(57)【要約】  本発明は、光効率の良い高さの低い光ヘッド及びこの光ヘッドを用いた光記録装置を提供する。このために、光ヘッドは、光源より光を導く線状導光体から出射する光を一方の端面から入射し他方の端面から該光を出射し、該光が出射する前記端面から離れた位置に光スポットを形成するために設けられた屈折率分布型レンズと、前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面と前記光スポットを形成する位置との間にある前記屈折率分布型レンズから出射する光を偏向する光路偏向手段と、少なくとも前記屈折率分布型レンズ及び前記光路偏向手段を設け記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、を備えていることを特徴とする。
2008001594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より光を導く線状導光体から出射する光を一方の端面から入射し他方の端面から該光を出射し、該光が出射する前記端面から離れた位置に光スポットを形成するために設けられた屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面と前記光スポットを形成する位置との間にある前記屈折率分布型レンズから出射する光を偏向する光路偏向手段と、
少なくとも前記屈折率分布型レンズ及び前記光路偏向手段を設け記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、を備えていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記屈折率分布型レンズは、第１の屈折率分布を有する第１の屈折率分布型レンズと、第２の屈折率分布を有する第２の屈折率分布型レンズと、からなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記光路偏向手段は、プリズムであることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面から前記光スポットを形成する前記位置までの光路長は、次の条件式を満足することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項の何れか一項に記載の光ヘッド。
０．５×ｄ×ｎ  ＜  ｓ  ＜  ｎ×（ｂ＋（ｂ2＋ｆ2）1/2）
但し、
ｄ：屈折率分布型レンズの直径
ｓ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路長ｂ：屈折率分布型レンズと光偏向手段とが並ぶ方向のスライダの長さ
ｎ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路における媒質の屈折率
ｆ：スライダが浮上する方向で、光スポットが形成される位置から、スライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さ
【請求項５】
前記線状導光体の直径と前記屈折率分布型レンズの直径とは、ほぼ同じであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項６】
少なくとも前記屈折率分布型レンズを固定するベンチを有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記ベンチと前記光路偏向手段とが一体に構成されていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記線状導光体から出射する光は、前記光スポットを形成する位置まで空気層を通過しないことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記スライダは、前記光スポットが形成される光入射面を持ち、入射した前記光スポットを導波して前記記録媒体に照射する光導波路を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記光導波路の光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記光スポットが形成される面は、前記スライダの前記記録媒体に対峙する面であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第８項の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記光スポットが形成され光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の光ヘッド。
【請求項１３】
請求の範囲第１項乃至第１２項の何れか一項に記載の光ヘッドに、磁気記録素子を有することを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項１４】
記録媒体と、
請求の範囲第１項乃至第１２項の何れか一項に記載の光ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【請求項１５】
記録媒体と、
請求の範囲第１３項に記載の光磁気ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ヘッド、光磁気ヘッド及び光記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録方式では、記録密度が高くなると磁気ビットが外部温度等の影響を顕著に受けるようになる。このため高い保磁力を有する記録媒体が必要になるが、そのような記録媒体を使用すると記録時に必要な磁界も大きくなる。記録ヘッドによって発生する磁界は飽和磁束密度によって上限が決まるが、その値は材料限界に近づいており飛躍的な増大は望めない。そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する方式が提案されている。この方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。【０００３】
熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましい。また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方式は光アシスト式と呼ばれている。光アシスト式で超高密度記録を行う場合、必要なスポット径は２０ｎｍ程度になるが、通常の光学系では回折限界があるため、光をそこまで集光することはできない。【０００４】
そのため、入射光波長以下のサイズの光学的開口から発生する近接場光を利用する近接場光ヘッドも利用されているが、従来の近視野光ヘッドは光効率が悪い、という課題があった。このような課題を解決するため、以下の方法がある。【０００５】
ギャップを介して対向配置された一対の構造体と、ギャップの間隔よりも長い波長の光を照射する光照射手段と、一対の構造体に磁界を与える磁界付与手段と、を備え、光照射手段によりギャップの一方の側に光を照射することによりギャップの他方の側に近接場光が生じ、磁界付与手段から一対の構造体に磁界を与えることにより、ギャップから記録磁界が発生し、磁気記録媒体に近接場光を照射することにより加熱昇温した状態で記録磁界により情報を磁気的に書き込み可能とした光アシスト磁気記録ヘッドがある（特許文献１参照）。【０００６】
基板上に形成されたスライダと、基板上に形成された、入射光波長以下のサイズの光学的開口と、を持ち、スライダと記録媒体表面との相対運動から発生する浮上力によって記録媒体表面から一定距離で浮上し、光学的開口から発生する近視野光（近接場光）を介して記録媒体表面と相互作用を持つことによって、情報の記録あるいは再生あるいはその両者を行う近視野光ヘッドにおいて、基板上の光学的開口の周辺に金属から成る凹凸構造が周期的に存在し、光学的開口が、スライダ底面で規定される平面内にほぼ位置し、凹凸構造の凸部が、スライダ底面で規定される平面に対して光の入射側に位置している近視野光ヘッドがある（特許文献２参照）。【０００７】
