(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から放出された光が伝送される導波路コアと、
前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、
前記固体含浸ミラーは、
前記導波路コアから伝送された光が入射される第１透過部と、
前記第１透過部を介して入射された光が透過する平板型の本体部と、
前記第１透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第１透過部で屈折された光を反射させる第１反射部と、
前記本体部の他側面に設けられ、前記第１反射部で反射された光を再反射させ、前記第１反射部の中心部に光スポットを形成する第２反射部と、
前記光スポットが形成される前記第１反射部の中心部に設けられた第２透過部とを具備し、
前記固体含浸ミラーは平板型であることを特徴とする近接場光発生装置。
【請求項２】
前記本体部の実効屈折率は、前記導波路コアの実効屈折率より大きいことを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生装置。
【請求項３】
前記本体部の厚さは、前記導波路コアの厚さより大きいことを特徴とする請求項２に記載の近接場光発生装置。
【請求項４】
前記導波路コアの一部が、前記本体部の上部に突設されることを特徴とする請求項３に記載の近接場光発生装置。
【請求項５】
前記第２反射部の設けられた前記本体部の他側面のうち、前記第１透過部の上部側面は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項３に記載の近接場光発生装置。
【請求項６】
前記本体部を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質の屈折率より大きいことを特徴とする請求項２に記載の近接場光発生装置。
【請求項７】
前記第１透過部は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項６に記載の近接場光発生装置。
【請求項８】
前記第１反射部及び第２反射部は、前記本体部の側面に金属薄膜により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生装置。
【請求項９】
前記第２透過部は、前記金属薄膜の貫通孔であって、その直径が前記光の波長と同じであるか、またはそれより小さいことを特徴とする請求項８に記載の近接場光発生装置。
【請求項１０】
前記第２透過部は、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の近接場光発生装置。
【請求項１１】
前記金属薄膜は、第２反射部で再反射されて形成された光スポットにより、表面プラズモン励起を起こすほどに導電性の高い金属であることを特徴とする請求項８に記載の近接場光発生装置。
【請求項１２】
前記金属薄膜の材質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌのうちから選択されたいずれか１つの金属であることを特徴とする請求項１１に記載の近接場光発生装置。
【請求項１３】
前記導波路コアと前記固体含浸ミラーとを挟んだ第１クラッド層及び／または第２クラッド層をさらに備え、前記第１クラッド層及び／または第２クラッド層を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質及び前記固体含浸ミラーを構成する物質の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生装置。
【請求項１４】
前記光源は、レーザダイオードであって、前記光源は、前記導波路コアに接触接合することを特徴とする請求項１に記載の近接場光発生装置。
【請求項１５】
磁気記録媒体に局所的に光を照射して記録密度を向上させる熱補助磁気記録ヘッドにおいて、
磁気記録のための漏れ磁束を発生させる記録ポールと、
前記記録ポールに隣接するように配置され、前記磁気記録媒体に磁場が加えられる前に光を照射する近接場光発生装置とを備え、
前記近接場光発生装置は、
光源と、
光の伝送される導波路コアと、
前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、
前記固体含浸ミラーは、
前記導波路コアから伝送された光が入射される第１透過部と、
前記第１透過部を介して入射された光が透過する平板型の本体部と、
前記第１透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第１透過部で屈折された光を反射させる第１反射部と、
