(57)【要約】【課題】構成が簡単でＳ／Ｎやエラーレートの悪化が少なく高密度記録が可能なピックアップスライダを得る。【解決手段】垂直キャビティ面発光レーザ１１１等の発光素子と受光素子である光検出器１１２を設けた送受光基板１１と、発光素子からの出射光に基づいて近接場光を生じさせる開口１３１ａを設け、この開口１３１ａを設けた面に空気潤滑面１３４が形成されているプローブ１３と、送受光基板１１とプローブ１２との間に、発光素子からの出射光をプローブ１３の開口に導き、この開口から入射された光を光検出器１１２に導く光導波路であるコア１２１，１２２を一体に設ける。プローブの開口から滲み出した近接場光を利用して高密度記録が可能となる。発光素子と受光素子と光導波路及びプローブが一体化されているので光の伝送損失が少なく、Ｓ／Ｎやエラーレートの悪化が少なく、構成も簡単となる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と受光素子を設けた送受光基板と、
近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブと、
前記送受光基板と前記プローブとの間に一体に設けられて、前記発光素子からの出射光を前記プローブの開口に導き、該開口から入射された光を前記受光素子に導く光導波路を有する
ことを特徴とするピックアップスライダ。
【請求項２】
前記プローブにおける開口の形成面側を空気潤滑面とした
ことを特徴とする請求項１記載のピックアップスライダ。
【請求項３】
前記光導波路は光アイソレータを備え、該光アイソレータによって、前記開口に導く光と前記開口から入射された光を分離する
ことを特徴とする請求項１記載のピックアップスライダ。
【請求項４】
発光素子と受光素子を設けた送受光基板を生成する第１の工程と、
近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブと、前記送受光基板と前記プローブとの間に位置して、前記発光素子からの出射光を前記プローブの開口に導き、該開口から入射された光を前記受光素子に導く光導波路を生成する第２の工程と、
前記送受光基板と前記プローブとの間に前記光導波路を介在させて、前記送受光基板と前記プローブと前記光導波路を一体化する第３の工程とを有する
ことを特徴とするピックアップスライダの製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程では、前記プローブ上にインプリントによって前記光導波路を形成した
ことを特徴とする請求項４記載のピックアップスライダの製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程は、前記開口を設けたプローブ基板を生成する工程と、前記光導波路を設けた光導波路基板を生成する工程を有し、
前記第３の工程では、前記送受光基板と前記光導波路基板と前記プローブ基板を積層して一体化した
ことを特徴とする請求項４記載のピックアップスライダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピックアップスライダとその製造方法に関する。詳しくは、発光素子と受光素子を設けた送受光基板と、近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブと、送受光基板とプローブとの間に一体に設けられて、発光素子からの出射光をプローブの開口に導き、該開口から入射された光を受光素子に導く光導波路を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
近接場光を利用して記録再生を行う場合、特許文献１の発明に示されているように、光ファイバプローブが用いられている。この光ファイバプローブでは、光ファイバの先端部に走査ヘッドが設けられており、この走査ヘッドにレーザ光の波長とほぼ同等かそれよりも小さい開口が突端面に形成されている。このように構成されている光ファイバプローブは、サスペンションを介してアームに支持されたスライダに載置されている。ここで、記録再生を行う場合、レーザ光を光ファイバの後端部から入射して、光ファイバプローブの開口から近接場光を滲み出させることが行われる。また、情報記録媒体を近接場光の滲み出しの範囲に位置させて、このときに生じた情報記録媒体からの反射光を、光ファイバプローブを介して光検出器に供給して、情報の読み取りが行われる。
【０００３】
