(57)【要約】【課題】近接場光発生素子として導電性を有する散乱体を用いた熱アシスト記録用ヘッドにおいて、近接場光強度を強くすると同時に、素子の温度上昇を抑制する。【解決手段】近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなる断面形状を有し、かつ入射光の進行方向において近接場光が発生する頂点に向かい、幅が、徐々に、もしくは段階的に小さくなる形状を有する導電性散乱体を用いる。【選択図】図２
2011090752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録磁界発生用の磁極と、
近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体と、
前記散乱体に光源からの光を導くための光学系とを備え、
前記散乱体は、近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなる断面形状を有し、
入射光の偏光方向に垂直な方向の前記散乱体の幅は、光入射側の方が近接場光が発生する側より大きいことを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体に光源からの光を導くための光学系は導波路であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体は入射光の進行方向に向かって、入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が徐々に狭くなるテーパ部の下に三角柱状の散乱体下部が接続した形状を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記テーパ部は６５度以下の広がり角を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項５】
請求項３記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記テーパ部は２０度以上５０度以下の広がり角を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体の入射側の端から、近接場光が発生する頂点までの距離が、前記入射光の波長以下であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項７】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体の光入射側の端から、近接場光が発生する頂点までの距離が、入射光の波長をλとしたとき、0.612λ＋66（ｎｍ）以下であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項８】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体は光入射側に幅広部分を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項９】
請求項８記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、浮上面から前記幅広部分までの距離が、入射光の波長をλ、前記散乱体周辺の材料の屈折率をｎとしたとき、単位をｎｍとして、
(0.039λ＋157){-0.778×(n-1.63)+1}以上、
96.52{-0.778×(n-1.63)+1}e0.0015λ以下
であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１０】
請求項８記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記幅広部分は、浮上面側に突出部を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記散乱体の中心から、前記突出部までの距離が、入射光の波長をλ、前記散乱体周辺の材料の屈折率をｎとしたとき、単位をｎｍとして、
(0.369λ−167){−1.33×(n−1.63)＋1}以上、
(0.821λ−361){−1.33×(n−1.63)＋1}以下
であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１２】
請求項１０記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記突出部の下端から浮上面までの距離が１０ｎｍ以上であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１３】
請求項１０記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記突出部は、浮上面側の一部に浮上面に至る第２の突出部を有ることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１４】
請求項１３記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記第２の突出部から前記散乱体の中心までの距離が、前記入射光のスポット径の１／２よりも大きいことを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１５】
請求項８記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記幅広部分は、光入射側に突出部を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１６】
請求項８記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記幅広部分は、入射光の偏光方向に平行な方向の幅が部分的に大きな領域を有することを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１７】
請求項１６記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記入射光の偏光方向に平行な方向の幅が部分的に大きな領域から前記散乱体中心までの距離が、入射光の波長をλ、前記散乱体周辺の材料の屈折率をｎとしたとき、単位をｎｍとして、
(0.413λ−127){−0.39×(n−1.63)＋1}以上、
(0.388λ＋122){−0.39×(n−1.63)＋1}以下
であることを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１８】
請求項１記載の熱アシスト記録用ヘッドにおいて、前記磁極は前記散乱体と対向する面に窪みを有し、前記散乱体の前記近接場光が発生する頂点が、前記窪み近傍に配置されたことを特徴とする熱アシスト記録用ヘッド。
【請求項１９】
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
光源と、
記録磁界発生用の磁極と、近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体と、前記散乱体に前記光源からの光を導くための導波路とを備えるヘッドと、
前記ヘッドを前記磁気記録媒体上の所望のトラック位置に位置決めするヘッド駆動部とを備え、
前記散乱体は、近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなる断面形状を有し、入射光の偏光方向に垂直な方向の前記散乱体の幅は、光入射側の方が近接場光が発生する側より大きいことを特徴とする熱アシスト記録装置。
【請求項２０】
近接場光を発生させるための導電性を有する散乱体と、
前記散乱体に光源からの光を導くための光学系とを備え、
前記散乱体は、近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなる断面形状を有し、
入射光の偏光方向に垂直な方向の前記散乱体の幅は、光入射側の方が近接場光が発生する側より大きいことを特徴とする近接場光発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生装置、近接場光発生器を備える磁気記録ヘッド及びそれを用いた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を実現する記録方式として、熱アシスト記録方式が提案されている（H. Saga, H. Nemoto, H. Sukeda, and M. Takahashi, Jpn. J. Appl. Phys., 38, Part 1, 1839 (1999)）。従来の磁気記録装置では、記録密度が１Ｔｂ／ｉｎ2以上になると、熱揺らぎによる記録情報の消失が問題となる。これを防ぐためには、磁気記録媒体の保磁力を上げる必要があるが、記録ヘッドから発生させることができる磁界の大きさには限りがあるため、保磁力を上げすぎると媒体に記録ビットを形成することが不可能となる。これを解決するために、熱アシスト記録方式では、記録の瞬間、媒体を光で加熱し保磁力を低下させる。これにより、高保磁力媒体への記録が可能となり、１Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度実現が可能となる。
【０００３】
