した光接続の観点から多くの問題点を持っているため、実用上、技術改善が大きく要求される実情である。
【００１９】
本発明の目的は、開口プローブを用いた従来の近接場光記録（ＮＦＲ）技術に比べて光照射及び検出のための光学的構造が改善されたレンズ・ミラー一体型の光ファイバー照明系及びその製作方法を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、開口プローブと光記憶媒体間の間隙を調節することが容易であり、構造が簡単で且つ製作が容易な光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッド並びに光記録及び再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明による光ファイバー照明系は、光が入射されるコアと該コアを取り囲むクラッドとから構成され、一端部に傾斜面よりなるミラーが形成された光ファイバーと、前記ミラーに反射された前記光を集束するために、前記光ファイバーの外側面に形成されたレンズと、を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明による光ファイバー照明系の製作方法は、（ａ）光が入射されるコアと該コアを取り囲むクラッドとから構成される光ファイバーの一端部に、傾斜面よりなるミラーを形成する段階と、（ｂ）前記光ファイバーの端部の外側面に感光膜を形成する段階と、（ｃ）前記コアを介して光を入射させ、前記ミラーに反射された光により前記感光膜の所定部分を露光する段階と、（ｄ）露光していない部分の前記感光膜を除去し、残存の前記感光膜を加熱することによって、レンズを形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッドは、前記光ファイバー照明系と、前記光ファイバー照明系を支持し、前記レンズを介して入射される光が通過するように開口部が形成された支持体と、前記支持体の開口部を介して入射される光を集束し、開口を介して近接場光を発生させる開口プローブと、一端部がスペーサを介して前記支持体に固定され、前記開口プローブを光記憶媒体から一定の間隙をもって維持させるためのカンティレバーとを含むことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の態様に係る光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッドは、前記光ファイバー照明系と、前記光ファイバー照明系を支持し、前記レンズを介して入射される光が通過するように開口部が形成された支持体と、前記支持体の開口部を介して入射される光を集束し、開口を介して近接場光を発生させる開口プローブと、前記支持体に取り付けられ、前記支持体の開口部に対応する部分に前記開口プローブが設けられる基板と、前記開口プローブと光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるために、前記基板の下部に取り付けられた少なくとも１つ以上のスライディングパッドとを含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明による光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置は、光を通過させるために多数の開口部が形成された支持体と、前記多数の開口部にそれぞれのレンズが対応するように装着された多数の光ファイバー照明系と、前記多数の光ファイバー照明系から前記支持体の開口部を介して入射される光を各々集束し、それぞれの開口を介して近接場光を発生させる多数の開口プローブと、前記開口プローブと光記憶媒体間の間隙を一定に維持させるためのカンティレバーと、前記光記憶媒体を通過した前記近接場光を各々検出するための多数の光検出器と、前記多数の開口プローブと前記多数の光検出器との間に位置し、前記近接場光を前記光検出器に各々案内するための対物レンズとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、光照射及び検出のための光学的構造が従来に比べて改善されたレンズ・ミラー一体型の光ファイバー照明系及びその製作方法を提供する。本発明の光ファイバー照明系は、光入力制御及び製作が容易であり、アレイ形態で配列することが容易である。
【００２７】
本発明の光ファイバー照明系を用いた光記録ヘッドは、製作及び組立が容易であり、構造が簡単であり、体積が小さくて小型化が可能である。
【００２８】
また、本発明の光ファイバー照明系及び光記録ヘッドを応用して多重開口プローブを備えたアレイ形態の光記録及び再生装置を構成することによって、光記憶媒体を透過した近接場光を、アレイ形態で配列された光検出器を用いて検出することができるので、開口プローブから反射される光を測定して光情報を検出する従来の構造に比べて、雑音対信号比が非常に高く、高密度の光情報を非常に高速で記録及び再生することができる。特に、動映像の具現に必要な３６ＭＨｚの速度具現が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。下記の実施例は、当業者に本発明の思想が十分に伝達され得るようにするために一例として提示されるものである。したがって、本発明は、下記の実施例に限らず、様々な変形が可能である。なお、 本明細書において、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。図面においての多様な要素と領域は、概略に示されたものであり、本発明は、添付の図面に示されたサイズや間隔に限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明による光ファイバー照明系を説明するための断面図であり、光を垂直方向に反射させるためのミラー３と、反射した光を集束するためのマイクロレンズ２ａとが一体型に設けられている。
