(57)【要約】【課題】曲面の反射面を有する光学素子を容易に作製することが可能な光学素子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】平板状の基板１０に異方性エッチングを行うことにより、基板１０に筒状の孔部１５を形成する。例えば、略円筒状又は略楕円柱状の孔部１５を基板１０に形成する。筒状の孔部１５に交差して基板１０を切断することにより、筒状の曲面を反射面とする光学素子を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に異方性エッチングを行うことにより、前記基板に筒状の孔部を形成する第１の工程と、
前記筒状の孔部に交差して前記基板を切断して、切断された前記孔部の前記筒状の曲面を反射面とする光学素子を得る第２の工程と、
を含む光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程では、略円筒状の前記孔部を形成する、
請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程では、略楕円柱状の前記孔部を形成する、
請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程では、前記基板の厚さ方向に貫通する前記孔部を形成する、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程では、ボッシュプロセス法によって前記異方性エッチングを行う、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
光源と、
前記光源からの出射光を記録媒体に照射する導波路と、
を有する光ヘッドであって、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学素子を用いて、前記光源からの前記出射光を前記光学素子の反射面で反射させて前記導波路に結合させる、
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
記録媒体と、
請求項６に記載の光ヘッドと、
を有し、
前記光源からの出射光を前記導波路によって前記記録媒体に照射し、前記記録媒体に情報を記録する、
ことを特徴とする情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学素子の製造方法、光ヘッド、及び情報記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置の磁気記録密度を上げる方式として、光アシスト方式が提案されている。光アシスト方式とは、光スポットの熱によりメディアを加熱して記録層の保持力を低下させ、外部磁場により記録情報に応じた磁区方向に制御して磁気記録を行う技術である。従って、記録密度を向上させるためには、メディアを加熱するための光スポットを如何に微小にするのかがポイントとなる。光スポットを微小化する点に関しては、数十ｎｍのスポットサイズを実現できる近接場光の技術を採用する方向に固まってきた。
【０００３】
近接場光を発生させる手法としては、光源からの光を、導波路を経由してプラズモンプローブに照射し、プラズモンプローブから近接場光を発生させる方法が主流となりつつある。具体的には、光アシスト式磁気記録ヘッドに設けられたスライダに磁気記録再生部（磁気ヘッド部）と共に導波路を半導体プロセスで積層し、導波路のメディア側の出射端近辺にプラズモンプローブを形成し、光源からの光を導波路経由でプラズモンプローブに照射することにより近接場光を発生させる。
【０００４】
このように近接場光を発生させる手法においては、光源からの光を導波路に結合させる結合光学系の構成が課題となる。
【０００５】
結合光学系の一つとして、スライダ上に配置されて半導体レーザなどの光源から出射した光を偏向すると共に集光して導波路に結合させる結合光学系がある。
【０００６】
例えば特許文献１には、結合光学系の一例として２次元集光光学素子としての非球面ミラーが記載されている。この非球面ミラーはスライダ上に配置されており、光源から出射した光を反射集光させ、スライダ内の導波路に結合させる。しかしながら、導波路の入射端の幅は数μｍと非常に小さいため、光スポットと入射端との相対的な位置調整が非常に難しい。また、この調整を互いに直交する２方向に対して行う必要があるため、工数が大幅に増えてしまう。