前記本体部の他側面に設けられ、前記第１反射部で反射された光を再反射させ、前記第１反射部の中心部に光スポットを形成する第２反射部と、
前記光スポットが形成される前記第１反射部の中心部に設けられた第２透過部とを有し、
前記固体含浸ミラーは平板型であることを特徴とする熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１６】
前記本体部の実効屈折率は、前記導波路コアの実効屈折率より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１７】
前記本体部の厚さは、前記導波路コアの厚さより大きいことを特徴とする請求項１６に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１８】
前記導波路コアの一部が、前記本体部の上部に突設されることを特徴とする請求項１７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項１９】
前記第２反射部の設けられた前記本体部の他側面のうち、前記第１透過部の上部側面は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項１７に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２０】
前記本体部を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１６に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２１】
前記第１透過部は、負のパワーを有する曲面であることを特徴とする請求項２０に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２２】
前記第１反射部及び第２反射部は、前記本体部の側面に金属薄膜により形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２３】
前記第２透過部は、前記金属薄膜の貫通孔であって、その直径が前記光の波長と同じであるか、またはそれより小さいことを特徴とする請求項２２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２４】
前記第２透過部は、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部をさらに有することを特徴とする請求項２３に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２５】
前記金属薄膜は、第２反射部で再反射されて形成された光スポットにより、表面プラズモン励起を起こすほどに導電性の高い金属であることを特徴とする請求項２２に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２６】
前記金属薄膜の材質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌのうちから選択されたいずれか１つの金属であることを特徴とする請求項２５に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２７】
前記導波路コアと前記固体含浸ミラーとを挟んだ第１クラッド層及び／または第２クラッド層をさらに備え、前記第１クラッド層及び／または第２クラッド層を構成する物質の屈折率は、前記導波路コアを構成する物質及び前記固体含浸ミラーを構成する物質の屈折率より小さいことを特徴とする請求項１５に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【請求項２８】
前記光源は、レーザダイオードであって、前記光源は、前記導波路コアに接触接合することを特徴とする請求項１５に記載の熱補助磁気記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光発生装置とこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドとに係り、さらに詳細には、近接場光を発生させる平板型の固体含浸ミラーを具備した平板型の近接場光発生装置と、これを採用した熱補助磁気記録ヘッドとに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報記録分野で、記録密度を増大させるための研究が活発に進められている。記録密度が増大するにつれ、単位情報の記録される磁気記録媒体のビットサイズが縮小される。しかし、ビットサイズが縮小されるにつれ、磁気記録媒体からの信号磁場が小さくなるために、再生時に好ましい信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を確保するために、ノイズを低減させねばならない。かかるノイズは、主に記録媒体の磁化転移部のノイズであるから、記録ビットを構成する結晶粒のサイズを小さくし、転移ノイズを小さくすることにより、ＳＮＲを確保する。