【００３１】
光ファイバー１０は、光が入射されるコア１と、該コア１を取り囲むクラッド２とから構成される。前記光ファイバー１０の一端部には、４５゜の傾斜面よりなるミラー３が形成される。前記ミラー３を形成するために、全反射条件を満足するように前記傾斜面を研磨するか、又は、前記傾斜面に金属などをコートすることができる。
【００３２】
前記光ファイバー１０の外側には、前記ミラー３に反射された光を集束するために、前記クラッド２と同じ物質または高分子物質からなるレンズ２ａが形成される。
【００３３】
前記レンズ２ａの表面と前記光ファイバー１０の表面とを一致させるために、前記光ファイバー１０の端部における前記クラッド２を所定の深さでエッチングした構造で形成することが好ましい。
【００３４】
図２ａ乃至図２ｆは、本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【００３５】
図２ａを参照すれば、光が入射されるコア１と該コア１を取り囲むクラッドとから構成される光ファイバー１０の一端部に、傾斜面よりなるミラー３を形成する。前記傾斜面は、４５゜の傾斜角を有するように、前記光ファイバー１０を切断して形成し、前記ミラー３を形成するために、前記傾斜面を研磨するか、又は、前記傾斜面に金属などをコートする。
【００３６】
図２ｂを参照すれば、前記光ファイバー１０の端部の外側面に感光膜（Photoresist）２０を形成する。前記感光膜２０は、スピンコートまたは浸漬方法などを用いて形成することができ、ネガティブ（Negative）感光膜を使用することが好ましい。
【００３７】
図２ｃを参照すれば、前記コア１を介して光を入射させ、前記ミラー３に反射された光により前記感光膜２０の所定部分を露光する。前記コア１を介して紫外線（ＵＶ）を入射させれば、前記ミラー３により紫外線が垂直方向に反射され、反射した紫外線により前記感光膜２０の所定部分（Ａ部分）が露光される。この際、前記感光膜２０の露光された部分（Ａ部分）は、特定のエッチング溶液により除去されない高分子物質に変化する。
【００３８】
図２ｄを参照すれば、露光していない部分の前記感光膜２０を除去する。前記特定のエッチング溶液を用いて露光していない部分の前記感光膜２０を除去すれば、高分子物質に変化した感光膜２０のみ残存する。
【００３９】
図２ｅを参照すれば、残存の前記感光膜２０を融点まで加熱すれば、表面張力により前記感光膜２０がレンズ２０ａ形状に変形する。この際、加熱温度及び時間などを調節することによって、多様な形態のレンズの製作が可能となる。
【００４０】
図２ｆを参照すれば、ドライエッチング（dry etching）方法で前記レンズ２０ａ形状及び露出した部分の前記クラッド２を所定の深さでエッチングすることで、前記クラッド２と同一物質からなるレンズ２ａが形成されると同時に、前記レンズ２ａの表面と前記光ファイバー１０の表面とが一致する。したがって、前記レンズ２ａが前記光ファイバー１０より突出しないので、上記のように製作された光ファイバー照明系を支持体に容易に取り付けることができる。また、前記レンズ２ａを前記クラッド２と同一物質（例えば、ガラスなど）で形成することによって、前記レンズ２ａと前記クラッド２との屈折率の差異を最小化することができ、これにより、光伝達効率を極大化することができる。
【００４１】
他の実施例として、前記図２ａの工程を進行した後、前記光ファイバー１０の端部における前記クラッド２をドライエッチングなどにより所定の深さでエッチングすることができる。前記光ファイバー１０の端部における前記クラッド２を所定の深さでエッチングすることで、前記レンズ２０ａが突出せず、前記光ファイバー１０の表面と一致するので、上記のように製作された光ファイバー照明系を支持体に容易に取り付けることができる。この場合、前記レンズ２０ａが熱処理により高分子物質に変化した前記感光膜２０からなるので、図２ｆの構造に比べて光伝達効率は低い。
【００４２】
図３は、前述のような工程で製作された本発明の光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッドを説明するための断面図である。
【００４３】
前記光ファイバー照明系の下部に支持体３０が結合される。前記支持体３０の表面には、前記光ファイバー１０が装着され得るように、溝（図示せず）が形成されることが好ましい。前記支持体３０には、光導波路（図示せず）が形成されることができる。また、前記レンズ２ａに対応する部分の前記支持体３０には、前記レンズ２ａを介して入射される光を通過させるための開口部３０ａが形成される。
【００４４】