また、作動距離を大きく保ちつつ結合損失を低減させることが可能で、且つモジュール組み立て性の良い、光ファイバーの一端に少なくとも１つの発光源の開口数ＮＡｓよりも大きな開口数ＮＡを持つＧＲＩＮレンズ（ＧＲＡＤＥＤ  ＩＮＤＥＸ  レンズ、分布屈折率レンズ）を融着接合した光ファイバー結合部品がある（特許文献３参照）。これは、光の逆進性より、光ファイバーに導光される光を、低損失で且つ光ファイバーに溶着接合された大きな開口数を持つＧＲＩＮレンズより、作動距離が大きく保たれた収束光として出射することができる。
【特許文献１】特開２００２−２９８３０２号公報
【特許文献２】特開２００３−６９１３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１５０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されてある光アシスト磁気記録ヘッドにおいては、近接場光を生じるギャップに光を照射することに関して、スライダの上部には溝が刻まれ、その溝に光ファイバーが埋設され、光ファイバーから放出された光ビームは、光プリズムにより反射され、透明誘電体ブロックを透過してギャップ付近において光スポットを形成するように照射される、とある。従って、光ファイバー端から出射した光が近接場光を生じるギャップまでの空間で広がることに関しての記述がなく、光ファイバー端から出射した光の利用効率の低下が十分に予測できる。【０００９】
特許文献２に記載されてある近視野光ヘッドにおいては、光ファイバーから出射する光はミラー面で反射され、マイクロレンズで集光され近視野光発生器に照射されることが記載されている。この場合、ミラーの偏向面及びマイクロレンズの入射面での光損失が大きく、光ファイバー端から出射した光の利用効率が良好とは言い難いと考えられる。また、マイクロレンズの光軸がスライダが空気浮上する方向と同じとなる構成のため近視野光ヘッドを薄くすることが困難である。【００１０】
特許文献３に記載されてある光ファイバー結合部品においては、光の逆進性より、光ファイバーにより導光される光を大きな開口数を持つＧＲＩＮレンズでもって、例えば、発光源であるＬＤ（ＬＡＳＥＲ  ＤＩＯＤＥ）の発光点に匹敵する大きさの光スポットに収束することができる。この時の作動距離（光の出射端面より光スポットまでの距離）は、高い結合効率が得られる距離として３０μｍとする記述がある。この光ファイバー結合部品を光ヘッドに利用する場合、光ファイバーから出射する光を出射方向に対して、例えば、略９０°に偏向しようとすると、プリズム等の光路偏向手段を設けることが必要となる。この光路偏向手段の光路長は、光路偏向手段、例えばプリズムとすると、このプリズムを成す材料の屈折率に上記の３０μｍを掛け合わせた程度以下とする必要となるが、このような光路偏向手段を構成することは困難である。【００１１】
また、近年、例えばＨＤＤ（ＨＡＲＤ  ＤＩＳＫ  ＤＲＩＶＥ）の様な記録装置の高密度情報記録が進むに伴い、再生記録を行うヘッドの小型化、ヘッドを構成するスライダの小型化が望まれている。スライダのサイズは、国際ディスクドライブ協会（ＩＤＥＭＡ、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＤＩＳＫ  ＤＲＩＶＥ  ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ  ＡＮＤ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＯＮ）スタンダードとして標準化されている。サイズの大きい順からミニ・スライダ、マイクロ・スライダ、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダと命名されている。これらのスライダの中で、大きさの観点から現在注目されているスライダは、ナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダである。これらのスライダの大きさ（サイズ）と質量を表１に示す。【００１２】
【表１】
2008001594.tif 000003
【００１３】
更に、高密度情報記録においては、上記のスライダの大きさから分かるように１枚のディスク上の情報の高密度化は勿論であり、更にディスクを多層配置する、又はできるだけ小型の筐体に収納することで空間的に高密度化することも必要である。例えば、多層のディスク配置を想定した場合、ディスク同士の間隔はできるだけ小さいことが要望され、表１で示したスライダの厚みを含めた光ヘッドの厚みは、１．５ｍｍ程度以下とすることが望まれている。【００１４】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光効率の良い高さの低い光ヘッド及びこの光ヘッドを用いた光記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
１．  光源より光を導く線状導光体から出射する光を一方の端面から入射し他方の端面から該光を出射し、該光が出射する前記端面から離れた位置に光スポットを形成するために設けられた屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面と前記光スポットを形成する位置との間にある前記屈折率分布型レンズから出射する光を偏向する光路偏向手段と、
少なくとも前記屈折率分布型レンズ及び前記光路偏向手段を設け記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、を備えていることを特徴とする光ヘッド。
２．  前記屈折率分布型レンズは、第１の屈折率分布を有する第１の屈折率分布型レンズと、第２の屈折率分布を有する第２の屈折率分布型レンズと、からなることを特徴とする１に記載の光ヘッド。
３．  前記光路偏向手段は、プリズムであることを特徴とする１又は２に記載の光ヘッド。
４．  前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面から前記光スポットを形成する前記位置までの光路長は、次の条件式を満足することを特徴とする１乃至３の何れか一に記載の光ヘッド。
０．５×ｄ×ｎ  ＜  ｓ  ＜  ｎ×（ｂ＋（ｂ2＋ｆ2）1/2）
但し、
ｄ：屈折率分布型レンズの直径
ｓ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路長ｂ：屈折率分布型レンズと光偏向手段とが並ぶ方向のスライダの長さ
ｎ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路における媒質の屈折率
ｆ：スライダが浮上する方向で、光スポットが形成される位置から、スライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さ
５．  前記線状導光体の直径と前記屈折率分布型レンズの直径とは、ほぼ同じであることを特徴とする１乃至４の何れか一項に記載の光ヘッド。
６．  少なくとも前記屈折率分布型レンズを固定するベンチを有することを特徴とする１乃至５の何れか一に記載の光ヘッド。
７．  前記ベンチと前記光路偏向手段とが一体に構成されていることを特徴とする６に記載の光ヘッド。
８．  前記線状導光体から出射する光は、前記光スポットを形成する位置まで空気層を通過しないことを特徴とする１乃至７の何れか一に記載の光ヘッド。
９．  前記スライダは、前記光スポットが形成される光入射面を持ち、入射した前記光スポットを導波して前記記録媒体に照射する光導波路を備えていることを特徴とする１乃至８の何れか一に記載の光ヘッド。
１０．  前記光導波路の光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする９に記載の光ヘッド。
１１．  前記光スポットが形成される面は、前記スライダの前記記録媒体に対峙する面であることを特徴とする１乃至８の何れか一に記載の光ヘッド。
１２．  前記光スポットが形成され光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする１１に記載の光ヘッド。
１３．  １乃至１２の何れか一項に記載の光ヘッドに、磁気記録素子を有することを特徴とする光磁気ヘッド。
１４．  記録媒体と、
１乃至１２の何れか一に記載の光ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
