(57)【要約】【課題】複数の光を合波して生成された光を利用する情報記録装置及び光ビーム生成装置において、十分な光強度の合波光を得ることができ且つ信頼性の高い装置を提供する。【解決手段】情報記録装置は、光源１９０と、熱アシスト磁気ヘッド１１０とを備える構成とし、各部の構成及び機能を次のようにする。光源１９０は、互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有し、該複数の発光部からそれぞれ射出される複数の光間の最小周波数差Δｆを、情報記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きくする。【選択図】図７
2011129179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有し、該複数の発光部からそれぞれ射出される複数の光間の最小周波数差Δｆが情報記録媒体の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きい光源と、
前記光源から射出された前記複数の光の合波光を用いて前記情報記録媒体に情報を熱アシスト磁気記録する熱アシスト磁気ヘッドと
を備える情報記録装置。
【請求項２】
前記複数の光間の最小波長差をΔλとし、前記複数の光の波長の平均値をλｍとし、光の速度をｃとしたとき、
ｃ×（Δλ／λｍ２）＞ｆｍ
の関係が成立する
請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項３】
前記熱アシスト磁気ヘッドが、前記複数の光をそれぞれ集光する複数の集光部と、該複数の集光部からそれぞれ射出される複数の光を合波する合波部とを有する
請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項４】
前記集光部が、光の入射面に所定の凹凸パターンが形成されたグレーティングカプラで構成されている
請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項５】
前記合波部が、前記複数の集光部から射出される複数の集光光をそれぞれ伝播させる複数の光導波路を有し、該複数の光導波路の伝播光の出射口が互いに接続されている
請求項４に記載の情報記録装置。
【請求項６】
前記光導波路が、シングルモード導波路である
請求項５に記載の情報記録装置。
【請求項７】
前記光源から射出される前記複数の光の偏光方向がそれぞれ所定の方向に設定されており、前記複数の光導波路のそれぞれの長さは、前記合波した光の偏光方向が所定の方向に向くように設定されている
請求項５に記載の情報記録装置。
【請求項８】
前記集光部が、前記光源から入射される光を所定方向に反射して前記合波部に導くミラー構造体で構成される
請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項９】
前記熱アシスト磁気ヘッドが、さらに、前記合波した光を受光して、該受光した光をそれより小さなスポット径の記録光に変換して、該記録光を前記情報記録媒体に射出する金属構造体を有する
請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項１０】
前記複数の集光部と、前記合波部とが一体的に形成されている
請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項１１】
さらに、前記光源と、前記熱アシスト磁気ヘッドとの間に設けられ、且つ、前記光源から射出される各光の径を拡大する光学系を備える
請求項４に記載の情報記録装置。
【請求項１２】
前記光学系が、前記発光部毎に設けられている
請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１３】
前記光学系が、前記光源から射出される各光の径の拡大及び前記複数の光の合波を行う拡大光生成部を有する
請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１４】
前記複数の発光部の発光タイミングが同じである
請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項１５】
前記複数の発光部の駆動用電源端子が共通である
請求項１４に記載の情報記録装置。
【請求項１６】
前記光源が、さらに、前記発光部に接続され且つ前記発光部を含む回路系統の等価抵抗を調整するための抵抗調整素子を有する
請求項１５に記載の情報記録装置。
【請求項１７】
前記光源が、さらに、前記発光部を含む回路系統の等価抵抗を調整するための抵抗調整用素子を外部から装着するための配線パターンを有する
請求項１５に記載の情報記録装置。
【請求項１８】
前記光源が、基板と、該基板上に形成された凸部及び／または凹部からなり且つ該凸部及び／または凹部の前記基板の面内方向の寸法が互いに異なる複数の土台部と、該複数の土台部上にそれぞれ形成された前記複数の発光部とを有する
請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項１９】
互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有し、該複数の発光部からそれぞれ射出される複数の光間の最小周波数差が最短発光時間に対応する周波数より大きい光源と、
前記光源から射出された前記複数の光を合波して、該合波した光ビームを射出する光ビーム出射部と
を備える光ビーム生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録装置及び光ビーム生成装置に関し、より詳細には、複数の光を合波して一つの光ビームを生成する機能を有する情報記録装置及び光ビーム生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いた種々の記録装置が開発されている。その中の一つに、熱アシスト磁気記録方式を用いた情報記録装置がある。
【０００３】
熱アシスト磁気記録方式は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）への次世代の情報記録技術として注目されている。この方式では、磁性材料からなる記録層の所定領域に光を照射して加熱することにより記録層の保磁力を低下させ、その保磁力の低下した領域に磁界を印加して情報記録を行う。
【０００４】
その熱アシスト磁気記録装置に対して用いる光源として、従来、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直共振器面発光レーザ）を用いた磁気記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＶＳＣＥＬは、一般的なファブリペロー型レーザに比べて、消費電力が小さく且つレーザの寸法も小型であるだけでなく高速変調駆動が可能である。それゆえ、熱アシスト磁気記録装置の光源として、ＶＣＳＥＬを用いた場合には、転送速度をより高速にすることができる。
【０００５】
また、熱アシスト磁気記録装置以外で、レーザ光を用いる記録装置としては、例えば、レーザ光により所望の画像を記録紙上に記録するレーザビーム記録装置が従来提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２では、画像記録信号によって強度変調された複数のレーザビームを記録紙上に照射して所望の画像を記録している。特許文献２で提案されている技術では、波長がある程度離れた複数のレーザ光源からの出射光を同一光学系で集光する。その際、各出射光の集光位置がずれることを利用して、スポットサイズの異なる複数の光の合成光を記録紙上に照射する。この場合、大きなスポットサイズの光の光エネルギーが小さいスポットサイズの光に加算され、小さいスポットサイズの光の光強度を増大させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７８６８９号公報
【特許文献２】特開平０６−２３４２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１では、熱アシスト磁気記録装置において、光源にＶＣＳＥＬを用いる技術が提案されているが、ＶＣＳＥＬの光出力は、ファブリペロー型レーザに比べて小さいので、熱アシスト磁気記録に必要な強度の光を安定して生成できない可能性がある。この問題を解決する方法として、上記特許文献２で提案されているように、複数の光を合波する方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２に記載の技術を熱アシスト磁気記録装置に適用すると、スポット径の大きな光も記録媒体に照射されるので、不要な領域まで加熱することになる。この場合、エネルギー効率が悪くなるとともに、信頼性の低下という問題が生じる恐れもある。
【００１０】
また、上記種々の問題を解決するために、同一波長の複数の光を合波する手法も考えられる。しかしながら、本発明者がそのような構成について様々な構成を検討したところ、実際には複数の光の波長を完全に一致させることは難しく、それにより安定した光強度を有する合波光を得ることが困難であることが分かった。
【００１１】
本発明は上記状況を鑑みなされたものである。本発明の目的は、複数の光を合波して生成された光を利用する情報記録装置及び光ビーム生成装置において、十分な光強度の合波光を得ることができ且つ信頼性の高い装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の情報記録装置は、光源と、熱アシスト磁気ヘッドとを備える構成とし、各部の構成及び機能を次のようにする。光源は、互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有し、該複数の発光部からそれぞれ射出される複数の光間の最小周波数差Δｆが情報記録媒体の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きい。また、熱アシスト磁気ヘッドは、光源から射出された複数の光の合波光を用いて情報記録媒体に情報を熱アシスト磁気記録する。
【００１３】
また、本発明の光ビーム生成装置は、光源と、光ビーム出射部とを備える構成とし、各部の構成及び機能を次のようにする。光源は、互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有し、該複数の発光部からそれぞれ射出される複数の光間の最小周波数差が最短発光時間に対応する周波数より大きい。また、光ビーム射出部は、光源から射出された複数の光を合波して、該合波した光ビームを射出する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の情報記録装置及び光ビーム生成装置では、上述のように、互いに周波数の異なる光を射出する複数の発光部を有する光源を備え、合波する複数の光間の最小周波数差を最短記録長（最短発光時間）に対応する周波数より大きくする。本発明によれば、光源をこのような構成にすることにより、十分な光強度の合波光を得ることができ且つ信頼性の高い装置を提供することができる。この効果が得られる原理については、後で詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数のコヒーレント光を合波した際に発生する低周波ノイズの問題を説明するための図である。
【図２】複数のコヒーレント光を合波した際に発生する低周波ノイズの問題を説明するための図である。
【図３】熱アシスト磁気記録時の記録光及び記録磁界の理想的な時間変化特性である。
【図４】低周波ノイズの影響がある場合における熱アシスト磁気記録時の記録光及び記録磁界の時間変化特性である。
【図５】第１の実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置の概略構成図である。
【図６】第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における浮上スライダヘッド付近の拡大側面図である。
【図７】第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における熱アシスト磁気ヘッド付近の概略断面図である。
【図８】第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成図である。
【図９】第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドにおける集光部の概略構成図である。
【図１０】第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドにおける光射出部の概略構成図である。