前記支持体３０の下部には、一端部がスペーサ４０を介して前記支持体３０に固定されたカンティレバー５０が設けられる。また、前記カンティレバー５０には、前記支持体３０の開口部３０ａを介して入射される光を集束し、開口（aperture）を介して近接場光を発生させる開口プローブ５２が設けられている。前記カンティレバー５０は、前記スペーサ４０の高さに相当する距離をもって前記支持体３０から離隔し、前記開口プローブ５２と光記憶媒体７０間の間隙を一定に維持させるために移動可能である。
【００４５】
前記カンティレバー５０は、前記スペーサ４０を介して一側部が前記支持体３０に固定され、前記支持体３０の開口部３０ａに対応する部分に前記開口プローブ５２が設けられた基板５１と、前記開口プローブ５２近くの前記基板５１上に形成され、前記基板５１の反り程度によって電気伝導度が変化するピエゾレジスト５３と、前記開口プローブ５２部位の前記基板５１の下部に形成され、前記ピエゾレジスト５３の電気伝導度の変化によって前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙を一定に維持させるために、前記基板５１を上下に移動させる圧電駆動器（Piezo-actuator）６０とを含む。
【００４６】
前記基板５１は、シリコン材質などの薄膜からなり、前記開口プローブ５２は、半導体製造工程を用いて光を集束できる構造で形成される。前記開口プローブ５２の端部に形成される開口は、使われる光の波長より小さい、例えば５０乃至１００ｎｍの大きさで形成することが好ましい。開口を５０乃至１００ｎｍの大きさで形成することによって、エバネッセント波形態及び１００ｎｍ以下の分解能を有する近接場光を得ることができる。
【００４７】
前記ピエゾレジスト５３は、ボロン（Ｂ）などがドープされた物質から形成するか、又は、前記基板５１の表面にボロン（Ｂ）などをドープして形成することができる。
【００４８】
前記圧電駆動器６０は、第１電極６１と、強誘電体（ferroelectric）６２及び第２電極６３が積層された構造で形成され、前記圧電駆動器６０と前記基板５１との電気的絶縁のために、絶縁膜６４を挿入することができる。前記強誘電体６２には、ＰＺＴなどを使用する。
【００４９】
以下、上述のような光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッドの動作を説明する。
【００５０】
まず、前記光記録ヘッドを光記憶媒体７０上に位置させた後、前記圧電駆動器６０の第１電極６１及び第２電極６３に所定の電圧を印加すれば、圧電原理(前記強誘電体６２の収縮または膨脹)により前記カンティレバー５０が上下に移動する。すなわち、前記カンティレバー５０の一端部は、前記スペーサ４０に固定されており、前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０との間には、ファンデルワールス力が作用するため、前記開口プローブ５２が形成された部分の前記カンティレバー５０に反りが発生し、これにより、前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０とが所定距離（間隙）を維持するようになる。
【００５１】
前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙が設定値（数十ｎｍ程度）より大きいか小さい場合、前記カンティレバー５０の反り程度によって前記ピエゾレジスト５３の電気伝導度（電気抵抗）が変化するため、前記ピエゾレジスト５３の電気伝導度を検出し、検出された電気伝導度によって前記圧電駆動器６０の第１電極６１及び第２電極６３に印加される電圧を調節することによって、前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙を設定値に維持させることができる。
【００５２】
前述のような過程により前記開口プローブ５２が前記光記憶媒体７０の所望の部分に位置すれば、前記光ファイバー１０のコア１を介して光を入射させる。入射した光は、前記ミラー３に反射され、前記レンズ２ａ方向に進行し、前記レンズ２ａにより集束した光は、前記開口部３０ａを介して前記開口プローブ５２に入射される。したがって、前記開口プローブ５２に光が集束することによって、前記開口プローブ５２の端部開口を介してエバネッセント波形態の近接場光が発生し、前記近接場光が前記光記憶媒体７０に照射されることによって、前記光記憶媒体７０に光情報を記録したり、前記光記憶媒体７０に記録された光情報を読み取ることができる。
【００５３】
上述のように、本発明の光ファイバー照明系は、支持体３０に装着自在に構成できるので、記開口プローブ５２に焦点を正確に合わせるように調節することが容易である。また、 特許文献３は、ミラー及びマイクロレンズを各々製作した後に組立するのに対し、本発明の光ファイバー照明系は、ミラー及びレンズを一体型で製作するので、製作工程が単純であり、集積化が容易である。また、従来の一般的な光記録ヘッドは、非接触−原子力顕微鏡（Atomic Force Microscopy；ＡＦＭ）のように、レーザとフォトダイオード対を用いてカンティレバーの反り程度を感知するので、光記録ヘッドのサイズが大きく、構造が複雑であるが、本発明の光記録ヘッドは、カンティレバー５０の反りによって電気伝導度が変化するピエゾレジスト５３を利用するので、構造が簡単であり、従来よりサイズを效果的に減少させることができる。特に、基板５１にボロン（Ｂ）などをドープしてピエゾレジスト５３を形成すれば、サイズを画期的に減少させることができる。