この熱アシスト記録装置において、照射する光のスポット径は、記録ビットと同程度の大きさ（数１０ｎｍ）にする必要がある。なぜなら、光スポット径がそれよりも大きいと、隣接トラックの情報を消去してしまうからである。このような微小な領域を加熱するためには、近接場光を用いる。近接場光は、光波長以下の微小物体近傍に存在する局在した電磁場（波数が虚数成分を持つ光）であり、径が光波長以下の微小開口や金属の散乱体を用いて発生させる。例えば、特開２００１−２５５２５４号公報には、高効率な近接場光発生器として三角形の形状をした金属散乱体を用いた近接場光発生器が提案されている。金属散乱体に光を入射させると、金属散乱体中にプラズモン共鳴が励起され、三角形の頂点に強い近接場光が発生する。この近接場光発生器を用いることにより、光を数１０ｎｍ以下の領域に高効率に集めることが可能になる。また、特開２００４−１５１０４６号公報には、上記金属の散乱体のスライダ浮上面側の表面において、近接場光が発生する頂点以外の部分において表面に窪みを削った構造が提案されている。この構造により、頂点に発生する近接場光の強度分布の幅を小さくすると共に、頂点と反対側の辺に発生する弱い近接場光（バックグランド光）の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５５２５４号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１０４６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys., 38, Part 1, 1839 (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記金属の散乱体を用いた近接場光発生器において、光を散乱体に照射すると、散乱体に光が吸収され、散乱体の温度が上昇する。そのため、長時間光を照射し続けると、温度上昇による散乱体の形状変化、散乱体内部でのクラックの発生などにより、散乱体が劣化し、近接場光発生効率が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、散乱体の温度上昇を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、近接場光を発生させる手段として、（１）導電性を有し、（２）浮上面側から見たときの形状が、三角形など近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなる形状であり、（３）スライダの側面から見たときの形状が、散乱体上部（スライダ浮上面と反対側）において幅が広くなった形状である散乱体を用いる。散乱体上部は、照射光の偏光方向に対し垂直な方向に幅が広くなるようにする。
【０００９】
散乱体上部の幅は、散乱体の底部に向かい徐々に小さくなるようにする（テーパ部を設ける）。これにより散乱体上部の広い部分に発生したプラズモンが散乱体底部に集まるようになり、発生する近接場光強度を大きくすることが出来る。このとき、テーパ部の広がり角を６５度以下にすると、広げない時の近接場光強度よりも大きな強度を得ることが出来る。また、広がり角を２０度以上５０度以下にすることにより、１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するために必要な５％以上の光利用効率（散乱体に入射する光のパワーと、記録媒体に吸収される熱量の比）を達成することが出来る。
【００１０】
このように、上部を広げることにより近接場光利用効率が向上するので、必要な入射光強度を小さくすることが可能になる。また、散乱体の体積を増やすことが出来るので放熱性が向上する。これらの理由により、近接場発生器の温度上昇を抑制することが可能になる。
【００１１】
記録磁界は、コイル及び磁極より構成される磁気ヘッドにより発生させ、散乱体は磁気ヘッドの主磁極近傍に配置する。入射光は、散乱体上部に配置した導波路を用いて導き、導波路から出射する光が散乱体上部に当たるようにする。
【００１２】
上記散乱体において、散乱体の上部をさらに広げ、幅が入射光の波長以上になるようにしても良い。このように上部を広げることにより、導波路から出射した光をより広い範囲で集めることができるので、近接場光強度をさらに強くすることが出来る。また、散乱体の体積を大幅に増やすことが出来るので、放熱性が向上する。したがって、近接場発生器の温度上昇をさらに小さくすることが可能になる。
【００１３】
上記上部の幅を広げた散乱体において、散乱体の高さ（スライダ浮上面に対し垂直な方向の幅）を大きくしていくと、近接場光強度は段階的に減少する。第１の変曲点の位置は、波長をλとしたとき、散乱体の高さが、0.612λ＋66（ｎｍ）となる位置となり、第２の変曲点の位置は、散乱体の高さが、λとなる位置となる。１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、散乱体の高さは第２の変曲点以下にするのが好ましく、２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、散乱体の高さは第１の変曲点以下にするのが好ましい。
【００１４】
スライダ浮上面から上記幅を広げた部分までの距離には最適値が存在し、距離をその範囲内に設定すると近接場光強度を強くすることが出来る。その距離は、散乱体周辺の材料の屈折率をｎとしたとき、
(0.039λ＋157){-0.778×(n-1.63)+1}以上、
96.52{-0.778×(n-1.63)+1}e0.0015λ以下
にするのが好ましい（単位はｎｍ）。
【００１５】
上記散乱体上部の幅を広げた場合において、広げた部分の下部に突出部を形成しても良い。このとき、散乱体の中心から出っ張った部分の端までの距離を調整すると、近接場光強度を強くすることが出来る。その距離は、
(0.369λ−167){−1.33×(n−1.63)＋1}以上、
(0.821λ−361){−1.33×(n−1.63)＋1}以下
にするのが好ましい（単位はｎｍ）。
【００１６】
上記散乱体上部の幅を広げ、かつ幅を広げた部分の下部に突出部を形成した場合において、散乱体の高さ（スライダ浮上面に対し垂直な方向の幅）を大きくしていくと、突出部をつけない時と同様に、近接場光強度は段階的に減少する。第１の変曲点の位置は、波長をλとしたとき、散乱体の高さが、0.612λ＋66（ｎｍ）となる位置となり、第２の変曲点の位置は、散乱体の高さが、λとなる位置となる。２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、散乱体の高さは第２の変曲点以下にするのが好ましく、４Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、散乱体の高さは第１の変曲点以下にするのが好ましい。
【００１７】
上記幅を広げた部分の下部に形成された突出部の飛び出す量は、近接場光強度を強くするためには、５０ｎｍ以上にするのが好ましい。また、出っ張った部分の下部において媒体が加熱されることを防ぐために、出っ張った部分の下部とスライダ浮上面の距離は、１０ｎｍ以上にするのが好ましい。また、出っ張った部分の一部をスライダ浮上面に接するようにしても良い。これにより、散乱体中の発生した熱が、スライダと媒体間の空気に逃げるため、散乱体の上昇温度を下げることが出来る。このとき、散乱体がスライダ浮上面に接する部分において媒体が加熱されることを防ぐためには、スライダ浮上面に接する部分の端から散乱体中心までの距離は、導波路のモードフィールド径（入射光のスポット径）の１／２よりも大きくなるようにすると良い。
【００１８】
上記散乱体上部の幅を広げる場合において、散乱体上部に突出部を形成しても良い。このようにすることにより、散乱体の体積を大きくすることが出来るので、放熱性が向上し、散乱体の温度上昇をさらに小さくすることが出来る。このとき、導波路の伝播ロスを小さくするためには、導波路コア中心から散乱体上部の出っ張った部分までの距離は、導波路のモードフィールド径の１．５×１／２＝０．７５倍以上にするのが好ましい。
【００１９】
上記散乱体上部の幅を広げる場合において、散乱体の両端部の厚さ（入射光の偏光方向に平行な方向の幅）を部分的に厚くしても良い。このとき、厚くした部分から散乱体の中心部までの距離は、
(0.413λ−127){−0.39×(n−1.63)＋1}以上、
(0.388λ＋122){−0.39×(n−1.63)＋1}以下
にするのが好ましい（単位はｎｍ）。このようにした場合、導波路の出口から出射した光が厚さを厚くした部分に当たり、厚さを厚くした部分の側面で光が反射する。両側の厚くした部分のそれぞれの面で反射した光が互いに干渉し、中央部分において強くなる。散乱体は、プラズモンを伝播させるだけでなく、光のエネルギを集め、散乱体中の電荷振動に変換するアンテナとしても機能する。そのため、入射光の強度が散乱体中央部において強くなると、より効率よくエネルギが散乱体中に集められるようになり、近接場光強度を強くすることが可能になる。なお、上記厚くする部分の厚さは、近接場光強度を強くするためには２５０ｎｍ以上にするのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、近接場光発生素子として導電性を有する散乱体を用いた熱アシスト記録用ヘッドにおいて、放熱性が向上する。また近接場光発生効率を上げることが出来るので、必要な入射光パワーも下げることが可能で、散乱体中の発熱量を下げることが出来る。以上の結果、散乱体の温度上昇を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の熱アシスト記録用ヘッドを示す側断面図。
【図２】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す図。
【図３】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す側面から見た断面図。
【図４】主磁極先端及び近接場発生素子の部分を示す浮上面側から見た断面図。
【図５】導波路のモードフィールド径変換器を示す図。
【図６】従来例を示す図。
【図７】テーパ角と近接場光発生効率の関係を示す図。
【図８】散乱体の高さと近接場光強度の関係を示す図であり、（ａ）は各波長における関係、（ｂ）は散乱体周辺の材料を変えた場合を示す図。
【図９】散乱体の上部を大きく広げた場合を示す図。
【図１０】散乱体上部の幅と近接場光強度の関係を示す図で、（ａ）は散乱体上部の幅依存性、（ｂ）は最適範囲と入射光波長の関係を示す図。
【図１１】散乱体の高さと近接場光強度の関係の原理を説明する図。
【図１２】散乱体の高さの最適範囲と入射光波長の関係を示す図。
【図１３】散乱体の幅広部分から浮上面までの距離と近接場光強度の関係を示す図で、（ａ）は各波長における関係、（ｂ）は散乱体周辺の材料を変えた場合を示す図。
【図１４】散乱体の幅広部分から浮上面までの距離の最適値と入射光波長の関係を示す図。
【図１５】散乱体の幅広部分の下部に突出部が形成された近接場光発生素子を示す図。
【図１６】散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部と散乱体中心部の距離と近接場光強度の関係を示す図で、（ａ）は各波長における関係、（ｂ）は散乱体周辺の材料を変えた場合を示す図。
【図１７】散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部と散乱体中心部の距離の最適範囲と波長の関係を示す図。