【図１１】第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における光源の一構成例を示す図である。
【図１２】変形例１の熱アシスト磁気ヘッドにおける集光部の概略構成図である。
【図１３】変形例２の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成図である。
【図１４】変形例３の熱アシスト磁気記録装置における光学系の概略構成図である。
【図１５】変形例４の熱アシスト磁気記録装置における光学系の概略構成図である。
【図１６】変形例５の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成図である。
【図１７】変形例６の熱アシスト磁気ヘッドにおける集光部の概略構成図である。
【図１８】変形例７の熱アシスト磁気ヘッドにおける集光部の概略構成図である。
【図１９】第２の実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置の熱アシスト磁気ヘッド付近の概略構成図である。
【図２０】第２の実施形態の熱アシスト磁気ヘッドにおける集光動作を説明するための図である。
【図２１】第３の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における光源の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置の構成例を、図面を参照しながら以下の順で説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
１．第１の実施形態：複数の光源からの入射光をグレーティングカプラで集光する熱アシスト磁気記録装置の構成例
２．第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における種々の変形例
３．第２の実施形態：入射光の入射方向と光導波路の延在方向とが同じである熱アシスト磁気記録装置の構成例
４．第３の実施形態：光源内の各発光部の等価抵抗を等しくする構成例
【００１７】
＜１．第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置の構成を説明する前に、複数の光源からの出射光を合波して記録光を生成する際に生じる問題、及び、その解決手法（本発明の動作原理）についてより詳細に説明する。
【００１８】
［低周波ノイズの影響及びその解決手法］
複数の光を合波して記録光の強度を増大させる場合、コストの観点から同種の光源を複数用いることが好ましい。また、理想的には、複数の光間における波長差Δλ（周波数差Δｆ）及び位相ずれが零であることが好ましい。しかしながら、実際には、例えば光源の製造ばらつき等により、そのような理想状態を実現することは困難である。それゆえ、同種の光源を複数用いた場合においても、複数の光間には多少の周波数差Δｆが発生する。
【００１９】
そこで、本発明者が複数の光間に周波数差Δｆ（波長差Δλ）が存在する場合の影響について検証したところ、この場合には、複数の光間で干渉が発生し、低周波のノイズが発生することが分かった。
【００２０】
具体的には、互いの波長が近接し且つコヒーレント長の長い複数の光源（例えばＶＣＳＥＬ等）からの出射光を同一箇所に集光して合波した状態を検証した結果、光同士が干渉し、低周波のノイズが発生することが分かった。また、この場合、複数の光間には位相の相関が無く、且つ、複数の光間に相関を持たせる制御も困難であるので、予測が困難なノイズが発生することが分かった。
【００２１】
上述のような予測困難な低周波のノイズが、記録媒体に情報記録を行う際の記録周波数程度となった場合、熱アシスト磁気記録の際に記録光強度が時間変動して、熱の印加状態が所望の状態とならず、正確な情報記録が行えない可能性がある。以下、この問題を、図面を参照しながら、より具体的に説明する。
【００２２】
ここでは、周波数差がΔｆ（＞０）の２つの光を合波する場合を考える。この場合、２つの光の各電界Ｅ１及びＥ２は下記式で表される。
【００２３】
【数１】
2011129179.tif 000003
【００２４】
また、各光の光強度（電界強度）は、電界を２乗することにより得られ、下記式で表される。
【００２５】
【数２】
2011129179.tif 000004
【００２６】
そして、２つの光の合波光の光強度｜Ｅ１＋Ｅ２｜２は、下記式のように表される。
【００２７】
【数３】
2011129179.tif 000005
【００２８】
いま、２つの光の周波数差Δｆが小さい場合（ｆ＞Δｆ）を考えているので、上記式３中の右辺の最終項（ｃｏｓ［２π（Δｆ）ｔ］）が、最も低い周波数成分となる。
【００２９】
ここで、図１に、上記式２において、ｆ＝１及びΔｆ＝０．１としたときの光強度｜Ｅ１｜２及び｜Ｅ２｜２の特性（計算結果）を示す。図１の特性では、横軸に時間ｔを取り、縦軸に光強度｜Ｅ１｜２及び｜Ｅ２｜２を取る。また、図１中の破線の特性が光強度｜Ｅ１｜２の特性であり、実線の特性が光強度｜Ｅ２｜２の特性である。また、図２に、上記式３において、ｆ＝１及びΔｆ＝０．１としたときの合波光の光強度｜Ｅ１＋Ｅ２｜２の特性（計算結果）を示す。図２の特性では、横軸に時間ｔを取り、縦軸に光強度｜Ｅ１＋Ｅ２｜２を取る。
【００３０】
図１に示すように、２つの光の間に周波数差Δｆが存在すると、両者の位相差が時間により変動する。その結果、２つの光を合波した場合、その合波光の光強度｜Ｅ１＋Ｅ２｜２は、図２中の破線に示すように、時間に対して低周波数で周期的に変動する（光ビート雑音が生じる）。そして、光強度｜Ｅ１＋Ｅ２｜２の変動の包絡線（図２中の破線）は、上記式３中の最も低い周波数成分の項ｃｏｓ［２π（Δｆ）ｔ］の成分に対応する。
【００３１】
すなわち、記録光の強度を増大させるために複数の光源からの出射光を合波する場合、合波する光間の波長が互いに近接し且つ各光がコヒーレント長の長い光であると、その合波光の強度に低周波ノイズが発生する。
【００３２】
ただし、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等からの出射光のようにインコヒーレントな光を複数合波した場合、各ＬＥＤの基本周波数ｆの変動が大きいので、上述した低周波ノイズは観測されない。また、光源として、例えばＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザやＶＳＣＥＬ等のコヒーレント長の長い光を射出する光源を用いた場合においても、合波する複数の光の周波数及び位相が完全に一致した状態（理想状態）では、低周波ノイズは観測されない。
【００３３】
ここで、さらに、記録媒体に熱アシスト磁気記録を行うときに、記録光に上述した低周波ノイズが存在する場合に生じる問題を、図面を参照しながらより具体的に説明する。
【００３４】
図３（ａ）及び（ｂ）に、熱アシスト磁気記録方式における記録光の出射特性及び記録磁界の印加特性の理想的な特性例をそれぞれ示す。いま、図３（ａ）に示すように、記録光が時刻ｔ０〜ｔ１の間、記録光が記録媒体に照射され、記録磁界が、時刻ｔ０〜ｔ１間の範囲で、時刻ｔ２〜ｔ３間及び時刻ｔ４〜ｔ５間（ｔ０＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ１）に印加される場合を考える。
【００３５】
なお、この例では、時刻ｔ２〜ｔ３間が最短記録長に対応する磁界印加時間（最短記録周期Ｔｍｉn）であり、時刻ｔ４〜ｔ５間の時間が最短記録周期Ｔｍｉnの約３倍である例を説明する。また、図３（ａ）中の点線は、熱アシスト磁気記録可能な光強度の下限値（閾値）である。すなわち、図３（ａ）及び（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２〜ｔ３間及びｔ４〜ｔ５間に、熱アシスト磁気記録により情報が記録媒体に記録される。
【００３６】
それに対して、記録光の光強度に低周波ノイズが生じた場合における記録光の出射特性例及び記録磁界の印加特性例を、それぞれ図４（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００３７】
記録光の光強度に低周波ノイズが存在すると、図４（ａ）に示すように、光強度が低周波周期で変動する。その結果、時刻ｔ０〜ｔ１の間において、光強度が熱アシスト磁気記録に必要な光強度の閾値（図４（ａ）中の点線）以下になる時間帯が生じる。低周波ノイズにより光強度がその閾値（図４（ａ）中の点線）以下になる時間帯と記録磁界の印加時間とが重なると、その時間帯では熱アシスト磁気記録ができなくなり、所望の記録マークを記録媒体に形成することができなくなる。例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示す例では、時刻ｔ４〜ｔ５間の時刻ｔ６〜ｔ７（ｔ４＜ｔ６＜ｔ７＜ｔ５）において、熱アシスト磁気記録が不可能となる。
【００３８】
熱アシスト磁気記録時における上述した光強度の低周波ノイズの問題は、低周波ノイズの周波数が、最短記録長に対応する記録周波数程度及びそれ以下になる場合（低周波ノイズの周期が最短記録長に対応する記録光の照射周期以上の場合）により顕著に現れる。特に、この低周波ノイズ（光ビート雑音）の問題は、光源として例えばＶＳＣＥＬ等のコヒーレント長の長い光を射出する光源を用いた場合に発生しやすい。
【００３９】
上述のような問題を解消するための一つの方法としては、合波する２つの光間で周波数（波長）を完全に一致させることが考えられるが、上述のように、実際には、そのような理想状態を実現することは困難である。また、たとえ、２つの光間で周波数を完全に一致させることができても、２つの光間で位相が１８０度異なると、コヒーレント長の範囲で完全に打ち消しあい、合波光の強度が低下する。
【００４０】
そこで、本発明では、上記問題を解決するために、合波する２つの光間で周波数（波長）を完全に一致させるのではなく、複数の光間に予め所定の周波数差Δｆを設定し、合波光に発生する低周波ノイズの周波数をより高くする。具体的には、低周波ノイズの周波数成分は、上記式３で説明したように、合波する２つの光間の周波数差Δｆの成分（ｃｏｓ［２π（Δｆ）ｔ］）に対応する。それゆえ、本発明では、合波する２つの光間の周波数差Δｆが最短記録長に対応する記録周波数より十分高くなるように、合波する２つの光間の周波数（波長）を互いに異ならせる。例えば、最短記録長が約１ｎｓｅｃ程度である場合には、それに対応する記録周波数は約１ＧＨｚ程度となるので、合波する２つの光間の周波数差Δｆを約１ＧＨｚより十分高くなるように調整する。
【００４１】
合波する２つの光間の周波数差Δｆを最短記録長に対応する記録周波数より高くすると、最短記録長に対応する周期の間に記録光強度が変動しても、その期間で少なくとも一回は光強度を熱アシスト磁気記録に必要な閾値以上に上昇させることができる。このような状況における記録媒体の記録応答は、平均光強度の記録光を照射した状況と同様となり、上述した情報の誤記録という問題は解消される。それゆえ、本発明では、２つの光間に発生する低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）が、上述した低周波ノイズの問題が生じない値まで高くなるように、２つの光間に予め所定の周波数差Δｆを設定する。例えば、２つの光の波長差Δλ＝０．１ｎｍとして、２つの光間の周波数差Δｆ（低周波ノイズの周波数）を４０ＧＨｚ程度にする。
【００４２】
ここで、２つの光間に発生する低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）を、上述した低周波ノイズの問題が生じない値まで高くするための条件を導出する。まず、上記式１を、波長λを用いて書き直すと下記式のようになる。なお、下記式中の「ｃ」は光速度であり、約３×１０８［ｍ／ｓ］である。
【００４３】
【数４】
2011129179.tif 000006
【００４４】
上記式４から、低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）を求めると、次のようになる。ただし、下記式では、Δｆ≪ｆとして近似している。
【００４５】
【数５】
2011129179.tif 000007
【００４６】
すなわち、上記式５から、２つの光の波長差Δλを大きくすれば、低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）を大きくすることができることが分かる。
【００４７】