【００５４】
図４は、本発明による光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置を説明するための断面図であり、図５は図４の光記録ヘッドを示す平面図である。
【００５５】
本発明による光記録及び再生装置に使われる光記録ヘッドは、図３に示すような構造で製作される。但し、いろいろなビットの情報を同時に記録したり再生するために、光を通過させるための多数の開口部３０ａが支持体３０に形成され、前記多数の開口部３０ａにそれぞれのレンズ２ａが対応するように、前記支持体３０上に多数の光ファイバー１０がアレイ形態で配列される。
【００５６】
また、前記支持体３０の下部には、一端部がスペーサ４０を介して前記支持体３０に固定されたカンティレバー５０が設けられる。前記カンティレバー５０には、前記支持体３０の開口部３０ａを介して入射される光を各々集束し、それぞれの開口を介して近接場光を発生させる多数の開口プローブ５２が設けられている。すなわち、前記開口プローブ５２は、前記支持体３０の開口部３０ａに各々対応し、光記憶媒体７０の径方向と一致するように、アレイ形態で配列される。
【００５７】
図４には示されていないが、前記カンティレバー５０は、図５に示すように、スペーサ４０を介して一側部が前記支持体３０に固定され、前記支持体３０の開口部３０ａに対応する部分に前記多数の開口プローブ５２が設けられた基板５１と、前記開口プローブ５２近くの前記基板５１上に形成され、前記基板５１の反り程度によって電気伝導度が変化するピエゾレジスト５３と、前記開口プローブ５２部位の前記基板５１の下部に形成され、前記ピエゾレジスト５３の電気伝導度の変化によって前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙を一定に維持させるために、前記基板５１を上下に移動させる圧電駆動器６０とを含む。また、前記光記憶媒体７０が大きく揺動するウォブリング(Wobbling)モーションに追従するためのＶＣＭ（Voice-Coil-Motor）のような粗（coarse）駆動器も同時に使われることができる。ＶＣＭ駆動器は、光記録装置分野において一般に知られた技術であるから、詳細な説明は省略する。
【００５８】
前記光記憶媒体７０を通過した前記近接場光は、アレイ形態で配列された多数の光検出器９２により検出される。この際、各光検出器９２は、各開口プローブ５２に対応するように配列されるので、前記光検出器９２は、それぞれの開口プローブ５２を介して提供される近接場光を検出するようになる。
【００５９】
また、前記多数の開口プローブ５２と前記多数の光検出器９２との間には、前記近接場光を前記光検出器９２に案内するための対物レンズ９０が位置する。前記対物レンズ９０は、駆動器９１により移動自在に構成され、前記近接場光の焦点を前記光検出器９２に正確に合わせるように調整することができる。
【００６０】
以下、上述のように構成された本発明の光記録及び再生装置の動作を説明する。
【００６１】
スピンドルモータ８０によりディスク形態の光記憶媒体７０が回転する状態で、前記光記録ヘッドを前記光記憶媒体７０の上部に位置させる。この際、前記多数の開口プローブ５２は、前記光記憶媒体７０の径方向に位置する。
【００６２】
まず、前記光記憶媒体７０に光情報を記憶させるためには、アレイ形態で配列された前記光ファイバー１０の各コア１を介して光を入射させる。入射した光は、前記ミラー３に反射され、前記レンズ２ａの方向に進行し、前記レンズ２ａにより集束した光は、前記開口部３０ａを介して前記開口プローブ５２に入射される。したがって、前記開口プローブ５２に光が集束することによって、前記開口プローブ５２の端部開口を介してエバネッセント波形態の近接場光が発生し、前記近接場光が前記光記憶媒体７０に照射されることによって、前記光記憶媒体７０に光情報が記録される。
【００６３】
次に、前記光記憶媒体７０に記憶された光情報を再生するためには、アレイ形態で配列された前記光ファイバー１０の各コア１を介して光を入射させる。入射した光は、前記ミラー３に反射され、前記レンズ２ａの方向に進行し、前記レンズ２ａにより集束した光は、前記開口部３０ａを介して前記開口プローブ５２に入射される。したがって、前記開口プローブ５２に光が集束することによって、前記開口プローブ５２の端部開口を介してエバネッセント波形態の近接場光が発生し、前記近接場光が前記光記憶媒体７０に照射される。この際、前記光記憶媒体７０に記憶された情報によって前記近接場光が前記光記憶媒体７０を通過するが、前記光記憶媒体７０を通過した近接場光が前記対物レンズ９０により該当光検出器９２に入射されることによって、光情報が検出される。
【００６４】
図４の光記録及び再生装置は、多数の開口プローブ５２を介して同時にいろいろなビットの光情報を記録したり再生するので、情報処理速度を向上させることができる。
【００６５】
図６及び図７は、本発明の他の実施例による光記録ヘッドを説明するための断面図及び平面図である。
【００６６】
図２ａ乃至図２ｆにより製作された前記光ファイバー照明系の下部に支持体３０が結合される。この際、前記支持体３０の表面には、前記光ファイバー１０が装着され得るように、溝（図示せず）が形成されることが好ましく、前記支持体３０には、光導波路（図示せず）が形成されることができる。
