(57)【要約】【課題】近接場光発生素子の近接場光発生効率を向上させると共に、素子の上昇温度を抑制する。【解決手段】導波路３を伝わる入射光の偏光方向２３に垂直な方向の幅が、近接場光が発生する頂点部２０に向かって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２４において近接場光が発生する頂点部２０に向かい、幅が、徐々に、もしくは段階的に小さくなる形状になるようにした導電性を有する構造体を用いて近接場光を発生する。導波路３を、導電性を有する構造体の横に配置し、導電性を有する構造体の側面に発生する表面プラズモンを介して近接場光を発生させる。【選択図】図３
2011146097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録磁界を発生する磁界発生部と近接場光を発生する近接場光発生部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、
前記近接場光発生部は、導電性を有する構造体と光源からの入射光を伝える導波路とを備え、
前記構造体は、浮上面側端面が、前記導波路を伝わる入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が近接場光が発生する頂点部に向かって徐々に小さくなる形状を有し、前記構造体の側方に前記導波路が形成されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記入射光の偏光方向が、前記導波路のコア又はクラッドと前記構造体が接する界面に対して実質的に垂直であることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が、浮上面側の方がその反対側よりも小さいことを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が、前記入射光の進行方向に進むに従い徐々に小さくなるテーパー部を有することを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項５】
請求項４記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記テーパー部は、側部の広がり角が１５度以上６０度以下であることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体と前記導波路のコアの距離が１００ｎｍ以下であることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項７】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体の高さは、前記入射光の波長をλ（ｎｍ）、前記構造体側面に接する材料の屈折率をｎとしたとき、
【数１】
2011146097.tif 000010
であることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が、前記入射光の進行方向に多段階に変化していることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項９】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の偏光方向に垂直な方向の最大幅が前記導波路の幅よりも大きいことを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の入射側に幅が広くなった部分を有し、浮上面側に浮上面とほぼ平行となるような端面を有し、前記ほぼ平行となるような端面から近接場光が発生する頂点部までの距離が、入射光の波長をλ（ｎｍ）、前記構造体の周辺の材料の屈折率をｎとしたとき、
【数２】
2011146097.tif 000011
であることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記導波路の終端部が斜めになっていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体は、前記入射光の偏光方向に平行な方向の幅が前記入射光の進行方向に部分的に変化していることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１３】
請求項１記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記磁界発生部は前記記録磁界を発生する主磁極を有し、前記構造体は前記主磁極の近傍に配置されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１４】
請求項１３記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記構造体の側面の一部が前記主磁極と接していることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１５】
請求項１３記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極の一部に窪みが形成され、前記窪みの近傍に前記構造体の前記頂点部が位置することを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
請求項１３記載の熱アシスト磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極の周辺に導電性を有する材料の層が形成され、前記構造体の側面の一部が前記導電性を有する材料の層と接していることを特徴とする熱アシスト磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
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、記録磁界を発生する磁界発生部と近接場光を発生する近接場光発生部とを有する熱アシスト磁気記録ヘッドと、前記熱アシスト磁気記録ヘッドを前記磁気記録媒体上の所望トラック位置に位置決めするためのアクチュエータとを有する熱アシスト磁気記録装置において、
前記近接場光発生部は、導電性を有する構造体と光源からの入射光を伝える導波路とを備え、
前記構造体は、浮上面側端面が、前記導波路を伝わる入射光の偏光方向に垂直な方向の幅が近接場光が発生する頂点部に向かって徐々に小さくなる形状を有し、前記構造体の側方に前記導波路が形成されていることを特徴とする熱アシスト磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生器を備える熱アシスト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、熱アシスト磁気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、熱アシスト磁気記録方式では、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】
この熱アシスト磁気記録装置において、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素子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素子が提案されている。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。この近接場光発生素子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の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（バックグラウンド光）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】
熱アシスト磁気記録では、磁気ヘッドの他に半導体レーザも駆動する必要があり、その分消費電力が上がってしまう。消費電力を下げるためには、近接場光発生素子の近接場光発生効率を出来るだけ大きくする必要がある。また、近接場光発生素子に光を照射すると、近接場光発生素子に光が吸収され、素子の温度が上昇する。そのため、光を長時間照射し続けると、温度上昇による近接場発生光素子の形状変化、内部でのクラック発生などにより、近接場光発生素子が劣化し、近接場光発生効率が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、近接場光発生素子の近接場光発生効率の向上及び素子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、導電性を有し、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部に向かい幅が徐々に小さくなる形状であり、スライダの側面から見たときの形状が、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構造体を用いる。構造体上部は、偏光方向に垂直な方向に幅が広くなるようにする。構造体の材質は、導電性を有するものであれば良いが、金属にするのが好ましい。