本実施形態では、Δｆ≪ｆの仮定を満たす範囲内で、合波する２つの光間の波長差Δλを大きくして、２つの光間の周波数差Δｆを最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きくする。すなわち、下記式を満足するように、合波する２つの光の波長をそれぞれ設定することにより、上述した低周波ノイズ（光ビート雑音）の問題を解消することができる。
【００４８】
【数６】
2011129179.tif 000008
【００４９】
上記説明では、２つの光を合波して記録光を生成する例を説明したが、３つ以上の光源からの出射光を合波する場合においても、上述した低周波ノイズの周波数成分は、波長差Δλが最も小さくなる光間で生じる。それゆえ、３つ以上の光源からの出射光を合波する場合には、波長差Δλ（周波数差Δｆ）が最小となる光間において、上記式６を満足させることにより、上述した低周波ノイズの問題を解消することができる。
【００５０】
なお、実際に、上記式６に基づいて例えばＮ個の光源の波長λ１〜λＮを選択する際には、上記式６中の波長λとしては、複数の光の波長λ１〜λＮの平均値λｍを用いてもよいし、複数の光の波長λ１〜λＮのいずれかの値を用いてもよい。上述のように、Δｆ≪ｆの仮定のもとでは、波長λ１〜λＮは近接した値となるので、複数の光の波長λ１〜λＮの平均値λｍと、各光の波長λｋ（ｋ＝１〜Ｎ）の値との間に大きな差はない。それゆえ、上記式６中の波長λとしては、両者のいずれを用いても、算出される周波数差Δｆの値に大きな差は現れない。すなわち、本発明では、上記式６の代わりに、下記式に基づいて複数（例えばＮ個）の光源の波長（周波数）を選択してもよい。
【００５１】
【数７】
2011129179.tif 000009
【００５２】
［熱アシスト磁気記録装置の構成］
次に、本発明の第１の実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置（情報記録装置）の構成について説明する。図５に、本実施形態に係る熱アシスト磁気記録装置の構成の概略構成例を示す。なお、本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッドから例えば近接場光等の微小光を記録媒体に照射して情報の記録及び／または再生を行う熱アシスト磁気記録装置の構成について説明する。
【００５３】
熱アシスト磁気記録装置１００は、浮上スライダ１０１と、浮上スライダ１０１を支持するサスペンション１０２と、浮上スライダ１０１を駆動するヘッドアクチュエータ１０３と、スピンドル１０４とを備える。なお、記録媒体３００（情報記録媒体）は、スピンドル１０４の回転軸１０５に固定され、回転駆動される。
【００５４】
記録媒体３００は、ディスク状の媒体であり、垂直磁気記録方式または面内磁気記録方式で情報記録可能な記録媒体である。また、図５には示さないが、記録媒体３００は、基板３０１と、その基板３０１上に形成された磁気記録層３０２とを備える（後述の図７及び８参照）。そして、磁気記録層３０２が浮上スライダ１０１の下面と対向するように、記録媒体３００がスピンドル１０４に装着される。また、記録媒体３００の表面には、熱アシスト磁気記録装置１００の動作時における浮上スライダ１０１と記録媒体３００との接触による損傷を防ぐために、適宜潤滑剤及び保護膜が薄厚で形成される。
【００５５】
図６に、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００の浮上スライダ１０１付近の拡大側面図を示す。浮上スライダ１０１は、スライダ本体１０６と、スライダ本体１０６の先端部に搭載された熱アシスト磁気ヘッド１１０とを備える。スライダ本体１０６は、熱アシスト磁気記録装置１００の動作時には、記録媒体３００と対向して近接して配置される。この際、熱アシスト磁気ヘッド１１０もまた、記録媒体３００と対向するように配置される。なお、熱アシスト磁気ヘッド１１０の構成については、後で詳述する。
【００５６】
また、本実施形態では、熱アシスト磁気記録装置１００として、情報の記録及び／または再生可能な記録再生装置を例に挙げ説明したが、本発明はこれに限定されない。記録専用の記録装置に対しても、本発明は同様に適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、スライダタイプの熱アシスト磁気記録装置１００を説明したが、本発明はこれに限定されない。熱アシスト磁気ヘッドと記録媒体との距離をアクチュエータで制御するタイプの熱アシスト磁気記録装置にも同様に適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００５８】
［熱アシスト磁気ヘッドの構成］
次に、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１０の構成について説明する。図７に、熱アシスト磁気記録装置１００の熱アシスト磁気ヘッド１１０付近の概略構成断面図を示す。なお、図７は、記録媒体３００の移動方向に沿う方向の断面図である。
【００５９】
本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッド１１０は、スライダ本体１０６の記録媒体３００と対向する面Ｓ１と直交する空気流出側の面Ｓ２（以下、トレーリング面Ｓ２という）上に形成される。また、光源１９０は、熱アシスト磁気ヘッド１１０のトレーリング面Ｓ２とは反対側の面Ｓ４（以下、先端面Ｓ４という）に設けられた電極パッド１８０を介して実装される。なお、本実施形態では、波長が互いに異なる４つの光（波長λ１〜λ４）が、光源１９０から熱アシスト磁気ヘッド１１０に射出される構成例を説明する。
【００６０】
また、熱アシスト磁気ヘッド１１０の先端面Ｓ４を構成する後述の絶縁部５０の表面には４つの凹部５１がアレイ状に形成されており、各凹部５１の底部は先端面Ｓ４に対して所定の角度で傾斜している。そして、本実施形態では、光源１９０（ＶＣＳＥＬチップ）の後述する４つのメサ（発光部）と、それぞれ対応する４つの凹部５１とが対向するように、光源１９０が熱アシスト磁気ヘッド１１０の先端面Ｓ４に実装される。このように光源１９０を実装すると、各メサから射出された光は、対応する凹部５１の底部のプリズム効果により光路変更され、後述する記録光生成部４０（合波部）の集光部に斜め入射される。光源１９０の構成については、後で詳述する。
【００６１】
熱アシスト磁気ヘッド１１０は、磁気再生素子１０と、磁気シールド２０と、記録磁界生成部３０と、記録光生成部４０（光ビーム出射部）とを備える。なお、各部は、絶縁部５０を介してスライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２上に積層して形成される。各部の形成方法としては、例えば半導体素子の製造プロセス等に適用される従来のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。また、絶縁部５０は、光透過性を有する絶縁材料で形成され、必要とする光学特性（例えば屈折率等）により適宜選択される。
【００６２】
磁気再生素子１０は、磁気記録層３０２の記録磁区から漏洩する磁界を検出する。なお、磁気再生素子１０は、磁気シールド２０と記録磁界生成部３０の後述するリターンヨーク３２との間に配置され、その検出面が記録媒体３００と対向するように配置される。また、磁気再生素子１０としては、例えば、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子、ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance）素子等の磁気抵抗効果素子を用いることができる。なお、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００では、磁気再生素子１０で検出した信号に基づいて、情報再生が行われる。
【００６３】
磁気シールド２０は、絶縁部５０を介して、スライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２上に形成される。また、磁気シールド２０は、従来の熱アシスト磁気ヘッドのそれと同様の材料で形成することができる。
【００６４】
記録磁界生成部３０は、記録磁極部３１と、リターンヨーク３２と、接続磁極部３３と、接続磁極部３３に巻かれた励磁コイル３４とで構成される。なお、本実施形態では、励磁コイル３４に電流を流すことにより、記録磁極部３１の先端から記録磁界を発生し、その記録磁界を記録媒体３００の所定領域に印加する。
【００６５】
記録磁極部３１は、先端から記録磁界を発生させる磁極であり、スライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２と平行に延在した棒状の磁性体で構成される。なお、本実施形態では記録磁極部３１の延在方向に直交する断面の形状は正方形とする。また、記録磁極部３１は、その延在途中でトレーリング面Ｓ２に向かって折れ曲がっており、延在方向に沿う方向の断面形状は略Ｓ字状となる。
【００６６】
なお、記録磁極部３１の接続磁極部３３に接続されている領域の磁極部（折れ曲がる前の磁極部）の厚さ（トレーリング面Ｓ２に直交する方向の磁極厚さ）は、折れ曲がった後の領域の磁極部の厚さより厚くする。さらに、記録磁極部３１の折れ曲がった後の領域の磁極部の幅は、その先端に向かうほど狭くなる。なお、記録磁極部３１の構成（例えば形状及び寸法等）は、図７に示す例に限定されず、例えば必要とする磁界強度、用途等に応じて適宜変更することができる。
【００６７】
また、記録媒体３００に対して熱アシスト磁気記録方式により高密度記録を実現するためには、磁気記録層３０２の所定領域に光を照射して加熱した直後（または同時に）記録磁界を印加する必要がある。それゆえ、記録磁極部３１の先端部（接続磁極部側とは反対側の端部）は、記録光生成部４０の後述する光射出部４３の近傍に配置する。
【００６８】
リターンヨーク３２は、記録磁極部３１の先端で発生した記録磁界の磁気力線（磁束）をスライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２側に戻すための磁極である。励磁コイル３４に電流が流されている間、磁気力線は、接続磁極部３３を介してリターンヨーク３２及び記録磁極部３１間でループして閉じた状態となり、リターンヨーク３２と記録磁極部３１とは磁気的（物理的）に接続された状態となる。これにより、記録磁極部３１の先端における記録磁界の強度をより強くすることができる。また、さらに強い記録磁界を発生させるためには、記録磁極部３１の先端をリターンヨーク３２により近づけることが好ましい。これらのことから、記録光生成部４０の後述する光射出部４３は、本実施形態のように、記録磁極部３１とリターンヨーク３２との間に配置することが好ましい。
【００６９】
なお、本実施形態では、上述のように、リターンヨーク３２と磁気シールド２０との間に磁気再生素子１０を配置するので、リターンヨーク３２は、磁気シールドとしても用いる。それゆえ、本実施形態では、リターンヨーク３２の構成（形状及び寸法）を磁気シールド２０のそれと同様とする。ただし、リターンヨーク３２の構成は、図７に示す例に限定されず、例えば磁気再生素子１０の配置位置等に応じて適宜変更することができる。
【００７０】
接続磁極部３３は、記録磁極部３１とリターンヨーク３２とを接続する棒状の磁極である。本実施形態では、接続磁極部３３の延在方向に直交する断面の形状は正方形とする。なお、接続磁極部３３の構成（例えば形状及び寸法等）は、例えば必要とする磁界強度、用途等に応じて適宜変更することができる。また、励磁コイル３４に電流が流されている間、接続磁極部３３内には、記録磁極部３１からリターンヨーク３２に向かう方向、または、その逆方向に向かって磁路が生成される。
【００７１】
なお、記録磁極部３１、リターンヨーク３２及び接続磁極部３３の形成材料には、従来の熱アシスト磁気ヘッドまたは磁気ヘッド等で用いられる磁極と同様の磁性材料を用いることができる。例えば、記録磁極部３１、リターンヨーク３２及び接続磁極部３３の形成材料として、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ等の磁性材料を用いることができる。
【００７２】
次に、記録光生成部４０の構成を、図７及び８を参照しながら説明する。なお、図８は、光源１９０側から見た記録光生成部４０の概略正面図である。
【００７３】
記録光生成部４０は、４つの集光部４１ａ〜４１ｄと、それらにそれぞれ接続された４つのシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄ（合波部）と、光射出部４３とを備える。
【００７４】