【０００３】
一方、磁気記録媒体に記録された情報が安定的に維持されるためには、各結晶粒のスピンが熱揺動を受けずに、記録された方向をそのまま維持しなければならない。このためには、磁気異方性エネルギーの熱エネルギーに対する比、すなわちＫｕＶ／ｋＢＴが十分に大きい値（約６０以上）を有さなねばならない。ここで、Ｋｕは、磁気記録媒体の磁気異方性エネルギー密度、Ｖは、結晶粒のサイズ、ｋＢは、ボルツマン定数、Ｔは、絶対温度である。これによれば、小さい結晶粒を有する高密度記録媒体で熱的安定性を確保しようとするなら、一定の温度のもとでは、媒体の磁気異方性エネルギー密度が高くなければならない。磁気異方性エネルギー密度は、保磁力に比例するので、保磁力の大きい材料を磁気記録媒体として使用する必要がある。
【０００４】
しかし、熱的安定性のために保磁力の大きい材料を磁気記録媒体として使用する場合、磁気記録ヘッドで発生する磁場の強度の限界のために、記録が不可能であるという問題が発生する。
【０００５】
かかる問題を解決するために、熱補助磁気記録方式が開発されている。熱補助磁気記録とは、磁気記録媒体に局所的に熱を加えることによって保磁力を落とし、磁気記録ヘッドから印加された磁場により、容易に磁化させるものである。かかる熱補助磁気記録ヘッドにより、記録媒体の結晶粒を小さくしても、熱的安定性を確保できる。
【０００６】
磁気記録媒体に局所的に熱を加える方式として、レーザ光を照射する方式がある。
【０００７】
図１は、従来において提案された熱補助磁気記録ヘッド１を概略的に表した斜視図である。図示されているように、情報を磁気信号に変換して磁気記録媒体２に印加する記録部、磁気記録媒体２から記録されたビットを検出する再生素子９を備える再生部、そして熱補助のための光源６を備えた光学系から構成されている。前記記録部は、磁気記録媒体２に磁場を加える記録ポール３、記録ポール３と共に磁気回路を形成するリターンポール４、記録ポール３に磁場を誘導する誘導コイル５を具備する。磁気記録媒体２がＡ方向に動くとするとき、レーザダイオードのような光源６から出射されるレーザ光により、磁気記録媒体２には、光スポット７が形成され、磁気記録媒体２は、レーザ光により加熱された直後に保磁力が低くなった状態で、記録ポール３から発生した漏れ磁束により磁化される。このように記録された情報は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子のような再生素子９によって再生される。
【０００８】
前記熱補助磁気記録ヘッド１により高密度の記録を行おうとするなら、レーザ光により形成される光スポットが非常に小さくなければならない。たとえば、１ Ｔｂ／ｉｎ２の記録密度を具現しようとするなら、ほぼ５０ｎｍの直径を有する光スポットが要求される。これにより、近接場光を利用して小さい光スポットを得る熱補助磁気記録方式が研究されている。それらの研究は、一般的に光の半波長以下のサイズの開口で発生する近接場光を利用しようとするが、開口を利用する近接場光ヘッドの場合には、光の透過効率がきわめて低く、磁気ヘッドに集積させ難いという問題点がある。
【０００９】
一方、特許文献１には、二次元光学素子であるモードインデックス導波レンズにより具現された固体含浸レンズ（ＳＩＬ：Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ）を集積させた熱補助磁気記録ヘッドが開示されている。しかし、この場合、光学素子が多数の屈折面により構成されており、導波路コアとレンズとの界面で発生する進行波の散乱とモード変換とを抑制し難く、高い開口数（ＮＡ）を得難く、光軸から外れたビームに対して発生する収差が大きく、薄膜厚の変動によって焦点距離が大きく変わるという問題点がある。