【０００７】
また特許文献２には、放物面を有する平面導波路が形成されたスライダと、シリンドリカルな放物面を有しスライダ上に配置された１次元集光光学素子とが記載されている。１次元集光光学素子の放物面と平面導波路の放物面とは、それぞれ１方向にパワーを有し、各パワーは互いに直交している。光源から出射した光は、１次元集光光学素子によって第１の方向に集光され、次に平面導波路内の反射放物面によって第１の方向に直交する第２の方向に集光される。このように互いに直交する方向の集光機能を、１次元集光光学素子と平面導波路とに分けることにより、１次元集光光学素子の厳密な位置調整が１方向だけで済むため、その位置調整が容易となる。
【０００８】
ところでハードディスク装置は小型化が進んでおり、磁気ヘッドも小型になっている。これに伴い、光アシスト式磁気記録ヘッドのスライダも小型化されている。例えばフェムトスライダと称されるスライダの大きさは、長さが０．８５ｍｍ、幅が０．７ｍｍ、厚さが０．２３ｍｍとなっている。スライダに光学素子を設ける場合には、その光学素子も、数十μｍ〜数百μｍのサイズが要求される。このような微小サイズの光学素子をいかに低コストで大量に製造するのかが課題となる。
【０００９】
例えば特許文献１には、１００μｍサイズのガラスからなる非球面ミラーの加工は可能であると記載されているが、具体的な加工方法が記載されていない。具体的な製造方法としてガラスモールド法が考えられるが、非球面ミラーは小さすぎるため、ガラスモールド法では非球面ミラーを作製することは困難である。また、非球面レンズをガラスモールド法により作製し、その一部を切断して非球面ミラーを作製することも考えられるが、非球面ミラーの入射面と反射面とが切断面となるため、研磨工程が必要となる。しかしながら、微小サイズに切断された非球面ミラーを研磨することは困難である。また、プラスチックの射出成型によって非球面ミラーを製造することも考えられるが、光源の直近に非球面ミラーを配置するため、光源の発熱による非球面ミラーの変形などの問題が生じるおそれがある。また、特許文献２においても、微小サイズの１次元集光光学素子の具体的な製造方法は記載されていない。
【００１０】
一方で、ボッシュプロセスによる異方性エッチングで基板を深堀し、さらに等方性エッチングにより曲面加工を施すことによりマイクロレンズモールドを得る技術がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−４５００４号公報
【特許文献２】特開２００９−１０４７３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら特許文献３に記載の方法によると、異方性エッチングと等方性エッチングとを組み合わせているため工数が増えてしまう。また、それぞれのエッチングを制御する必要があるため、所望する光学素子を作製することは容易ではない。
【００１３】
この発明は上記の問題点を解決するものであり、光学素子を容易に作製することが可能な光学素子の製造方法、その製造方法によって作製された光学素子を用いた光ヘッド、及び、その光ヘッドを用いた情報記録装置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】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、基板に異方性エッチングを行うことにより、前記基板に筒状の孔部を形成する第１の工程と、前記筒状の孔部に交差して前記基板を切断して、切断された前記孔部の前記筒状の曲面を反射面とする光学素子を得る第２の工程と、を含む光学素子の製造方法である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法であって、前記第１の工程では、略円柱状の前記孔部を形成する。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光学素子の製造方法であって、前記第１の工程では、略楕円柱状の前記孔部を形成する。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子の製造方法であって、前記第１の工程では、前記基板の厚さ方向に貫通する前記孔部を形成する。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学素子の製造方法であって、前記第１の工程では、ボッシュプロセス法によって前記異方性エッチングを行う。