４つの集光部４１ａ〜４１ｄは、光源１９０からの出射光１９１〜１９４をそれぞれ受光し、その受光した光を対応するシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄにそれぞれ導く。なお、この際、本実施形態では、４つの集光部４１ａ〜４１ｄのそれぞれにおいて、受光した光を集光して、その集光した光を対応するシングルモード導波路に導く。すなわち、本実施形態では、４つの集光部４１ａ〜４１ｄのそれぞれは、対応する入射光に対して光路変換動作と集光動作とを同時に行う。
【００７５】
なお、本実施形態では、図８に示すように、４つの入射光１９１〜１９４の入射位置が異なるので、４つの集光部４１ａ〜４１ｄの配置位置及び４つのシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄの延在長さも互いに異なる。
【００７６】
本実施形態では、入射光の光路変換動作を行うため、集光部として、入射光側の表面に所定周期の凹凸パターン（周期構造）が形成されたグレーティングカプラを用いる。図９に、その一構成例を示す。なお、図９は、４つの集光部４１ａ〜４１ｄのうち、集光部４１ｃの構成のみを示す。その他の集光部４１ａ、４１ｂ及び４１ｄは、集光部４１ｃと同様の構成である。それゆえ、ここでは、集光部４１ｃのみの構成を説明する。
【００７７】
本実施形態では、集光部４１ｃとして、その入射面が扇状であるグレーティングカプラを用いる。そして、集光部４１ｃの頂角側の端部（光出射口）をシングルモード導波路４２ｃに接続する。
【００７８】
本実施形態では、集光部４１ｃにおいて高効率の光結合を実現するために、入射光１９３の波面に対して凹凸パターン（凹部４５及び凸部４６）の周期が適宜設定される。また、凹凸パターンで受光した光を効率よく集光するために、凹凸パターンを集光部４１ｃのシングルモード導波路４２ｃ側の接続部に対して同心円状とし、集光部４１ｃの受光面の幅をシングルモード導波路４２ｃ側の接続部に向かって直線的に狭くする。なお、集光部４１ｃは、その周囲に形成される絶縁部５０より屈折率の高い光透過性材料で形成する。
【００７９】
ただし、集光部４１ｃの凹凸パターンの構成（例えば周期、凸部４６の高さ等）は、例えば、入射光１９３（伝播光）の波長、入射光１９３の集光部４１ｃへの入射角、集光部４１ｃの形成材料、及び、周囲の絶縁部５０の形成材料等を考慮して適宜設定される。
【００８０】
４つのシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄは、対応する４つの集光部４１ａ〜４１ｄから導かれた各光を光射出部４３に伝播する。なお、各シングルモード導波路（光導波路）内を伝播する光の伝播モードは一つ（シングルモード）であり、各シングルモード導波路の形状及び寸法は、伝播光がシングルモードになるように設定される。このように、光導波路内の伝播光をシングルモードにすることにより、伝播光の波面が伝播距離に依存せず安定し、安定した強度特性を有する記録光を光射出部４３に導入することができる。この結果、光射出部４３を安定して駆動することができ、記録媒体３００に強度変動の少ない光を安定して照射することができる。なお、各シングルモード導波路は、集光部４１ｃと同様に、その周囲に形成される絶縁部５０より屈折率の高い光透過性材料で形成する。
【００８１】
また、本実施形態では、各シングルモード導波路内の伝播モードをシングルモードにするので、各シングルモード導波路の延在方向に直交する断面の形状及び寸法は、各シングルモード導波路の延在方向に沿って一定とする。なお、各シングルモード導波路の延在方向に直交する断面の形状は、シングルモードで光が伝播可能な形状であれば、任意の形状にすることができる。例えば、各シングルモード導波路の断面の形状を、例えば円形、正方形、台形等にすることができる。また、各シングルモード導波路の断面の寸法は、例えば光導波路の形成材料、光導波路の周囲部材（クラッド材）の形成材料、伝播させる光の波長等に応じて適宜設定される。
【００８２】
また、各シングルモード導波路は、図８に示すように、記録磁界生成部３０の接続磁極部３３を迂回するように（不図示）、略Ｌ字状に曲げられて形成される。そして、４つのシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄの光射出面Ｓ３側の端部は、光射出部４３付近で接続される。なお、本実施形態のように光導波路を、接続磁極部３３を迂回するように形成した場合には、伝播光により接続磁極部３３が加熱されないので、磁極全体の磁気特性の劣化を抑制することができる。
【００８３】
なお、シングルモード導波路では、所定の曲率の範囲であれば光路を曲げても、無損失または低損失で光を伝播させることができる。それゆえ、本実施形態のように、各シングルモード導波路の延在途中で接続磁極部３３と迂回するように光導波路を曲げたりしても、その曲率が所定の範囲内であれば無損失または低損失で光を伝播させることができる。なお、この曲率の範囲は、光導波路とその周囲の材料（絶縁部５０）との屈折率差により決定される。
【００８４】
また、本実施形態では、各シングルモード導波路の延在長さ（光路長）は、光射出部４３の構成により適宜設定される。例えば、光射出部４３で必要とする導入光の偏光方向が、光射出面Ｓ３と平行な方向である場合には、複数の伝播光が光射出部４３付近で合波される際に、同位相で合波されるように各シングルモード導波路の延在長さを設定する。一方、光射出部４３で必要とする導入光の偏光方向が、光射出面Ｓ３と直交する方向である場合には、複数の伝播光が光射出部４３付近で合波される際に、逆位相で合波されるように各シングルモード導波路の延在長さを設定する。
【００８５】
なお、各シングルモード導波路の構成は、図８に示す例に限定されず、例えば、複数の入射光の入射位置、記録磁界生成部３０の接続磁極部３３の配置位置及び光射出部４３の配置位置等に応じて適宜変更できる。また、十分に安定した強度を有する光を光射出部４３に導入することが可能な構成であれば、例えば光導波路をマルチモード導波路で構成してもよい。例えば、光導波路を比較的短くすることができる場合には、安定した強度を有する光を光射出部４３に導入することが可能なマルチモード導波路の設計が比較的容易である。それゆえ、そのような場合には、光導波路をマルチモード導波路で構成してもシングルモード導波路を用いた場合と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態では、光導波路を設けずに、集光部で集光した光を直接光射出部４３に導入するように、各集光部を構成してもよい。
【００８６】
次に、光射出部４３の一構成例を、図１０を参照しながら説明する。なお、図１０は、光射出面Ｓ３側から見た光射出部４３近傍の概略斜視図である。本実施形態では、記録媒体３００に情報記録を行う際、例えば近接場光等の微小光を用いて熱アシスト記録を行う。それゆえ、本実施形態では、光射出部４３として、そのような微小光を射出可能な表面プラズモン発生素子を用いる。
【００８７】
光射出部４３は、４つシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄを介して導入される４つの伝播光の合波光１６０の偏光方向Ａ３に沿う方向に、互いに所定間隔離れて配置された一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ（金属構造体）で構成される。なお、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂの間隔は、必要とする最短記録マークのサイズ程度に設定される。このように構成の表面プラズモン発生素子に、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向方向と同じ方向の偏光方向Ａ３を有する合波光１６０（伝播光）が照射されると、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂの対向面に表面プラズモンが発生する。その結果、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間から、両者の間隔程度の径を有する微小光１７０が射出され、その微小光１７０が記録媒体３００の所定領域に照射される。
【００８８】
また、本実施形態では、各金属膜の光入射側の端面で表面プラズモン共鳴現象を発生させるために、該端面に、合波光１６０の偏光方向Ａ３に沿って所定周期で凸部と凹部とを交互に配置した凹凸パターンを形成する。このような構成にすることにより、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向面だけでなく凹部及び凸部間の側面においても表面プラズモンが発生し、それらの表面プラズモンが凹凸パターンの周期方向（偏光方向Ａ３）に伝播して互いに同位相で重なる。この結果、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向面で発生する表面プラズモンの強度が増大し、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間からより高強度の微小光１７０を射出させることができる。
【００８９】
なお、光射出部４３（表面プラズモン発生素子）の構成は、図１０に示す構成に限定されず、偏光方向Ａ３を有する合波光１６０が照射された際に、金属膜の端面に表面プラズモンが発生する構成であれば、任意の構成にすることができる。例えば、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂの一方の金属膜のみで光射出部４３を構成してもよい。また、本実施形態では、光射出部４３としては、例えば近接場光等の微小光を生成することが可能な光射出部であれば、任意の構成の光射出部を用いることができる。
【００９０】
また、光射出部４３として表面プラズモン発生素子を用いた場合、光射出部４３の効率を向上させるために、例えば、４つシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄの伝播光の射出口近傍をテイパー状に加工してもよいし、レンズ状の構造体を設けてもよい。
【００９１】
［光源の構成］
熱アシスト磁気ヘッド１１０に射出する複数の光の生成源としては、複数の光源を用いてもよいし、一つの光源で複数の光を射出可能な構成の光源を用いてもよい。後者の例としては、例えば複数のメサを同一基板上に配置したＶＣＳＥＬチップ等が挙げられる。レーザ光の発光層を含むメサは、同一基板上に複数設けることが製造上容易である。本実施形態では、光源１９０として、４つのメサを同一基板上に配置したＶＣＳＥＬチップを用いる。
【００９２】
図１１に、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００で用いる光源１９０の概略構成を示す。光源１９０は、基板１９５と、４つの円板状凸部１９６ａ〜１９６ｄ（土台部）と、４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄ（発光層を含む）とを備える。
【００９３】
４つの円板状凸部１９６ａ〜１９６ｄは、基板１９５上に形成され、熱アシスト磁気ヘッド１１０の先端面Ｓ４に形成された４つの凹部５１の配置に対応する位置にアレイ状に配置される。また、４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄは、それぞれ、４つの円板状凸部１９６ａ〜１９６ｄ上に形成される。そして、４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄの発光層はそれぞれ、波長λ１〜λ４の光１９１〜１９４を射出する。
【００９４】
本実施形態では、４つの円板状凸部１９６ａ〜１９６ｄの基板１９５面内における径を変えることにより、４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄからそれぞれ射出される光１９１〜１９４の波長λ１〜λ４（周波数ｆ１〜ｆ４）を変化させる。このような構成で、各メサの発光層からの出射光の波長を変えることができる理由は、次の通りである。
【００９５】
各発光層は、対応する円板状凸部上に、例えばＭＯＣＶＤ法等の手法により形成される。この場合、結晶成長時における気相状態の原料濃度の基板１９５面内の勾配は、基板１９５上の凹凸パターンの形状により異なる。すなわち、発光層の土台となる円板状凸部の径を変えることにより、円板状凸部上の原料濃度の勾配を変えることができ、その結果、形成された発光層から射出される光の波長も変化させることができる。それゆえ、本実施形態のように、４つの円板状凸部１９６ａ〜１９６ｄの径を全て変えることにより、４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄの発光層からそれぞれ射出される光１９１〜１９４の波長λ１〜λ４を互いに異ならせることができる。