１５．  記録媒体と、
１３に記載の光磁気ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、線状導光体と屈折率分布型レンズとを直線上に並べた状態でその延長線上に光スポットを形成することができ、光路偏向手段を備えていることから、光路を９０°に偏向することができる。よって、記録媒体面と平行に線状導光体と屈折率分布型レンズとを設け、記録媒体面対して垂直方向に光を収束させて光スポットを形成する構成とすることができる。更に、線状導光体と屈折率分布型レンズと光路偏向手段である、例えば、プリズムの光入射端面とを光損失の少ない密着状態で構成とすることができる。【００１７】
従って、光効率の良い高さの低い光ヘッド及びこの光ヘッドを用いた光記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光記録装置の例を示す図である。
【図２】光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【図３】ベンチの例を示す図である。
【図４】光導波路の例を示す図である。
【図５】プラズモンプローブの例を示す図である。
【図６】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図７】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図８】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図９】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図１０】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図１１】光ヘッドの構成の一例を示す断面図である。
【図１２】光ヘッドの構成の一例を示す断面図及びプリズム部分の斜視図である。
【図１３】光ヘッドの構成の一例を示す断面図及びプリズム部分の斜視図である。
【符号の説明】
【００１９】
２  ディスク
１１  光ファイバー（線状導光体）
１２、１３  屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）
３  光磁気ヘッド
１４  プリズム
１５  スライダ
１６  光アシスト部（光導波路）
１７  磁気記録部
１８  磁気再生部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係わる光ヘッドに磁気記録素子を有する光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光記録装置等を図面を参照しつつ説明する。尚、各実施の形態の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複の説明を適宜省略する。【００２１】
図１に光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光記録装置（例えばハードディスク装置）の概略構成例を示す。この光記録装置１Ａは、記録用のディスク（磁気記録媒体）２と、支軸５を支点として矢印Ａの方向（トラッキング方向）に回転可能に設けられたサスペンション４と、サスペンション４に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ６と、サスペンション４の先端に取り付けられた光アシスト式磁気記録ヘッド（以下、光磁気ヘッドと称する。）３と、ディスク２を矢印Ｂの方向に回転させるモータ（図示しない）と、トラッキング用のアクチュエータ６やモータ及び記録等を制御する制御部７を筐体１の中に備えており、光ヘッド磁気３がディスク２の上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。【００２２】
図２は、光磁気ヘッド３の一例を示している。光磁気ヘッド３は、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光磁気ヘッドであって、光磁気ヘッド３に光を導光する線状導光素子である光ファイバー１１と、ディスク２の被記録部分を近赤外レーザー光でスポット加熱するための光アシスト部（光導波路）１６と、光ファイバー１１から出射する近赤外レーザー光を光アシスト部１６に導く屈折率分布型レンズ１２、１３及び光路偏向手段であるプリズム１４で構成される光学系と、ディスク２の被記録部分に対して磁気情報の書き込みを行う磁気記録部１７と、ディスク２に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生部１８と、を備えている。【００２３】
なお、図２ではディスク２の記録領域の進入側から退出側（図の→方向）にかけて、磁気再生部１８、光導波路１６、磁気記録部１７の順に配置されているが、配置順はこれに限らない。光導波路１６の退出側直後に磁気記録部１７が位置すればよいので、例えば、光導波路１６、磁気記録部１７、磁気再生部１８の順に配置してもよい。【００２４】
光ファイバー１１により導光される光は、例えば、半導体レーザーより出射される光であり、その光の波長は１．２μｍ以上の近赤外波長（近赤外帯域としては、０．８μｍから２μｍ程度であり、具体的なレーザー光の波長としては、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ等が挙げられる。）が好ましい。光ファイバー１１の端面から出射した近赤外レーザー光は、光学系（屈折率分布型レンズ１２、１３及びプリズム１４）によって、スライダ１５に設けられた光導波路１６の上面に集光され、この光アシスト部を成す光導波路１６を通って光磁気ヘッド３からディスク２に向けて出射する。【００２５】
スライダ１５は浮上しながら磁気記録媒体に対して相対的に移動するが、媒体に付着したごみや、媒体に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダの材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Ａｌ2０3を含むセラミック材料、例えばＡｌＴｉＣやジルコニア、ＴｉＮなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ１５のディスク２側の面に耐摩耗性を増すために表面処理を行っても良い。例えば、ＤＬＣ（ＤＩＡＭＯＮＤ  ＬＩＫＥ  ＣＡＲＢＯＮ）被膜を用いると、近赤外光の透過率も高く、ダイヤモンドに次ぐＨｖ＝３０００以上の硬度が得られる。【００２６】
また、スライダ１５のディスク２と対峙する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面（ＡＢＳ（ＡＩＲ  ＢＥＡＲＩＮＧ  ＳＵＲＦＡＣＥ）面とも称する。）を有している。【００２７】
光磁気ヘッド３から出射した近赤外レーザー光が微小なスポットとしてディスク２に照射されると、ディスク２の照射された部分の温度が一時的に上昇してディスク２の保磁力が低下する。その保磁力の低下した状態の照射された部分に対して、磁気記録部１７により磁気情報が書き込まれる。この光ヘッド３の光学系に関して以下に説明する。【００２８】
屈折率分布型レンズ１２，１３に関して説明する。屈折率分布型レンズ（ＧＲＡＤＥＤ  ＩＮＤＥＸ  ＬＥＮＳ、以下、「ＧＲＩＮレンズ」と略す。）は、屈折率が一様でない（中心に近いほど屈折率が大きい）媒質を用いたレンズで、屈折率が連続的に変化することでレンズ作用をする円柱形状のレンズである。具体的なＧＲＩＮレンズは、例えば、ＳｉＧＲＩＮ（登録商標）（シリカグリン、東洋ガラス（株））がある。ＧＲＩＮレンズの半径方向の屈折率分布ｎ（ｒ）は、次式（１）で表される。
ｎ（ｒ）＝Ｎ０＋ＮＲ２×ｒ2                （１）
但し、
ｎ（ｒ）：中心からの距離ｒの位置の屈折率
Ｎ０：中心部の屈折率
ＮＲ２：ＧＲＩＮレンズの集光能力を表わす定数