また、特許文献２の発明では、レーザ光の波長とほぼ同等かそれよりも小さい開口を有した光ピックアップスライダを形成して、サスペンションを介してアームに支持させる。この光ピックアップスライダに、集光レンズによって集光されたレーザ光を照射して、光ピックアップスライダの開口から近接場光を滲み出させる。また、情報記録媒体からの近接場光を記録メディアに照射したときに得られた反射光が、光ピックアップスライダや集光レンズを介して光検出器に供給されて情報の読み取りが行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３６６８４号公報
【特許文献２】特開２００２−２４５６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光ファイバプローブを介して反射光を光検出器に供給する場合や集光レンズ等を介して反射光を光検出器に供給する場合、反射光の光路が長くなり、情報の読み取りの際にＳ／Ｎやエラーレートの悪化を招いてしまう。また、発生した反射光をカップリングさせるためにレンズなど光学系の構成が必要となる。
【０００６】
さらに、透過型の情報記録媒体における一方の面に近接場光を照射して、他方の面から出力された光を光検出で検出することで情報の読み取りを行う場合、近接場光の滲み出し位置と光の読み取り位置を同期させる必要があり、全体の構成が複雑で大型化したものとなってしまう。
【０００７】
そこで、この発明では、構成が簡単でＳ／Ｎやエラーレートの悪化が少なく高密度記録が可能なピックアップスライダとその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わるピックアップスライダとその製造方法では、例えば垂直キャビティ面発光レーザ等の発光素子と受光素子である光検出器を設けた送受光基板と、発光素子からの出射光に基づいて近接場光を生じさせる開口が設けられて、この開口が設けられた面が空気潤滑面とされているプローブと、送受光基板とプローブとの間に、発光素子からの出射光をプローブの開口に導き、この開口から入射された光を受光素子に導く光導波路が一体に設けられる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、発光素子と受光素子を設けた送受光基板と、近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブと、受光基板とプローブとの間に、発光素子からの出射光をプローブの開口に導き、この開口から入射された光を受光素子に導く光導波路が一体に設けられる。
【００１０】
このため、プローブの開口から滲み出した近接場光を利用して高密度記録が可能となる。また、発光素子と受光素子と光導波路及びプローブが一体化されているので光の伝送損失が少なく、Ｓ／Ｎやエラーレートの悪化を少なくできる。さらに、ピックアップスライダの構成も簡単となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。ピックアップスライダ１０は、図１に示すようにサスペンション３０を介してアーム４０と接続されている。アーム４０は、ピックアップスライダ１０を支持するためのものであり、アーム４０を駆動することで、ピックアップスライダ１０が情報記録媒体５０の表面上を内周側や外周側に移動されるようになされている。
【００１２】
サスペンション３０は、ピックアップスライダ１０を情報記録媒体５０の方向に付勢するものである。また、ピックアップスライダ１０の情報記録媒体５０と対向する面は、空気潤滑面（ＡＢＳ:Air Bearing Surface）とされている。
【００１３】
ここで、情報記録媒体５０が回転されると、情報記録媒体５０の表面に生じた空気流とピックアップスライダ１０の空気潤滑面によって、ピックアップスライダ１０を情報記録媒体５０の表面から浮上させる浮上力が発生する。このため、サスペンション３０によってピックアップスライダ１０に加えられる力とピックアップスライダ１０に生じた浮上力とによって、ピックアップスライダ１０は、情報記録媒体５０から所望の間隔だけ離れた状態に保たれる。
【００１４】
ピックアップスライダ１０は、発光素子と受光素子を設けた送受光基板、近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブ、送受光基板とプローブとの間に一体に設けられて、発光素子からの出射光をプローブの開口に導き、この開口から入射された光を受光素子に導く光導波路を有するものである。