【００９６】
なお、円板状凸部の径が小さくなるほど、発光層から射出される光の波長は長くなる。それゆえ、図１１に示す例では、４つの光１９１〜１９４の波長λ１〜λ４の間には、λ１＜λ２＜λ３＜λ４の関係が成立する。
【００９７】
本実施形態では、４つの光１９１〜１９４間の最小周波数差Δｆ（最小波長差Δλ）と、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に上記式６または７の関係が成立するように、各円板状凸部の径（各発光層からの出射光の波長）を適宜設定する。
【００９８】
なお、各発光層から射出される光の偏光方向は、微小光を射出する光射出部４３の構成に応じて適宜設定される。
【００９９】
具体的には、例えば図１０に示す表面プラズモン発生素子で光射出部４３を構成する場合、４つの光１９１〜１９４の偏向方向を、各集光部の入射面内において、シングルモード導波路の延在方向に直交する方向に合わせる（図８中の太矢印）。また、例えば、光射出部４３の一対の金属膜の対向方向が図１０中の光射出面Ｓ３の短手方向である場合には、４つの入射光１９１〜１９４の偏向方向を、それぞれ対応する集光部の入射面内において、シングルモード導波路の延在方向と一致する方向に合わせる。なお、発光層から射出される光の偏光方向は、例えば、発光層の光の出射口周辺を所定形状にエッチングし、光の出射口に所定方向の応力を与えることにより調整することができる。
【０１００】
なお、図１１に示す例では、基板上に凸部を設け、その上に発光層（メサ）を形成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。基板上に凹部を設け、その凹部内に発光層を例えばＭＯＣＶＤ法等の手法により形成してもよい。この場合においても、凹部の基板面内方向の寸法、具体的には、凹部の開口幅を変えることにより、発光層から射出される光の波長を変化させることができる。さらに、基板上に凸部及び凹部の両方を設け、それらの領域上に発光層を例えばＭＯＣＶＤ法等の手法により形成してもよい。
【０１０１】
また、本実施形態の記録光生成部４０の構成では、各集光部から光射出部４３に至る各伝播光の光路が異なり、光射出部４３に導入される複数の伝播光の入射角も互いに異なる。この場合、例えば光射出面Ｓ３の面内方向おける光強度分布も伝播光毎に異なるので、所望の光強度分布を有する合波光を安定して効率よく光射出部４３に導入することが困難になる恐れもある。それゆえ、このような問題が生じる場合には、光源１９０から射出される各光の発光強度を変えて、光射出部４３に導入される複数の伝播光の強度分布が互いに同じになるように調整することが好ましい。
【０１０２】
［熱アシスト磁気記録装置の動作］
本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００では、光源１９０（ＶＣＳＥＬチップ）から熱アシスト磁気ヘッド１１０に射出された４つの光１９１〜１９４は、それぞれ、４つの集光部４１ａ〜４１ｄで光路変更及び集光される。そして、４つの集光部４１ａ〜４１ｄでそれぞれ集光された光は、対応するシングルモード導波路に導入される。
【０１０３】
各シングルモード導波路に導入された伝播光は、各シングルモード導波路内を伝播し、光射出部４３付近で合波され、その合波光が光射出部４３に入射される。そして、光射出部４３では、入射された合波光により例えば近接場光等の微小光を生成し、その微小光を記録媒体３００の所定領域に射出する。
【０１０４】
本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００では、上述のように、４つの集光部４１ａ〜４１ｄに入射される４つの光１９１〜１９４間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係が成立する。すなわち、本実施形態では、４つの光１９１〜１９４が合波された際に発生する低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）が最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きくなる。
【０１０５】
それゆえ、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００を用いて記録媒体３００に熱アシスト磁気記録を行った際には、上述した低周波ノイズの影響による誤記録という問題を解消することができる。したがって、本実施形態によれば、より高強度の記録光を安定して記録媒体３００に照射することができ、装置の信頼性をより向上させることができる。
【０１０６】
＜２．第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置における種々の変形例＞
次に、上述した第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００の種々の変形例について説明する。なお、以下の各種変形例では、主に、第１の実施形態の熱アシスト磁気記録装置１００と異なる構成のみを説明する。また、下記説明において、上記第１の実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して説明する。
【０１０７】
［変形例１］
上記第１の実施形態では、光源１９０から射出された４つの光１９１〜１９４を、それぞれ別個に設けられた４つの集光部４１ａ〜４１ｄで受光する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの光１９１〜１９４を一つの集光部で受光してもよい。変形例１では、その一構成例を説明する。
【０１０８】
図１２に、変形例１の熱アシスト磁気ヘッドで用いる集光部の概略構成を示す。この例では、集光部６０を、その入射面が扇状であるグレーティングカプラで構成する。そして、集光部６０の頂角側の端部をシングルモード導波路６３に接続する。
【０１０９】
この例では、４つの光１９１〜１９４を一つの集光部６０で受光するので、シングルモード導波路６３も一つだけ設ける。また、シングルモード導波路６３は、図示しないが、第１の実施形態と同様に、記録磁界生成部３０の接続磁極部３３を迂回するように形成される。なお、シングルモード導波路６３の形状及び寸法は、導波路内部を伝播する光がシングルモードになるように設定される。
【０１１０】
この例では、集光部６０での高効率の光結合を実現するために、上記第１の実施形態と同様に、集光部６０の入射面には、入射される４つの光１９１〜１９４の波面に対して凹凸パターン（凹部６１及び凸部６２）の周期が適宜設定される。また、この例では、凹凸パターンで受光した光を効率よく集光するために、凹凸パターンを集光部６０のシングルモード導波路６３側の接続部に対して同心円状とし、集光部６０の受光面の幅をシングルモード導波路６３側の接続部に向かって直線的に狭くする。
【０１１１】
なお、集光部６０は、上記第１の実施形態で説明した４つの集光部４１ａ〜４１ｄと同じ材料で形成することができる。また、集光部６０の凹凸パターンの構成（例えば周期、凸部６２の高さ等）は、例えば、入射光の波長、入射光の集光部６０への入射角、集光部６０の形成材料、及び集光部６０の周囲の絶縁部５０の形成材料を考慮して適宜設定される。
【０１１２】
この例の集光部６０は、受光した４つの光１９１〜１９４を光路変更して、集光する。この際、集光部６０は、さらに、受光した４つの光１９１〜１９４を合波して、その合波光をシングルモード導波路６３に導入する。すなわち、この例では、集光部６０は、受光した光に対して光路変換動作、集光動作及び合波動作を同時に行う。
【０１１３】
なお、この例の集光部６０と、図１０に示す光射出部４３とを組み合わせて用いる場合、集光部６０に入射される各光の偏光方向を、それぞれ集光部６０の凹凸パターンの周期方向に対して直交する方向に合わせることが好ましい（図１２中の太矢印）。この場合、シングルモード導波路６３の導入口付近で合波された光の偏光方向を、集光部６０の受光面と同一面内の方向であり且つ光の伝播方向に対して直交する方向に合わせることができる。なお、光射出部４３の構成上、合波光の偏光方向を、集光部６０の受光面と直交し且つ光の伝播方向に対して直交する方向に合わせる必要がある場合には、集光部６０に入射される各光の偏光方向を、集光部６０の凹凸パターンの周期方向に合わせられる。
【０１１４】
この例においても、集光部６０に入射される４つの光１９１〜１９４間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させることにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
［変形例２］
上記第１の実施形態では、熱アシスト磁気ヘッドに入射される複数の光のそれぞれに対して、別個に集光部及び光導波路を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の集光部及び光導波路が一体的に設けられていてもよい。変形例２では、その一構成例を説明する。
【０１１６】
図１３に、変形例２の熱アシスト磁気ヘッドにおける記録光生成部の概略構成を示す。なお、図１３は、この例の記録光生成部の受光面側の概略平面図である。また、図１３に示す例では、記録光生成部で３つの光を受光する例を示すが、本発明はこれに限定されず、受光する光の数は、例えば必要とする光強度等に応じて適宜変更できる。
【０１１７】
この例の記録光生成部７０は、集光部７１と、光射出部７２とを備える。なお、光射出部７２は、上記第１の実施形態の光射出部４３（例えば図１０）と同様の構成にすることができる。それゆえ、ここでは、光射出部７２の説明を省略する。
【０１１８】
集光部７１は、主に、平面導波路部７３（合波部）と、その受光面に形成された３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃ（集光部）とで構成される。
【０１１９】
平面導波路部７３は、略台形状の板状部材であり、その上辺及び下辺は直線状であり、上辺の長さは、下辺の長さより長い。また、平面導波路部７３の上辺及び下辺間を繋ぐ側辺部は、外側に向かって凸状となる曲線であり、平面導波路部７３の上辺から下辺に向かう方向（長手方向）に対して対称形状を有する。そして、平面導波路部７３の下辺の中央に、光射出部７２が配置される。なお、平面導波路部７３は、上記第１の実施形態のシングルモード導波路と同様の材料で形成される。
【０１２０】
３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃは、図１３に示す例では、平面導波路部７３の長手方向の中心軸ＡＸ上に等間隔で配置される。なお、この例では、３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃは、同じ構成とする。
【０１２１】
各グレーティングカプラでは、所定周期の２つの凹凸パターン（周期構造）が、平面導波路部７３の中心軸ＡＸに対して対称形状を有する。また、各凹凸パターンの周期方向が、中心軸ＡＸに対して所定の角度で対称的に傾くように、各凹凸パターンが形成される。なお、この例では、各グレーティングカプラに集光機能を持たせるために、各凹凸パターンは円弧状とする。また、各凹凸パターンの周期方向は、各凹凸パターンで受光した光が平面導波路部７３の側面で反射して光射出部７２に導入されるように調整される。
【０１２２】
ただし、この例では、各グレーティングカプラ内の２つの凹凸パターンが、平面導波路部７３の中心軸ＡＸに対して対称になるように形成したが、本発明はこれに限定されない。各グレーティングカプラ内の２つの凹凸パターンは、光射出部７２に合波光を導入する際に必要とされる合波光の偏光方向に応じて適宜変更することができる。例えば、合波光の偏光方向を中心軸ＡＸと直交する方向にする必要がある場合には、この例のように、２つの凹凸パターンを中心軸ＡＸに対して対称になるように形成する。また、例えば、合波光の偏光方向を中心軸ＡＸに沿う方向にする必要がある場合には、一方の凹凸パターンを他方の凹凸パターンに対して中心軸ＡＸに沿って半周期ずらして形成すればよい。
【０１２３】
上述した構成の記録光生成部７０では、例えば、グレーティングカプラ７４ａに入射された光２５１は、グレーティングカプラ７４ａ内の２つの凹凸パターンの周期方向にそって２つの伝播光（図１３中の破線）に分波される。そして、分波された各伝播光は、平面導波路部７３の側面で反射され、光射出部７２に導入される。他のグレーティングカプラ７４ｂ及び７４ｃにそれぞれ入射された光２５２及び２５３もまた、入射光２５１と同様にして、平面導波路部７３の側面で反射され、光射出部７２に導入される。