【特許文献１】米国特許第６，５９４，４４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような問題点を克服しようと考案され、高い光透過効率と小さい光スポットとを有し、磁気記録ヘッドに集積化しやすい平板型の近接場光発生装置と、これを具備した熱補助磁気記録ヘッドとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明による近接場光発生装置は、光源と、光の伝送される導波路コアと、前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、前記固体含浸ミラーは、前記導波路コアから伝送された光が入射される第１透過部と、前記第１透過部を介して入射された光が透過する本体部と、前記第１透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第１透過部で屈折された光を反射させる第１反射部と、前記本体部の他側面に設けられ、前記第１反射部で反射された光を再反射させ、前記第１反射部の中心部に光スポットを形成する第２反射部と、前記光スポットが形成される前記第１反射部の中心部に設けられた第２透過部とを具備することを特徴とする。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明による熱補助磁気記録ヘッドは、磁気記録媒体に局所的に光を照射して記録密度を向上させるものであり、磁気記録のための漏れ磁束を発生させる記録ポールと、前記記録ポールに隣接するように配置され、前記磁気記録媒体に磁場が加えられる前に光を照射する近接場光発生装置とを備え、前記近接場光発生装置は、光源と、光の伝送される導波路コアと、前記導波路コアから伝送された光を利用して近接場光を発生させる固体含浸ミラーとを備え、前記固体含浸ミラーは、前記導波路コアから伝送された光が入射される第１透過部と、前記第１透過部を介して入射された光が透過する本体部と、前記第１透過部に対向する前記本体部の一側面に設けられ、前記第１透過部で屈折された光を反射させる第１反射部と、前記本体部の他側面に設けられ、前記第１反射部で反射された光を再反射させ、前記第１反射部の中心部に光スポットを形成する第２反射部と、前記光スポットが形成される前記第１反射部の中心部に設けられた第２透過部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドによれば、次のような効果を得ることができる。
【００１４】
第一に、近接場光発生装置を構成する光学系部品の小型化、軽量化、薄型化が可能であり、その構造が比較的簡単であり、近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドの製造工程を簡単にできる。
【００１５】
第二に、光源と導波路コアとの間のカップリング損失を除いては、光損失がほとんどないので、近接場光発生装置の光効率を向上させることができる。
【００１６】
第三に、屈折面が第１透過部だけにある反射光学系を使用することにより、光学収差（特に、色収差）を最小化できる。
【００１７】
第四に、固体含浸ミラーを使用することにより、光軸を外れて斜めに入射するビームに対する許容度が大きいので、コリメートレンズを使用せずとも光学系部品の数を減らすことができる。
【００１８】
第五に、屈折率の大きい物質を固体含浸ミラーの本体部として使用して開口数を大きくできるので、光スポットサイズを縮小することができる。
【００１９】
第六に、第２透過部にボウタイアンテナなどの構造を採用することにより、近接場光のビームサイズをさらに縮小させつつ、近接場光の強度をさらに強化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施例による近接場光発生装置と、これを採用した熱補助磁気記録ヘッドとについて詳細に説明する。
【００２１】
図２Ａは、本発明の第１実施例による近接場光発生装置２０の概略的な斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【００２２】
前記近接場光発生装置２０は、第１クラッド層２８と、前記第１クラッド層２８上に形成された導波路コア２１及び固体含浸ミラー２２と、光源４０とを備える。前記導波路コア２１と前記固体含浸ミラー２２との上には、第２クラッド層（図７の２９）がさらに積層されうる。
【００２３】
前記光源４０は、前記導波路コア２１の一側に結合され、前記導波路コア２１に光を放出する。前記光源４０は、一例としてレーザダイオードからなりうる。この場合、前記光源４０は、前記導波路コア２１に接触接合（ｂｕｔｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）されうる。すなわち、前記レーザダイオードの光放出領域が前記導波路コア２１の一側と直接接しうる。このように接触接合する場合、前記光源４０と前記導波路コア２１との間に別途の光学部品が必要ではなく、前記近接場光発生装置２０の構造を簡単にできる。
【００２４】
前記導波路コア２１は、平板型の透明部材であり、入射された光を前記固体含浸ミラー２２に伝送する。
【００２５】