ＧＲＩＮレンズは、半径方向に屈折率分布を持っていることから光軸を合わせることが容易であるという特徴を持っている。このため、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３との光軸を容易に合わせることができる。また、光ファイバー１１が石英からなる場合、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を成す材料も光ファイバー１１と同様であることから、これらを溶融処理により接合して一体化することができる。この接合により、取り扱いが容易となると同時に、光ファイバー１１、ＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３それぞれが接する面での光損失が抑えられ光ファイバーにより導光された光を効率良くＧＲＩＮレンズ１３より出射することができる。【００２９】
屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３は、光ファイバー１１により導光された光をＧＲＩＮレンズ１３の光出射面より離れた位置に収束して光スポットを形成する構成としている。ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３それぞれのＮＡは異なっており、ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３を選択し、また、組み合わせ、それぞれの長さを適宜決めることで、屈折率分布型レンズが占める長さ、屈折率分布型レンズの光出射面から光スポット位置までの距離を決めることができる。【００３０】
屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの距離は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．５×ｄ×ｎ  ＜  ｓ  ＜  ｎ×ｂ＋ｎ×（ｂ2＋ｆ2）1/2          （２）
但し、
ｄ：屈折率分布型レンズの直径
ｓ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路長ｂ：屈折率分布型レンズと光偏向手段とが並ぶ方向のスライダの長さ
ｎ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路における媒質の屈折率
ｆ：スライダが浮上する方向で、光スポットが形成される位置から、スライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さである。【００３１】
条件式（２）は、長さをｂとするスライダの上に、少なくとも屈折率分布型レンズ及び１つの光路偏向手段を設け、光スポットをスライダの上面又は下面に形成する構成を可能とする、屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの距離の許容範囲を規定している。【００３２】
条件式（２）の下限を超えると、光路を偏向するプリズム等の光路偏向手段を設けることができない。また、条件式（２）の上限を超えると、長さをｂとするスライダの上面に光束を収束する屈折率分布型レンズ及びプリズム等の１つの光路偏向手段でもって光スポットを所望の位置であるスライダの上面又は下面に形成することができない。【００３３】
条件式（２）で示すスライダの長さｂは、表１で示したナノ・スライダ、ピコ・スライダ、フェムト・スライダの大きさ（長さ）が適用できる。高さｆは、必要とする光ヘッドの高さより適宜決めればよく、例えば、概ね１ｍｍ程度である。【００３４】
屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３の直径と光ファイバー１１の直径とが±１０％程度にほぼ同じことが好ましく、同じであることがより好ましい。上記の通り光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３は、溶融処理により接合することができるため、それぞれがほぼ同じ直径とすると直径の中心を合わせて接合する作業を容易とすることができる。また、スライダ１５の上に結合された光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３（以下、結合光学素子と称する。）を所定の位置に設ける場合、例えば、スライダ１５の上に形状が簡単なＶ溝（図３参照）を設けることでスライダ上での結合光学素子の高さ、方向を精度良く決めて接着剤等で固定することができる。更に、ＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３の直径を光ファイバーとほぼ同じ直径とすることで、光ヘッドを薄くすることができるのは勿論である。
屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズからなる結合光学素子を上記の例の様に２つのＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３で構成するのが好ましい。ＧＲＩＮレンズの組み合わせを変えることで、結像倍率を拡大、等倍、縮小と自由に選ぶことが可能である。このためＧＲＩＮレンズの両端に設ける部材である光ファイバーや光導波路の自由度が広がり、この結果として光効率のよい、高さの低い光磁気ヘッドを得ることができる。【００３５】
具体的には、光導波路を用いる場合には、結像倍率が拡大となり光スポット径が大きくなって光導波路の入射面より大きくなると、光導波路の入射端での光結合効率が極端に悪くなることになる。また、ＧＲＩＮレンズから出射した光で形成する光スポットにより直接近接場光を発生させる場合には、近接場光に変換する効率が悪くなることになる。ＧＲＩＮレンズを２枚使用することでＧＲＩＮレンズの両端に設ける部材に応じて、結像倍率を適宜選んで光効率のよい構成をすることが可能となる。【００３６】
屈折率分布型レンズ及び光ファイバーをスライダ１５に設ける場合、例えば、上記のＶ溝又はＶ溝を備えた部材（以下、ベンチと称する。）を用意して、このベンチに屈折率分布型レンズ及び光ファイバーを固定した後スライダ１５の上に固定しても良いし、スライダ１５の磁気記録面に対峙する面の反対面に直接ベンチの構造を形成して良い。【００３７】
ベンチの例を図３に示す。（Ａ）は、スライダ１５の上面に直接Ｖ溝１５ａを設けているベンチを示している。１５ｂはプリズムを固定する面を示している。（Ａ）のＶ溝１５ａを別部材としてベンチとしても良い。また、（Ｂ）は、スライダとは別の部材としてＶ溝１５ｃとプリズム１５ｄとを一体化した構成を持つベンチを示している。【００３８】
このベンチをスライダと一体化しても良いのは勿論である。また、Ｖ溝をプリズムと一体化する別の例を図１２のプリズム７４、図１３のプリズム８４に示す（実施例７、８参照）。【００３９】
Ｖ溝とプリズムとが一体化していると、プリズムと結合光学素子との位置関係を容易にすることができ、光ヘッドを精度良く容易に組み立てることができる。尚、図２、図６から図１１においては、ベンチの部分を図示していない。【００４０】
また、Ｖ溝を設けることで、屈折率分布型レンズの高さと光軸方向を規定して光軸方向に容易に動かすことができるため、例えば、プリズムの光入射面に端面が平面のＧＲＩＮレンズの出射面を押し当てて組み立てることも容易にすることができる。このようにプリズムの入射面とＧＲＩＮレンズの出射面とを空気を挟まない様に密着させることで、光ファイバー１１から出射される光は、上記の溶融処理により接合されたＧＲＩＮレンズを通りプリズム内へ空気層を介さずに入射することができるため、光効率のよい光磁気ヘッドを構成することができる。【００４１】
ＧＲＩＮレンズ１３の光出射面と光スポットの位置との間に光路を略９０°偏向する光路偏向手段であるプリズム１４を設けるのが好ましい。プリズム１４を設けることで、磁気記録面に平行に設けた光ファイバー１１から出射され、屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズ１２及びＧＲＩＮレンズ１３でもって収束させる光の進行方向を磁気記録面に対して垂直とすることができる。【００４２】
プリズム１４の高さは、プリズムと光結合する屈折率分布型レンズ、例えばＧＲＩＮレンズ１３、の半径より大きく、且つ、その直径とほぼ同程度以下とするのが好ましい。こうしたプリズム１４の高さとすることで、屈折率分布型レンズから出射する光を損失を大きくすることなくまた光磁気ヘッドの高さを低く抑えて光路を偏向させることができる。【００４３】