【０１２４】
なお、この例では、３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃは、同じ構成であり且つ平面導波路部７３の中心軸ＡＸ上に等間隔で配置するので、３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃから光射出部７２に導入される３つの伝播光の光路は互いに異なる。すなわち、この例の記録光生成部７０の構成では、３つのグレーティングカプラ７４ａ〜７４ｃから光射出部７２に導入される３つの伝播光の入射角が互いに異なる。それゆえ、この例では、所望の光強度分布を有する合波光を安定して効率よく光射出部７２に導入するために、光源から射出される各光の発光強度を変えて、光射出部７２に導入される複数の光の強度分布が互いに同じになるように調整することが好ましい。
【０１２５】
また、この例においても、記録光生成部７０への３つの入射光２５１〜２５３間の最小周波数差Δｆと、記録媒体の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させることにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２６】
［変形例３］
上記第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１０のように、集光部をグレーティングカプラで構成する場合、その受光面の凹凸パターンの領域を入射光のスポット径より大きくしすぎないことが好ましい。これは、次の理由によるものである。グレーティングカプラは、外部から光を受光する性質も有するが、内部を伝播する光を外部に放射する性質も有する。それゆえ、受光面の凹凸パターンの領域が入射光のスポット径より大きすぎると、外部から受光した光がグレーティングカプラ内を伝搬する間に凹凸パターンの領域で外部に放出され、グレーティングカプラの光結合率が低下する。
【０１２７】
また、光源に出力波面の安定したＶＣＳＥＬ、いわゆるシングルモードＶＣＳＥＬと呼ばれる光源を用いた場合には、上述したグレーティングカプラの性質から、次のような問題が生じる。シングルモードＶＣＳＥＬからの出射光のスポット径は非常に小さく、約１０μｍ以下である。それゆえ、集光部としてグレーティングカプラを用いた場合、グレーティングカプラのサイズも小さくする必要がある。この場合、グレーティングカプラの凹凸パターンの寸法精度、及び、実装精度をより向上させる必要があり、グレーティングカプラ及び熱アシスト磁気ヘッドの製造がより難しくなる。
【０１２８】
変形例３では、上述した問題を解消することのできる熱アシスト磁気記録装置の一例を説明する。図１４に、変形例３の熱アシスト磁気記録装置における光源付近の概略構成を示す。なお、図１４において、上記実施形態（図７）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。また、図１４では、説明を簡略化するため、光源１９０中に設けられる４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄのうち、メサ１９０ａ（波長λ１の光を射出するメサ）付近の構成のみを示す。
【０１２９】
この例では、上記問題を解消するために、光源１９０のメサ１９０ａと、熱アシスト磁気ヘッド１１０（図１４では不図示）との間に、メサ１９０ａから射出される光のスポット径を拡大するための光学系８０を設ける。なお、この例では、他の３つのメサ１９０ｂ〜１９０ｄに対しても、光学系８０と同様の構成の光学系をそれぞれ設ける。
【０１３０】
光学系８０は、ビームエクスパンダ８１と、プリズム８２とを備える。そして、ビームエクスパンダ８１及びプリズム８２は、光源１９０側からこの順で配置される。なお、この例では、光源１９０と光学系８０との間で光が広がることを抑制するために、図１４に示すように、光学系８０を光源１９０の光出射面に接して設ける。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば必要とする光の拡大率等に応じて、光学系８０と光源１９０の光出射面との間に隙間を設けてもよい。
【０１３１】
ビームエクスパンダ８１は、メサ１９０ａから入射された光１９１のスポット径を所定のスポット径に拡大し、その拡大した光を平行光に変換して射出する。
【０１３２】
プリズム８２は、ビームエクスパンダ８１から射出された平行光の方向を所定方向に変化させる。具体的には、プリズム８２は、ビームエクスパンダ８１から射出された平行光が記録光生成部４０内のグレーティングカプラからなる集光部４１ａ（図１４では不図示）に所定の角度で斜め入射されるように、平行光の方向を変化させる。
【０１３３】
上述のような構成の光学系８０を光源１９０のメサ１９０ａと熱アシスト磁気ヘッド１１０（図１４では不図示）との間に設けることにより、拡大された光１９１ＥＸを記録光生成部４０内の集光部４１ａ（グレーティングカプラ）に入射することができる。この場合、グレーティングカプラ及びその凹凸パターンの寸法を大きくすることができ、グレーティングカプラ及び熱アシスト磁気ヘッドの製造がより容易になる。
【０１３４】
さらに、この例においても、光源１９０から射出される４つの光間の最小周波数差Δｆと、記録媒体の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させることにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３５】
なお、この例では、ビームエクスパンダ８１から射出された平行光を集光部４１ａに斜め入射させるために、プリズム８２を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１０（図７）のように、絶縁部５０の先端面Ｓ４における光源１９０からの光の入射位置にプリズム機能を果たす凹部５１を設けた場合にはプリズム８２を設けなくてもよい。また、光源１９０及び光学系８０からなる入射光生成部を、熱アシスト磁気ヘッド１１０の先端面Ｓ４に対して所定の角度で斜め実装して、光源１９０からの光をグレーティングカプラからなる集光部に斜め入射してもよい。この場合もまた、光学系８０にプリズム８２を設けなくてもよい。
【０１３６】
［変形例４］
上記第１の実施形態及び変形例２で説明したように、記録光生成部内で光射出部に導入される複数の伝播光の入射角が互いに異なる場合、所望の光強度分布を有する合波光を安定して効率よく光射出部に導入することが困難になる恐れがある。上記第１の実施形態及び変形例２の構成では、この問題を解消するために、光源から射出される各光の発光強度をそれぞれ調整すればよい。ただし、上記問題を解消する手法はこの手法に限定されず、変形例４では、別の手法で上記問題を解決することのできる構成例を説明する。
【０１３７】
図１５に、変形例４の熱アシスト磁気記録装置における光源付近の概略構成を示す。なお、この例では、図１５に示すように、光源２５０として、３つの発光部（メサ）２５０ａ〜２５０ｃからそれぞれ波長λ１〜λ３の光（図１５中のそれぞれ破線、実線及び一点鎖線）を射出するＶＣＳＥＬチップを用いる。なお、ＶＣＳＥＬチップに搭載するメサの数は、この例に限定されず、例えば必要とする光強度等に応じて適宜変更できる。
【０１３８】
この例では、光源２５０と、熱アシスト磁気ヘッド（図１５では不図示）との間に、光源２５０から射出された３つの光に対して拡大及び合波するための光学系８５を設ける。
【０１３９】
光学系８５は、ミラー部８６と、拡大光生成部８７と、コリメートレンズ８８と、プリズム８９とを備える。そして、ミラー部８６、拡大光生成部８７、コリメートレンズ８８及びプリズム８９は、光源２５０側からこの順で配置される。なお、この例では、光源２５０と光学系８５との間で光が広がることを抑制するために、図１５に示すように、光学系８５を光源２５０の光出射面に接して設ける。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば必要とする光の拡大率等に応じて、光学系８５と光源２５０の光出射面との間に隙間を設けてもよい。
【０１４０】
ミラー部８６は、光透過性材料で形成され、その内部に４つの反射ミラー８６ａ〜８６ｄが設けられる。反射ミラー８６ａは、メサ２５０ａの光出射面に対向する位置に配置され、反射ミラー８６ｄは、メサ２５０ｃの光出射面に対向する位置に配置される。また、反射ミラー８６ｂ及び８６ｃは、メサ２５０ｂの光出射面と対向する位置付近に配置され、メサ２５０ｂの光出射面の対向位置より、それぞれ反射ミラー８６ａ側及び反射ミラー８６ｄ側に配置される。なお、４つの反射ミラー８６ａ〜８６ｄの角度は、ミラー部８６から拡大光生成部８７に射出される３つの光の出射方向が略平行となるように調整される。
【０１４１】
４つの反射ミラー８６ａ〜８６ｄを上述のように配置すると、メサ２５０ａから射出された波長λ１の光（図１５中の破線）は、反射ミラー８６ａ及び８６ｂで反射され、拡大光生成部８７に入射される。一方、メサ２５０ｃから射出された波長λ３の光（図１５中の一点鎖線）は、反射ミラー８６ｄ及び８６ｃで反射され、拡大光生成部８７に入射される。また、メサ２５０ｂから射出された波長λ２の光（図１５中の実線）は、光路変更されることなく直進して拡大光生成部８７に入射される。すなわち、ミラー部８６は、光源２５０から射出された３つの光間の出力ピッチを小さくして、３つの光を拡大光生成部８７に射出する。
【０１４２】
なお、この例では、ミラー部８６内を伝播する３つの光の径がその伝播中に広がることを抑制するために、各伝播光の光路を導波路構造とすることが好ましい。また、この例では、後述するように、ミラー部８６から射出された３つの光は拡大光生成部８７で合波される。それゆえ、この例では、メサ２５０ｂから射出された波長λ２の光の光路を挟んで配置する反射ミラー８６ｂ及び８６ｃの間隔をできる限り狭くして、３つの出射光間の出力ピッチをできるかぎり小さくする（例えば、数μｍ程度以下）ことが好ましい。
【０１４３】
拡大光生成部８７は、光透過性材料で形成され、例えば従来のレンズ材料と同様の材料で形成される。拡大光生成部８７は、ミラー部８６から入射された３つの光のスポット径を所定のサイズに拡大するとともに、該３つの光を合波する。具体的には、ミラー部８６から入射された各光のスポット径は、拡大光生成部８７内において回折現象により広がり、それにより、３つの光が合波される。そして、拡大光生成部８７は、合波及び拡大した光をコリメートレンズ８８に射出する。なお、拡大光生成部８７の構成（例えば形成材料、厚さ等）は、例えば必要とする光の拡大率、集光部の構成等に応じて適宜設定される。
【０１４４】
コリメートレンズ８８は、拡大光生成部８７で所定のスポット径に拡大された合波光を平行光に変換し、その平行光をプリズム８９に射出する。
【０１４５】
プリズム８９は、コリメートレンズ８８から射出された平行光の方向を所定方向に変化させる。具体的には、プリズム８９は、コリメートレンズ８８から射出された平行光が記録光生成部（不図示）内のグレーティングカプラからなる集光部（不図示）に所定の角度で斜め入射されるように、平行光の方向を変化させる。
【０１４６】
なお、この例の構成では、複数の光を合波して、その合波光を熱アシスト磁気ヘッドの記録光生成部に導入するので、グレーティングカプラからなる集光部及び集光した光を光射出部に導く光導波路は、ともに一つ設ければよい。
【０１４７】
ここで、上記構成の光学系８５における光の拡大率の一例を簡単に説明する。例えば、拡大光生成部８７の屈折率を１．４５とし、拡大光生成部８７の光の伝播方向の厚さを３００μｍとし、入射光の波長を８５０ｎｍとした場合を考える。この場合、拡大光生成部８７の光入射面に約３μｍのスポット径の光を入射すると、上記構成の光学系８５では、コリメートレンズ８８の光出射面の平行光の径を約７５μｍ程度（拡大率：約２５倍）に拡大することができる。
【０１４８】
上述のような構成の光学系８５を用いると、複数の光を合波して、その合波光を熱アシスト磁気ヘッドの記録光生成部に導入するので、各光の光射出部までの光路を同じ（共通）にすることができる。それゆえ、光射出部に導入され複数の光の入射角が互いに同じになり、上述した問題を解消することができ、所望の光強度分布を有する合波光を安定して効率よく光射出部に導入することができる。
【０１４９】
また、この例では、光源２５０から射出された複数の光を拡大して熱アシスト磁気ヘッドに導入する。それゆえ、この例では、変形例２と同様に、グレーティングカプラ及びその凹凸パターンの寸法を大きくすることができ、グレーティングカプラ及び熱アシスト磁気ヘッドの製造をより容易にすることができる。