請求項６に記載の発明は、光源と、前記光源からの出射光を記録媒体に照射する導波路と、を有する光ヘッドであって、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学素子を用いて、前記光源からの前記出射光を前記光学素子の反射面で反射させて前記導波路に結合させることを特徴とする光ヘッドである。
請求項７に記載の発明は、記録媒体と、請求項６に記載の光ヘッドと、を有し、前記光源からの出射光を前記導波路によって前記記録媒体に照射し、前記記録媒体に情報を記録することを特徴とする情報記録装置である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によると、異方性エッチングによって基板に筒状の孔部を形成し、孔部に交差して基板を切断することにより、筒状の曲面を反射面とする光学素子が得られる。これにより、曲面状の反射面を有する光学素子を容易に作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施形態に係る光学素子の製造方法を示す基板の断面図である。
【図２】エッチング後の基板の斜視図である。
【図３】エッチング後の基板の上面図である。
【図４】基板を切断した後の状態を示す斜視図である。
【図５】基板を切断した後の状態を示す上面図である。
【図６】１次元集光光学素子の一例を示す斜視図である。
【図７】１次元集光光学素子の別の例を示す斜視図である。
【図８】情報記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図９】光ヘッドの概略断面図である。
【図１０】１次元集光光学素子の反射面の作用を説明するための図である。
【図１１】１次元集光光学素子の反射面が略楕円面に相当することを示す模式図である。
【図１２】光ヘッドの平面導波路の一例を示す図である。
【図１３】光ヘッドの平面導波路の別の例を示す図である。
【図１４】光ヘッドの平面導波路を説明するための図であり、光ヘッドの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（光学素子の製造方法）
図１を参照して、この実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。
【００１８】
まず、図１（ａ）に示すように、平板状の基板１０を用意する。基板１０には、例えば、石英やガラスなどのＳｉＯ２を含む基板、シリコン基板、金属基板、合金基板、又はセラミック基板などを用いればよい。この実施形態に係る製造方法によって作製される光学素子は表面反射光学素子であるため、基板１０の材料は不透明な非光学材料であってもよい。
【００１９】
次に図１（ｂ）に示すように、基板１０の一方の表面にマスク層１１を形成する。マスク層１１は、基板１０に対するエッチング選択比が高い材料であればよい。マスク層１１は有機物であってもよいし、無機物であってもよい。マスク層１１の材料として、例えばクロム（Ｃｒ）を用いればよい。
【００２０】
次に図１（ｃ）に示すように、マスク層１１上にレジストをスピナーやロールコーターを用いて成膜し、レジスト層１２を形成する。例えば、ポジ型レジストをマスク層１１上に形成する。
【００２１】
次に図１（ｄ）に示すように、レジスト層１２をパターニングすることによりレジストパターン１３を形成する。例えば電子線描画装置にて、レジスト層１２に電子線を照射し、現像液を用いて現像処理を行うことによりレジストパターン１３を形成する。例えば、複数の筒状のパターンが２次元的に配置されたレジストパターン１３を形成する。筒状のパターンとして、例えば略円筒状のパターン又は略楕円柱状のパターンを形成する。
【００２２】
次に図１（ｅ）に示すように、マスク層１１をパターニングすることによりマスク層パターン１４を形成する。具体的には、レジストパターン１３をマスクとしてマスク層１１をエッチングすることによりマスク層パターン１４を形成する。例えばドライエッチングを行うことにより、マスク層パターン１４を形成する。
【００２３】