前記導波路コア２１は、全反射現象を利用して光を伝送するので、前記第１クラッド層２８及び第２クラッド層２９の材質は、その屈折率が前記導波路コア２１をなす材質の屈折率より小さくなければならない。前記第１クラッド層２８及び第２クラッド層２９は、例えば、ＳｉＯ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３のうちからいずれか一つを選択でき、導波路コアの材料としては、例えば、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＴｉＯ３、ＧａＰ、Ｓｉのうち、いずれか一つを選択できる。導波路コアの材料としてＧａＰやＳｉを使用する場合、入射される光は、該材料で吸収率が高い可視光よりは、近赤外光の光であることが望ましい。本実施例で、前記第２クラッド層２９は、屈折率が１である空気層として図示されている。
【００２６】
前記固体含浸ミラー２２は、平板型の本体部２３と、前記本体部２３の側面に設けられた第１透過部２４及び第２透過部２５と、第１反射部２６及び第２反射部２７とを具備する。
【００２７】
前記導波路コア２１から伝送された光は、前記第１透過部２４を介して前記本体部２３に入射される。
【００２８】
前記本体部２３は、その実効屈折率が前記導波路コア２１の実効屈折率より大きいことが望ましい。前記実効屈折率とは、導波路に沿って進む光の速度に対する自由空間での光の速度の比を意味する。
【００２９】
導波路を介して光が伝送されるとき、光は、特定モードを有して伝播され、導波路に沿って進む光の実効屈折率は、モードによって変わる。また、導波路で許容されるモードは、導波路の形状によって変わる。平板型の導波路コアの場合、その厚さによって実効屈折率が変わる。
【００３０】
これは、図３Ａと図３Ｂとに図示されているように、シミュレーションを介して確認することができる。図３Ａは、図３Ｂに図示された導波路に４８８ｎｍの波長を有したレーザ光が入射されるとき、基本モードにおいて、コア６２の厚さによる実効屈折率Ｎｅｆｆを計算したグラフである。前記導波路は、平板型の第１クラッド層６１と、その上に積層されて厚さを異にする平板型のコア６２とからなる。前記コア６２の厚さが薄い側（厚さＨ１）は、本第１実施例の導波路コア（図２Ｂの２１）に該当し、前記コア６２の厚さが厚い側（厚さＨ２）は、本第１実施例の本体部（図２Ｂの２３）に該当する。
【００３１】
本計算で、前記第１クラッド層６１は、屈折率が１．４１３であるＳｉＯ２の材質からなっており、厚さｈが１，０００ｎｍである。前記コア６２は、屈折率が２．０４１であるＳｉ３Ｎ４の材質からなっており、その厚さは、５０ｎｍと４５０ｎｍとの間で変化する。
【００３２】
図３Ａについて述べれば、前記コア６２の厚さが厚いほど実効屈折率が大きくなり、たとえば、その厚さが１４０ｎｍであるとき、実効屈折率は、１．７９３であり、その厚さが３５０ｎｍであるとき、実効屈折率は、１．９７７になるということが分かる。
【００３３】
本第１実施例は、前述の導波路コアの厚さによる実効屈折率の変化を利用する。前記本体部２３は、前記導波路コア２１のような材質であり、前記導波路コア２１と一体でもって形成され、前記導波路コア２１と前記本体部２３とが物理的に分離されているのではない。しかし、前記本体部２３の厚さＨ２を前記導波路コア２１の厚さＨ１より大きくすることにより、前記本体部２３の実効屈折率は、前記導波路コア２１の実効屈折率より大きくなる。前記本体部２３は、一般的な薄膜工程を介して前記導波路コア２１と共に一体に積層された後、エッチング過程を経てその厚さを異ならせることができる。
【００３４】
前記導波路コア２１と前記本体部２３は、実効屈折率の差によって区分され、前記第１透過部２４は、前記導波路コア２１と前記本体部２３との光学的境界面を構成する。
【００３５】
前記本体部２３の前記第１透過部２４の上部側面２３ａは負のパワーを有する球面曲面により形成される。前記導波路コア２１と前記本体部２３との実効屈折率の差により、前記本体部２３は、導波路の観点から見るとき、モードインデックスレンズのような役割を果たし、前記負のパワーを有する曲面の影響により、前記第１透過部２４を通過した光は、屈折されて発散する。
【００３６】
前記第１反射部２６は、前記第１透過部２４に対向する前記本体部２３の一側面に設けられ、前記固体含浸ミラー２２の置かれた前記第１クラッド層２８に垂直な平面である。
【００３７】
前記第１反射部２６の中心部には、前記第２透過部２５が設けられる。
【００３８】
前記第１反射部２６と前記第２透過部２５は、エアーベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆｉｃｅ）（図７の１２）の一部をなし、磁気記録媒体（図７の９０）と対面する。前記第１反射部２６は、前記第１透過部２４で屈折された光を反射させる。
【００３９】