【００１５】
図２は、ピックアップスライダ１０の構成を示している。ピックアップスライダ１０は、送受光基板１１と光導波路基板１２とプローブ基板１３を積層して一体化した構成としている。
【００１６】
送受光基板１１は、光を出射する発光素子例えばレーザ光を出射する垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)１１１と、受光素子である光検出器１１２とを半導体基板１１０上に一体に設けたものである。ＶＣＳＥＬ１１１の光出射面と、光検出器１１２の受光面は、ともに光導波路基板１２と対向するように設定されている。また、送受光基板１１において、ＶＣＳＥＬ１１１の光出射面や光検出器１１２の受光面の方向とは逆方向の面側がサスペンション３０に固定される。なお、図２では、ＶＣＳＥＬ１１１を駆動するために用いられる線路、及び光検出器１１２で生成された信号を読み出すために用いられる線路等は省略している。
【００１７】
光導波路基板１２では、コア１２１，１２２を取り囲むようにクラッド１２５を設けることで光導波路を生成する。コア１２１は、例えばクランク形状として、一方の端部面１２１ａは光検出器１１２の受光面と対向する位置、他方の端部面１２１ｂはプローブ基板１３の後述する開口と対向する位置とする。コア１２１の端部面１２１ｂと対向する面には、光アイソレータ１２３を設ける。例えばコア１２１の端部面１２１ｂと対向する面を４５度の傾斜面１２１ｃとして、この傾斜面１２１ｃに光アイソレータ１２３として偏向ビームスプリッタを成膜する。コア１２１の端部面１２１ａと対向する部分は、例えば４５度の傾斜面１２１ｄとして、この傾斜面１２１ｄに反射膜１２４を形成する。コア１２２は、光アイソレータ１２３の位置に、端部面１２１ｂに対して鉛直方向に設ける。また、コア１２２の端部面１２２ａは、ＶＣＳＥＬ１１１の光出射面と対向する位置とする。
【００１８】
光アイソレータ１２３は、コア１２２の端部面１２２ａから入射された光をコア１２１の端部面１２１ｂ側に通過させる。また、コア１２１の端部面１２１ｂ側から入射された光を傾斜面１２１ｄ側に分離させる。クラッド１２５は、コア１２１，１２２よりも低屈折率として、コア１２１，１２２を取り囲むように設ける。
【００１９】
このようにコア１２１，１２２を形成すると、ＶＣＳＥＬ１１１からレーザ光を出射したとき、この出射光がコア１２２の端部面１２２ａから入射されて、コア１２１の端部面１２１ｂから出射される。また、端部面１２１ｂから入射された光は、光アイソレータ１２３で分離されたのち、反射膜１２４で反射されてコア１２１の端部面１２１ａから出射される。また、コア１２１，１２２は、低屈折率のクラッド１２５によって取り囲まれているので、コア１２１，１２２における伝送損失が少ないものとなる。
【００２０】
プローブ基板１３において、コア１２１の端部面１２１ｂと対向する位置には、テーパー形状の貫通孔１３１を設ける。ここで、開口のサイズを、出射する光の波長以下とすると、この開口から近接場光の滲み出しが生ずることが知られている。このため、貫通孔１３１の情報記録媒体５０側である開口１３１ａは、ＶＣＳＥＬ１１１からの出射光に基づいて近接場光を生じるように、例えばＶＣＳＥＬ１１１からの出射光の波長以下にサイズを設定する。貫通孔１３１の光導波路基板１２側は、開口１３１ａよりもサイズを大きくして、ＶＣＳＥＬ１１１からの出射光を入射し易くする。貫通孔１３１の内壁面には、光が外に漏れて損失が大きくなってしまうことがないように、遮光部材例えば金属膜１３２を形成する。さらに、貫通孔１３１の内部にはコア１３３を形成する。またプローブ基板１３の情報記録媒体５０側の面は、空気潤滑面１３４とする。
【００２１】
送受光基板１１と光導波路基板１２は、ＶＣＳＥＬ１１１の光出射面とコア１２２の端部面１２２ａ，光検出器１１２の受光面とコア１２１の端部面１２１ａをそれぞれ対向させて、接着剤１６１で接着する。また、光導波路基板１２とプローブ基板１３は、コア１２１の端部面１２１ｂと貫通孔１３１を対向させて、接着剤１６２で接着する。
【００２２】