【０００９】
上記構造体に光を導入するために、構造体の横に光導波路を配置する。光導波路のコアとクラッドの界面に発生するエバネッセント光が構造体の上部側面に当たると、導波路を伝わる光の偏光方向が導電性構造体とクラッドの界面に垂直な方向であるとき、導電性構造体とクラッドの界面に、電荷の粗密波である表面プラズモンが発生する。スライダ側面から見たときの導電性構造体の上部の幅が、下部に向かい徐々に小さくなるようにすると、導電性構造体の上部に発生した表面プラズモンが、導電性構造体の下部の幅が狭くなった部分に集まるようになる。導電性構造体の下部に表面プラズモンが達すると、下部には、局在プラズモンが発生する。このとき、導電性構造体内部を振動する電荷は、鋭く尖った先端部に集中し、その近傍には局在した電磁場、すなわち近接場光が発生する。特に、記録媒体が、近接場光発生素子近傍に存在すると、媒体中のイメージ電荷と相互作用するため、導電性構造体中の電荷が媒体側にさらに引き寄せられ、鋭く尖った先端部に強い近接場光が発生する。
【００１０】
導電性構造体を構成する材料は、部分的に他と異なるようにしても良く、例えば先端もしくは導波路側の材料を他と異なるようにしても良い。
【００１１】
導電性構造体上部の幅を広げた部分のテーパー角は、１５度以上６０度以下にするのが好ましい。このようにすることにより、２．５Ｔｂ／ｉｎ2以上の記録密度を達成するのに必要な５％の光利用効率を達成することが出来る。導波路と導電性構造体の距離は、光利用効率５％を達成するためには、１００ｎｍ以下にするのが好ましい。
【００１２】
光利用効率は、導電性構造体の高さに依存する。光導波路と導電性構造体が接していると、導波路中の光のエネルギーが表面プラズモンのエネルギーに変換されるが、逆に、表面プラズモンのエネルギーが導波路中の光エネルギーに変換されることも起こる。導波路コアと導電性構造体が重なる部分の長さが適当な長さであると、光エネルギーは効率良く表面プラズモンのエネルギーに変換されるが、長さが不適切であると、一度表面プラズモンに結合した光が導波路に戻ってしまう。このような状態において、導波路中の光が表面プラズモンに結合する割合は、長さに対し周期的に変化する。すなわち、導波路中の光が効率良く表面プラズモンに結合する最適長さの最小値（Coupling length）をＬcとすると、長さがｍＬc（ｍは１以上の整数）であるとき、導波路中の光が表面プラズモンに効率良く結合する。導電性構造体の好適な高さは、波長λ及び構造体側面に接する誘電体の屈折率ｎに依存し、５％以上の光利用効率を達成するためには、
【００１３】
【数１】
2011146097.tif 000003
にするのが好ましい（単位はｎｍ）。
【００１４】
導電性構造体上部のテーパー部において、テーパー角を多段階に変化させても良い。導電性構造体上部の形状を長方形にしても良い。このとき、導電性構造体上部の偏光方向に垂直な方向の幅は、導波路の幅よりも大きくなるようにすると良い。すなわち、導電性構造体は、トラック幅方向の最大幅が導波路の幅よりも大きいのが望ましい。
【００１５】
スライダ浮上面（近接場光が発生する点のある面）から導電性構造体の幅を広げた部分までの距離は、５％以上の光利用効率を達成するためには、
【００１６】
【数２】
2011146097.tif 000004
にするのが好ましい（単位はｎｍ）。
【００１７】
導電性構造体の両端部において、導電性構造体の上下方向の幅を広くしても良い。これにより、放熱性が向上し、素子の温度上昇を小さくすることが出来る。
【００１８】
導電性構造体の上部において、導電性構造体と磁界を印加するための主磁極が接するようにしても良い。これにより、導電性構造体中で発生する熱が主磁極側に逃げやすくなり、素子の温度上昇を小さくすることが出来る。
【００１９】
導電性構造体上部の入射光の偏光方向に平行な方向の幅は変化させても良く、導電性構造体上部が主磁極側もしくは導波路側に飛び出るようにしても良い。
【００２０】
主磁極横に、導電性を有する材料の層を形成しても良い。これにより放熱性が向上し、素子の温度上昇を抑えることが出来る。また、主磁極横の導電性を有する材料の層と、近接場光を発生させる導電性構造体が接するようにしても良い。これにより近接場光発生素子で発生した熱が、主磁極横の導電性を有する材料の層に直接伝わるため、近接場光発生素子における温度上昇をさらに小さくすることが出来る。
【００２１】
導波路終端部において、コアの端を斜めにしても良い。斜めにしない場合、スライダ浮上面におけるコアと空気の境界で光が反射し、導波路の入口方向に光が戻ってしまう。戻った光の一部は導波路の入口においてさらに反射され、導波路出口側に進む。これら戻り光が導波路内部で干渉し、導波路内部での光パワーが揺らいでしまう。また、コアと空気の境界で反射した光の一部は、半導体レーザに戻る。この戻り光の影響で、半導体レーザの出射強度が揺らいでしまう。導波路の終端部を斜めにすることにより、終端部での反射光は、導波路の入口側へ戻らなくなり、光パワーの揺らぎが減少する。また、コア終端部の角度を適当な範囲内にすることにより、発生する近接場光強度を増強させることが出来る。そのためには、コア終端部の角度は、斜めにしないときを０度としたとき、６０度以下にするのが好ましい。
【００２２】
導波路終端部には、導波路の終端から出射した光がバックグラウンド光として媒体に照射されるのを防ぐために、遮光膜を形成しても良い。
【００２３】
導波路の幅は、導波路がマルチモード導波路になる幅にしても良い。これにより、レーザ光を導波路に導入する際の結合効率を大きくすることが出来る。
【００２４】
主磁極先端の断面形状は、台形、長方形などにすると好ましいが、このとき近接場光が発生する点の近傍に窪みを形成しても良い。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。また、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、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、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。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、導電性構造体の横に導波路を配置し、導電性構造体と導波路の界面に発生する表面プラズモンを介して近接場光を発生させるため、近接場光発生効率を向上させることが出来る。また素子の体積を増やすことが可能になり、放熱性が向上して、近接場光発生素子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】
【００２６】
【図１】本発明による磁気ヘッドの構成を示す断面摸式図。
【図２】主磁極先端及び近接場発生素子の拡大摸式図。
【図３】主磁極先端及び近接場発生素子の側断面摸式図。
【図４】主磁極先端及び近接場発生素子の浮上面側から見た摸式図。
【図５】導波路のモードフィールド径変換器を示す摸式図。
【図６】（ａ）は導波路中の光強度分布を示す図、（ｂ）は表面プラズモン及び局在プラズモンの発生場所を示す図、（ｃ）は局在プラズモンの原理を示す図。
【図７】従来の近接場光発生素子を示す図。
【図８】近接場光が発生する頂点部の材料を他と異なるようにした金属構造体の例を示す図。
【図９】導波路側の側面の材料を他と異なるようにした金属構造体の例を示す図。
【図１０】近接場光が発生する頂点部及び導波路側の側面の材料を他と異なるようにした金属構造体の例を示す図。
【図１１】金属構造体と導波路の間の誘電体の材料を、他と異なるようにした金属構造体の例を示す図。
【図１２】金属構造体下部の、偏光方向に平行な方向の幅と近接場光強度の関係を示す図。
【図１３】テーパー角と近接場光発生効率の関係を示す図。
【図１４】導波路と金属構造体の距離と近接場光発生効率の関係を示す図。
【図１５】（ａ）は各波長における金属構造体の高さと近接場光強度の関係を示す図、（ｂ）は金属構造体周辺の材料を変えたときの金属構造体の高さと近接場光強度の関係を示す図。
【図１６】金属構造体の高さの最適範囲と入射光波長の関係を示す図。
【図１７】（ａ）はテーパー角を二段階に変化させた金属構造体の例を示す図、（ｂ）は上部の形状を長方形にした金属構造体の例を示す図。
【図１８】金属構造体上部の幅と近接場光強度の関係を示す図。
【図１９】（ａ）は各波長に対して、金属構造体の幅が広くなった部分から浮上面までの距離と近接場光強度の関係を示した図、（ｂ）は金属構造体周辺の材料を変えて、金属構造体の幅が広くなった部分から浮上面までの距離と近接場光強度の関係を示した図。
【図２０】金属構造体の幅が広くなった部分から浮上面までの距離の最適値と波長の関係を示す図。
【図２１】(ａ)は両端において、上下の幅を広げた金属構造体の例を示す図、（ｂ）は上下の幅を広げた部分から導波路中心まで距離と近接場光強度の関係を示す図。