また、光路偏向手段は、偏向面を持つミラーとすることもできるが、光の反射効率の観点から全反射を利用するプリズムとするのが好ましい。偏向面をミラーとすると、反射効率は、８０％程度であるが、全反射を利用するプリズムを用いると反射効率は、１００％近くにすることができる。更に、全反射を利用する場合、プリズムを成す屈折率が大きいことが好ましい。屈折率を大きくすると、全反射を生じる入射角を小さくすることができるため、言い換えれば、例えば、収束する光束の光軸が入射角４５°で偏向面に入射する場合、光束は入射角に幅を持って入射することになるが、入射角が小さい側の光の反射量を大きくすることができる。【００４４】
上記のＧＲＩＮレンズ１２、１３からなる屈折率分布型レンズにより光スポットが形成する位置をスライダ上面とし、その直下に光導波路を設けることが好ましい。光導波路を設けることで、スライダ上面に収束するスポット光を、そのスポット径を損なうことなく、且つ効率良くスライダ下面に導くことができる。光導波路に収束する光の方向は、光導波路の入射面に対してほぼ垂直であることが好ましい。垂直方向から傾くにつれて光導波路で導波する効率が悪くなり、３０°程度傾くとほとんど導波しなくなり、±１０°程度のほぼ垂直とすることで効率よく光を導波することができる。例えば、スライダが相対移動する面に対して斜めに光導波路を設ける場合、光導波路の入射端面は、スライダの移動方向に平行な面にするより入射する光に垂直な面とするほうが光効率の点で好ましい。【００４５】
また、特に光導波路をスライダの相対移動方向に対して垂直に設ける場合、光が収束するために角度を持った収束光をスライダ内部に通す必要がなくなるため、磁気記録面が相対的に移動する方向の光導波路の前後の近い位置に磁気記録部及び磁気再生部を容易に設けることができる。このため、効率の良い光磁気ヘッドを構成することができる。【００４６】
また、光導波路に後述の光スポットサイズ変換機能を持たせることで、光導波路の入射面に形成された光スポットの径を、光導波路の入射面での径に対して出射面で小さくすることができる。よって、より小さい光スポット径を記録媒体面に形成することができ、高記録密度化に対応することができる。【００４７】
光スポットサイズ変換機能を持つ光導波路の例として図４を示す。図４（Ａ），（Ｂ）は、光導波路の部分を光磁気ヘッドが相対的に移動する方向から見た様子を示し、図４（Ｃ）は移動方向に対して垂直方向で且つ磁気記録面に対して平行方向から見た様子を模式的に示している。図４に示す光導波路は、コア１６ａ（例えばＳｉ）、サブコア１６ｂ（例えばＳｉＯＮ）及びクラッド１６ｃ（例えばＳｉＯ2）からなっている。その光導波路の光
射出位置又はその近傍には、図４（Ｃ）に示す様に、近接場光発生用のプラズモンプローブ１６ｆが配置されている。そのプラズモンプローブ１６ｆの具体例を図５に示す。【００４８】
図５において、（Ａ）は三角形の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆ、（Ｂ）はボウタイ型の平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、何れも曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。また、（Ｃ）は開口を有する平板状金属薄膜（材料例：アルミニウム、金、銀等）からなるプラズモンプローブ１６ｆであり、曲率半径２０ｎｍ以下の頂点Ｐを有するアンテナからなっている。これらのプラズモンプローブ１６ｆに光が作用すると、その頂点Ｐ近辺に近接場光が発生して、非常に小さいスポットサイズの光を用いた記録又は再生を行うことが可能となる。つまり、光導波路の光射出位置又はその近傍にプラズモンプローブ１６ｆを設けることにより局所プラズモンを発生させれば、光導波路で形成された光スポットのサイズを小さくすることができ、高密度記録に有利となる。なおコア１６ａの中央にプラズモンプローブ１６ｆの頂点Ｐが位置することが好ましい。【００４９】
光アシスト式で超高密度記録を行う場合に必要なスポット径が２０ｎｍ程度であり、光の利用効率を考えると、プラズモンプローブ１６ｆにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は０．３μｍ程度が望ましい。このＭＦＤの大きさでは光の入射が困難であるため、スポット径を５μｍ程度から数１００ｎｍまで小さくするスポットサイズ変換を行う必要がある。図４で示す光導波路の例は、光入射を容易にするためのスポットサイズ変換をおこなう構成としている。【００５０】
図４において、コア１６ａの幅は、図４（Ｃ）が示す断面では光入力側から光出力側にかけて一定になっているが、図４（Ａ）に示す断面ではサブコア１６ｂ内において光入力側から光出力側にかけて徐々に広くなるように変化している。この光導波路径の滑らかな変化によりモードフィールド径が変換される。つまり、光導波路のコア１６ａの幅は、図４（Ａ）に示すように、光入力側で０．１μｍ以下、光出力側で０．３μｍとなっているが、図４（Ｂ）に示すように、光入力側ではサブコア１６ｂによりＭＦＤが５μｍ程度の光導波路が構成され、その後徐々にコア１６ａに光結合してモードフィールド径が小さくすることができる。このように、光導波路の光出力側のモードフィールド径をｄｍとし、光導波路の光入力側のモードフィールド径をＤｍとしたとき、光導波路径を滑らかに変化させることによりモードフィールド径を変換して、Ｄｍ＞ｄｍを満たすようにすることが好ましい。【００５１】
また、上記では光導波路を備えている光ヘッドとしているが、図８、図９に示す様な光学系（詳細は、実施例３、４参照）で、光ファイバー１１で導光される光をディスク２の上を浮上して走行するスライダ３５、４５の下面に集光して、光ヘッド３０、４０からディスク（図示しない）に向けて出射する構成とすることもできる。このような構成にすると、光学系とスライダの下面との間に、集光するための素子を新たに設けることがないため、光ヘッドを薄くすることができる。また、光導波路を設けないため、スライダ３５、４５の製造が容易であり、光ヘッド３０、４０の構成を簡単にすることができる。この構成の場合も条件式（２）を適応することができる。【００５２】
これまで説明した光磁気ヘッドは、ディスク２に対する情報記録に光を利用する光アシスト式磁気記録ヘッドであるが、記録媒体に対する情報記録に光を利用する光ヘッドであって、磁気再生部１７と磁気記録部１８を有しない、例えば、近接場光記録、相変化記録等の記録を行う光ヘッドとすることができ、また、前述したプラズモンプローブ１６ｆを光導波路１６の光出射位置又はその近傍に配置してもよい。
【実施例】
【００５３】
以下に、本発明に係わる実施例に関して説明する。【００５４】
以下に示す実施例１から９において共通の条件等を以下に示す。
使用波長：１．３１μｍ
ＧＲＩＮレンズの屈折率を示す式（１）を再度以下に示す。
ｎ（ｒ）＝Ｎ０＋ＮＲ２×ｒ2                （１）
但し、
ｒ：中心からの距離（中心からの径方向の距離）
である。【００５５】
以下の実施例１から９に使用している屈折率分布型レンズであるＧＲＩＮレンズＡ及びＧＲＩＮレンズＢにおける屈折率を上記の式（１）で表わすために必要な定数を以下に示す。
ＧＲＩＮレンズＡ（ＮＡ：０．１６６）
Ｎ０＝１．４７９６０６
ＮＲ２＝−２．３８０９５２
ＧＲＩＮレンズＢ（ＮＡ：０．３９５）
Ｎ０＝１．５４０７３７
ＮＲ２＝−１２．４７６１９
ＧＲＩＮレンズＡ及びＧＲＩＮレンズＢの直径：１２５μｍ  （実施例１乃至８）、８０μｍ（実施例９）
以下の実施例では、磁気記録部、磁気再生部、プラズモンプローブを設けていないが、光アシスト式磁気記録ヘッドとする場合、または、超高密度記録を行う場合、これらを設けることができるのは勿論である。【００５６】
また、実施例１乃至６及び９においては、光ファイバー、ＧＲＩＮレンズＡ、ＧＲＩＮレンズＢを結合した結合光学素子を固定するベンチをそれぞれに対応する図において図示していないが、スライダの上面にＶ溝を有するベンチが設けてある。【００５７】
図６乃至図１３の光路上の接合面及び最終端面には、ｆ０から始まりｆ１、ｆ２、・・・とする符号を付加している。これらは、以下の実施例で説明する図に対応する表に示す面の項目の光源、１、２、・・・にそれぞれ対応している。【００５８】
（実施例１）