【図１８】散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部下部から浮上面までの距離と近接場光強度の関係、及び散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部下部から浮上面までの距離と突出部付近に発生する光の強度の関係を示す図。
【図１９】散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部が浮上面に接する場合の、媒体表面における光の強度分布を示す図。
【図２０】散乱体の幅広部分の下部に形成された突出部の一部が浮上面に接する場合を示す図。
【図２１】散乱体の幅広部分の上部に突出部が形成された場合を示す図。
【図２２】散乱体の幅広部分の上部に形成された突出部から導波路中心までの距離と近接場光強度の関係を示す図。
【図２３】散乱体の幅広部分の一部において厚さが厚くなった場合を示す図で、（ａ）は側面断図、（ｂ）は上面から見た図。
【図２４】散乱体の厚さが厚くなった部分から散乱体中心までの距離と近接場光強度の関係を示す図で、（ａ）は各波長における関係、（ｂ）は散乱体周辺の材料を変えた場合を示す図。
【図２５】散乱体の厚さが厚くなった部分から散乱体中心までの距離の最適範囲と波長の関係を示す図。
【図２６】散乱体の厚さと近接場光強度の関係を示す図で、（ａ）は散乱体中心部における関係、（ｂ）は散乱体の両端部における関係を示す図。
【図２７】散乱体の厚さを厚くした部分の一部が浮上面に接する場合を示す図。
【図２８】散乱体の厚さを部分的に厚くした場合を示す図で、（ａ）は幅広部分の幅と、厚くした部分の幅が異なる場合を示す図、（ｂ）は近接場光が発生する頂点側においても幅を広くした場合を示す図。
【図２９】導波路中の光強度分布を示す図。
【図３０】導波路のコア端部と散乱体の先端部の距離と近接場光強度の関係を示す図。
【図３１】主磁極の高さを散乱体の高さよりも大きくした場合を示す図。
【図３２】本発明の近接場光発生器により媒体表面に発生した近接場光強度分布を示す図。
【図３３】主磁極先端の断面形状を示す図であり、（ａ）は形状が台形の場合、（ｂ）は磁極の幅が、散乱体の先端の幅に等しいか、それよりも小さい場合、（ｃ）は近接場光が発生する頂点付近において窪みが形成された場合を示す図。
【図３４】主磁極からの距離と磁界強度の関係を示す図。
【図３５】散乱体周辺において、周辺部の一部の材質を他と異なるようにした場合を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は浮上面側から見た図。
【図３６】近接場光が発生する頂点における散乱体の材質が、他の部分と異なっている場合を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は浮上面側から見た図。
【図３７】テーパ部の角度を段階的に変化させた場合を示す図。
【図３８】テーパ部を設けない場合を示す図。
【図３９】記録再生装置の構成例を示す図。
【図４０】光導入方法を示す図で、（ａ）浮上スライダ上に面発光レーザを置いた場合、（ｂ）導波路の替わりにレンズを用いた場合を示す図。
【図４１】光記録・再生装置の構成例を示す図で、（ａ）はスライダ内部の構造を示す図、（ｂ）は導波路の根元に設置した光学系を示す図。
【図４２】近接場光学顕微鏡の構成例を示す図。
【図４３】露光装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１に、本発明による熱アシスト磁気ヘッド１００の構成例を示す。
光源としては波長７８０〜９８０ｎｍの半導体レーザを用い、それをサスペンションの根元付近に設置した（図３９の符号５５参照）。光源からスライダ５まで光を伝送させるために、ポリマー導波路１０を用いた。ポリマー導波路１０はサスペンションのフレクシャー部１６上に配置した。ポリマー導波路１０から出射する光は、スライダ５の上面に垂直な方向に出射するように、ポリマー導波路１０の端面には４５度ミラー１２を形成した。本実施例では、光源からスライダ５まで光を伝送させるための導波路として、ポリマー導波路１０を用いたが、石英ファイバやプラスチックファイバなど他の導波路を用いても良い。
【００２３】
浮上スライダ５中には、光をスライダ浮上面（媒体対向面）１７の反対側からスライダ浮上面１７まで導くための記録用導波路３（図ではコア部を示す）を形成した。スライダ中の記録用導波路３のコアの材質はＴａ2Ｏ5とし、クラッド部１５の材質はＡｌ2Ｏ3とした。コアの幅は、波長が７８０ｎｍのときは、記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅は６００ｎｍ、記録トラックの方向と平行な方向のコア幅Ｗ2は３００ｎｍとし、波長が９８０ｎｍのときは、記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅は７００ｎｍ、記録トラックの方向と平行な方向のコア幅Ｗ2は３５０ｎｍとした。導波路３の材質は、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きければ良く、例えば、クラッドの材質をＡｌ2Ｏ3にし、コアの材質をＴｉＯ2にしても良い。またクラッドの材質をＳｉＯ2にし、コアの材質をＴａ2Ｏ5，ＴｉＯ2，ＳｉＯxＮy，ＧｅドープＳｉＯ2にしても良い。導波路３下部（出射端）には、径が数１０ｎｍ以下の光スポットを発生させるために近接場光発生素子１を形成した。
【００２４】
半導体レーザからの出射光が導波路３に効率良く結合するために、導波路３の入り口には、図５に示すようなスポット径変換器４８を形成した。導波路３の入り口側の幅Ｗ20を出口側の幅Ｗ1よりも小さくし、Ｔａ2Ｏ5のコア周辺に、導波路３のコアの屈折率と、クラッド１５の屈折率の中間の屈折率を有する材料で出来た層５６を形成した。このような構造を用いると、導波路の入射部におけるモードフィールド径を広げることが出来る。その結果、半導体レーザからの出射光の導波路との結合効率を上げることが出来る。本実施例では、層５６の材料はＳｉＯxＮyとし、ＳｉＯxＮyのＯとＮの比率は、ＳｉＯxＮyの屈折率がＡｌ2Ｏ3の屈折率よりも０．０５大きくなるように調整した。導波路コアの入射側の幅Ｗ20は８０ｎｍとした。層５６の幅Ｗ21は１０μｍ、幅Ｗ22は５μｍ、長さＷ23は１５０μｍとした。
【００２５】
記録用磁界は、コイル７とコイルで発生した磁束を伝えるための太い磁極２７と主磁極２とリターンポール８とから構成される磁気ヘッド部６により発生させた。コイル７により発生した磁界は、コイルで発生した磁束を伝えるための太い磁極２７を伝わり、主磁極２によって近接場光発生素子１の近傍に導かれる。記録の瞬間に、近接場光発生素子１により発生する光により記録媒体１４を加熱すると同時に、主磁極２から発生する記録磁界を記録媒体１４に印加することで、記録層１４’に記録マークを書き込む。導波路のコア３のｘ方向の端と主磁極２の端の距離Ｗ13（図３参照）は７０ｎｍとした。
【００２６】
書込ヘッドの脇には、図１に示すように、磁気再生素子４を含む再生ヘッドを形成した。本実施例では、磁気再生素子４としてGiant Magneto Resistive（ＧＭＲ）素子又はTunneling Magneto Resistive（ＴＭＲ）素子を利用した。磁気再生素子４の周辺には、磁界の漏れを防ぐための磁気シールド９を形成した。
【００２７】
図２に、主磁極２及び近接場光発生素子１の拡大図を示す。また、図３に、ｘｚ平面に平行な方向に切断したときのこの部分の断面図、図４に浮上面側から見た図を示す。
【００２８】
磁極としては、コイルで発生した磁束を伝えるための太い磁極２７の先に、主磁極２を形成した。主磁極２の先端は幅が狭くなるようにし、主磁極先端部のｘ，ｙ方向の幅（Ｗc，Ｗd）は、Ｗc＝１５０ｎｍ、Ｗd＝１００ｎｍとなるようにし、細くなった部分の高さ（スロートハイト）ｈ10は５０ｎｍとした。細くなった部分の上の部分は幅が徐々に大きくなるようにし、そのテーパ部の角度φは４５度にした。主磁極の高さｈ4は、５００ｎｍとした。太い磁極２７とスライダ浮上面１７の距離ｈ12は１００ｎｍとした。磁極の材質は、ＮｉＦｅもしくはＣｏＦｅ合金とした。このような構造を用いることで、コイルで発生された磁界を狭い領域に集中させることが可能で、光加熱位置に、８ｋＯｅ以上の強い磁界を発生させることができる。
【００２９】
近接場光発生素子としては、図４に示すように、スライダ浮上面から見た形状が、近接場光が発生する頂点に向かい幅が徐々に小さくなった形状（本実施例では三角形）とした。また、図２に示すように、スライダ側面から見たとき、散乱体の底面（スライダの浮上面側の面）に向かい散乱体の幅が徐々に狭くなるテーパ部２１の下に三角柱状の散乱体下部２２が接続している形状とした。散乱体の側面形状は、換言すると、入射光の進行方向に向かい散乱体の幅が徐々に狭くなるテーパ部２１の下に三角柱状の散乱体下部２２が接続している形状である。入射光の進行方向は、散乱体の底面に対して実質的に垂直な方向（矢印２４の方向）となるようにし、偏光方向は、図２中の矢印２３（ｘ方向）の方向になるようにした。このような光を散乱体に入射させると、散乱体中の電荷が入射光の偏光方向に平行な方向に振動する。電荷の振動には、共鳴周波数が存在し、その共鳴周波数は、偏光方向に平行な方向における散乱体の幅Ｗaに依存する。電荷振動の共鳴周波数と光の周波数が一致するように散乱体の幅Ｗaを調整すると、電荷振動の共鳴（表面プラズモン）が発生し、入射光のエネルギは電荷の振動エネルギに効率良く変換される。散乱体の上部に発生した表面プラズモンは、光の進行方向に平行な方向に進み、散乱体の底面に到達する。散乱体の底面において、散乱体の形状は、頂点２０に向かい幅が徐々に小さくなる形状となっているので、散乱体中の電荷は頂点２０に集中する。その結果、頂点２０には、局在する電磁場、すなわち近接場光が発生する。特に、記録媒体１４が、近接場光素子１近傍に存在すると、媒体中のイメージ電荷と相互作用するため、電荷が中心にさらに引き寄せられ、媒体に近い頂点２０に強い近接場光が発生する。
【００３０】
従来の構造においては、図６に示すように、散乱体の形状は、光の進行方向において常に一定になるようにしていた。例えば、浮上面側から見たときの散乱体の形状が三角形となるようにしたとき、散乱体の形状は、三角柱となるようにした。これに対し本発明の構造においては、散乱体の幅は、散乱体の底面に向かい散乱体の幅が徐々に狭くなる形状となるようにした。このようにすることにより、散乱体上部の広い部分に発生したプラズモンが散乱体底部に集まるようになる。その結果、頂点２０に発生する近接場光の発生効率を上げることが出来る。したがって、必要な光強度は小さくなり、散乱体中に発生する熱量も低下する。また、散乱体の上部において幅が広がっている分、散乱体の体積が増加し、放熱性も向上する。これらのことにより、散乱体内部の温度を低減することが可能になる。