【図２２】（ａ）は上部の形状を放物線状にした金属構造体の例を示す図、（ｂ）は上部の形状を扇形にした金属構造体の例を示す図。
【図２３】主磁極の上部を近接場光素子側に飛び出させて、主磁極と近接場光素子が接するようにした例を示す図。
【図２４】近接場光素子上部の偏光方向に平行な方向の幅を広くした例を示す図。
【図２５】近接場光素子上部の偏光方向に平行な方向の幅を広くして、主磁極と近接場光素子が接するようにした例を示す図。
【図２６】近接場光素子上部の偏光方向に平行な方向の幅を小さくし、主磁極と近接場光素子が接するようにした例を示す図。
【図２７】近接場光素子上部を導波路側に飛び出させた例を示す図。
【図２８】導波路の終端部を斜めにした例を示す図。
【図２９】導波路の終端部の角度と近接場光強度の関係を示す図。
【図３０】（ａ）は水平な導波路の終端部に遮光膜を形成した例を示す図、（ｂ）は斜めになった導波路の終端部に遮光膜を形成した例を示す図。
【図３１】金属構造体の高さが９００ｎｍであるとき、主磁極の高さと近接場光強度の関係を示す図。
【図３２】（ａ）は断面形状が台形である主磁極先端の例を示す図、（ｂ）は磁極の幅が、散乱体の先端の幅に等しいか、それよりも小さい主磁極先端の例を示す図、（ｃ）は近接場光が発生する頂点部付近において窪みが形成された主磁極先端の例を示す図。
【図３３】主磁極からの距離と磁界強度の関係を示す図。
【図３４】主磁極の横を導電性のある材質にした例を示す図。
【図３５】本発明の構造を作製する方法を示す図。
【図３６】リセス部を作製する方法を示す図。
【図３７】本発明の構造を作製する方法を示す図。
【図３８】主磁極に窪みがついた構造を作製する方法を示す図。
【図３９】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４０】（ａ）は記録再生装置の構成例を示す図、（ｂ）はサスペンション部を示す図。
【図４１】スライダの上部に半導体レーザを搭載した例を示す図。
【図４２】主磁極の横を導電性のある材質にした他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図では、トラック方向をｘ方向、トラック幅方向をｙ方向、浮上面に垂直な方向をｚ方向とした。また、以下では、導電性構造体が金属からなる例によって説明する。
【００２８】
図１は、本発明による磁気ヘッドの構成例を示す断面模式図である。本発明の磁気ヘッドは、熱アシスト磁気記録ヘッドと再生ヘッドを有する。熱アシスト磁気記録ヘッドは、記録磁界発生部と近接場光発生部を備える。記録磁界は、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、太い磁極２７を伝わり、近接場光発生素子１の近傍に配置された主磁極２に伝わる。記録の瞬間に、近接場光発生素子１により発生する近接場光により媒体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んだ。
【００２９】
図２に、主磁極２及び近接場光発生素子１の拡大摸式図を示す。また、図３に、主磁極２及び近接場光発生素子１のｘｚ平面に平行な断面摸式図を、図４に浮上面側から見た図を示す。
【００３０】
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方向、ｙ方向の幅（Ｗc，Ｗd）は、Ｗc＝１５０ｎｍ、Ｗd＝１００ｎｍとし、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、そのテーパー部の角度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の間の距離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、１０ｋＯｅ以上の強い磁界を発生させることができる。
【００３１】
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ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子又はＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistive）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。
【００３２】
光加熱用の光源としては波長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４０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の上面に垂直に入射するように、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。
【００３３】
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Ｗ1は５００ｎｍ、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Ｗ1は６５０ｎｍ、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。コア幅は、他の値にしても良く、例えば、波長が７８０ｎｍのときＷ1＝６００ｎｍ、Ｗ2＝１５０ｎｍにしても良い。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。
【００３４】
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。
【００３５】
近接場光発生素子としては、図２及び図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部２０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）となり、かつ図２に示すように、スライダ側面から見たときの形状が、スライダの底面（スライダの浮上面側の面）に向かい幅が徐々に狭くなる形状となる金属構造体１を用いた。近接場光が発生する頂点部２０と主磁極の距離ｓは２０ｎｍとした。
【００３６】
導波路のコア３は、図３に示すように、金属構造体１の横に配置した。図６（ａ）に示すように、導波路のコア３とクラッド１５の界面には、クラッド１５に染み出すように発生するエバネッセント光が存在する。このエバネッセント光が金属構造体１の上部２１の側面２９に当たると、図６（ｂ）に示すように、金属構造体１とクラッド１５の界面２９には、電荷の粗密波である表面プラズモン１０１が発生する。この波が下方向（金属構造体１の先端２０に向かう方向）に進み、金属構造体１の下方の幅が狭くなった下部２２に到達すると、その下部２２には、局在プラズモンが発生する。すなわち、表面プラズモンによる電荷振動により、金属構造体１の幅が狭くなった下部２２の電荷が動かされ、下部には、図６（ｃ）に示すような電荷の偏りが発生する。この偏った電荷により、金属内部には反電場Ｅが発生し、その電場により電荷には元に戻ろうとする力（復元力）が働く。この力により金属内部には電荷の振動が発生する。この振動の共振周波数と、入射光の振動数が一致すると、強い電荷振動（局在プラズモン）が発生する。金属内部を振動する電荷は、鋭く尖った先端部２０に集中し、その近傍には、局在した電磁場、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の近傍に存在すると、媒体中のイメージ電荷と相互作用するため、金属中の電荷が媒体側にさらに引き寄せられ、媒体に近い頂点部２０に強い近接場光が発生する。
【００３７】
上記構造において、金属構造体１とクラッド１５の界面に、表面プラズモンを励起するためには、界面に垂直な電界成分を有する光を金属構造体１の側面に照射する必要があるこれは、一般的に、金属膜表面に表面プラズモンを励起するためには、膜表面に垂直な電界成分を有する光を膜に入射させる必要があるためである。そのためには、導波路コア３に導入する光の偏光方向は、金属構造体１とクラッド１５の界面に垂直な方向（図６（ｂ）に矢印２３で示した方向）にする必要がある。
【００３８】
上記構造において、スライダ側面から見たときの金属構造体１の上部２１の幅は、スライダの底面（浮上面側の面）に向かい幅が徐々に狭くなるようにした。このようにすることにより、金属構造体１の上部２１に発生した表面プラズモンが、金属構造体１の下方の幅が狭くなった下部２２に集まるようになる。その結果、金属構造体１の下部において電磁場強度が強くなり、頂点部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。
【００３９】