図６の１０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、１４はプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。【００５９】
図６において、ピコ・スライダである長さ（移動方向）１．２５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．３ｍｍ、奥行き１ｍｍのＡｌＴｉＣからなるスライダ１５の上にＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３、プリズム１４を設置する。直径が１２５μｍの光ファイバー１１から出射した光束は、長さ０．８７５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１２により平行光束と成り、長さ０．１５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１３を経て、平行光を収束光として石英からなる偏向面を４５°とするプリズム１４へ入射する。プリズム１４で略９０°に偏向された光束は、光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３の３つは溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能で、ＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム１４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。【００６０】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム１４に関する数値を以下の表２に示す。尚、光ファイバー１１の直径は、以降の実施例２から８まで１２５μｍである。【００６１】
【表２】
2008001594.tif 000004
【００６２】
（実施例２）
図７の２０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、２４はプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。【００６３】
図７において、スライダ１５上にＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３、プリズム２４を設置する。光ファイバー１１から出射した光はＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３を経て、収束光としてＳＦ６ガラスからなる偏向面を４５°とするプリズム２４へ入射する。プリズム２４で略９０°に偏向された光束は、光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３の３つは溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能で、ＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム２４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。【００６４】
プリズム２４を成す材料を上記の実施例１の石英より屈折率が大きいＳＦ６ガラスとすることで、偏向面での全反射による反射率を大きくすることができ、光効率を高めることができる。【００６５】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム２４に関する数値を以下の表３に示す。【００６６】
【表３】
2008001594.tif 000005
【００６７】
（実施例３）
図８の３０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、３４はプリズム、３５はスライダである。【００６８】
図８において、長さ１．２５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ、奥行き１ｍｍの光ファイバー１１からの光を透過することができるＳＦ６からなるスライダ３５上に光ファイバー１１、ＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３、プリズム３４を設置する。光ファイバー１１から出射した光はＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３を経て、収束光としてＳＦ６ガラスからなる偏向面を４５°とするプリズム３４へ入射する。プリズム３４で略９０°に偏向された光束はスライダ３５の下面に集光して光スポットを形成することができる。スライダ３５に光導波路を設けない構成とすることができるため、スライダ３５の製造を容易とすることができる。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３の３つは溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能でＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム３４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、スライダ３５の下面の集光スポットサイズも約１０μｍのため、この光学系の倍率は１：１である。【００６９】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム３４に関する数値は上記の表３と同じである。【００７０】
（実施例４）
図９の４０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、４５はプリズムと一体構成を有するスライダである。【００７１】
実施例３と同じ、スライダ３５に光導波路を設けない構成とすることができるため、スライダ３５の製造を容易とすることができる。更に、プリズムとスライダとを一体構成とすることで、組み立てが容易な構成とすることができる。【００７２】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム及びスライダ４５に関する数値は上記の表３と同じである。【００７３】
（実施例５）
図１０の５０は光ヘッド、１１は光ファイバー、５２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、５４はプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。【００７４】
図１０において、スライダ１５上に光ファイバー１１、ＧＲＩＮレンズ５２、プリズム５４を設置する。光ファイバー１１から出射した光は、長さ約０．５６５ｍｍのＧＲＩＮレンズ５２を経て、収束光として高さ０．１２５ｍｍ、長さ約０．３３６ｍｍ、奥行き０．１２５ｍｍのＳＦ６ガラスからなる偏向面を４５°とするプリズム５４へ入射する。屈折率分布型レンズをＧＲＩＮレンズ５２の１つとすることで簡単な構成とすることができる。プリズム５４で略９０°に偏向された光束は、光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ５２は溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能で、ＧＲＩＮレンズ５２の端面をプリズム５４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。モードフィールド径が約１０μｍの光ファイバー１１から出射する光をＧＲＩＮレンズ５２の１つで、ＧＲＩＮレンズ５２の長さを抑え、プリズム５４の長さを確保した構成としている。ＧＲＩＮレンズ５２の長さを抑えているため、光の収束状態が小さいＮＡの小さい構成としている。よって、光スポットのサイズは約２０μｍとなり、光導波路１６のモードフィールド径は約２０μｍとして、この光学系の倍率は２：１とすることができる。【００７５】
ＧＲＩＮレンズ５２及びプリズム５４に関する数値を以下の表４に示す。【００７６】
【表４】
2008001594.tif 000006
【００７７】
（実施例６）