【００３１】
本実施例では、散乱体の材料としては金を用い、散乱体周辺の材料はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とした。入射光としては、６３０〜１５５０ｎｍの半導体レーザを用いた。散乱体１のｘ方向の幅Ｗa（図２、図４参照）は、プラズモン共鳴が発生するように、波長に合わせて調整した。例えば、波長７８０ｎｍのとき、幅Ｗaは８０ｎｍとし、波長９８０ｎｍのとき、幅Ｗaは１００ｎｍとした。散乱体の材料は、導電性を有するものであれば良く、例えば、銀、銅、アルミ、白金などであっても良い。また、光源として、Ｈｅ−Ｎｅレーザなど半導体レーザ以外の光源を用いても良く、波長も上記６３０〜１５５０ｎｍ以外であっても良い。近接場光のスポット径は、近接場光が発生する頂点２０の幅Ｗb（図４参照）にほぼ等しくなり、この幅Ｗbは、記録トラック幅よりも小さくする必要がある。必要な幅Ｗbは、記録密度及び記録ビットのビットアスペクト比（ダウントラック方向とクロストラック方向の幅の比）に依存するが、本実施例では、記録密度１〜２．５Ｔｂ/ｉｎ2に対し、１０〜３０ｎｍとした。浮上面側から見たときの散乱体の頂角θ1は４０〜６０度とし、近接場光が発生する頂点２０と主磁極２の距離ｓは２０ｎｍとした。
【００３２】
散乱体の媒体側の表面の頂点２０以外の部分２５（図３参照）は、散乱体の表面２５と媒体表面の距離が、散乱体の頂点部２０と媒体表面の距離よりも大きくなるようにした。光を散乱体に入射させたとき、頂点２０の他に、頂点と反対側の辺にも弱い近接場光（バックグランド光）が発生する。このバックグランド光が媒体に当たると、頂点部２０以外においても媒体が加熱されてしまい、そこにおける記録情報が消去されてしまう可能性がある。上記のように、散乱体の表面２５と媒体表面の距離が大きくなるように媒体側の表面２５を削ると、頂点２０の反対側の辺に発生する弱い近接場光が媒体表面に届かなくなり、その近接場光が媒体に与える影響を小さくすることができる。本実施例では、表面２５の凹み（リセス）量ｈ2は１０ｎｍとした。
【００３３】
図７に、散乱体上部のテーパ部２１の広がり角θ2と光利用効率の関係を示す。ここでは、散乱体の高さｈ3は４００ｎｍとした。散乱体下部２２においては、高さ方向に見てｙ方向の幅は一定であるとし、浮上面からの高さが１５０ｎｍ以上となる部分（図２中、ｈ6が１５０ｎｍ以上となる部分）において、テーパ部が形成されるようにした。入射光の波長は７８０ｎｍとした。光利用効率は、散乱体に入射する光のパワーと、近接場光が発生する頂点２０近傍において記録媒体に吸収される熱量の比を表す。記録媒体としては、記録層の材質がＦｅＰｔである媒体を用いた。この図に示すように、広がり角θ2が６５度以内であるとき、散乱体上部を広げた方が、散乱体上部を広げない場合（θ2＝０）に比べ、光利用効率が大きくなる。記録密度を大きくするためには、再生信号の信号対ノイズ比を十分な値に保つために、媒体を構成する粒子の径を小さくする必要がある。粒子径を小さくしたとき、熱揺らぎの影響を抑制するためには、媒体の保磁力を大きくする必要がある。そして一般に、媒体の保磁力が大きい程、キューリ温度が大きくなるため、媒体の加熱温度をより大きくする必要がある。１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、媒体の温度はおよそ２５０℃以上にする必要があり、そのためには光利用効率は、５％以上必要であった。図７に示すように、広がり角θ2を、２０度以上５０度以下にすることにより、５％以上の光利用効率を達成することが出来る。
【００３４】
なお、上記実施例で、高さｈ6が１５０ｎｍ以上となる部分においてテーパ部を設け、それ以下の部分においてはｙ方向の幅は一定であるとしたのは、加工誤差の影響を小さくするためである。すなわち、加工中の研磨量の誤差により、散乱体の高さｈ3は変動する可能性があるが、このとき幅が一定である場合を設けないと、スライダ浮上面から見たときの散乱体先端２０の幅Ｗb（図４参照）が変化してしまう。その結果、発生する近接場光のスポット径が変化してしまう。これを防ぐために、散乱体下部２２にｙ方向の幅が一定となる部分を設けた。ｙ方向の幅が一定となる部分の高さｈ6は、加工誤差が小さければ、１５０ｎｍよりも小さくしても良く、例えば５０ｎｍもしくは１００ｎｍにしても良い。
【００３５】
図８（ａ）中の点線は、広がり角θ2を４０度としたときの、散乱体の高さｈ3と、光利用効率の関係を示す。この図に示すように、光利用効率は、散乱体の高さｈ3が３００ｎｍであるときに最大となり、それより大きくなると、徐々に低下する。１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するために必要な光利用効率５％以上を実現するためには、散乱体の高さｈ3は、１５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下にするのが好ましい。なお、散乱体の高さｈ3が３００ｎｍであるときに近接場光強度が強くなるのは、散乱体内部を伝わるプラズモン波の干渉のためと考えられる。すなわち、散乱体中を下部に向かって伝わるプラズモンの波が、散乱体の底面において反射する結果、散乱体内部において、入射光と同じ方向に進むプラズモンの波と反対方向に進むプラズモンの波が干渉する。散乱体の高さｈ3が３００ｎｍのとき、近接場光が発生する頂点２０において光強度が強くなるように干渉が起こると考えられる。
【００３６】
図９に示すように、上記散乱体の上部の幅を、さらに広げても良い。この実施例では、散乱体のテーパ部２１の上部に、長方形の形状をした散乱体３３を配置した。このように散乱体上部の幅を広げることにより、導波路３から出射した光をより広い範囲で集めることが出来るので近接場光強度をより強くすることが出来る。つまり、散乱体上部の広い範囲においてプラズモンが励起され、それが中心に集まるので、近接場光強度が強くなる。したがって、必要な入射光強度を小さくすることが可能である。また、散乱体の体積を増やすことが出来るので放熱性が向上する。これらの理由により、近接場発生器の温度上昇を抑制することが可能になる。
【００３７】
図１０（ａ）は、幅を広げた部分３３のｙ方向の幅Ｗ3と頂点２０近傍に発生する近接場光強度の関係を示す。実線は入射光波長が７８０ｎｍの場合、点線は入射光波長が９８０ｎｍの場合を示す。スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7は、波長７８０ｎｍのとき２５０ｎｍ、波長９８０ｎｍのとき３００ｎｍとした。この図に示すように、幅Ｗ3が大きくなる程、近接場光強度が強くなり、ある値を越えると一定値に近づくことが分かる。強い近接場光を発生させるためには、幅Ｗ3はこの閾値以上にするのが好ましい。強度がその一定値に到達するときの幅（閾値）と波長の関係を図１０（ｂ）に示す。三角の点が、各波長における最適幅の最小値で、塗りつぶした領域が最適幅となる領域を示す。この図に示すように、最適幅の最小値は、およそ入射光の波長に等しくなる。すなわち、幅Ｗ3は、入射光波長以上にするのが好ましい。なお、幅Ｗ3は、波長以上であれば、放熱性を考慮すると、なるべく大きい方が好ましい。
【００３８】
図８（ａ）中の一点鎖線は、散乱体上部の幅を波長以上に広げた場合の、散乱体の高さｈ3と、光利用効率の関係を示す。ここでは、入射光の波長は７８０ｎｍとし、散乱体上部の幅Ｗ3は３μｍとした。この図に示すように、散乱体上部の幅を広げることにより近接場光強度が大きく出来ると共に、同じ光利用効率を実現可能な散乱体の高さｈ3の範囲の最大値を大きくすることが出来た。例えば、散乱体上部の幅を広げない時、１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するために必要な光利用効率５％以上を達成するためには、散乱体の高さは４５０ｎｍ以下にする必要があったが、図９のように散乱体上部を広げることにより、許容される散乱体の高さｈ3の最大値を７８０ｎｍ近くまで大きくすることが可能になった。このように散乱体の高さを大きくすることにより、散乱体の体積を大きくして放熱性を上げることができるので、素子の温度上昇を抑えることが出来た。
【００３９】
図８（ａ）中の一点鎖線に示されるように、散乱体上部の幅を広げた場合、散乱体の高さｈ3を大きくすると、光利用効率は段階的に低下する。これは、散乱体内部においてプラズモンの波が干渉するためと考えられる。すなわち、散乱体内部を伝わるプラズモン波は、散乱体の幅が広くなった部分３３の下部３８及び散乱体下面２５において反射し、入射光の進行方向に進むプラズモンと干渉する。このとき、ファブリペロー共振器と同様に、近接場光が発生する頂点２０における強度は、共振器の長さに相当する散乱体の高さｈ3に依存する。
【００４０】
内部での損失がなければ、散乱体の高さｈ3に対し強度は図１１中の点線のように周期的に変化する。実際には散乱体内部における伝播損失があるため、実際の強度は、一点鎖線で示すような指数関数をかけたものとなり、図１１中に実線で示すように、散乱体の高さｈ3に対し強度は段階的に変化する。第１の変曲点は、ｈ3＝５５０ｎｍ付近にあり、第２の変曲点はｈ3＝７８０ｎｍ付近にあった。１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、５％以上の光利用効率が必要であるが、そのためには、散乱体の高さｈ3は第２の変曲点における長さ（７８０ｎｍ）以下であれば良い。また、より高い記録密度を達成するためには、保磁力がさらに大きな媒体を用いる必要があり、そのためには加熱温度を大きくする必要がある。２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、３００度以上に加熱する必要があり、そのためには、６％以上の光利用効率が必要であった。散乱体の高さｈ3を第１の変曲点における長さ（５５０ｎｍ）以下にしたとき、６％以上の光利用効率を実現することが出来た。
【００４１】
上記散乱体の高さｈ3と近接場光強度の関係は、入射光の波長に依存する。図８（ｂ）中の点線は、入射光の波長を９８０ｎｍにしたときの散乱体の高さｈ3と近接場光強度の関係を示す。この図に示すように、波長が長くなると、変曲点の位置は、散乱体の高さｈ3が大きくなる方向に移動する。図１２に、入射光の波長と変曲点の位置の関係を示す。四角い点は、第１の変曲点における散乱体の高さ、丸い点は、第２の変曲点における散乱体の高さを示す。第１の変曲点における散乱体の高さｈ3と波長λの関係は、近似的に次のように表される（単位はｎｍ）。