【０１５０】
さらに、この例では、３つのメサ２５０ａ〜２５０ｃからそれぞれ射出される３つの光間の最小周波数差Δｆと、記録媒体の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させる。それゆえ、この例においても、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５１】
なお、この例では、コリメートレンズ８８から射出された平行光を記録光生成部の集光部（不図示）に斜め入射させるために、プリズム８９を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１０（図７）のように、絶縁部５０の先端面Ｓ４における光源１９０からの光の入射位置にプリズム機能を果たす凹部５１を設けた場合にはプリズム８９を設けなくてもよい。また、光源２５０及び光学系８５からなる入射光生成部を、熱アシスト磁気ヘッドの先端面Ｓ４に対して所定の角度で斜め実装して、光源２５０からの光をグレーティングカプラからなる集光部に斜め入射してもよい。この場合もまた、光学系８５にプリズム８９を設けなくてもよい。
【０１５２】
［変形例５］
上記第１の実施形態では、４つの集光部４１ａ〜４１ｄをグレーティングカプラで構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。光源１９０から入射される光に対して光路変換及び集光の両動作を行うことができる構成であれば、任意の構成の集光部を用いることができる。変形例２では、その一構成例を示す。
【０１５３】
図１６に、変形例５の熱アシスト磁気ヘッドで用いる記録光生成部の概略構成を示す。なお、図１６において、上記第１の実施形態の記録光生成部４０（図８）と同様の構成には、同じ符号を付して示す。
【０１５４】
変形例５の記録光生成部９０は、４つの金属膜９１ａ〜９１ｄと、それらにそれぞれ接続された４つのシングルモード導波路４２ａ〜４２ｄと、光射出部４３とを備える。すなわち、この例では、第１の実施形態の記録光生成部４０（図８）において、グレーティングカプラの代わりに金属膜を用いて各集光部を構成する。
【０１５５】
図１７に、金属膜からなる集光部付近の概略構成を示す。なお、図１７には、４つの金属膜９１ａ〜９１ｄのうち、金属膜９１ｃ付近の構成のみを示す。その他の金属膜付近の構成は、金属膜９１ｃ付近と同様の構成である。それゆえ、ここでは、金属膜９１ｃのみの構成を説明する。
【０１５６】
この例では、金属膜９１ｃ（ミラー構造体）は、表面が矩形状の金属膜であり、その幅は、対応するシングルモード導波路４２ｃの幅より広く、厚さは、シングルモード導波路４２ｃの厚さと同じである。そして、金属膜９１ｃの光１９３の受光側の表面のサイズを受光側とは反対側の表面のサイズより小さくし、且つ、金属膜９１ｃのシングルモード導波路４２ｃ側の端面９２ｃをテイパー状にする。なお、シングルモード導波路４２ｃへの光の導光効率の低下を抑制するため、金属膜９１ｃの厚さ及び幅は、ともに、シングルモード導波路４２ｃのそれらの値以上とすることが好ましい。
【０１５７】
このような構成の金属膜９１ｃを用いることにより、金属膜９１ｃとシングルモード導波路４２ｃとの界面には、ミラー部９３ｃ（反射ミラー）が画成される。そして、このミラー部９３ｃに、光源１９０からの光１９３が導入されると、その光は、ミラー部９３ｃで反射され、シングルモード導波路４２ｃに導光される。なお、この際、光源１９０と記録光生成部９０との間に例えば集光レンズ等を配置して、ミラー部９３ｃに導入される光１９３のスポットサイズを、シングルモード導波路４２ｃのサイズに適したサイズに絞り込むことが好ましい。この場合、ミラー部９３ｃで反射された光を効率よくシングルモード導波路４２ｃに導入することができる。
【０１５８】
上述のように、この例の金属膜からなる集光部においても、第１の実施形態と同様に、光源１９０から入射される光に対して光路変換及び集光の両動作を行うことができる。
【０１５９】
この例においても、記録光生成部９０に入射される４つの光１９１〜１９４間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させることにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６０】
［変形例６］
上記変形例５では、光源１９０から射出された４つの光１９１〜１９４を、それぞれ別個に設けられた４つの金属膜９１ａ〜９１ｄからなる集光部で受光する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、４つの光１９１〜１９４を一つの金属膜からなる集光部で受光してもよい。変形例６では、その一構成例を説明する。
【０１６１】
図１８に、変形例６の集光部の概略構成を示す。この例の集光部９５は、金属膜９６と、金属膜９６及びシングルモード導波路９９間を接続する集光導波路９８とで構成される。なお、この例では、変形例１と同様に、４つの光１９１〜１９４を一つの集光部９５で受光するので、シングルモード導波路９９も一つだけ設ける。なお、集光導波路９８は、シングルモード導波路９９と同様の材料で形成される。
【０１６２】
金属膜９６は、表面が略矩形状の金属膜であり、その集光導波路９８側の端面９７は、テイパー状であり、且つ、シングルモード導波路９９の光導入口に対して円弧状の曲面で形成される。そして、この例では、金属膜９６の集光導波路９８側の円弧状の端面９７に沿って４つの光１９１〜１９４を所定間隔で入射する。なお、この例では、４つの光１９１〜１９４の入射位置に応じて、光源１９０内の４つのメサ１９０ａ〜１９０ｄの形成位置も適宜変更する。
【０１６３】
この例の構成では、金属膜９６の集光導波路９８側の端面９７がミラー部（反射ミラー）として作用する。この端面９７に光源１９０から４つの光１９１〜１９４が導入されると、それらの光は、端面９７で反射され、集光導波路９８に導入される。そして、導入された４つの光は、集光導波路９８内で、集光及び合波され、合波された光がシングルモード導波路９９に導光される。
【０１６４】
上述のように、この例の集光部９５では、光源１９０から入射される光に対して光路変換、集光及び合波の動作を同時に行うことができる。
【０１６５】
この例においても、集光部９５に入射される４つの光１９１〜１９４間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係を満足させることにより、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６６】
＜３．第２の実施形態＞
上記第１の実施形態及び各種変形例では、光源１９０を熱アシスト磁気ヘッド１１０の先端面Ｓ４（空気流出側の端面）上に設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源を光導波路の延在方向と同じ方向に配置してもよい。第２の実施形態では、その一構成例について説明する。
【０１６７】
［熱アシスト磁気ヘッドの構成］
図１９に、本発明の第２の実施形態に係る熱アシスト磁気ヘッドの概略構成を示す。なお、図１９において、上記第１の実施形態の熱アシスト磁気ヘッド１１０（図７及び８）と同様の構成には同じ符号を付して示す。
【０１６８】
また、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド２００では、記録磁界生成部の構成を上記第１の実施形態（図７）と同じ構成とする。それゆえ、図１９では記録磁界生成部の構成を省略し、以下の説明においても、記録磁界生成部の構成の説明を省略する。
【０１６９】
本実施形態では、熱アシスト磁気ヘッド２００は、スライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２上に形成される。また、光源２５０は、熱アシスト磁気ヘッド２００の記録媒体３００側とは反対側の面Ｓ５上に実装される。
【０１７０】
なお、本実施形態では、光源４００として、同一基板面上に配列された３つのメサ４００ａ〜４００ｃからなるＶＣＳＥＬチップを用いる。そして、３つのメサ４００ａ〜４００ｃ（発光部）から、それぞれ３つの光４０１〜４０３を熱アシスト磁気ヘッド２００に射出する。また、本実施形態では、３つのメサ４００ａ〜４００ｃを、トレーリング面Ｓ２に沿った方向で且つ後述する光導波路２０２の延在方向に直交する方向（図１９中のｙ方向）に一列に配置する。なお、メサ４００ａ〜４００ｃは、後述する第１集光部２１１と対向する位置に配置される。
【０１７１】
なお、本実施形態では、第１の実施形態で用いた光源１９０（図１１）と同様に、各メサを形成する際の土台となる円板状凸部（不図示）の径を変えることにより、３つのメサ４００ａ〜４００ｃからそれぞれ射出される光の波長（周波数）を変化させる。
【０１７２】
具体的には、本実施形態では、３つのメサ４００ａ〜４００ｃから射出される光の波長λ１〜λ３の間に、λ１＜λ２＜λ３の関係が成り立つように各円板状凸部の径を設定する。さらに、本実施形態では、３つの光４０１〜４０３間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係が成立するように、各円板状凸部の径を設定する。
【０１７３】
次に、本実施形態の記録光生成部２１０（光ビーム出射部）の構成について説明する。
【０１７４】
記録光生成部２１０は、集光部２０１と、光導波路２０２と、光射出部４３とで構成される。各部は、絶縁部５０を介してスライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２上に積層して形成される。各部の形成方法としては、例えば半導体素子の製造プロセス等に適用される従来のフォトリソグラフィ技術を用いることができる。
【０１７５】
集光部２０１は、第１集光部２１１と、第２集光部２１２とで構成される。本実施形態では、第１集光部２１１を、熱アシスト磁気ヘッド２００の光入射側の端面Ｓ５の近傍に配置する。また、第２集光部２１２は、絶縁部５０を介して第１集光部２１１より熱アシスト磁気ヘッド２００の光射出部４３側の位置に配置する。そして、第２集光部２１２の光射出部４３側端部と光導波路２０２の一方の端部と接続する。なお、第１集光部２１１、第２集光部２１２及び光導波路２０２は、光の伝播方向（図１９中のｚ方向）において、同軸上に配置される。
【０１７６】
第１集光部２１１は、スライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２に直交する方向（図１９中のｘ方向）に、互いに所定間隔離して形成された４つの屈折部材２１３で構成される。各屈折部材２１３は、トレーリング面Ｓ２に沿った方向で且つ光導波路２０２の延在方向に直交する方向（図１９中のｙ方向）に延在した四角柱状部材である。また、各屈折部材２１３は、絶縁部５０より高屈折率の材料で形成される。
【０１７７】
上述のように、本実施形態では、トレーリング面Ｓ２に直交する方向（図１９中のｘ方向）にストライプ状に配置された４つの屈折部材２１３で、第１集光部２１１を構成する。このような構成にすると、第１集光部２１１は、フレネルレンズと同様の集光レンズとして機能する。その結果、光源４００から第１集光部２１１に入射される３つの光４０１〜４０３は、第１集光部２１１により、図１９中の矢印Ｌ１に示すように、トレーリング面Ｓ２に直交する方向（図１９中のｘ方向）に集光される。
【０１７８】
なお、第１集光部２１１では、各屈折部材２１３の例えば材料、厚さ及び幅等の構成、並びに、屈折部材２１３間の距離などを適宜調整することにより、光源４００から射出された各光のスポット径を所定の割合で縮小することができる。また、この例では、第１集光部２１１からの出射光を第２集光部２１２の第１集光部２１１側の端面２１２ａに効率よく集光できるように、各屈折部材２１３の構成を設定する。
【０１７９】
なお、図１９に示す例では、第１集光部２１１を構成する４つの屈折部材２１３の光源４００側の端面が、熱アシスト磁気ヘッド２００の光入射側端面Ｓ５に露出するように形成する例を示すが、本発明は、これに限定されない。例えば、光源４００から第１集光部２１１に十分な光量の光を導入することが可能であれば、屈折部材２１３の光源４００側の端面が、光入射側端面Ｓ５に露出していなくてもよい。なお、本実施形態のように、屈折部材２１３の光源４００側の端面を光入射側端面Ｓ５に露出するように第１集光部２１１を構成した場合、光利用効率の低下をより抑制することができる。
【０１８０】
第２集光部２１２は、トレーリング面Ｓ２に直交する方向（図１９中のｘ方向）の厚さが一定の板状部材である。第２集光部２１２の表面は、トレーリング面Ｓ２と平行であり、その形状は略扇状である。そして、第２集光部２１２の略扇状表面の頂角側の端面（側面）が光導波路２０２に接続され、円弧状の長辺側の端面２１２ａが第１集光部２１１と対向するように配置される。第２集光部２１２は、光導波路２０２と同じ材料で形成される。