次に図１（ｆ）に示すように、マスク層パターン１４をマスクとして基板１０に異方性エッチングを行う。これにより、基板１０に筒状の孔部１５を形成する。マスク層パターン１４のマスク形状に合わせて、略円筒状の孔部１５又は略楕円柱状の孔部１５を形成する。異方性エッチングとしては、例えばドライエッチング又はウェットエッチングなどを行ってもよい。異方性エッチングは、一方向に優先的に進行するエッチングであるため、基板１０の厚さ方向に優先的に進行する。そのため、基板１０の厚さ方向の形状制御を行うことができ、高いアスペクト比が得られる。また、異方性エッチングとしてボッシュプロセス法を用いることが好ましい。ボッシュプロセス法は、エッチングとエッチング側壁保護とを繰り返しながら行うエッチング方法である。ボッシュプロセス法を用いることにより、基板１０を深堀し、より高いアスペクト比が得られる。
【００２４】
異方性エッチングにおいては、図１（ｆ）に示すように基板１０の厚さ方向の途中でエッチングを止めてもよいし、図１（ｇ）に示すように基板１０を孔部１５が貫通するまでエッチングを行ってもよい。
【００２５】
そして、マスク層パターン１４を剥離して、複数の筒状の孔部１５が形成された基板１０を得る。図２の斜視図及び図３の上面図に、筒状の孔部１５が形成された基板１０を示す。上述した製造方法により、基板１０には複数の孔部１５が形成されている。
【００２６】
筒状の孔部１５が形成された基板１０を図示しないダイシングソーを用いて切断することにより、１次元集光光学素子を得る。例えば図２及び図３に示すように、孔部１５に交差し、互いに直交するカットライン２１、２２に沿って基板１０を切断する。さらに、孔部１５と孔部１５との間で互いに直交するカットライン２３、２４に沿って基板１０を切断する。例えば図示しないダイシングブレードを高速に回転させ、カットライン２１に沿って自動ステージを用いて基板１０を移動させて切断する。さらに、カットライン２３に沿って自動ステージを用いて基板１０を移動させて切断する。そして、基板１０を９０度回転させた後、カットライン２２に沿って自動ステージを用いて基板１０を移動させて切断する。さらに、カットライン２４に沿って自動ステージを用いて基板１０を移動させて切断する。
【００２７】
図４の斜視図及び図５の上面図に切断後の基板１０を示す。これにより、筒状の孔部１５の一部の曲面を有する複数の１次元集光光学素子３０が得られる。
【００２８】
以上のように、異方性エッチングによって基板１０に筒状の孔部１５を形成し、孔部１５に交差して基板を切断することにより、筒状の曲面を反射面とする１次元集光光学素子３０を容易に作製することが可能となる。例えば特許文献３に記載の製造方法では、異方性エッチングと等方性エッチングとを組み合わせる必要があるため工数が増え、また、それぞれのエッチングの制御を行う必要がある。これに対して、この実施形態に係る製造方法によると、異方性エッチングのみを行えばよいため、より簡単に１次元集光光学素子３０を作製することが可能となる。
【００２９】
また、複数の筒状のパターンが２次元的に配置されたマスクを用いることにより、複数の１次元集光光学素子３０をまとめて作製することが可能となる。そのことにより、１次元集光光学素子３０を大量に作製することが可能となる。
【００３０】
また、カットラインを示すマークや位置調整用のマークを、上記の製造プロセスにおいて形成することも可能である。あるいは、カットラインをも含むマスクを用いることにより、ダイシングソーを用いずに、図５のような切断された複数の集光光学素子を作製することも可能である。
【００３１】
（１次元集光光学素子３０）
図６に、１次元集光光学素子３０を示す。図６に示す１次元集光光学素子３０は、円筒状の孔部１５が基板１０を貫通するまで異方性エッチングを行って得られた光学素子である。１次元集光光学素子３０は、円筒面状の凹面の反射面３１である反射ミラーを有することで、入射光を偏向する偏向光学素子である。１次元集光光学素子３０は、棒状の直方体の１つの稜線に円筒状の反射面３１が形成された形状を有する。反射面３１は露出しており、表面反射ミラーとして機能する。反射面３１には、金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属膜、又は、誘電体多層膜の反射膜などを形成する。これにより、反射面３１は、表面反射ミラーとして機能する。表面反射ミラーであるため、入射面及び出射面が無く、光量損失を低減することができる。また、反射膜を形成しなくても反射率が得られる場合には、反射膜を形成せずにそのまま反射面として使用してもよい。反射面３１は凹状の円筒面であるため曲率を持った方向のみ集光機能を有する。集光機能が１次元であるため、集光された光は線状となる。棒状の直方体の一部の稜線に表面反射面となる円筒状の反射面３１を形成するので、非常に小さなミラーであっても直方体自体の大きさを比較的大きくすることができる。そのため、１次元集光光学素子３０のハンドリング性を確保することができ、光アシスト磁気記録ヘッドの組立も容易となる。