図３は、ピックアップスライダの製造方法を説明するための図である。送受光基板１１は、図３Ａに示すように、例えば半導体基板１１０にマイクロバンプや接着層を介してＶＣＳＥＬ１１１や光検出器１１２を搭載して生成できる。また、半導体基板１１０に化合物半導体を単結晶成長させて，ＶＣＳＥＬ１１１と光検出器１１２をモノリシックに形成することで、送受光基板１１を生成するものとしても良い。なお、半導体基板１１０にＶＣＳＥＬ１１１の駆動回路や光検出器１１２で生成された電気信号の増幅等を行う信号処理回路を半導体基板１１０に形成すれば、ピックアップスライダの駆動を容易に行うことが可能となり、ピックアップスライダから所望の信号レベルであるノイズの少ない再生信号を得ることも可能となる。なお、半導体基板１１０におけるＶＣＳＥＬ１１１や光検出器１１２の載置面側は、例えば樹脂等の保護膜１１３を設けて平坦化しておけば、送受光基板１１と光導波路基板１２の接着が容易となる。
【００２３】
光導波路基板１２は、図３Ｂに示すように、コアを形成する領域が設けられたバルク基板１２０を用いる。このバルク基板１２０は、クラッド１２５として用いられるものである。バルク基板１２０の傾斜面１２０ｄには反射膜１２４を形成する。次に、バルク基板１２０（クラッド１２５）より屈折率の高いコアとなる層を成膜して、コアとなる層上にレジストマスクを形成してエッチング等を行い、図３Ｃに示すようにクランク状のコア１２１を形成する。また、光導波路には４５度の傾斜面１２１ｃを形成して、この傾斜面１２１ｃに光アイソレータ１２３を設ける。その後、光アイソレータ１２３の部分を除いてレジストマスクを形成し、光アイソレータ１２３の部分に、バルク基板１２０（クラッド１２５）より屈折率の高い層を成膜することで、図３Ｄに示すようにコア１２２を形成する。次に、レジストマスクを除去して図３Ｅに示すようにクラッド層を堆積したのち、ラッピングを施すことで図３Ｆに示すように光導波路基板１２を生成できる。
【００２４】
プローブ基板１３は、図３Ｇに示すように、バルク基板１３０にレジストマスクを形成して、異方性エッチングを行い、逆ピラミッド状や逆円錐状の貫通孔１３１を形成する。
ここで、貫通孔１３１の情報記録媒体５０側である開口１３１ａは、上述したように、ＶＣＳＥＬ１１１からの出射光に基づいて近接場光を生じるように、例えばＶＣＳＥＬ１１１からの出射光の波長以下にサイズを設定する。その後レジストマスクを除去する。次に、図３Ｈに示すように、貫通孔１３１での遮光性を高めるためスパッタ等によって貫通孔１３１の壁面に金属膜１３２を形成する。さらに、図３Ｉに示すように、金属膜１３２を形成した貫通孔１３１の内部にコア１３３を成膜する。また、図３Ｊに示すように、プローブ基板１３の情報記録媒体５０側に空気潤滑面１３４を例えばイオンミリング法等を用いて形成する。
【００２５】
このように生成した送受光基板１１と光導波路基板１２とプローブ基板１３を、接着剤１６１，１６２で接着して一体化することにより、図３Ｋに示すようにピックアップスライダ１０を生成できる。なお、空気潤滑面１３４は、各基板接着後に形成するものとしても良い。
【００２６】
ところで、上述の実施の形態では、光導波路基板１２とプローブ基板１３を別個に形成して接着するものとしたが、プローブに光導波路を形成することで、光導波路基板とプローブ基板を一体化することもできる。図４は、プローブに光導波路を形成した場合のピックアップスライダ１０ａの構成を示している。なお、図４において送受光基板は、図２に示す送受光基板と同様に構成する。
【００２７】
プローブ１４に光導波路を形成する場合、上述の貫通孔１３１のコア１３３と光導波路基板のコア１２１を一体に形成してコア１５１とする。また、貫通孔１４２を設けたバルク基板１４０をクラッドとして利用する。
【００２８】
図５は、光導波路を有したプローブ１４を用いて、ピックアップスライダを生成する方法を示している。バルク基板１４０に対して異方性エッチングを行い、図５Ａに示すように、光導波路を形成する溝１４１ａと例えば４５度の傾斜面１４１ｄを同時に形成する。傾斜面１４１ｄには、反射膜１４３を成膜する。
【００２９】
次に、傾斜面１４１ｄを送受光基板１１における光検出器１１２の受光面と対向させたとき、形成した溝１４１ａにおいてＶＣＳＥＬ１１１の光出射面と対向する位置に、異方向エッチングで貫通孔１４２を図５Ｂに示すように形成する。この貫通孔１４２の壁面に金属膜１４４を形成する。貫通孔１４２の情報記録媒体５０側である開口１４２ａは、ＶＣＳＥＬ１１１からの出射光に基づいて近接場光を生じるようにサイズを設定する。
【００３０】