上記構造において、金属構造体１の媒体側の表面の頂点部２０以外の部分２５（図２参照）は、散乱体の表面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、頂点部２０の他に、頂点部と反対側の辺にも弱い近接場光（バックグラウンド光）が発生する。このバックグラウ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、金属構造体１の底面２５と媒体表面の距離が大きくなるように金属構造体１の底面２５を削ると、頂点部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、底面２５の凹み（リセス）量ｈ2は１０ｎｍとした（図３参照）。
【００４０】
図７は、従来の金属散乱体を用いた近接場光発生素子を示す。従来例に対し、本発明の構造は次の利点を有する。
（１）従来例では、金属の散乱体１０２は、導波路コア３の下部に配置し、導波路コア３から出射する光で直接局在プラズモンを励起した。これに対し、本発明では、導波路の光で表面プラズモンを励起する。金属構造体１の上部２１はこの表面プラズモンを集める働きをするので、金属構造体１の下部２２に発生する局在プラズモンの強度を大きくすることが出来る。その結果、近接場光発生効率を大きくすることが出来、記録に必要な光源のパワーを小さくすることが出来る。その結果、消費電力を小さくすることが出来る。
（２）従来例では、散乱体１０２の形状は、光の進行方向に対して一様になるようにした。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。これに対し本発明では、スライダ側面から見たときの金属構造体１の幅は、上部において大きくなるようにした。その結果、近接場光発生素子の体積が増加し、放熱性も向上する。したがって、近接場光発生素子の温度を下げることが可能になる。
（３）本発明では、導波路コア３は金属構造体１の横に配置するため、磁極２，２７と導波路コア３の距離（図中ｄw1及びｄw2）が、従来例と比べて大きくなる。導波路コアの近くに磁極が存在すると、クラッドに染み出すエバネッセント光成分が磁極に吸収され、伝播ロスが発生する。本発明のように導波路コアと磁極の距離を大きくすると、その影響を小さくすることが出来る。したがって、導波路の透過効率が上昇し、記録に必要な光源のパワーを小さくすることが出来る。
【００４１】
以下に、本発明の近接場光発生素子の材質、寸法、形状などの詳細について説明する。
本実施例では、金属構造体１の材料としては金を用い、金属構造体１の周辺の材料はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とした。金属構造体１の材料は、導電性を有するものであれば良く、例えば、銀、銅、アルミニウム、白金、合金などの金属であっても良い。また、金属に替え、半導体にしても良い。ただし、強い近接場光を発生させるためには、金、銀、銅、アルミニウム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金属材料を用いるのが好ましい。金属構造体１の周辺の材料は、誘電体であれば良く、ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＳｉＣ，フッ化マグネシウムなどにしても良い。
【００４２】
金属構造体１を構成する材料は、部分的に他と異なるようにしても良い。例えば、図８に示す実施例では、近接場光が発生する頂点部２０に、材質が他の部分と異なる層４２を形成した。層４２の材質は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部２０が破損しにくくなる。また、先端部の材質を、融点の高いものにすることにより、近接場光が発生する頂点部２０の温度が高くなったとき、頂点部２０が融解するのを防ぐことが出来る。本実施例では、頂点部２０以外における材質を金とし、材質が他の部分と異なる層４２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。
【００４３】
図９は、表面プラズモンが発生する金属構造体１の側面２９の材質を部分的に他と異なるようにした実施例を示す。本実施例では、側面２９の材質は銀とし、それ以外の部分の材質は金とした。銀の誘電率の虚部の値は小さいので、側面の材質を銀にすることにより側面２９に発生する表面プラズモンの強度を大きくすることが出来る。金属構造体１全体の材質を銀にしても良いが、このとき銀は酸化されやすく、また腐食も起きやすい。したがって、表面プラズモンが発生する側面２９のみを銀にし、頂点部２０など他の部分は金にした。
【００４４】
図１０は、表面プラズモンが発生する金属構造体１の側面２９、金属構造体１の下部２２、近接場光が発生する頂点部２０の材質を他と異なるようにした実施例を示す。本実施例では、側面２９、下部２２、近接場光が発生する頂点部２０の材質は金とし、それ以外を銅にした。強い近接場光を発生させるためには、表面プラズモン及び局在プラズモンが発生する部分には、金などの導電性の高い貴金属材質を用いるのが好ましい。しかし、加工性やコストを考慮し、表面プラズモン及び局在プラズモンが発生する部分以外には、銅やクロム、タングステン、アルミニウムなど他の材料を用いても良い。
【００４５】
上記実施例では、金属構造体１の周辺の材料はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）としたが、ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＭｇＦ2など他の材料にしても良い。
【００４６】
近接場光のスポット径は、近接場光が発生する頂点部２０の幅Ｗb（図４参照）の幅に依存する。近接場光のスポット径は、近接場光が発生する頂点部２０の幅Ｗb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。
【００４７】
近接場光が発生する頂点における頂角（図４中θ1）は、０にしても良いが（断面が三角形ではなく長方形になるようにしても良いが）、光利用効率を考慮すると、０よりも大きくするのが好ましい。すなわち、角度を広げることにより、より広い領域の電荷を頂点に集めることができるので、より強い近接場光を発生させることが出来る。本実施例では、頂角θ1は６０度とした。この角度は、他の角度であっても良く、例えば、２０度や９０度などにしても良い。
【００４８】
局在プラズモンの共鳴条件は、金属構造体１のｘ方向の幅Ｗa（図４参照）に依存する。したがって、幅Ｗaは局在プラズモンが発生するように調整する必要がある。例えば、図１２は、金属構造体１の材質が金、入射光の波長が７８０ｎｍであるときの、幅Ｗaと近接場光強度の関係を示す図である。この図に示すように、幅Ｗaが８０ｎｍであるときに局在プラズモンが発生し、近接場光強度が最大となる。したがって、本実施例では、幅Ｗaは８０ｎｍとした。また、波長が長波長になると幅Ｗaの最適値は大きくなる。例えば、波長９８０ｎｍのときは、幅Ｗaは１００ｎｍとした。
【００４９】
図１３は、金属構造体１の上部の幅を広げた部分２１の広がり角θ2と光利用効率の関係を示す図である。ここでは、入射光の波長は７８０ｎｍ、金属構造体の高さｈ3は９００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗaは８０ｎｍ、導波路コア３と金属構造体１の距離ｄxは４０ｎｍとした。金属構造体１の下部２２においては、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、テーパー部が形成されるようにした。光利用効率は、金属構造体１に入射する光のパワーと、近接場光が発生する頂点部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、金属構造体上部２１を広げた方が、金属構造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。このように、角度を大きくすると効率が向上するのは、上部を広げると、金属構造体側面２９と導波路側面が接する面積が大きくなり、その分表面プラズモンが発生する領域が大きくなるためと考えられる。なお、逆に広がり角θ2を大きくし過ぎると光利用効率が低下する。これは、広がり角θ2が大きくなり過ぎると、表面プラズモンが金属構造体下部２２に集まりにくくなり、効率が低下するためと考えられる。
【００５０】
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。２．５Ｔｂ／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１３に示すように、広がり角θ2を、１５度以上６０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。
【００５１】
なお、上記実施例で、金属構造体１の下部２２においては、ｙ方向の幅はｚ方向に一定であるとし、ｙ方向の幅が一定となる部分の高さｈ6は１５０ｎｍとした。これは、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、金属構造体の高さｈ3は変動する可能性があるが、このときｚ方向に幅が一定である部分を設けないと、スライダ浮上面から見たときの金属構造体先端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、金属構造体底部にｚ方向の位置によらず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。本実施例では、広がり角θ2は３５度、金属構造体底部のｙ方向の幅が一定となる部分２１の高さｈ6は１００ｎｍとした。