【００６７】
前記支持体３０の下部には、基板５１が取り付けられ、前記支持体３０の開口部３０ａに対応する部分の前記基板５１には、前記支持体３０の開口部３０ａを介して入射される光を集束し、開口を介して近接場光を発生させる開口プローブ５２が設けられている。そして、前記開口プローブ５２周囲の前記基板５１の下部には、前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙を一定に維持させるための少なくとも１つ以上のスライディングパッド（sliding pad）５４が取り付けられる。この際、前記スライディングパッド５４は、前記光記憶媒体７０の表面と接触することが好ましい。また、前記基板５１の一側部には、一般的なハードディスクのヘッドのような光記録ヘッドの振動を緩衝させ、前記スライディングパッド５４を前記光記憶媒体７０の表面に密着させるためのサスペンション支持体１００が連結される。前記サスペンション支持体１００は、可撓性（flexible）金属で形成する。
【００６８】
前記基板５１は、シリコン材質などの薄膜で形成し、前記開口プローブ５２は、半導体製造工程を用いて光を集束できる構造で作る。前記開口プローブ５２の端部に形成される開口は、使われる光の波長より小さい、例えば５０乃至１００ｎｍの大きさで形成することが好ましい。開口を５０乃至１００ｎｍの大きさで形成すれば、エバネッセント波形態及び１００ｎｍ以下の分解能を有する近接場光を得ることができる。
【００６９】
上記のように構成された光記録ヘッドは、前記スライディングパッド５４により物理的に前記開口プローブ５２と前記光記憶媒体７０間の間隙が一定に維持されるため、図３に示されたようなピエゾレジスト５３及び圧電駆動器６０を必要としない。したがって、構造が簡単であり、高速の光照射が可能であり、且つ、前記スライディングパッド５４により前記開口プローブ５２が保護されるので、前記開口プローブ５２の損傷が防止されるという長所がある。
【００７０】
一方、本実施例による光記録ヘッドを図４に示すような方式でアレイ形態で製作すれば、アレイ形態の開口プローブが光記憶媒体の情報記録領域に沿って移動するトラッキングが困難となることができる。したがって、正常なトラッキングのためには、径方向の精密な水平駆動だけでなく、側面チルトのための駆動制御機術が必要なので、微細駆動器のためのアクチュエータ及びチルト制御のための水平駆動器を共に製作しなければならないものである。
【００７１】
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による光ファイバー照明系を説明するための断面図である。
【図２ａ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図２ｂ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図２ｃ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図２ｄ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図２ｅ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図２ｆ】本発明による光ファイバー照明系の製作方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明による光ファイバー照明系を備えた光記録ヘッドを説明するための断面図である。
【図４】本発明による光ファイバー照明系を備えた光記録及び再生装置を説明するための断面図である。
【図５】図４に示された光記録ヘッドの平面図である。
【図６】本発明の他の実施例による光記録ヘッドを説明するための断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による光記録ヘッドを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  コア
２  クラッド
２ａ、２０ａ  レンズ
３  ミラー
１０  光ファイバー
２０  感光膜
３０  支持体
３０ａ  開口部
４０  スペーサ
５０  カンティレバー
５１  基板
５２  開口プローブ
５３  ピエゾレジスト
５４  スライディングパッド
６０  圧電駆動器
６１、６３  第１電極及び第２電極
６２  強誘電体
６４  絶縁膜
７０  光記憶媒体
８０  スピンドルモータ
９０  対物レンズ
９１  駆動器
９２  光検出器
１００  サスペンション支持体
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
2006172685.tif 000007
【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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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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