図１１の６０は光ヘッド、１１は光ファイバー、６２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、６４はプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。【００７８】
図１１において、スライダ１５上に光ファイバー１１、ＧＲＩＮレンズ６２、プリズム６４を設置する。光ファイバー１１から出た光束は長さ約０．６７８ｍｍのＧＲＩＮレンズ６２を経て、収束光として高さ０．１２５ｍｍ、長さ０．１２５ｍｍ、奥行き０．１２５ｍｍのＳＦ６ガラスからなる偏向面を４５°とするプリズム６４へ入射する。屈折率分布型レンズをＧＲＩＮレンズ６２の１つとすることで構成を簡略化することができる。プリズム６４で略９０°に偏向された光束は、光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ６２は溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能で、ＧＲＩＮレンズ６２の端面をプリズム６４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。モードフィールド径が約１０μｍの光ファイバー１１から出射する光を、ＧＲＩＮレンズ６２の１つで、ＧＲＩＮレンズ６２の長さを実施例５と比較して長くすることで光の収束状態を大きくしＮＡを大きくする構成としている。よって、光スポットのサイズは約１４μｍとなり、光導波路１６のモードフィールド径は約１４μｍとして、この光学系の倍率は１．４：１とすることができる。【００７９】
ＧＲＩＮレンズ６２及びプリズム６４に関する仕様を以下の表５に示す。【００８０】
【表５】
2008001594.tif 000007
【００８１】
（実施例７）
図１２（ａ）の７０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、７４はＶ溝と一体化しているプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＶ溝一体化プリズム７４の斜視図である。【００８２】
図１２（ａ）において、スライダ１５上にＶ溝一体化プリズム７４を設置する。Ｖ溝一体化プリズム７４のＶ溝には、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム７４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。【００８３】
光ファイバー１１から出た光束は、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を経て、収束光としてポリカーボネート製の偏向面を４５°とするＶ溝一体化プリズム７４へ入射する。Ｖ溝一体化プリズム７４で略９０°に偏向された光束は光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。【００８４】
光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。【００８５】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム７４に関する数値を表６に示す。【００８６】
【表６】
2008001594.tif 000008
【００８７】
（実施例８）
図１３（ａ）の８０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、８４は１０°傾斜しているＶ溝と一体化しているプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＶ溝一体化プリズム８４の斜視図である。【００８８】
図１３（ａ）において、スライダ１５上にＶ溝一体化プリズム８４を設置する。Ｖ溝一体化プリズム８４のＶ溝には、光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３の３つが溶融処理により接合され一体として、ＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム８４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。【００８９】
光ファイバー１１から出た光束は、ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３を経て、収束光としてポリカーボネート製の偏向面を５０°とするＶ溝一体化プリズム８４へ入射する。Ｖ溝一体化プリズム８４で略１００°に偏向された光束は光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。プリズム８４により光束を偏向する角度を１００°とすることで、ＳＦ６より屈折率の小さいポリカーボネート製プリズムの偏向面での反射状態をより全反射に近い状態にすることができ、更に、Ｖ溝を１０°傾けていることで、光導波路１６の入射面に対し垂直方向に光が入射するため、光効率が実施例７と比較して良い。光ファイバー１１のモードフィールド径が約１０μｍで、光導波路１６のモードフィールド径も約１０μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：１とすることができる。【００９０】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム８４に関する数値は上記の表６と同じである。【００９１】
（実施例９）
図６に示す光ヘッドにおいて、１０は光ヘッド、１１は光ファイバー、１２はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＡ）、１３はＧＲＩＮレンズ（ＧＲＩＮレンズＢ）、１４はプリズム、１５はスライダ、１６は光導波路である。【００９２】
図６において、ピコ・スライダである長さ（移動方向）１．２５ｍｍ、厚さ（浮上方向）０．３ｍｍ、奥行き１ｍｍのＡｌＴｉＣからなるスライダ１５の上にＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３、プリズム１４を設置する。直径が８０μｍの光ファイバー１１から出射した光束は、長さ０．８７５ｍｍのＧＲＩＮレンズ１２により平行光束と成り、長さ０．３１０７９２ｍｍのＧＲＩＮレンズ１３を経て、平行光を収束光としてＢＫ７からなる偏向面を４５°とするプリズム１４へ入射する。プリズム１４で略９０°に偏向された光束は、光導波路１６の入射端面にほぼ垂直に集光され光スポットを形成し、光結合される。光ファイバー１１とＧＲＩＮレンズ１２、ＧＲＩＮレンズ１３の３つは溶融処理により接合され、一体として位置合わせを行うことが可能で、ＧＲＩＮレンズ１３の端面をプリズム１４の入射面に押し当てて面の間に空気層を挟まないように接着固定している。光ファイバー１１のモードフィールド径が約３．３μｍで、光導波路１６のモードフィールド径は約１１．８７μｍとしている。ＧＲＩＮレンズ１２とＧＲＩＮレンズ１３とを組み合わせることで、光ファイバー１１から出射する光を光導波路１６のモードフィールド径に対応できる光スポットを形成することができ、この光学系の倍率は１：０．５７とすることができる。【００９３】
ＧＲＩＮレンズ１２，１３及びプリズム１４に関する数値を以下の表７に示す。【００９４】
【表７】
2008001594.tif 000009
【００９５】
（条件式（２）の適合について）
実施例１から９のいずれにおいても、光スポットが形成される位置からスライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さｆは、１ｍｍとした。条件式（２）に適合しているか否かを表８に示す。表８が示す通り、実施例１から９において、全て適合していることが分かる。【００９６】
【表８】
2008001594.tif 000010
【図１】
2008001594.tif 000011
【図２】
2008001594.tif 000012
【図３】
2008001594.tif 000013
【図４】
2008001594.tif 000014
【図５】
2008001594.tif 000015
【図６】
2008001594.tif 000016