【００５２】
図１４は、導波路コア３と金属構造体１の距離ｄxと光利用効率の関係を示す。ここでは、入射光の波長は７８０ｎｍ、金属構造体の高さｈ3は９００ｎｍ、ｘ方向の幅Ｗaは８０ｎｍ、広がり角θ2は３５度とした。このように、距離ｄxが大きくなると、光利用効率が低下する。これは、クラッド１５に染み出すエバネッセント光の強度が、コア３から遠ざかると指数関数的に弱くなるため、距離ｄxが大きくなると励起される表面プラズモンの強度が低下するためと考えられる。この図に示すように、２．５Ｔｂ／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％を達成するには、距離ｄxは０以上１００ｎｍ以下にするのが好ましい。本実施例では、距離ｄxは３０ｎｍとした。なお、距離ｄxが０になると効率が低下するのは、コア３と金属構造体１の間にクラッド層１５がなくなり、コア３が金属構造体１に接するようになると導波路の伝播モードが変化するためと考えられる。
【００５３】
図１５（ａ）は、金属構造体１の高さｈ3と光利用効率の関係を示す図である。ここでは、ｘ方向の幅Ｗaは８０ｎｍ、広がり角θ2は３５度、導波路コア３と金属構造体１の距離ｄxは３０ｎｍとした。実線は波長が７８０ｎｍである場合、１点鎖線は波長が９８０ｎｍである場合の関係を表す。この図より、光利用効率はある周期で大きくなることが分かる。光導波路と金属構造体１が接している時、導波路中の光のエネルギーが表面プラズモンのエネルギーに変換されるが、逆に、表面プラズモンのエネルギーが導波路中の光エネルギーに変換されることも起こる。導波路コアと金属構造体が重なる部分の長さ（＝ｈ3）が適当な長さであると、光エネルギーは効率良く表面プラズモンのエネルギーに変換されるが、長さが不適切であると、一度表面プラズモンに結合した光が、導波路に戻ってしまう。
【００５４】
このような状態において、導波路中の光が表面プラズモンに結合する割合は、長さに対し周期的に変化する。すなわち、導波路中の光が効率良く表面プラズモンに結合する最適長さの最小値（Coupling length）をＬcとすると、長さがｍＬc（ｍは１以上の整数）であるとき、導波路中の光が表面プラズモンに効率良く結合する。図１５（ａ）では、波長７８０ｎｍのとき、結合長（Ｌc＝ｈ3）は約９００ｎｍであり、波長９８０ｎｍのとき結合長（Ｌc）は約９５０ｎｍとなる。なお、ｈ3＝２Ｌcであるときの光利用効率は、ｈ3＝Ｌcであるときの光利用効率よりも小さくなる。これは、高さｈ3が大きくなると、金属構造体１の上部で発生した表面プラズモンが、下部に伝播する間に、損失により強度が減衰するためである。したがって、ｈ3が２Ｌc付近になるようにしても良いが、高い光利用効率を実現するためには、ｈ3がＬc付近になるようにした方が好ましい。
【００５５】
２．５Ｔｂ／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となるが、そのためには、高さｈ3は、図１６に示すように、波長７８０ｎｍのとき、４００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下にするのが好ましい。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。図１６は、金属構造体１の高さｈ3の最適範囲と、波長の関係を示す。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次のように表される（単位はｎｍ）。
【００５６】
【数３】
2011146097.tif 000005
【００５７】
図１１に示すように、導波路コア３と金属構造体１の間の材質３０を変えると、上記金属構造体１の高さｈ3の最適範囲は変化する。図１５（ｂ）に、波長が７８０ｎｍであるとき、導波路コア３と金属構造体１の間の材質３０をＡｌ2Ｏ3（屈折率＝１．６３）からＳｉＯ2（屈折率＝１．４５）に変更したときの金属構造体１の高さｈ3と近接場光強度の関係を示す。実線がＡｌ2Ｏ3の場合、破線が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、金属構造体１の高さｈ3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、材料の屈折率をｎとしたとき、最適範囲は、近似的に式（３）に
【００５８】
【数４】
2011146097.tif 000006
をかければ良い。すなわち、最適範囲は
【数５】
2011146097.tif 000007
となる。
【００５９】
上記高さｈ3の最適範囲は、原理的には、金属構造体１の材質に依存するため、材質が異なる場合は、範囲を求め直す必要があるが、波長７８０ｎｍもしくは９８０ｎｍ付近において、材質を銀、銅にした場合は、最適範囲は上式（５）にほぼ等しかった。
【００６０】
上記実施例では、金属構造体１の上部２１のテーパー角θ2は一定であるとしたが、図１７（ａ）に示すように、テーパー角を多段階に広げても良い。このようにすることにより、金属構造体１の側面の面積が増えるので、より広い領域に表面プラズモンが励起され、それを集めることにより、金属構造体１の下部２２における表面プラズモン強度を大きくすることが出来る。すなわち光利用効率を向上させることが出来る。また、金属構造体１の体積が増えるので、放熱性も向上し、素子の発熱温度も低下する。本実施例では、テーパー角を２段階に広げ、下側のテーパー角θ2を３５度、上側のテーパー角θ3を６０度とした。テーパー角が変化する部分の高さｈ7は２５０ｎｍとした。
【００６１】
金属構造体の上部は、図１７（ｂ）に示すように、側面から見たときの形状においてその上部が長方形になるようにしても良い。即ち、浮上面側に浮上面とほぼ平行となるような端面を有してもよい。このようにすることにより、金属構造体１の面積を大きくすることが出来るので、表面プラズモンが励起される領域をさらに大きくすることが出来る。また、金属構造体１の体積が増えるので、放熱性もさらに向上し、素子の発熱温度も低下する。
【００６２】
図１８は、図１７（ａ）（ｂ）のように金属構造体１の上部の幅Ｗ3を広げた場合に、上部の幅Ｗ3と頂点部２０に発生する近接場光強度の関係を示す。この図に示すように、近接場光強度は、上部の幅Ｗ3が大きくなる程強くなり、ある値を越えるとほぼ一定になる。一定になるときの幅は、導波路コア３の幅Ｗ1にほぼ等しくなった。これは、上部の幅Ｗ3が大きくなるほど、表面プラズモンが励起される領域の面積が増えるため近接場光強度が大きくなるが、上部の幅Ｗ3が導波路コアの幅Ｗ1より大きくなったときは、導波路コア３の外側にはエバネッセント光が存在しないため、表面プラズモンが励起される領域の大きさは増えず、強度は一定になると考えられる。なお、放熱性の観点からは、上部の幅Ｗ3はなるべく大きくした方が良い。以上から、上部の幅Ｗ3は、導波路コア３の幅よりも大きくするのが好ましく、本実施例では、上部の幅Ｗ3は１０μｍとした。
【００６３】
図１９（ａ）は、図１７（ｂ）のように金属構造体１の上部の形状を長方形にした場合において、スライダ浮上面から幅を広げた部分３３の下部３７までの距離ｈ7と近接場光強度の関係を示す。ここで、金属構造体の高さｈ3は９００ｎｍ、金属構造下部２２の幅が一定になった部分の高さｈ6は１００ｎｍ、金属構造体上部の幅Ｗ3は１０μｍとした。実線は波長が７８０ｎｍであるとき、一点鎖線は９８０ｎｍであるときを示す。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３５０ｎｍ以上となるとき近接場光強度はほぼ一定となるが、１８０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であるとき、近接場光強度は、距離ｈ7が３５０ｎｍ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。
【００６４】
図２０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。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次のように表される（単位はｎｍ）。
【００６５】
【数６】
2011146097.tif 000008
【００６６】
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、金属構造体１の周辺の材質の屈折率に依存する。図１９（ｂ）に、波長が７８０ｎｍであるとき、金属構造体周辺の材料を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、破線が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、上記式（６）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（６）に式（４）をかければ良い。すなわち、最適範囲は