【００４２】
【数１】
2011090752.tif 000003
【００４３】
散乱体の高さがこれ以下であるとき、６％以上の光利用効率を実現することが出来た。また、第２の変曲点における散乱体の高さｈ3と波長λの関係は、近似的に次のように表される。
【００４４】
【数２】
2011090752.tif 000004
【００４５】
散乱体の高さがこれ以下であるとき、５％以上の光利用効率を実現することが出来た。なお、上記関係は、散乱体の周辺の材質がＡｌ2Ｏ3の場合であるが、ＳｉＯ2など他の場合であってもほぼ同様の結果が得られた。
【００４６】
図１３（ａ）は、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7と近接場光強度の関係を示す。ここで、散乱体の高さｈ3は５００ｎｍ、散乱体上部の幅Ｗ3は３μｍとした。実線は波長が７８０ｎｍのとき、点線は８５０ｎｍのとき、一点鎖線は９８０ｎｍのときを示す。この図に示すように、距離ｈ7がある値の範囲内であるとき、近接場光強度が強くなることが分かる。例えば、波長が７８０ｎｍであるとき、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7が３１０ｎｍ以上となるとき近接場光強度はほぼ一定となるが、１９０ｎｍ以上３１０ｎｍ以下であるとき、近接場光強度は、距離ｈ7が３１０ｎｍ以上である時の値よりも強くなる。最適範囲は、波長に依存し、長波長ほど、最適値は大きくなる。
【００４７】
図１４は、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7の最適範囲と、波長の関係を示す。三角は、近接場光強度が最大となるときの距離、丸は最適範囲の最大値、四角は最適範囲の最小値を示す。入射光の波長をλとしたとき、この最適範囲は近似式を用いてつぎのように表される（単位はｎｍ）。
【００４８】
【数３】
2011090752.tif 000005
【００４９】
上記スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7の最適範囲は、散乱体周辺の材質の屈折率に依存する。図１３（ｂ）に、波長が７８０ｎｍであるとき、散乱体周辺の材料をＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６３）からＳｉＯ2（屈折率＝１．４５）に変更したときの距離ｈ7と近接場光強度の関係を示す。実線がＡｌ2Ｏ3の場合、点線がＳｉＯ2の場合を示す。このように、周辺の材質の屈折率が小さくなると、距離ｈ7の最適値は大きくなる。波長が７８０ｎｍであるとき、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は１．１４倍であった。７８０ｎｍ以外の波長においても最適値の違いを調べたところ、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は約１．１４倍となった。したがって、ＳｉＯ2の場合の最適範囲は、上式（３）に１．１４をかけたものとなる。周辺材料をＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2以外にする場合は、近似的に式（１）に
【００５０】
【数４】
2011090752.tif 000006
をかければ良い。すなわち、最適範囲は
【００５１】
【数５】
2011090752.tif 000007
となる（単位はｎｍ）。ここでｎは散乱体周辺の材料の屈折率を表す。なお、上記スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7の最適範囲は、散乱体の高さｈ3が５００ｎｍの場合であるが、散乱体の高さｈ3を他の値に設定した場合も最適範囲は同じであった。
【００５２】
上記のように散乱体上部の幅を波長以上に広げた場合において、図１５に示すように、広げた部分３３の下部に、突出部３４を形成しても良い。このような突出部を最適な位置に配置すると、頂点２０に発生する近接場光強度を強くすることが出来る。図１６（ａ）は、突出部３４の中心側のエッジ３９から中心までの距離Ｗ4と、頂点２０に発生する近接場光強度の関係を示す。ここでは、テーパ部２１の広がり角θ2を４５度、散乱体の高さｈ3を５００ｎｍ、散乱体周辺の材料はＡｌ2Ｏ3とした。実線が、入射光の波長が７８０ｎｍのとき、点線が８５０ｎｍのとき、一点鎖線が９８０ｎｍのときの関係を示す。スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7は、７８０ｎｍの場合２５０ｎｍ、８５０ｎｍの場合２６０ｎｍ、９８０ｎｍの場合３００ｎｍとした。これらの距離ｈ7は式（５）を満たす最適値である。この図に示すように、エッジ３９から中心までの距離Ｗ4がある範囲内になるときに、近接場光強度が強くなることが分かる。例えば、波長が７８０ｎｍである場合、エッジ３９から中心までの距離Ｗ4が十分大きくなると、頂点２０に発生する近接場光強度は一定値に近づくが、エッジ３９から中心までの距離Ｗ4が１９０ｎｍ以上、３１０ｎｍ以下である場合、その一定値よりも大きな近接場光強度が得られる。図１７に、各入射光波長における、エッジ３９から中心までの距離Ｗ4の最適範囲を示す。三角が、近接場光強度が最大となる距離、丸が最適範囲の最大値、四角が最適範囲の最小値を示す。入射光の波長をλとしたとき、この最適範囲は近似式を用いて次のように表される（単位はｎｍ）。
【００５３】
【数６】
2011090752.tif 000008
【００５４】
上記エッジ３９から散乱体中心までの距離Ｗ4の最適範囲は、散乱体周辺の材質の屈折率に依存する。図１６（ｂ）に、波長が９８０ｎｍであるとき、散乱体周辺の材料をＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６３）からＳｉＯ2（屈折率＝１．４５）に変更したときのエッジ３９から中心までの距離Ｗ4と近接場光強度の関係を示す。実線がＡｌ2Ｏ3の場合、点線がＳｉＯ2の場合を示す。このように、周辺の材質の屈折率が小さくなると、距離Ｗ4の最適値は大きくなる。波長が９８０ｎｍであるとき、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は１．２４倍であった。９８０ｎｍ以外の波長においても最適値の違いを調べたところ、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は約１．２４倍となった。したがって、ＳｉＯ2の場合の最適範囲は、上記式（６）に１．２４をかけたものとなる。周辺材料をＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2以外にする場合は、近似的に式（６）に
【００５５】
【数７】
2011090752.tif 000009
をかければ良い。すなわち、最適範囲は
【００５６】
【数８】
2011090752.tif 000010
となる（単位はｎｍ）。
【００５７】
図８（ａ）中の実線は、上記のように散乱体の幅を広げた部分３３の下部に、突出部３４を形成した場合の、散乱体の高さｈ3と近接場光強度の関係を示す。ここでは、波長７８０ｎｍ、突出部３４のエッジ３９から中心までの距離Ｗ4は２００ｎｍ、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7は２５０ｎｍとした。この図に示すように、突出部３４をつけない時と同様に、散乱体の高さｈ3を大きくすると、近接場光強度は段階的に減少する。近接場光強度の絶対値は、突出部３４を付加した分強くなったが、変曲点となる距離Ｗ4は、突出部３４を付加しない時とほぼ同じであった。距離Ｗ4が第２の変曲点（Ｗ4＝７８０ｎｍ）以下であるとき、すなわち式（２）を満たす時、２．５Ｔｂ／ｉｎ2の記録密度を達成可能な６％以上の光利用効率が得られた。４Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、媒体表面を３５０度以上に加熱する必要があり、そのためには、７％以上の光利用効率が必要であった。距離Ｗ4が第１の変曲点以下であるとき、すなわち数式１を満たす時、４Ｔｂ／ｉｎ2の記録密度を達成可能な７％以上の光利用効率が得られた。
【００５８】
上記のように、広げた部分３３の下部に、突出部３４を形成する場合において、突出部の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8と頂点２０に発生する近接場光強度の関係を図１８に示す。ここでは、入射光の波長は７８０ｎｍとし、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7は２５０ｎｍ、出っ張った部分のエッジ３９から中心までの距離Ｗ4を２００ｎｍとした。この図に示すように、突出部の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8が小さくなると近接場光強度が大きくなり、距離ｈ8が２００ｎｍ以下、すなわち出っ張った部分の高さｈ9が５０ｎｍ以上になると近接場光強度はほぼ一定になる。このことから、本実施例では、出っ張った部分の高さｈ9は５０ｎｍ以上になるようにした。
【００５９】
広げた部分３３の下部に、突出部３４を形成する場合において、突出部の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8が０になるようにする、すなわち突出部３４がスライダ浮上面に接するようにしたとき、突出部の下部により散乱された光により、媒体が加熱されてしまう恐れがある。図１９は、ｈ8＝０であるときの、媒体表面における光の強度分布（図２中ｙ方向の分布）を示す。図から、突出部下部のおいても光が強くなることが分かる。このように、突出部下部付近において光が強くなると、その部分において媒体が加熱され、媒体に記録した情報が消去されてしまう。これを防ぐためには、突出部３４の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8を０よりも大きくなるようにするのが好ましい。図１８中の点線は、突出部下部付近に発生する近接場光強度（媒体表面における強度）と突出部の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8の関係を示している。この図に示すように、距離ｈ8を１０ｎｍ以上にすると、突出部下部付近に発生する近接場光強度をほぼ０にすることが出来る。したがって、距離ｈ8は１０ｎｍ以上にするのが好ましい。