【図７】
2008001594.tif 000017
【図８】
2008001594.tif 000018
【図９】
2008001594.tif 000019
【図１０】
2008001594.tif 000020
【図１１】
2008001594.tif 000021
【図１２】
2008001594.tif 000022
【図１３】
2008001594.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より光を導く線状導光体から出射する光を一方の端面から入射し他方の端面から該光を出射し、該光が出射する前記端面から離れた位置に光スポットを形成するために設けられた屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面と前記光スポットを形成する位置との間にある前記屈折率分布型レンズから出射する光を偏向する光路偏向手段と、
前記屈折率分布型レンズ及び前記光路偏向手段が設けられ、記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、を備え、
前記屈折率分布型レンズが前記光スポットを形成する位置は、前記スライダの上面であって、
前記スライダは、前記スライダの上面に収束するスポット光を前記スライダの下面に導くためのコアとクラッドとを有する光導波路を備えていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記屈折率分布型レンズは、第１の屈折率分布を有する第１の屈折率分布型レンズと、第２の屈折率分布を有する第２の屈折率分布型レンズと、からなることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記光路偏向手段は、プリズムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面から前記光スポットを形成する前記位置までの光路長は、次の条件式を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の光ヘッド。
０．５×ｄ×ｎ  ＜  ｓ  ＜  ｎ×（ｂ＋（ｂ2＋ｆ2）1/2）
但し、
ｄ：屈折率分布型レンズの直径
ｓ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路長ｂ：屈折率分布型レンズと光偏向手段とが並ぶ方向のスライダの長さ
ｎ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路における媒質の屈折率
ｆ：スライダが浮上する方向で、光スポットが形成される位置から、スライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さ
【請求項５】
前記線状導光体の直径と前記屈折率分布型レンズの直径とは、ほぼ同じであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項６】
少なくとも前記屈折率分布型レンズを固定するベンチを有することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記ベンチと前記光路偏向手段とが一体に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記線状導光体から出射する光は、前記光スポットを形成する位置まで空気層を通過しないことを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記光導波路の光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の光ヘッドに、磁気記録素子を有することを特徴とする光磁気ヘッド。
【請求項１１】
記録媒体と、
請求項１から９の何れか一項に記載の光ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【請求項１２】
記録媒体と、
請求項１０に記載の光磁気ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
１．  光源より光を導く線状導光体から出射する光を一方の端面から入射し他方の端面から該光を出射し、該光が出射する前記端面から離れた位置に光スポットを形成するために設けられた屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面と前記光スポットを形成する位置との間にある前記屈折率分布型レンズから出射する光を偏向する光路偏向手段と、
前記屈折率分布型レンズ及び前記光路偏向手段が設けられ、記録媒体に対して相対的に移動するスライダと、を備え、
前記屈折率分布型レンズが前記光スポットを形成する位置は、前記スライダの上面であって、
前記スライダは、前記スライダの上面に収束するスポット光を前記スライダの下面に導くためのコアとクラッドとを有する光導波路を備えていることを特徴とする光ヘッド。
２．  前記屈折率分布型レンズは、第１の屈折率分布を有する第１の屈折率分布型レンズと、第２の屈折率分布を有する第２の屈折率分布型レンズと、からなることを特徴とする１に記載の光ヘッド。
３．  前記光路偏向手段は、プリズムであることを特徴とする１又は２に記載の光ヘッド。
４．  前記屈折率分布型レンズの光が出射する前記端面から前記光スポットを形成する前記位置までの光路長は、次の条件式を満足することを特徴とする１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
０．５×ｄ×ｎ  ＜  ｓ  ＜  ｎ×（ｂ＋（ｂ2＋ｆ2）1/2）
但し、
ｄ：屈折率分布型レンズの直径
ｓ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路長ｂ：屈折率分布型レンズと光偏向手段とが並ぶ方向のスライダの長さ
ｎ：屈折率分布型レンズの光が出射する端面から光スポットを形成する位置までの光路における媒質の屈折率
ｆ：スライダが浮上する方向で、光スポットが形成される位置から、スライダに設ける屈折率分布型レンズの光が出射する位置までの許容される最大高さ
５．  前記線状導光体の直径と前記屈折率分布型レンズの直径とは、ほぼ同じであることを特徴とする１から４の何れか一項に記載の光ヘッド。
６．  少なくとも前記屈折率分布型レンズを固定するベンチを有することを特徴とする１から５の何れか一に記載の光ヘッド。
７．  前記ベンチと前記光路偏向手段とが一体に構成されていることを特徴とする６に記載の光ヘッド。
８．  前記線状導光体から出射する光は、前記光スポットを形成する位置まで空気層を通過しないことを特徴とする１から７の何れか一に記載の光ヘッド。
９．  前記光導波路の光が出射する位置又はその近傍に近接場光発生用のプラズモンプローブを有することを特徴とする１に記載の光ヘッド。
１０．  １から９の何れか一項に記載の光ヘッドに、磁気記録素子を有することを特徴とする光磁気ヘッド。
１１．  記録媒体と、
１から９の何れか一に記載の光ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
１２．  記録媒体と、
１０に記載の光磁気ヘッドと、
前記記録媒体及び前記光磁気ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明によれば、線状導光体と屈折率分布型レンズとを直線上に並べた状態でその延長線上に光スポットを形成することができ、光路偏向手段を備えていることから、光路を９０°に偏向することができる。光路が偏向されて形成される光スポットはスライダの上面に位置し、このスポット光は、光導波路によりスライダの下面に導かれる。よって、記録媒体面と平行に線状導光体と屈折率分布型レンズとを設け、記録媒体面対して垂直方向に光を収束させて光スポットを形成する構成とすることができる。更に、線状導光体と屈折率分布型レンズと光路偏向手段である、例えば、プリズムの光入射端面とを光損失の少ない密着状態で構成とすることができる。
【国際調査報告】
2008001594.tif 000024
2008001594.tif 000025
2008001594.tif 000026
2008001594.tif 000027