前記第２反射部２７は、前記本体部２３の他側面に設けられ、前記固体含浸ミラー２２の置かれた前記第１クラッド層２８に垂直な非球面の曲面である。前記第１反射部２６及び第２反射部２７は、金属薄膜から形成される。前記金属薄膜は、光を反射させるために、表皮厚さより厚いことが望ましい。
【００４０】
前記第２反射部２７は、前記第１反射部２６で反射された光を再反射させ、前記第２透過部２５に光スポットを形成する。
【００４１】
光スポットのサイズは、一般的に集光される光の波長に比例し、集光させる光学部材の開口数に反比例する。前述の固体含浸ミラー２２は、前記本体部２３が平板型の薄膜構造を有するので、材料選択の自由度が大きく、屈折率の大きい材料が選択されうる。また、前記第２反射部２５で再反射して光スポットを形成する光線のうち、最大傾斜角を有する光線と光軸との角度を大きくすることにより、前記固体含浸ミラー２２の開口数を大きくできる。これにより、前記光スポットのサイズを小さくできる。
【００４２】
前記第２透過部２５は、金属薄膜からなる前記第１反射部２６に形成された貫通孔である。さらに小さいビームサイズを有する近接場光を発生させるために、前記貫通孔の直径は、入射される光の波長と同じであるか、またはそれより小さくできる。この場合、光透過効率を増大させるために、前記第２透過部２５は、図４Ａと図４Ｂとに例示されているように、貫通孔２５ａ，２５ａ’と、前記貫通孔の中心部に向かって金属薄膜の一部が突出した少なくとも一つ以上の突出部２５ｂ，２５ｂ’とを有した構造により形成できる。前記貫通孔２５ａ，２５ａ’の基本的な形状は、図示されたような四角形であるか、またはそれ以外の多角形または円形からなることも可能である。
【００４３】
図４Ａを参照すれば、前記第２透過部２５は、２個の突出部２５ｂが前記第１反射部２６の長手方向であるＥ方向に突出しているボウタイアンテナ構造であり、前記２個の突出部２５ｂ間の間隔は、数ｎｍないし１００ｎｍとなる。前記第２透過部２５を介して電場の振動方向がＥ方向であるＴＥモード（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｄｅ）の光が通るとき、前記突出部２５ｂの二端は、振動する電場によって振動する電気双極子が誘導され、これにより、ＴＥモードの光が強化される。
【００４４】
前述のように、前記第２反射部２７で再反射され、前記第２透過部２５で光スポットを形成する光は、前記第２透過部２５を通過しつつ、集光された光のビームサイズがさらに小さくなって光強度がさらに強化されるので、近接場光を利用しやすくなる。
【００４５】
さらに、近接場光の強度をさらに強化させるために、前記第１反射部２６をなす金属薄膜の材質を導電性の高い金属により選択し、表面プラズモン励起（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）現象を利用できる。すなわち、前記第２透過部２５に結ばれる光スポットにより、前記開口２５ａ周囲の金属薄膜及び突出部２５ｂをなす金属薄膜に表面プラズモン励起が起き、透過する光の強度がさらに強化されうる。このための前記金属薄膜の材質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌのうちから選択されたいずれか１つの金属でありうる。
【００４６】
前述の近接場光発生装置２０は、ＳＩＬを採用した従来の近接場光発生装置に比べ、屈折面が第１透過部２４だけにある反射光学系である平板型固体含浸ミラー２２を使用することにより、光学収差（特に、色収差）を最小化できる。また、前記近接場光発生装置２０内のモード変換による散乱が起こりうる屈折面は、第１透過部２４の一面だけであるので、光源４０と導波路コア２１との間のカップリング損失を除いては、光損失がほとんどないので、近接場光発生装置２０の光効率を上昇させることができる。さらに、平板型固体含浸ミラー２２は、光軸を外れて斜めに入射するビームに対する許容度が大きいので、コリメートレンズを別途に具備せずに光学部品の数を減らすことができる。
【００４７】
図５Ａは、本発明の第２実施例による近接場光発生装置２０’の概略的な斜視図であり、図５Ｂは、図５ＡのＶ−Ｖ線の断面図である。
【００４８】
本第２実施例の近接場光発生装置２０’の構成及び動作の主なところは、前の第１実施例による近接場光発生装置の構成及び動作と同一なので省略し、差異点を中心に詳細に説明する。
【００４９】