【数７】
2011146097.tif 000009
となる（単位はｎｍ）。なお、本実施例では、金属構造体１の上部の幅Ｗ3は導波路のコア幅Ｗ1よりも大きくなるようにしたが、式（７）は、導波路のコア幅Ｗ1よりも小さい場合であっても成立する。例えば、導波路のコア幅Ｗ1より２０％小さくなった場合においても、図１９に示されるような、ｈ7がある範囲内において近接場光強度が強くなる現象が見られた。
【００６７】
図２１（ａ）に示すように、金属構造体上部３３の上下方向の幅を両端部において広げても良い。本実施例では、両端部における上下方向の幅Ｗ4を５μｍとし、上下方向に広げた部分３４の下部から浮上面１７までの距離ｈ8は１００ｎｍとした。このように、両端部において、金属構造体上部３３の上下方向の幅を広げることにより、放熱性を向上させることが出来る。ただしこのとき、導波路コア３の中心から上下方向に幅を広げた部分３４までの距離Ｗ5が小さすぎると、導波路のクラッド１５に染み出るエバネッセント光が、上下方向に幅を広げた部分３４により散乱、もしくは吸収されてしまい、導波路中を伝播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の中心から上下方向に幅を広げた部分３４までの距離Ｗ5を十分大きくする必要がある。
【００６８】
図２１（ｂ）は、導波路コア３の中心から上下方向に幅を広げた部分３４までの距離Ｗ5と、頂点部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とした。この図に示すように、距離Ｗ5が４５０ｎｍ以下であるとき、近接場光強度が低下することが分かる。すなわち、導波路コア３の中心から上下方向に幅を広げた部分３４までの距離Ｗ5は、導波路コア３の幅Ｗ1の０．９倍以上にするのが好ましいことが分かる。
【００６９】
金属構造体３３の中心から、上下方向に幅を広げた部分３４までの距離は、金属構造３３よりも上側においては、上記のように、導波路コア３の幅Ｗ1の０．９倍以上にするのが好ましいが、金属構造体３３の幅が狭まった部分２２及び２３付近においては、金属構造体３３の中心から、上下方向に幅を広げた部分３４までの距離（Ｗ50）が導波路コア３の幅Ｗ1の０．９倍よりも小さくなるようにしても良い。例えば、本実施例では、金属構造体３３の幅が狭まった部分２２及び２３付近における金属構造体３３の中心から、上下方向に幅を広げた部分３４までの距離（Ｗ50）を、１５０〜４５０ｎｍとした。
【００７０】
金属構造体上部の幅を広げる場合において、スライダの側面から見たときの、金属構造体上部２１の形状は、図２２（ａ）に示すように双曲線状や、図２２（ｂ）に示すように、扇状にしても良い。
【００７１】
本発明の構造では、表面プラズモンは、金属構造体１の導波路側の側面２９を伝播する。したがって、その反対側の磁極側の側面３５は必ずしも誘電体に接していなくても良い。図２３の実施例では、主磁極２の上部を金属構造体１側に近づけて、金属構造体の磁極側の側面３５と磁極２が接するようにした。このようにすることにより、近接場光発生素子で発生した熱が磁極側に伝わるので、放熱性が向上し、近接場光発生素子の温度上昇を抑えることが出来る。なお、金属構造体下部２２においては局在プラズモンを発生させる必要があり、そのためには、近接場光が発生する頂点部２０は誘電体に接していなければならない。誘電体に接する部分３６の高さｈ14は本実施例では３００ｎｍとした。この高さｈ14は加工精度が確保できればさらに小さくしても良く、例えば１５０ｎｍ、５０ｎｍなどにしても良い。
【００７２】
上記実施例では、金属構造体のｘ方向（入射光の偏光方向に平行な方向）の幅は一定であるとしたが、金属構造体上部において変化させても良い。局在プラズモンが発生する金属構造体の下部２２においては、局在プラズモンの共鳴周波数が、ｘ方向の幅Ｗaに依存するため、幅Ｗaは共鳴条件に合わせて調整する必要がある。これに対し、金属構造体上部においては、エネルギーは、金属構造体の導波路側の側面２９表面を表面プラズモンとして伝わる。したがって、金属構造体上部においては、金属構造体のｘ方向（入射光の偏光方向）の幅は、局在プラズモンの共鳴条件に合う値と異なるようにしても良い。
【００７３】
図２４は、磁極側に金属構造体が張り出すように、金属構造体上部の厚さを厚くした実施例を示す。金属構造体下部２２での幅Ｗaは８０ｎｍとし、上部２１での幅Ｗa’は１２０ｎｍとした。主磁極２と金属構造体上部２１の距離Ｓ’は２０ｎｍとし、金属構造体が張り出した分、主磁極２のｘ方向の幅を小さくした。このように、金属構造体上部におけるｘ方向の幅を広げることにより、伝導性の高い金属部の体積が増えるので放熱性が向上し、温度上昇を抑えることが出来る。
【００７４】
図２５は、磁極側に金属構造体１が張り出すように、金属構造体上部のｘ方向の幅を大きくした場合において、金属構造体１と磁極を接触させた実施例を示す。金属構造体下部２２の幅Ｗaは８０ｎｍとし、上部２１の幅Ｗa’は１００ｎｍとした。金属構造体１の下部と主磁極２との距離ｓは２０ｎｍとして、上部において金属構造体１と磁極２を接触させた。金属構造体下部２２の誘電体に接する部分３６の高さｈ14は本実施例では１５０ｎｍとした。このように、金属構造体上部におけるｘ方向の幅を広げることにより、伝導性の高い金属部の体積が増え、かつ熱が磁極側に逃げるので、近接場光発生素子の温度上昇を抑えることが出来る。
【００７５】
図２６は、金属構造体上部のｘ方向の幅を下部よりも小さくした場合の実施例を示す。金属構造体下部２２での幅Ｗaは８０ｎｍとし、上部２１での幅Ｗa’は５０ｎｍとした。金属構造体１の下部と主磁極２との距離ｓは２０ｎｍとし、上部において金属構造体１と磁極を接触させた。金属構造体下部２２の誘電体に接する部分３６の高さｈ14は本実施例では１５０ｎｍとした。このようにすることにより、主磁極２の太さを大きくすることが出来るので、記録点における磁界強度を大きくすることが出来る。
【００７６】
図２７は、金属構造体上部のｘ方向の幅を下部よりも大きくした場合において、金属構造体上部を導波路側に張り出させた実施例を示す。金属構造体下部２２の幅Ｗaは８０ｎｍとし、上部２１の幅Ｗa’は１４０ｎｍとした。ｘ方向の幅を大きくした部分からスライダ浮上面までの距離ｈ15は２００ｎｍとした。このように導波路側に張り出すことにより、導波路コア３と磁極２７の距離ｄwを大きくすることが出来るので、導波路のクラッド部１５に染み出るエバネッセント光が磁極２７に当たりにくくなる。その結果、磁極２７に隣接した部分における導波路の伝播ロスを小さくすることが出来る。なお、このように、金属構造体１を導波路側に張り出させた場合、ｘ方向の幅が変化する部分４３において、幅が急激に変化すると、表面プラズモンの伝播が阻害されてしまい光利用効率が低下する、これを防ぐためには、図２７に示すように、ｘ方向の幅が変化する部分４３において、幅が徐々に変化するようにするのが好ましい。
【００７７】
図２８は、導波路終端部において、コアの端部３８を斜めにした場合の実施例を示す。コア端部３８を斜めにしない場合、スライダ浮上面におけるコア３と空気の境で光が反射し、導波路の入口方向に光が戻ってしまう。戻った光の一部は、導波路の入口においてさらに反射され、導波路出口側に進む。これら戻り光が、導波路内部で干渉し、導波路内部での光パワーが揺らいでしまう。また、コア３と空気の境で光が反射した光の一部は、半導体レーザに戻る。この戻り光の影響で、半導体レーザの出射強度が揺らいでしまう。これに対し、図２８のように、導波路の終端部３８を斜めにした場合、終端部３８での反射光は、導波路の入口側へ戻らなくなり、導波路３内部での干渉もしくは、半導体レーザの戻り光ノイズが起きにくくなり、光パワーの揺らぎが減少する。
【００７８】
導波路の終端部３８を斜めにした場合、終端部３８の角度θ4を、適当な範囲内にすることにより、近接場光強度を強くすることが出来る。図２９は、終端部３８の角度θ4と近接場光強度の関係を示す。この図に示すように、角度θ4を０度以上６０度以下にすることにより、斜めにしないときに比べ近接場光強度を強くすることが出来る。本実施例では、終端部３８の角度θ4は３０〜４０度とした。なお、金属構造体１の側面に表面プラズモンを励起するためには、導波路コア３の先端とスライダ浮上面の距離ｈ13は、金属構造体１の高さｈ3より十分小さくする必要がある。本実施例では、高さｈ13は０〜１００ｎｍとした。
【００７９】
導波路終端部３８には、図３０（ａ）に示すように、遮光膜３９を形成しても良い。遮光膜３９がない場合、導波路の終端から出射した光は、バックグラウンド光として媒体に照射される。その結果、媒体の広い範囲が加熱されてしまい、その部分において記録されたデータが消去されてしまう可能性がある。これに対し、遮光膜３９を形成することにより、バックグラウンド光の発生を抑えることが出来る。なお、スライダ浮上面１７から遮光膜３９までの距離ｈ16は０でも良いが、この場合、遮光膜のエッジ４０において光が散乱され、エッジ４０付近において光強度が強くなってしまう（エッジ４０近傍に局在光が発生する）。その結果、エッジ４０付近において媒体が加熱されてしまう。これを防ぐためには、遮光膜３９はスライダ浮上面１７から離すことが好ましい。本実施例では、導波路端部３８とスライダ浮上面の距離ｈ13を１５０ｎｍとし、スライダ浮上面１７から遮光膜３９までの距離ｈ16は５０ｎｍとした。