【０１８１】
第２集光部２１２を上述した構成にすると、第１集光部２１１から第２集光部２１２の円弧状の端面２１２ａに入射された光は、図１９中の矢印Ｌ２に示すように、第２集光部２１２内において、光の伝播方向に直交する方向（図１９中のｙ方向）に集光される。この際、３つの光４０１〜４０３は集光とともに合波される。そして、第２集光部２１２は、その内部において、光の伝播方向に直交する方向（図１９中のｙ方向）に集光して合波された光を光導波路２０２に射出する。
【０１８２】
光導波路２０２は、第２集光部２１２の光出射面（略扇状表面の頂角側の端面）から、熱アシスト磁気ヘッド２００の媒体対向面（Ｓ１）に向かって延在して形成され、その媒体対向面近傍には、光射出部４３が設けられる。なお、光射出部４３は、上記第１の実施形態と同様の構成（例えば図１０に示す構成等）とすることができる。
【０１８３】
また、本実施形態では、光導波路２０２を、上記第１の実施形態と同様に、シングルモード導波路で構成する。なお、光導波路２０２の形状及び寸法は、内部を伝播する光がシングルモードになるように設定される。
【０１８４】
［記録光の生成動作］
次に、本実施形態の熱アシスト磁気ヘッド２００における記録光の生成動作を、図２０（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。なお、図２０（ａ）は、記録光生成部２１０の光の集光状態を示す図であり、図２０（ｂ）は、各集光段階における光スポットの変化を示す図である。
【０１８５】
まず、光源２５０から互いに波長の異なる３つの光２５１〜２５３が第１集光部２１１に射出される。なお、ここでは、第１集光部２１１に入射される各光のスポット形状は、図２０（ｂ）中のスポットＳＰ０で示すように円形とする。なお、図２０（ｂ）中の実線矢印は、光の偏光方向を示している。ここでは、光射出部４３として、図１０に示す構成を想定しているので、光の偏光方向は、図２０（ｂ）中のｙ方向（光の伝播方向に直交する方向）とする。
【０１８６】
第１集光部２１１に入射された各光は、第１集光部２１１において、スライダ本体１０６のトレーリング面Ｓ２に直交する方向（図２０（ａ）中のｘ方向）に集光される。この結果、第１集光部２１１で集光された各光のスポット形状は、図２０（ｂ）中のスポットＳＰ１に示すように、図２０（ｂ）中のｘ方向に縮小された楕円形となる。
【０１８７】
そして、第１集光部２１１で集光された各光が第２集光部２１２に入射されると、その光は、第２集光部２１２の内部において、光の伝播方向に直交する方向（図２０（ａ）中のｙ方向）に集光される。この際、第２集光部２１２は、３つの光４０１〜４０３を集光するとともに合波する。その結果、第２集光部２１２から光導波路２０２に射出される合波された光Ｌ３のスポット形状は、図２０（ｂ）中のスポットＳＰ２に示すように、スポットＳＰ１の状態からさらに図２０（ｂ）中のｙ方向に縮小され、円形となる。
【０１８８】
上述のように、本実施形態の記録光生成部２１０では、光源４００から入射される光に対して、その伝播方向に直交する一次元方向の集光動作を２段階で行い、入射光を所定のスポットサイズに集光する。
【０１８９】
そして、第２集光部２１２から光導波路２０２に導入された光Ｌ３（合波光）は、光導波路２０２を伝播し、光射出部４３に入射される。そして、光射出部４３では、入射された合波光により例えば近接場光等の微小光を生成し、その微小光を記録媒体３００の所定領域に射出する。
【０１９０】
なお、光源４００から射出される各光の偏光方向は、微小光を射出する光射出部４３の構成に応じて適宜設定される。例えば、光射出部４３を、図１０と同様に、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂで構成し、一対の金属膜４３ａ及び４３ｂ間の対向方向を光射出面Ｓ３の短手方向（図１０中のｘ方向）にした場合には、光源４００からの出射光の偏光方向もその方向に合わせる。
【０１９１】
上述のように、本実施形態においても、熱アシスト磁気ヘッド２００に入射される３つの光４０１〜４０３間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係が成立するように構成されている。すなわち、本実施形態においても、３つの光４０１〜４０３が合波された際に発生する低周波ノイズの周波数（＝Δｆ）が最短記録長に対応する記録周波数ｆｍより大きくなる。
【０１９２】
それゆえ、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置を用いて記録媒体３００に熱アシスト磁気記録を行った際にも、上述した低周波ノイズの影響による誤記録という問題を解消することができる。したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、より高強度の記録光を安定して記録媒体３００に照射することができ、装置の信頼性をより向上させることができる。
【０１９３】
＜４．第３の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態及び各種変形例の熱アシスト磁気記録装置において、高出力の記録光を生成するために、光源内に設けられた複数の発光部（例えば上記実施形態では発光層等）の発光タイミングを同じにすることが望ましい。この動作は、例えば、各発光部の駆動用電極端子（電極パッド）を共通にして同時駆動することにより実現することができる。この場合、光源の実装面積をより小さくすることができる。
【０１９４】
しかしながら、発光部間の駆動用電極端子を共通にした場合であっても、複数の発光部間において、各発光部の等価抵抗にばらつきが存在すると、各発光部に流れる電流にもばらつきが生じ、出力も発光部毎に異なる可能性がある。この場合、発光部毎に寿命が変化するといった問題や、合波された光の光強度のプロファイルが光源毎に異なるといった問題が生じる。第３の実施形態では、このような問題を解消することのできる光源の構成例を示す。
【０１９５】
図２１に、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置に用いる光源の概略構成を示す。なお、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置では、光源の構成以外は、上記第１の実施形態（図７及び８）で説明した熱アシスト磁気記録装置と同様に構成することができる。
【０１９６】
本実施形態の光源５００は、４つの発光部５０１〜５０４と、それらを駆動するドライバ５０５と、４つの抵抗調整素子５０６〜５０９とを備える。なお、本実施形態においても、４つの発光部５０１〜５０４から射出される４つの光間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間に、上記式６または７の関係が成立するように光源５００が構成される。
【０１９７】
４つの抵抗調整素子５０６〜５０９は、４つの発光部５０１〜５０４に直列にそれぞれ接続される。また、本実施形態では、発光部及び抵抗調整素子からなる各直列回路の両駆動用電極端子５００ａ及び５００ｂが共通である。そして、一方の駆動用電極端子５００ａがドライバ５０５の一方の出力端子に接続され、他方の駆動用電極端子５００ｂがドライバ５０５の他方の出力端子に接続される。
【０１９８】
各抵抗調整素子は、発光部及び抵抗調整素子からなる各直列回路の等価抵抗が、全ての直列回路において等しくなるように設定される。抵抗調整素子としては、例えば、配線パターン等で構成することができる。この場合、配線パターンの線幅を、抵抗調整素子毎に、例えばレーザアブレーション等の手法により適宜調整して、４つの直列回路の等価抵抗を等しくする。これにより、複数の発光部間に等価抵抗のばらつきがある場合の上述した問題を解消することができる。
【０１９９】
なお、複数の発光部間における等価抵抗のばらつきを解消するための光源の構成は、図２１に示す例に限定されない。例えば、光源内に、外部から小型の抵抗素子（部品）を挿入することができる配線パターンを形成し、必要に応じて、外部から小型の抵抗素子をその配線パターンに挿入して発光部を含む回路系統の等価抵抗を調整してもよい。
【０２００】
また、この例では、抵抗調整素子を発光部の一方の駆動用電源端子側に設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されず、発光部の他方の駆動用電源端子側に抵抗調整素子を設けてもよいし、両方の駆動用電源端子にそれぞれ抵抗調整素子を接続してもよい。さらに、抵抗調整素子を発光部に対して並列に接続してもよい。
【０２０１】
上述のように、本実施形態においても、光源５００から射出する４つの光間の最小周波数差Δｆと、記録媒体３００の最短記録長に対応する記録周波数ｆｍとの間には、上記式６または７の関係が成立する。
【０２０２】
それゆえ、本実施形態の熱アシスト磁気記録装置を用いて記録媒体３００に熱アシスト磁気記録を行った際にも、上述した低周波ノイズの影響による誤記録という問題を解消することができる。したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、より高強度の記録光を安定して記録媒体３００に照射することができ、装置の信頼性をより向上させることができる。
【０２０３】
さらに、本発明によれば、複数の発光部間における等価抵抗のばらつきにより生じる上記問題を解消することができ、より一層信頼性の高い熱アシスト磁気記録装置を提供することができる。
【０２０４】
上記第１〜第３の実施形態並びに各種変形例の光源では、複数のメサ（発光部：発光層を含む）を同一基板上に一体的に構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＶＣＳＥＬの代わりにコヒーレント長の長い光を射出するＤＦＢレーザを用い、複数の発光層を同一基板上に形成して光源を構成してもよい。また、例えば別体で用意した複数の発光部を用いて光源を構成し、それらを同時発光するように構成してもよい。
【０２０５】
また、上記第１〜第３の実施形態並びに各種変形例では、本発明を熱アシスト磁気記録装置に適用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。複数の光を合波して、その合波光を用いて所定の処理を行う光学装置（光ビーム生成装置）であれば、任意の装置に適用可能であり、同様の効果が得られる。
【０２０６】
例えば、本発明を、例えば上記特許文献２等に記載されているようなレーザ光により所望の画像を記録紙上に記録するレーザビーム記録装置に適用してもよい。また、例えば、複数のレーザ光を合波して、その合波光を所定の対象物に照射して、例えば切断等の加工処理を行うレーザビーム加工機にも適用可能である。このような用途では、レーザ光の発光制御（加工制御）時の最短発光時間に対応する周波数が、上記第１〜第３の実施形態並びに各種変形例で説明した最短記録長に対応する記録周波数ｆｍと等価になる。
【０２０７】
それゆえ、上述した用途では、光学装置（光ビーム生成装置）を、複数（例えばＮ個）の発光部からなる光源と、該光源から射出される複数の光を合波し、該合波した光ビームを射出する光ビーム出射部とを備える構成とする。そして、合波する複数の光間の最小周波数差Δｆと、最短発光時間に対応する周波数（ｆｍ）との間に、上記式６または７の関係が成立するように、各光の周波数（波長）を調整すればよい。これにより、上述した合波光に発生する低周波ノイズの影響を低減するでき、上記第１〜第３の実施形態並びに各種変形例と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０２０８】
１０…磁気再生素子、２０…磁気シールド、３０…記録磁界生成部、４０，２１０…記録光生成部、４１ａ〜４１ｄ…集光部、４２ａ〜４２ｄ…シングルモード導波路、４３…光射出部、５０…絶縁部、１００…熱アシスト磁気記録装置、１０１…浮上スライダヘッド、１０６…スライダ本体、１１０…熱アシスト磁気ヘッド、１９０，４００，５００…光源、１９０ａ〜１９０ｄ，４００ａ〜４００ｃ…メサ、１９１〜１９４，４０１〜４０３…入射光、２０１…集光部、２０２…光導波路、２１１…第１集光部、２１２…第２集光部、３００…記録媒体、５０１〜５０４…発光部、５０５…ドライバ、５０６〜５０９…抵抗調整素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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