第１実施例の場合、図２Ａを参照すれば、導波路コア２１は、光の伝送される光源４０と第１透過部２４との間の部分だけを残してエッチングなどの工程を介して除去される。その結果、前記固体含浸ミラー２２の前記本体部２３の側面と前記導波路コア２１は、前記第１透過部２４を除いて互いに分離される。一方、本第２実施例では、導波路コア２１の前記固体含浸ミラー２２’外郭に隣接した部分が除去されていない。従って、本第２実施例の場合、前記導波路コア２１’から突出した部分の側面だけが、第２反射部が形成される前記本体部２３の他側面になる。また、前記導波路コア２１’の前記光源４０から遠い方向に位置した端部は、ＡＢＳ（図７の１２）の一部をなし、前記第１反射面を形成する金属薄膜は、前記導波路コア２１’の前記端部まで延びる。
【００５０】
図６Ａは、本発明の第３実施例による近接場光発生装置３０の概略的な斜視図であり、図６Ｂは、図６ＡのＶＩ−ＶＩ線の断面図である。
【００５１】
前記第３実施例の近接場光発生装置３０の構成及び動作の主なところは、前の第１実施例及び第２実施例による近接場光発生装置の構成及び動作と同一なので省略し、差異点を中心に詳細に説明する。
【００５２】
図面を参照すれば、前記近接場光発生装置３０は、第１クラッド層３８と、前記第１クラッド層３８上に積層された平板型の導波路コア３１及び固体含浸ミラー３２と、光源４０とを備える。
【００５３】
前記固体含浸ミラー３２は、前記導波路コア３１の他側と接しており、本体をなす平板型の本体部３３と、前記本体部３３の側面をなす第１透過部３４及び第２透過部３５と、第１反射部３６及び第２反射部３７とを具備する。
【００５４】
本第３実施例では、前述の第２実施例とは異なり、前記本体部３３の厚さは、前記導波路コア３１の厚さと同じであるが、前記本体部３３を構成する物質は、その屈折率が前記導波路コア３１を構成する物質の屈折率より大きい。また、前記第１透過部３４は、前記本体部３３と前記導波路コア３１との間の境界面で、前記第１反射部３６に向かって凸型に、すなわち負のパワーを有する曲面である。従って、前記本体部３３は、導波路の観点から見るとき、モードインデックスレンズのような役割をする。
【００５５】
前記導波路コア３１から伝送された光は、前記第１透過部３４を介して前記本体部３３に入射され、前記第１透過部３４で屈折された光は、前記第１反射部３６に向かって発散する。
【００５６】
次に、本発明による近接場光発生装置を採用した熱補助磁気記録ヘッドについて詳細に説明する。
【００５７】
図７は、本発明の一実施例による熱補助磁気記録ヘッド１０の概略的な断面図である。
【００５８】
図面を参照すれば、本発明の実施例による熱補助磁気記録ヘッド１０は、基板１１と、前記基板１１の一面に配置される近接場光発生装置２０と、前記近接場光発生装置２０に隣接して配置される記録部５０とを備える。前記記録部５０は、磁気記録媒体９０を磁化させる記録ポール５１と、前記記録ポール５１から所定距離ほど離隔されたリターンポール５２と、前記記録ポール５１と前記リターンポール５２とを磁気的に連結する連結部５３と、前記記録ポール５１に磁場を誘導する誘導コイル５４とを備える。また、前記熱補助磁気記録ヘッド１０は、再生素子５５をさらに備え、記録と共に再生を行える磁気ヘッドになりうる。参照番号５６、５７、５８は、非磁性体の材質からなる絶縁層を表し、参照番号５９は、前記リターンポール５２と共にストレイフィールド（ｓｔｒａｙ ｆｉｅｌｄ）を遮蔽するシールド層を表す。
【００５９】
前記近接場光発生装置２０の端部、前記記録ポール５１の端部、前記リターンポール５２の端部、及び前記再生素子５５の端部は、前記磁気記録媒体９０と対向する前記磁気記録ヘッド１０のＡＢＳ １２の一部をなす。
【００６０】
前記近接場光発生装置２０は、前記基板１１に設置される光源４０と、前記光源４０に隣接して前記基板１１に順次に積層される第１クラッド層２８、導波路コア２１及び固体含浸ミラー２２と、第２クラッド層２９とを備える。前記近接場光発生装置２０は、前記の第１実施例ないし第３実施例を介して説明したので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００６１】
前記熱補助磁気記録ヘッド１０は、磁気記録媒体９０との相対的な運動により発生する空気動圧により、前記磁気記録媒体９０に対して所定距離Ｄほど離隔された状態で前記磁気記録媒体９０に磁気記録を行う。参照符号Ｂは、磁気記録ヘッド１０に対する磁気記録媒体９０の相対的な移動方向を表す。
【００６２】
前記近接場光発生装置２０は、回折限界以下のビームサイズを有する近接場光Ｌを磁気記録媒体９０に照射する。このとき、前記近接場光Ｌは、距離によって急激に消滅するので、前記ＡＢＳ １２と前記磁気記録媒体９０との間の距離Ｄは、数ｎｍないし１００ｎｍほどに維持されることが望ましい。
【００６３】
前記磁気記録媒体９０は、一般的にベース９１と、前記ベース９１上に積層される軟磁性体層９２と、前記軟磁性体層９２上に積層されて強磁性体となる記録層９３とによって設けられる。
【００６４】