【００８０】
なお、遮光膜３９を形成する場合においても、図３０（ｂ）に示すように、導波路端部３８は斜めにしても良い。本実施例では、遮光膜の材質はＣｒ、終端部３８の角度θ4は３０〜４０度、導波路コア３の先端とスライダ浮上面の距離ｈ13は１００ｎｍとした。図３０（ｂ）の実施例ではスライダ浮上面１７から遮光膜３９までの距離ｈ16は０ｎｍとしたが、図３０（ａ）の実施例と同様に、遮光膜３９はスライダ浮上面１７から離すように配置しても良い（例えば、ｈ16＝５０ｎｍ）。遮光膜の材質は、光を反射もしくは吸収する材質であれば良く、金、銀、銅などの各種金属や合金、カーボンなどにしても良い。
【００８１】
上記実施例では、導波路コア３の幅は、導波路がシングルモード導波路（１つのモードのみ透過する導波路）になるように設定したが、幅を広くすることによりマルチモード導波路になるようにしても良い。マルチモードの場合、導波路中の光の強度分布は、必ずしも中心が一番強くなるような分布にならないが、その場合であっても、金属構造体１の側面に表面プラズモンを励起可能で、表面プラズモンを金属構造体下部２２に集めることにより、最終的にエネルギーを近接場光が発生する頂点部２０の一点に集中させることが出来る。このようにマルチモード導波路を利用すれば、導波路のコア３の幅が広くなる、すなわちモードフィールド径を大きくすることができるので、半導体レーザからの光を導波路に結合させる際、結合ロスを小さくすることが出来る。その結果、半導体レーザの強度を下げることが可能で、消費電力を下げることが出来る。本実施例では、マルチモード導波路として、例えば記録トラックの方向と垂直な方向のコア幅Ｗ1が９００ｎｍ、記録トラックの方向と平行な方向のコア幅Ｗ2が２００ｎｍの導波路、又はＷ1＝１０００ｎｍ、Ｗ2＝４００ｎｍである導波路を用いた（波長は７８０ｎｍ）。
【００８２】
ここで、主磁極２の高さｈ4と金属構造体１の高さｈ3の関係の最適条件について説明する。図３１は、金属構造体１の高さｈ3を９００ｎｍとしたときの、主磁極２の高さｈ4と近接場光強度の関係を示す。この図に示すように、主磁極２の高さｈ4が金属構造体１の高さｈ3よりも大きくなると近接場光強度が低下することが分かる。主磁極２の高さｈ4が金属構造体１の高さｈ3よりも大きい場合、導波路のクラッド１５に染み出すエバネッセント光が、主磁極２に当たり、散乱もしくは吸収されてしまう。そのため、光が金属構造体１に到達する前に導波路中の光強度が低下してしまい、近接場光発生効率が低下すると考えられる。このような磁極の影響を防ぐためには、主磁極２の高さｈ4は金属構造体１の高さｈ3よりも小さくするのが好ましく、本実施例では、ｈ3＝ｈ4＝９００ｎｍとした。
【００８３】
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３２（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部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。
【００８４】
また、主磁極の断面形状を長方形また台形にする場合、図３２（ｂ）に示すように、主磁極２の幅Ｗdを散乱体１の頂点部の幅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３２（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。
【００８５】
主磁極２は、図３２（ｃ）に示すように、近接場光が発生する頂点部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、その窪みに金属構造体１の頂点部２０の一部を入り込ませて形成することにより、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。
(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２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。
(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３３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。
【００８６】
本実施例では、主磁極の先端における幅はＷc＝１５０ｎｍ、Ｗd＝１２０ｎｍであるとし、窪ませた部分７９の窪み量Ｄは３０ｎｍとした。近接場光が発生する頂点部から、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部が主磁極の外側にあるときプラスとした）。また、記録点における磁界強度を増すために、図３２（ａ）に示すように、主磁極先端の断面形状を台形にしても良く、Ｗc＝１５０ｎｍ、Ｗd1＝１２０ｎｍ、Ｗd2＝１００ｎｍとしても良い。
【００８７】
上記実施例では、近接場光が発生する頂点部は主磁極の窪み７９内に入り込むようにした（ｓがマイナスになるようにした）が、必ずしも入り込ませなくても良く、例えば、ｓ＝０又は５ｎｍにしても良い。すなわち、近接場光が発生する頂点部を主磁極の窪み７９の近傍に配置しても良い。このような場合においても、窪みを形成しない場合に比べ、近接場光で加熱する位置おける磁界強度を大きくすることが出来る。
【００８８】
主磁極２に窪みを形成する場合、図３２（ｄ）に示すように、近接場光発生素子と反対側に出っ張り７８を形成しても良い。このようにすることにより、主磁極の断面積を大きくすることが出来るので、磁界強度を大きくすることが出来る。本実施例では、出っ張り７８の出っ張る量（Ｗg）は、窪み量Ｄと同じ３０ｎｍとした。
【００８９】
上記実施例では、主磁極周辺の材料をアルミナとしたが、主磁極周辺の材料を、非磁性体の導電性のある材質にしても良い。図３４の実施例では、主磁極２の横に金属層４１を形成した。金属層の材質はＣｒとし、金属層４１のｘ方向の幅（Ｗ8）は、主磁極の幅と同じ１５０ｎｍとし、ｙ方向の幅（Ｗ7）は５μｍとした。主磁極２の近接場光素子側の面と、主磁極横の金属層４１の近接場光素子側の面は、同一面上になるようにした。このように主磁極横の材料を金属にすると、近接場光素子で発生した熱が主磁極側に逃げやすくなり、素子の温度上昇を抑えることが出来る。上記実施例では、主磁極横の導電性を有する層４１の材質はＣｒとしたが、他の金属にしても良く、金、銀、銅、アルミニウム、チタン、タングステン、白金、イリジウム、タンタル、シリコンなどにしても良い。また、主磁極横の導電性を有する層４１の材料はＳｉＣなどの熱伝導率の高い非金属材料にしても良い。本実施例では、主磁極横の導電性を有する層４１のｘ方向の幅（Ｗ8）は、主磁極の幅と同じとしたが、異なるようにしても良く、例えば５００ｎｍにしても良い。主磁極横の導電性を有する層４１の高さｈ9は任意であるが、光利用効率を考慮すると、図３１に示す近接場光発生素子の高さｈ3と主磁極の高さの関係と同様に、主磁極横の導電性を有する層４１の高さｈ9が、近接場光を発生させる導電性構造体の高さｈ3以下になるようにするのが好ましい。本実施例では、近接場光を発生させる導電性構造体の高さｈ3を９００ｎｍとし、主磁極横の導電性を有する層４１の高さｈ9も９００ｎｍとした。
【００９０】
上記主磁極周辺の材料を、導電性のある材質にする場合において、図４２に示すように、近接場光を発生させる導電性構造体と主磁極横の導電性を有する層４１が接するようにしても良い。この実施例では、近接場光を発生させる導電性構造体の形状を、上部において幅が広くなる形状にし、近接場光発生素子の幅が広くなった部分３３と、主磁極横の導電性を有する層４１が、主磁極２に対して、近接場光素子側に張り出すようにすることで、近接場光発生素子と主磁極横の導電性を有する層４１を接触させた。このようにした場合、近接場光発生素子で発生した熱が、主磁極横の導電性を有する層４１に直接伝わるため、放熱性が向上し、近接場光発生素子の温度上昇を大幅に抑えることが可能になる。なお、このように、主磁極横の導電性を有する層４１と近接場光発生素子が接するようにする場合においても、図２３に示すように、近接場光を発生させる導電性構造体の上部と磁極が接するようにしても良い。このようにすることで、放熱性をさらに向上させることが出来る。
【００９１】