【００６０】
上記のように突出部３４の下部からスライダ浮上面までの距離ｈ8を０よりも大きくしたとき、図２０に示すように、突出部３４の一部を、スライダ浮上面１７に接するようにしても良い。スライダが媒体１４上で浮上しているとき、スライダ浮上面と媒体の間には、高速な空気流が存在する。スライダ浮上面にこのように突出部３４の一部を設けると、散乱体中に発生した熱が、スライダと媒体間の空気中に逃げる（空気流により散乱体が冷却される）。したがって、散乱体の温度上昇を抑制することが出来る。ただし、散乱体中心から散乱体のスライダ浮上面に接した部分３５までの距離が小さすぎると、前記のように、散乱体のスライダ浮上面に接した部分３５の近傍において、媒体が加熱されてしまう。これを防ぐためには、散乱体中心から散乱体のスライダ浮上面に接した部分３５までの距離Ｗ6が、入射光のスポット径、すなわち導波路３のモードフィールド径の１／２よりも大きくなるようにすると良い。本実施例では、散乱体上部の幅Ｗ3を６μｍとし、中心から散乱体のスライダ浮上面に接した部分３５までの距離Ｗ6を２μｍとした。
【００６１】
散乱体の放熱性をさらに向上させるために、図２１に示すように、散乱体上部に突出部３６を形成しても良い。言い換えると、トラック幅方向両端部における散乱体の高さｈ20が、散乱体中心部における散乱体の高さｈ3よりも大きくなるようにしても良い。このようにすることにより、散乱体の体積を大きくすることが出来るので、放熱性が向上し、散乱体の温度上昇をさらに小さくすることが出来る。ただしこのとき、導波路コア３の中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5が小さすぎると、導波路中を伝わる光が、散乱体の突出部３６により散乱される、もしくは突出部３６吸収されてしまい、導波路出口から出射する光の強度が低下してしまう。これを防ぐためには、導波路コア３の中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5を十分大きくする必要がある。
【００６２】
図２２は、導波路コア３の中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5と、散乱体の頂点２０に発生する近接場光強度の関係を示す。ここでは、導波路コア３の幅Ｗ1は５００ｎｍ、散乱体上部の幅Ｗ3を１０μｍ、中心部における散乱体の高さｈ3を５００ｎｍ、散乱体両端部における散乱体の高さｈ20を５μｍとした。図２２に示すように、導波路コア中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5が４５０ｎｍ以下であるとき、近接場光強度が低下してしまう。本実施例の導波路において、導波路中を伝播する光のモードフィールド径（強度がピーク強度の１／ｅ2となる位置で測定したスポット径）は約６００ｎｍであるが、導波路コア３の外部には、エバネッセント光が染み出しており、その染み出し分も含めた導波路中の光スポット径は９００ｎｍ（モードフィールド径の約１．５倍）となる。したがって、導波路コア３の中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5が、９００ｎｍの１／２よりも小さくなると、エバネッセント光が散乱体３６に当たり、導波路中の光強度が低下してしまう。このことを防ぐためには、導波路コア中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5は、導波路のモードフィールド径の１．５×１／２＝０．７５倍以上にするのが好ましい。本実施例では、導波路コア３の中心から散乱体上部の出っ張った部分３６までの距離Ｗ5は、７００ｎｍとした。
【００６３】
図３２に、上記実施例の最適構造を利用して近接場光を発生させたときの、記録媒体表面における近接場光強度分布を示す。ここで、入射光の波長は９８０ｎｍ、散乱体１周辺の材質はＡｌ2Ｏ3とした。この図において、近接場光強度の値は、入射光の強度を１としたときの強度比を表す。この図に示すように、散乱体の頂点２０近傍に強い近接場光が発生し、その強度は入射光強度に比べ約６００倍となった。
【００６４】
上記実施例では、入射光の偏光方向に平行な方向（図２中ｘ方向）の散乱体の幅Ｗaは散乱体上のすべての場所において一定であるとした。しかし、散乱体の一部においてｘ方向の散乱体の幅（以後、散乱体の厚さと呼ぶ）を変化させても良い。図２３は、散乱体の両端部において、散乱体の厚さを厚くした実施例を示す。図２３（ａ）は側面図、図２３（ｂ）は、散乱体を上面側から見たときの図である。ここでは、近接場光が発生する頂点２０と反対側の方向に飛び出るように、散乱体のトラック幅方向端部の厚さを厚くした。このように、散乱体の一部を厚くすることにより、散乱体の体積を増やすことが出来、放熱性が向上する。また後で述べるように、頂点２０に発生する近接場光強度も強くなる。したがって入射光パワー小さくすることが可能となる。これらのことより、散乱体の温度上昇をさらに抑制することが出来る。
【００６５】
図２４は、散乱体中心から、散乱体の厚さを厚くした部分３７のエッジ４０までの距離Ｗ7と頂点２０に発生する近接場光強度の関係を示す。ここでは、入射光の波長は、７８０ｎｍ又は９８０ｎｍとし、厚さが厚くなった部分の材質は、散乱体中心部の材質と同じ金、散乱体周辺の材質はＡｌ2Ｏ3とした。散乱体上部の幅Ｗ3は６μｍとした。散乱体の高さｈ3は５００ｎｍとし、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7及び突出部３４のエッジ３９から中心までの距離Ｗ4は、式（５）及び式（８）を満たす値とした。この図に示すように、頂点２０に発生する近接場光強度は、散乱体の厚さを厚くした部分３７のエッジ４０までの距離Ｗ7がある範囲内にあるときに強くなる。例えば、波長７８０ｎｍのとき、厚さを厚くした部分３７のエッジ４０までの距離Ｗ7が２００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であるときに、近接場光が強くなる。
【００６６】
図２５に、各入射光波長における、厚さを厚くした部分３７のエッジ４０から中心までの距離Ｗ7の最適範囲を示す。三角が、近接場光強度が最大となる距離、丸が最適範囲の最大値、四角が最適範囲の最小値を示す。入射光の波長をλとしたとき、この最適範囲は近似式を用いてつぎのように表される（単位はｎｍ）。
【００６７】
【数９】
2011090752.tif 000011
【００６８】
上記エッジ４０から中心までの距離Ｗ7の最適範囲は、散乱体周辺の材質の屈折率に依存する。図２４（ｂ）に、波長が７８０ｎｍであるとき、散乱体周辺の材料をＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６３）からＳｉＯ2（屈折率＝１．４５）に変更したときの、エッジ４０から中心までの距離Ｗ7と近接場光強度の関係を示す。実線がＡｌ2Ｏ3の場合、点線がＳｉＯ2の場合を示す。このように、周辺の材質の屈折率が小さくなると、距離Ｗ7の最適値は大きくなる。波長が７８０ｎｍであるとき、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は１．０７倍であった。７８０ｎｍ以外の波長においても最適値の違いを調べたところ、Ａｌ2Ｏ3の場合の最適値とＳｉＯ2の場合の最適値の比は約１．０７倍となった。したがって、ＳｉＯ2の場合の最適範囲は、式（９）に１．０７をかけたものとなる。周辺材料をＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2以外にする場合は、近似的に式（９）に
【００６９】
【数１０】
2011090752.tif 000012
をかければ良い。すなわち、最適範囲は
【００７０】
【数１１】
2011090752.tif 000013
となる（単位はｎｍ）。
【００７１】
以上のように、散乱体のトラック幅方向両端部において散乱体の厚さを厚くすることにより近接場光強度が大きくなるのは次の理由にものと考えられる。導波路の出口から出射した光が厚さを厚くした部分３７に当たると、厚さを厚くした部分３７の側面４０及び４０’において光が反射する。側面４０及び４０’の間の距離を最適化すると、それぞれの面で反射した光が互いに干渉し、中央部分において強くなる。散乱体１は、プラズモンを伝播させるだけでなく、光のエネルギを集め、散乱体中の電荷振動に変換するアンテナとしても機能する。そのため、入射光の強度が散乱体中央部において強くなると、より効率よくエネルギが散乱体中に集められるようになり、近接場光強度が強くなると考えられる。
【００７２】
図２６に、散乱体の厚さ（ｘ方向の散乱体の幅）と近接場光強度の関係を示す。図２６（ａ）は、散乱体中央部における散乱体の厚さＷaと近接場光強度の関係、図２６（ｂ）は、散乱体両端部の散乱体の厚さを厚くした部分における散乱体の厚さＷeと近接場光強度の関係を示す。散乱体の中央部においては、散乱体中をプラズモンが伝播する。したがって、散乱体の厚さは、プラズモンが励起される厚さにする必要がある。例えば、波長が７８０ｎｍ、散乱体の材質が金、周辺の材質がＡｌ2Ｏ3である場合、最適な厚さは約８０ｎｍとなる。また、材質が同じで波長が９８０ｎｍである場合、最適な厚さは約１００ｎｍとなる。図２６（ａ）に示すように、散乱体中央部においては、この厚さと異なる厚さにするとプラズモンが励起されなくなり発生する近接場光強度が低下してしまう。これに対し、散乱体両端部においては、散乱体の厚さＷaを厚くした方が近接場光強度が上昇し、厚さＷaが３００ｎｍに到達すると一定値に到達する。すなわち、散乱体両端部においては、散乱体の厚さは２５０ｎｍ以上にするのが好ましい。このように散乱体の厚さを厚くした方が好ましいのは、散乱体の厚さが薄すぎると、厚さを厚くした部分３７の側面４０及び４０’において反射される光の量が弱いため、干渉の効果が小さくなるためと考えられる。
【００７３】