【００３２】
また、基板１０に対するエッチングを基板１０の厚さ方向の途中で止めた場合、図７に示すように、孔部１５の一部の曲面を有する１次元集光光学素子４０が得られる。１次元集光光学素子４０は、円筒面状の凹面の反射面４１である反射ミラーを有することで、入射光を偏向する偏向光学素子である。１次元集光光学素子４０は、棒状の直方体の１つの稜線の一部に円筒状の反射面４１が形成された形状を有する。反射面４１の機能は、１次元集光光学素子３０の反射面３１と同じであるため、説明を省略する。
【００３３】
なお、１次元集光光学素子３０、４０の曲面部の形状は円に限るものではなく、楕円面など非球面の断面の一部からなるシリンドリカル面でもよい。例えば、基板１０に対して略楕円柱状の孔部１５を形成することにより、１次元集光光学素子３０、４０の曲面部を楕円面とすることができる。
【００３４】
なお、基板１０上にマスク層１１を形成せずに、基板１０上にレジスト層１２を形成し、レジストパターン１３をマスクとして基板１０を異方性エッチングすることにより、基板１０に筒状の孔部１５を形成してもよい。
【００３５】
（情報記録装置の概略構成）
上記の１次元集光光学素子３０又は１次元集光光学素子４０を備えた光アシスト式磁気記録ヘッド、及びその光アシスト式磁気記録ヘッドを備えた情報記録装置について説明する。図８に、光アシスト式磁気記録ヘッドを搭載した光アシスト式磁気記録装置（例えばハードディスク装置、以下「情報記録装置」ともいう）の概略構成を示す。情報記録装置１００は、記録用の複数枚の回転可能なディスク（磁気記録媒体）１２０と、ヘッド支持部１４０と、トラッキング用アクチュエータ１６０と、光アシスト式磁気記録ヘッド１３０（以下、「光ヘッド１３０」と称する）と、図示しない駆動装置と、を筺体１１０内に備えている。なお、ディスク１２０は１枚であってもよい。ヘッド支持部１４０は、支軸１５０を支点として矢印Ａの方向（トラッキング方向）に回動可能に設けられている。トラッキング用アクチュエータ１６０は、ヘッド支持部１４０に取り付けられている。光ヘッド１３０は、ヘッド支持部１４０の先端に取り付けられている。図示しない駆動装置は、ディスク３を矢印Ｂの方向に回転させる。
【００３６】
（光ヘッド１３０）
図９に、光ヘッド１３０の概略構成例を断面図で示す。光ヘッド１３０は、ディスク１２０に対する情報記録に光を利用する微小光記録ヘッドである。光ヘッド１３０は、光源部１８０と、スライダ１９０と、１次元集光光学素子３０とを有する。１次元集光光学素子３０の代わりに１次元集光光学素子４０を用いてもよい。情報記録装置１００は、光ヘッド１３０がディスク１２０上で浮上しながら矢印Ｃ方向に相対的に移動しうるように構成されている。
【００３７】
光源部１８０は半導体レーザを有する。光源部１８０は、半導体レーザと、光ファイバ、光導波路、及びコリメートレンズなどの光学部品との組み合わせであってもよい。光源部１８０を構成している半導体レーザから出射されるレーザ光の波長は、可視光から近赤外の波長（波長帯としては、０．６μｍ〜２μｍ程度であり、具体的な波長としては、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ、８３０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍなどが挙げられる）が好ましい。
【００３８】
スライダ１９０は、ＡｌＴｉＣ材などを含む基板で構成されている。スライダ１９０には、ディスク１２０の被記録部分の流入側から流出側にかけて順に（矢印Ｃ方向に）、磁気再生部１７３、光アシスト部１７１、及び磁気記録部１７２が形成されている。なお、光アシスト部１７１が磁気記録部１７２よりも流入側にあれば、この順番でなくてもよい。
【００３９】
磁気記録部１７２は、ディスク１２０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素子である。磁気再生部１７３は、ディスク１２０に記録されている磁気情報の読み取りを行う磁気再生素子である。なお、光アシスト部１７１、磁気記録部１７２、及び磁気再生部１７３は、スライダ１９０と一体に形成されていてもよいし、別体に構成されたものをスライダ１９０に取り付けてもよい。