図３５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の構造を作製する方法を示した図で、図４及び図３２（ａ）、（ｂ）の構造を作製する方法を示す。ここでは、図８に示すような、近接場光が発生する頂点部２０の部分に、材料が他と異なる層４２を形成する場合について説明する。まず、図３５（ａ）に示すように、導波路のクラッド１５、コア３を形成後、その上に金属構造体１のメインの部分を形成するための金属層７３、材料が他と異なる層４２を形成するための金属層７４を成膜し、その上にリソグラフィにより、レジストパターン７０を形成した。次に、図３５（ｂ）に示すように、レジストパターン７０をマスクにして、金属層７３及び７４を、ドライエッチング装置を用いてエッチングし、金属構造体１を形成した。ここで、レジストパターン７０をマスクにすることに替えて、金属などのハードマスクをマスクにしてエッチングしても良い。
【００９２】
次に、図３５（ｃ）に示すように、金属構造体１の上に誘電体層７２を形成し、研磨により表面を平坦化した。次に、図３５（ｄ）に示すように、磁極となる磁性材料を成膜後、リソグラフィによりそれをパターニングし、主磁極２を形成した。リセス部２５を形成するためには、図３６（ａ）に示すように浮上面１７を形成後、図３６（ｂ）に示すように浮上面をドライエッチング装置でエッチングした。このとき、材料が他と異なる層４２の材質として、ドライエッチング時のエッチレートが小さな材料を用いることにより、頂点部２０以外の部分がエッチングされるようにした。
【００９３】
主磁極２の形状と金属構造体１の形状は同じにすることにより、図３７（ａ）〜（ｄ）に示すように、主磁極２を先に形成しても良い。まず図３７（ａ）に示すように、導波路のクラッド１５、コア３を形成後、その上に金属構造体１となる金属層７３、誘電体層７２、磁極材料の層７１を成膜し、その上にリソグラフィにより、レジストパターン７０を形成した。次に、図３７（ｂ）に示すように、レジストパターン７０をマスクにして、磁極材料の層７１を、イオンミリングや反応性イオンエッチング装置などのドライエッチング装置を用いてエッチングし、主磁極２を形成した。ここで、レジストパターン７０をマスクにすることに替えて、金属などのハードマスクをマスクにしてエッチングしても良い。次に、図３７（ｃ）に示すように、主磁極２又は、主磁極２をエッチングするために形成したマスクパターン（レジスト又はハードマスク）をマスクにして、金属層７３及び誘電体層７２をドライエッチング装置でエッチングし、金属構造体１を形成した。このとき、エッチング条件を調整することにより、金属構造体１の先端の断面形状が三角形になるようにした。図４及び図３２（ａ）のように、近接場光が発生する頂点部２０の幅Ｗbを、主磁極の幅Ｗdよりも小さくする場合、この後さらに、図３７（ｄ）に示すように、横方向から金属構造体１の部分をエッチングし、近接場光が発生する頂点部２０の幅Ｗbを小さくした。上記の方法では、主磁極２の位置と金属構造体１の位置は自動的に同一になる。したがって、主磁極２と金属構造体１の位置ずれの影響を無くすことが出来る。
【００９４】
図３８（ａ）〜（ｈ）は、図３２（ｃ）に示すように近接場光が発生する頂点部２０付近において、主磁極２に窪みが形成されている構造の作製方法を示す。まず図３８（ａ）に示すように、導波路のクラッド１５、コア３を形成後、その上に金属構造体１となる金属層７３を成膜し、その上にリソグラフィによりレジストパターン７０を形成した。次に、図３８（ｂ）に示すように、レジストパターン７０をマスクにして、金属層７３を、ドライエッチング装置を用いてエッチングし、金属構造体１を形成した。ここで、レジストパターン７０をマスクにすることに替えて、金属などのハードマスクをマスクにしてエッチングしても良い。次に、図３８（ｃ）に示すように、金属構造体１の上に第１の誘電体層７５を形成し、さらに、図３８（ｄ）に示すように、その上に第２の誘電体層７６を形成した。第１の誘電体層７５の厚さは、近接場光が発生する頂点部２０と磁極の距離（図３２（ｃ）中のＤ）となるようした。
【００９５】
次に、図３８（ｅ）に示すように、第２の誘電体層７６の表面を研磨により平坦化し、第２の誘電体層７６を、反応性イオンエッチング装置によりエッチングした。このとき、第１の誘電体層７５の材質は、反応性イオンエッチングでエッチングされにくい材質にした。近接場光が発生する頂点部２０において、第１の誘電体層７５がわずかに頭を出すようになったとき、エッチングを止めた。次に、図３８（ｆ）に示すように、主磁極となる磁性材料７１を上に成膜した。このとき、主磁極上部には出っ張り７８が形成されるが、この出っ張りはそのまま残しても良いし、研磨などにより平坦化することにより除去しても良い。次に、図３８（ｇ）に示すように、リソグラフィにより主磁極２を形成し、最後に図３８（ｈ）に示すように、主磁極周辺に誘電体もしくは非磁性の導電性を有する材料の層７７を形成した。以上の作製方法によれば、近接場光が発生する頂点部２０の位置に、位置合わせなしに窪みを形成することが出来る。
【００９６】
図３９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、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７８０ｎｍとした。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、散乱体の頂点部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５００倍となった。
【００９７】
図４０（ａ）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５ｎｍ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。図４０（ｂ）に示すように、半導体レーザ５５は、サスペンションのテール部５６の端にある配線用の端子５１付近に搭載した。半導体レーザ５５から発生した光は、サスペンション上に集積化されたポリマー導波路１０を介して、スライダ５に導入した。半導体レーザが搭載されたサスペンションのテール部の端は、アームの根元(e-block）横に配置される回路基板５２付近に配置した。半導体レーザ５５の駆動用ＩＣは、回路基板５２上に配置した。本実施例では、半導体レーザは、サスペンションのテール部の端に搭載したが、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。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素子又は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。
【００９８】
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４１に示すように、スライダの上に半導体レーザを直接配置しても良い。この実施例では、スライダ５の上面に、面発光レーザ６０が搭載されたサブマウント６１を配置した。サスペンションのフレクシャー部１６に穴を開け、面発光レーザが取り付けられたサブマントをその中に配置した。本実施例では、レーザとして面発光レーザを用いたが、端面発光型半導体レーザを用いても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１  近接場光発生素子（金属構造体）
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  頂点部
２１  金属構造体の上部
２２  金属構造体の下部
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  近接場光
２７  磁束を伝える磁極
２８  主磁極上部
２９  金属構造体の導波路側の側面
３０  導波路側面の誘電体層
３１  磁極先端のエッジ
３２  金属構造体のテーパー部
３３  金属構造体上部の幅が広くなった部分
３４  上下方向に幅が大きくなった部分
３５  金属構造体の磁極側の側面
３６  誘電体に接する部分
３７  金属構造体の幅が広くなった部分の下部
３８  導波路コア終端部
３９  遮光膜
４０  遮光膜のエッジ
４１  主磁極横の導電性を有する層
４２  材質が他と異なる層
４３  幅が変化する部分
４８  スポット径変換器
４９  ボイスコイルモータ
５０  ＦＰＣ
５１  配線用端子
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  サスペンションのテール部
６０  面発光レーザ
６１  サブマウント
７０  レジストパターン
７１  磁極材料の層
７２  誘電体層
７３  金属層
７４  金属層
７５  第１の誘電体層
７６  第２の誘電体層
７７  誘電体もしくは非磁性の金属層
７８  主磁極上部の出っ張り
７９  主磁極に形成された窪み
１０１  表面プラズモン
１０２  金属の散乱体
【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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【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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