上記のように散乱体の厚さを部分的に厚くした場合、図２７に示すように、厚くした部分３７の一部をスライダの浮上面に接するようにしても良い。このように、部分的に浮上面に接するようにすると、散乱体中の熱が、スライダと媒体間の空気に逃げるようになり散乱体中の温度上昇を小さくすることが出来る。ただしこのとき、図２０の場合と同様に、スライダ浮上面に接する部分のエッジ４１から散乱体中心までの距離Ｗ8が小さすぎると、スライダ浮上面に接する部分のエッジ４１付近で光強度が強くなり、媒体が加熱されてしまう。それを防ぐためには、スライダ浮上面に接する部分のエッジ４１から散乱体中心までの距離Ｗ8を、導波路のモードフィールド径の１／２以上にするのが好ましい。本実施例では、スライダの浮上面に接しない部分での、スライダ浮上面から厚さを厚くした部分までの距離ｈ21を１００ｎｍ、散乱体上部の幅Ｗ3を１０μｍ、スライダ浮上面に接する部分のエッジ４１から散乱体中心までの距離Ｗ8を２μｍとした。
【００７４】
上記実施例では、散乱体の厚さを厚くした部分３７の金属の材質は、散乱体中心部の金属の材質と同じとしたが、散乱体中心部の材質と異なるようにしても良い。例えば散乱体中心部の材質が金である場合、厚くした部分３７も金にすると、その分使用する金の量が多くなり製造コストが上昇してしまう。これに対し、例えば厚くした部分３７の材質を銅、銀、アルミ、クロム、タングステンなどにすることにより製造コストを下げることが出来る。
【００７５】
上記実施例では、厚さを厚くした部分３７の散乱体中心と反対側の面から、もう一方の厚くした部分３７の散乱体中心と反対側の面までの距離Ｗ9は、散乱体上部の幅Ｗ3と等しいとしたが、図２８（ａ）のように、距離Ｗ9は幅Ｗ3と異なるようにしても良い。本実施例では、Ｗa＝１０μｍ、Ｗa＝６μｍとした。
【００７６】
上記実施例では、近接場光が発生する頂点２０と反対側の方向に飛び出るように、散乱体の厚さを厚くしたが、図２８（ｂ）のように、近接場光が発生する頂点２０と同じ方向にも飛び出るように散乱体の厚さを厚くしても良い。このようにすることにより、近接場光強度をさらに大きくすることが出来る。
【００７７】
本発明の上部の幅を広くした散乱体において、テーパ部の広がり角θ2は、図３７に示すように、段階的に変化させても良い。本実施例では、散乱体の高さｈ3を４００ｎｍ、テーパをつけない部分の高さｈ6を７０ｎｍとし、テーパ部２１の角度をθ2＝４０°、θ3＝６０°と２段階に変化させた。θ2＝４０°とθ3＝６０°の部分の境目は、浮上面から距離が１５０ｎｍの位置となるようにした。このようにテーパ部上部を広げると、散乱体上部に励起されたプラズモンが集まりやすくなるので、近接場光強度をより強くすることが出来る。
【００７８】
本発明の上部の幅を広くした散乱体において、図３８に示すように、テーパ部を設けずに散乱体上部を広げても良い。スライダを加工する際、テーパ部２１とスライダ浮上面１７の距離ｈ6は、スライダの研磨（ラッピング）量により決まる。このとき加工誤差のため、距離ｈ6は変動する。テーパ部を設けない場合、距離ｈ6の変動による特性の変化を小さくすることが出来る。
【００７９】
本発明の上部の幅を広くした散乱体において、散乱体の材質は金としたが、導電性を有するものであれば他の材質にしても良い。ただし、強い近接場光を発生させるためには、金、銀、銅、アルミもしくはそれらを混ぜ合わせた合金などの導電性の高い材質を用いるのが好ましい。別の材料を用いる場合、スライダ浮上面から幅を広げた部分までの距離ｈ7など各パラメータは、使用する材料に合わせて調整するのが好ましいが、銀、銅、もしくはそれらの合金を用いた場合、波長が赤色〜近赤外となる範囲においては、各パラメータの最適範囲は金を用いた場合にほぼ等しかった。
【００８０】
本発明の上部の幅を広くした散乱体を用いる際、散乱体１の上部から導波路コア３までの距離Ｄw（図３参照）は、なるべく小さくした方が良い。散乱体１の上部から導波路コア３までの距離Ｄwが大きくなると、導波路のコア３の先端から出射した光が、散乱体１に到達する前に広がってしまう。その結果、散乱体に到達する光のエネルギ密度が低下し、発生する近接場光強度も低下してしまう。本実施例では、散乱体１の上部から導波路コア３までの距離Ｄwは、０ｎｍ以上５０ｎｍ以下にした。
【００８１】
本発明の実施例において、導波路コア３は、図３に示すように、コア３の磁極側の端２９が散乱体の頂点部２０付近に位置するように配置した。コア３中心部に散乱体１が位置するように配置する方法もあるが、この場合、導波路コア３の端が磁極２７に近くなってしまう。導波路のクラッド部には、図２９に示すように、エバネッセント光が染み出している。磁極と、導波路のクラッドの距離が短いと、クラッドに染み出しているエバネッセント光成分が、磁極に当たり、光が磁極により散乱又は吸収されてしまう。その結果、導波路で口から出射される光の強度が低下してしまう。これを防ぐために、導波路コア３は、コア３の端が散乱体の頂点部２０付近に位置するように配置した。この場合、導波路のクラッド部には、強度の強いエバネッセント光が存在する。この光により散乱体中にプラズモンが励起される。
【００８２】
図３０に、導波路のコア３の端２９と散乱体の頂点部２０のｘ方向の距離ｄｘ（図３参照）と頂点２０に発生する近接場光強度の関係を示す。距離ｄｘは、散乱体の頂点２０が、コアの端２９よりクラッド側に飛び出した場合をプラスとした。ここでは、散乱体１の形状は、図１５の場合と同じとした。ｄｘを変化させたとき、近接場光強度が変化したが、１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには２５０度以上の温度に媒体を加熱する必要があるが、その温度に加熱するためには、近接場光強度がピーク強度の７０％以上になるようにする必要があった。その強度は、ｄｘが−７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下となるときに得られた。したがって、１．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、ｄｘが−７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのが好ましい。また、２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには３００度以上の温度に媒体を加熱する必要があるが、その温度を達成するためには、近接場光強度がピーク強度の８４％以上になるようにする必要があった。その強度は、ｄｘが−２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下となるときに得られた。したがって、２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するためには、ｄｘは−２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下にするのが好ましい。
【００８３】
上記記録ヘッドにおいて、主磁極先端に強い磁界を発生させるためには、主磁極２の高さｈ4は、なるべく大きい方が好ましい。主磁極２の高さｈ4が大きい程、磁極の太い部分２７と主磁極２の接合部の面積が大きくなるため、磁束が主磁極２に流れやすくなり、主磁極先端に発生する磁界強度を強くすることができる。しかし、主磁極の高さを大きくし過ぎると、導波路の伝播ロスが大きくなってしまう。なぜなら、図３１に示すように、主磁極の高さｈ4が、散乱体の高さｈ3よりも大きくなると、導波路コア３が主磁極２に近づいてしまう。この場合、コア３と主磁極２が接する部分（太い矢印部分）において、クラッドに染み出すエバネッセント光成分が主磁極２に当たり、導波路中の光強度が低下してしまう。これを防ぐためには、図３に示すように、主磁極の高さｈ4と散乱体の高さｈ3が実質的に等しくなるようにする、もしくは主磁極の高さが散乱体の高さよりも小さくなるようにするのが好ましい。例えば、図１５の実施例において、散乱体の高さｈ3を５００ｎｍとしたとき、主磁極の高さｈ4は５００ｎｍとした。
【００８４】
上記実施例では、主磁極の断面は、図４に示すように長方形としたが、図３３（ａ）に示すように、台形としても良い。このように主磁極の断面形状を台形にすると、近接場光により加熱される位置に近い側における磁界強度を強くすることができる。したがって、より大きな保磁力を有する媒体に記録することが可能で、記録密度を向上させることができる。本実施例では、近接場光が発生する頂点２０に近い側の磁極の幅Ｗd1を１５０ｎｍ、反対側の磁極幅Ｗd2を１００ｎｍとした。
【００８５】
また、主磁極の断面形状を長方形また台形にする場合、図３３（ｂ）に示すように、主磁極２の幅Ｗdを散乱体１の頂点の幅Ｗbと実質的に等しくなるようする、もしくはＷbより小さくなるようにしても良い。磁極先端において、図３３（ａ）のエッジ部３１に強い磁界が発生しやすい。そのため、Ｗd＞Ｗbの場合、隣接トラックにおいて強い磁界が印加され、隣接トラックのデータが消去される可能性がある。これに対して、Ｗd＜Ｗb又はＷd＝Ｗbとすることにより、隣接トラックへの磁界の印加を抑えることができる。本実施例では、Ｗd＝Ｗb＝２０ｎｍとした。
【００８６】
主磁極２は、図３３（ｃ）に示すように、近接場光が発生する頂点２０の近傍において窪ませても良い。このように主磁極の一部を窪ませることにより、光による加熱位置を主磁極中心部に近づけることができる。このとき、次の理由により、記録密度の向上が可能になる。
【００８７】
(i) 磁界強度は、主磁極のエッジに近づく程強くなる。主磁極の一部を窪ませることにより、光による加熱位置を主磁極中心部に近づけることができるため、加熱位置における磁界強度を強くすることが可能になる。その結果、保磁力（もしくは異方性磁界）のより大きな媒体への記録が可能になり、記録密度の向上が可能になる。
【００８８】
(ii) 熱アシスト磁気記録において、記録ビットの境目（記録点）は、温度をＴとしたとき温度勾配ｄＴ／ｄｘが最小となる位置で決まる。このとき、記録点において、実効磁界強度Ｈeffの勾配ｄＨeff／ｄｘが小さいほど記録ビットの境目はより明瞭になり、高い記録密度を実現することができる。実効磁界強度Ｈeffは、図３４に示すように、主磁極のエッジ部において強くなる。加熱位置が主磁極の外側である場合（加熱位置Ａ）、記録点における磁界勾配はプラスであるが、加熱位置が主磁極の中心に近づいた場合（加熱位置Ｂ）、加熱位置における磁界勾配はマイナスとなり、ｄＴ／ｄｘが最小となる位置と、ｄＨeff／ｄｘが最小になる位置を重ねることができる。したがって、記録ビットの境目はより明瞭になり、高い記録密度を実現することができる。
【００８９】
本実施例では、主磁極の先端における幅はＷc＝１５０ｎｍ、Ｗd1＝１２０ｎｍ、Ｗd2＝１００ｎｍとし、窪ませた部分の窪み量Ｄは５０ｎｍとした。近接場光が発生する頂点から、主磁極のエッジまでの距離ｓは−１０ｎｍとした。ｓの符号は、近接場光が発生する頂点が主磁極の外側にあるときプラスとした。なお、先端の形状は長方形にしても良く、例えば、Ｗd1＝Ｗd2＝１２０ｎｍとしても良い。