前記近接場光発生装置２０から照射される近接場光Ｌは、前記記録層９３を局所的に加熱して保磁力を下げる。前記磁気記録媒体９０がＢ方向に移動するにつれ、局所的に加熱された領域は、直ちに前記記録ポール５１の端部方向に移り、前記記録ポール５１の端部で発生する漏れ磁束によって磁化される。前記漏れ磁束は、前記誘導コイル５４により誘導された磁束であり、磁場の方向を変えることにより、前記記録層の磁化ベクトルを順次に変えて情報を記録する。前記誘導された磁束は、前記記録ポール５１を出てきて前記軟磁性体層９２を通り、前記リターンポール５２と前記連結部５３とを通り過ぎる閉ループＭをなす。
【００６５】
本実施例では、前記基板１１上に前記近接場光発生装置２０と前記記録部５０とが順次に積層されているが、積層される順序が変わることもある。ただし、その場合も、記録ポールにより磁気記録される前に近接場光発生装置により加熱されるように磁気記録媒体が移動する。また、図示された熱補助磁気記録ヘッド１０は、垂直磁気記録方式であるが、これに限定されずに、水平磁気記録方式にも本発明は適用可能である。
【００６６】
前述の近接場光発生装置は、平板型の光学系として具現されるので、近接場光発生装置を構成する光学系部品の小型化、軽量化、薄型化が可能であり、薄膜磁気記録ヘッドに共に一般的な薄膜工程を介して製造可能である。
【００６７】
かかる本願発明の近接場光発生装置及びこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドは、理解を助けるために図面に図示された実施例を参考に説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当分野における当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるということを理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決まるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の近接場光発生装置とこれを採用した熱補助磁気記録ヘッドは、例えば、情報記録関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来の熱補助磁気記録ヘッドの概略的な斜視図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図３Ａ】導波路コアの厚さによる実効屈折率の変化を表すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ａのシミュレーションに使われた導波路の構造を表す断図面である。
【図４Ａ】本発明による近接場光発生装置の第２透過部を表す図面である。
【図４Ｂ】本発明による近接場光発生装置の第２透過部を表す図面である。
【図５Ａ】本発明の第２実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＶ−Ｖ線の断面図である。
【図６Ａ】本発明の第３実施例による近接場光発生装置の概略的な斜視図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＶＩ−ＶＩ線の断面図である。
【図７】図２Ａの近接場光発生装置を採用した熱補助磁気記録ヘッドの概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１０  磁気記録ヘッド
２，９０  磁気記録媒体
３，５１  記録ポール
４，５２  リターンポール
５，５４  誘導コイル
６，４０  光源
７  光スポット
９  再生素子
１１  基板
１２  エアーベアリング面
２０，２０’，３０  近接場光発生装置
２１，２１’，３１  導波路コア
２２，２２’，３２  固体含浸ミラー
２３，３３  本体部
２３ａ  上部側面
２４，３４  第１透過部
２５，３５  第２透過部
２５ａ，２５ａ’  貫通孔
２５ｂ，２５ｂ’  突出部
２６，２６’，３６  第１反射部
２７，２７’，３７  第２反射部
２８，３８，６１  第１クラッド層
２９  第２クラッド層
５０  記録部
５３  連結部
５５  再生装置
５６，５７，５８  絶縁層
５９  シールド層
６２  コア
９１  ベース
９２  軟磁性体層
９３  記録層
Ｂ  磁気記録媒体の相対的な移動方向
Ｄ  所定距離
Ｈ１，Ｈ２  コアの厚さ
Ｌ  近接場光
Ｍ  閉ループ
ｈ  第１クラッド層の厚さ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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