その後、例えばインプリント技術を利用して、スタンパにより光導波路となる部材を基板上に転写して、図５Ｃに示すように、貫通孔１４２と反射膜１４３を結ぶコア１５１を基板上に形成する。また、コア１５１では、貫通孔１４２と対向する部分を４５度の傾斜面１５１ｃとする。次に、この傾斜面に対して図５Ｄに示すように光アイソレータ１５２例えば偏向ビームスプリッタを形成する。さらに、基板の情報記録媒体側を平坦化してイオンミリングによって図５Ｅに示すように、空気潤滑面１４５を形成する。このようにして、光導波路を有したプローブ１４を生成し、このプローブ１４と図５Ｆに示す送受光基板１１を接着剤１６３で固定して、図５Ｇに示すようにピックアップスライダ１０ａを生成できる。
【００３１】
また、各基板では、発光素子や受光素子、開口、及び光導波路を複数設けるものとして、これらの基板を貼り合わせることでピックアップスライダを複数同時に生成することもできる。この場合、基板のサイズが大きいため基板の接着作業が容易となり、位置決め精度も向上させることができる。また、各ピックアップスライダの特性等の検査も容易となる。さらに、複数のピックアップスライダを一度に生産することができるので、ピックアップスライダを安価に提供できる。
【００３２】
このように構成されたピックアップスライダ１０を用いる場合、ＶＣＳＥＬ１１１からレーザ光を出射すると、プローブに設けられている開口で近接場光の滲み出しが生じる。また、情報記録媒体５０を回転させたときに、サスペンション３０によってピックアップスライダ１０に加えられる力とピックアップスライダ１０に生じた浮上力とによって、情報記録媒体５０の記録層が近接場光の滲み出しの範囲に位置される。ここで、情報記録媒体５０が例えば相変化記録方式の情報記録媒体である場合、レーザ光の出力を記録レベルとして、記録する情報に応じてレーザ光の出射を制御する。このとき、滲み出した近接場光によって、光の回折限界よりも高い記録密度で情報を記録層に記録できる。また、記録された情報を再生する場合、レーザ光の出力を記録レベルよりも低い再生レベルとして連続して出射させる。このとき、近接場光が情報の記録状態に応じて反射されて回折光として放出される。この回折光は、プローブの開口に入射されて、光導波路によって光検出器に導かれる。このため、情報の記録状態に応じた信号を光検出器から得ることができる。
【００３３】
このように、発光素子と受光素子を設けた送受光基板と、近接場光を生じさせるための開口を設けたプローブと、送受光基板とプローブとの間に、発光素子からの出射光をプローブの開口に導き、この開口から入射された光を受光素子に導く光導波路を一体に設けることで、伝送損失を少なくすることができ、Ｓ／Ｎやエラーレートの悪化を少なくできる。さらに、ピックアップスライダの構成も簡単となる。
【００３４】
また、送受光基板とプローブと光導波路を一体としてピックアップスライダが構成されており、このピックアップスライダ１０を浮上させて、プローブ基板１３から滲み出す近接場光を利用して記録再生が行われることから、発光素子から出射された光を集光するためのレンズのフォーカス調整やトラッキング調整などが不必要となり、全体構成の小型化、軽量化できる。これにより、アクセスの高速化、低消費電力化、高信頼性に効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ピックアップスライダを示す図である。
【図２】ピックアップスライダの構成を示す図である。
【図３】ピックアップスライダの製造方法を示す図である。
【図４】ピックアップスライダの他の構成を示す図である。
【図５】ピックアップスライダの他の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１０ａ・・・ピックアップスライダ、１１・・・送受光基板、１２・・・光導波路基板、１３・・・プローブ基板、１４・・・プローブ、３０・・・サスペンション、４０・・・アーム、５０・・・情報記録媒体、１１０・・・半導体基板、１１１・・・垂直キャビティ面発光レーザ、１１２・・・光検出器、１１３・・・保護膜、１２０，１３０，１４０・・・バルク基板、１２１，１２２，１３３，１５１・・・コア、１２３，１５２・・・光アイソレータ、１２４，１４３・・・反射膜、１２５・・・クラッド、１３１，１４２・・・貫通孔、１３１ａ，１４２ａ・・・開口、１３２，１４４・・・金属膜、１３４，１４５・・・空気潤滑面、１６１，１６２，１６３・・・接着剤
【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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