【００９０】
上記実施例では、散乱体周辺の材質は、導波路のクラッド１５の材質と同じとしたが、図３５（ａ）（ｂ）に示すように、散乱体周辺部２６の材質と導波路のクラッド１５の材質が異なるようにしても良い。例えば、図３５（ａ）（ｂ）の実施例では、導波路のクラッド１５の材質をＡｌ2Ｏ3とし、散乱体周辺部２６の材質をＳｉＯ2とした。
【００９１】
上記散乱体を構成する材質は、部分的に他と異なるようにしても良い。例えば図３６（ａ）（ｂ）に示す実施例では、近接場光が発生する頂点部２０の材質を他の部分と異なるようにし、先端部の材質を本体部の材質よりも硬度の大きな材質にした。このようにすることにより、装置へ加えられた衝撃などにより、記録ヘッドが記録媒体に衝突した際、近接場光が発生する頂点２０が破損しにくくなる。本実施例では、散乱体の本体部の材質を金とし、先端部２０の材質をタングステンとした。先端部の材料は、タングステンに換えて、モリブデン、クロム、チタン、白金など他の金属にしても良い。
【００９２】
図３９に、本発明の記録ヘッドを用いた記録装置の全体図を示す。浮上スライダ５はサスペンション１３に固定し、ボイスコイルモータ４９からなるアクチュエータによって磁気ディスク１４上の所望トラック位置に位置決めした。ヘッド表面には浮上用パッドを形成し、磁気ディスク１４の上を浮上量１０ｎｍ以下で浮上させた。磁気ディスク１４は、モータによって回転駆動されるスピンドル５３に固定し回転させた。半導体レーザ５５は、サブマウント５１上にはんだで固定後、そのサブマウント５１をサスペンションが取り付けられたアームの根元（e-blockと呼ばれる部分）に配置した。半導体レーザ５５のドライバは、e-block横に配置される回路基板５２の上に配置した。この回路基板５２には、磁気ヘッド用のドライバも搭載した。半導体レーザ５５が搭載されたサブマウント５１は、e-block上に直接配置しても良いし、ドライバ用回路基板５２の上に配置しても良い。半導体レーザ５５からの出射光は、導波路１０を半導体レーザに直接接合させるか、導波路１０と半導体レーザの間にレンズを入れることで、導波路１０に結合させた。このとき、導波路１０、半導体レーザ５５、及びそれを結合させるための素子や部品は、モジュールとして一体化し、それをe-block上又は、e-block横の回路基板上に配置しても良い。半導体レーザ５５の寿命を長くするために、モジュール内を気密封じしても良い。また、導波路１０は、サスペンション上に集積化しても良い。すなわち、磁気ヘッドへ電力を供給するための電線をサスペンションに形成する際、導波路も同時に作りこんでも良い。この場合、電線の入力側の端子周辺（電線及び電極が表面に形成された薄いステンレスの板上）に、半導体レーザとサスペンションが一体になるように半導体レーザを形成しても良い。
【００９３】
記録信号は、信号処理用ＬＳＩ５４で発生し、記録信号及び半導体レーザ用電源は、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０を通して半導体レーザ用ドライバに供給した。記録の瞬間、浮上スライダ５中に設けたコイルにより磁界を発生すると同時に、半導体レーザを発光させ、記録マークを形成した。記録媒体１４上に記録されたデータは、浮上スライダ５中に形成された磁気再生素子（ＧＭＲ又はＴＭＲ素子）で再生した。再生信号の信号処理は信号処理回路５４により行った。
【００９４】
本実施例において、半導体レーザは、スライダの外部に配置し、光導波路を用いてスライダに導いたが、図４０（ａ）に示すように、スライダ５の上に半導体レーザを配置しても良い。この実施例では、サスペンションのフレクシャー部１６の上に、面発光レーザ６０が搭載された基板６１を配置した。面発光レーザ６０からの光はサスペンションのフレクシャー部１６に形成された穴を通してスライダ中の導波路３に導いた。
【００９５】
上記実施例では、導波路３を用いて光を散乱体に照射したが、図４０（ｂ）に示すように、レンズを用いて照射しても良い。この実施例では透明材質で出来たスライダ５上に球面レンズ６２を形成し、レンズの焦点位置に散乱体１を形成した。
【００９６】
本発明の近接場光発生器は、熱アシスト磁気記録装置だけでなく、光記録・再生装置、近接場光学顕微鏡、露光装置など他の光学機器に用いても良い。
【００９７】
図４１は、本発明の近接場光発生器を光記録再生装置に用いた場合の実施例を示す図である。図４１（ａ）はスライダ内部の構造、（ｂ）は導波路の根元に設置した光学系を示す。記録ヘッドとしては、図１と同様に、磁気ヘッド６の近傍に散乱体１を形成したヘッドを用いた。このとき磁気再生素子は配置しなかった。代わりに、導波路１０の根元に光再生用の光学系を用いて記録情報の再生を行った。磁気記録媒体に近接場光が照射されると、散乱光が発生する。このとき、媒体の磁化の向きにより、散乱光の偏光方向が変化する。この偏光方向の回転を導波路根元に配置した光学系で検出した。半導体レーザ５５から出射した光はコリメートレンズ６４により並行光になった後、集光レンズ６９により集められ導波路１０に導入される。媒体表面で発生した散乱光は、導波路３及び１０を通過して導波路１０の半導体レーザ側より出射する。その光をビームスプリッタ６５により入射光と分離する。散乱光は、１／２波長板６６、集光レンズ６７、偏光ビームスプリッタ６８を通過させた後、光検出器７０により検出する。散乱光の偏光状態により、偏光ビームスプリッタ６８を通過する光の強度が変化するので、その変化を検出することにより、偏光状態すなわち、媒体の磁化の向きを検出することが出来る。ここで、偏光ビームスプリッタ６８で分離された２つのビームを２つの光検出器７０で差動検出することにより、信号対ノイズ比を向上させた。
【００９８】
上記光記録・再生装置の実施例では、記録ヘッドとして、導波路３の下に散乱体１を形成したものを用いたが、図４０（ｂ）に示すような、レンズの集光点に散乱体１を形成したものを用いても良い。また、媒体として磁気媒体を用いることに替えて、相変化媒体を用いても良い。この場合、記録情報は、アモルファスと結晶状態の違いにより記録される。近接場光が媒体に照射されたとき、散乱光強度が、アモルファスと結晶で異なる。その違いを光検出器により検出することにより、記録情報を再生した。
【００９９】
図４２は、本発明の近接場光発生器を近接場光学顕微鏡に用いた場合の実施例を示す図である。散乱体１は、光透過性のあるカンチレバー７１の先端に形成した。半導体レーザ５５より発生した光を集光レンズ６７により集め、ホルダ７５に取り付けたカンチレバー７１に導入した。このときカンチレバー表面には金属膜７２を形成し、入射光がカンチレバー先端に集まるようした。散乱体１により発生した近接場光により試料７３が照射されたとき、試料表面には散乱光、蛍光、ラマン散乱光などが発生する。この光をカンチレバー７１及びレンズ６７を通しで集光した。試料からの信号光は、ビームスプリッタ６５で分離し、光検出器７０で検出した。試料７３は、ピエゾステージ７４により水平方向にスキャンした。試料をスキャンしたときの試料から発生する光の強度変化をモニタすることにより、試料形状や蛍光、ラマン散乱光などの分布を測定した。      
【０１００】
図４３は、本発明の近接場光発生器を露光装置に用いたときの実施例を示す図である。スライダ５には、散乱体１及び導波路３を形成した。加工する基板７７の上にフォトレジスト７６を塗布し、そこにスライダ５を近づけ、スライダをスキャンした。このとき散乱体１により発生する近接場光によりレジストが露光される。近接場光の光スポットは数１０ｎｍ以下であるので、微細なパターンの露光が可能となる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  近接場光発生素子（散乱体）
２  主磁極
３  導波路コア
４  再生素子
５  スライダ
６  磁気ヘッド
７  コイル
８  リターンポール
９  シールド
１０  ポリマー導波路
１２  ミラー
１３  サスペンション
１４  記録媒体
１４’記録層
１５  導波路クラッド
１６  サスペンションのフレクシャー部
１７  スライダ浮上面
２０  散乱体先端部
２１  散乱体テーパ部
２２  散乱体下部
２３  入射光の偏光方向
２４  入射光の入射方向
２５  散乱体表面のリセス部
２６  散乱体周辺の材料
２７  コイルで発生した磁束を伝える磁極
２８  主磁極上部
２９  導波路コアの端
３０  薄い軟磁性体層
３１  磁極先端のエッジ
３２  磁極先端のリセス
３３  散乱体上部の幅が広くなった部分
３４  散乱体上部の幅が広くなった部分の下部に形成された突出部
３５  散乱体下部に形成された突出部の一部で浮上面に接する部分
３６  散乱体上部に形成された突出部
３７  散乱体両端に形成された厚さが厚くなった部分
３８  散乱体上部の幅が広くなった部分の下部
３９  散乱体下部に形成された突出部の中心側のエッジ
４０  散乱体両端に形成された厚さが厚くなった部分の側面
４８  スポット径変換器
４９  ボイスコイルモータ
５０  ＦＰＣ
５１  サブマウント
５２  ドライバ用回路基板
５３  スピンドルモータ
５４  信号処理用ＬＳＩ
５５  半導体レーザ
５６  低屈折率クラッド部
６０  面発光レーザ
６１  面発光レーザが搭載された基板
６２  球面レンズ
６３  入射光
６４  コリメートレンズ
６５  ビームスプリッタ
６６  １／２波長板
６７  集光レンズ
６８  偏光ビームスプリッタ
６９  集光レンズ
７０  光検出器
７１  カンチレバー
７２  金属膜
７３  試料
７４  ステージ
７５  ホルダ
７６  レジスト
７７  基板
１００  熱アシスト磁気ヘッド
【図１】
2011090752.tif 000014
【図２】
2011090752.tif 000015
【図３】
2011090752.tif 000016
【図４】
2011090752.tif 000017
【図５】
2011090752.tif 000018
【図６】
2011090752.tif 000019
【図７】
2011090752.tif 000020
【図８】
2011090752.tif 000021
【図９】
2011090752.tif 000022
【図１０】
2011090752.tif 000023
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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