【００４０】
光アシスト部１７１は、後述する平面導波路と図示しないプラズモンプローブとで構成されている。平面導波路は光源からのレーザ光をディスク１２０側の出射端面に向かって集光させてプラズモンプローブに照射する。プラズモンプローブはディスク１２０の被記録部分をスポット加熱するための近接場光を発生させる。
【００４１】
光源部１８０から出射したレーザ光は、１次元集光光学素子３０によって光アシスト部１７１に導かれる。光アシスト部１７１に入射したレーザ光は、光アシスト部１７１内の平面導波路を通って光ヘッド１３０から出射する。１次元集光光学素子３０の集光機能が１次元であるため、集光された光は線状となり、光を結合する平面導波路の入射端面上での光の厳密な位置調整が１次元方向のみで済むため、位置調整が格段に容易になる。
【００４２】
光アシスト部１７１から出射したレーザ光が、微小な光スポットとしてディスク１２０に照射されると、ディスク１２０の被照射部分の温度が一時的に上昇してディスク１２０の保持力が低下する。その保持力の低下した状態の被照射部分に対して、磁気記録部１７２により磁気情報が書き込まれる。
【００４３】
図６に示した１次元集光光学素子３０を搭載した光学結合系について数値例を用いて説明する。反射面３１（円筒面）の曲率半径を２０μｍ、光源部１８０の半導体レーザの出射端から反射面３１までの光軸上の距離を１４．１３μｍ、反射面３１から像面（集光面）までの光軸上の距離を１５．３６μｍ、図９のｘ、ｙ方向の平面導波路のモードフィールド径を各々５μｍ、１μｍとし、レーザ光の波長を０．７８５μｍ、放射角（半値全角）をｘ方向９．５°、ｚ方向（偏向後ｙ方向）２３°とする。レーザ光の強度分布をガウシアンとした場合、平面導波路との結合効率は６０．５％となり、光アシスト方式としては十分な結合効率が得られる。光源部１８０から出射されるレーザ光の強度分布はｚ方向に長円となっているため、この方向のみ集光するだけで十分な結合効率が得られる。なお、計算方法については「光デバイスのための光結合系の基礎と応用」（河野健治著、現代工学社）を参照した。
【００４４】
図１０は、１次元集光光学素子３０の反射面３１が略楕円の一部からなるシリンドリカル面である場合の反射面３１の作用を説明するための図である。図１０には略楕円面３２が示されており、反射面３１は略楕円面３２の一部の形状を有する。例えば、基板１０に対して略楕円柱状の孔部１５を形成することにより、略楕円面３２の一部の形状を有する反射面３１を形成することができる。
【００４５】
１次元集光光学素子３０は、光学的作用が１方向に限られるため、本明細書において「略楕円面」とは、１方向のみにパワーを有するシリンドリカル状の楕円面を意味する。
【００４６】
図１０に示す略楕円面３２において、楕円の長軸ＬＸに対して垂直な２本の直線ＬＡ、ＬＢは２つの焦点Ｆ２、Ｆ１上にそれぞれ位置している。直線ＬＡと直線ＬＢとの間の部分の長軸ＬＸを境にした一方の曲面反射面３３が反射面３１に相当する。
【００４７】
従って、一方の焦点Ｆ２（光源部１８０の出射端）から出射して、曲面反射面３３での反射により集光されたレーザ光は、すべて他方の焦点Ｆ１（平面導波路の入射端）に到達して光スポットを形成する。このように略楕円面３２の２つの焦点Ｆ１、Ｆ２の位置にレーザ光の入射位置と集光位置とを設定することにより、集光される方向の収差の発生量を小さくすることができ、円筒状の反射面よりも平面導波路との結合効率をより高めることが可能となる。例えば、上述した円筒面の数値例において、コーニック定数１．０００５３を入れ略楕円面とし、円筒面から略楕円面での最良像面（集光面）までの光軸上の距離を１４．１５μｍとした場合には、結合効率は７０．６％となり、円筒面よりも約１．２倍、結合効率を向上させることができる。
【００４８】
図１１は、１次元集光光学素子３０における反射面３１が略楕円面３２に相当することを示す模式図である。上記のように、光源部１８０から出射したレーザ光を平面導波路に入射させるために１次元集光光学素子３０を設けると、曲面反射面３３での反射による偏向及び集光により、平面導波路に対する結合効率を著しく向上させることができる。また、集光方向に関して無収差での結合が可能となるため、より高い光利用効率を得ることができる。
【００４９】
次に、図１２及び図１３に、光アシスト部１７１が有する平面導波路の具体例を示す。図１２に示す平面導波路１７１Ａは、ミラー型集光機能を有するプラナーソリッドイマージョンミラー（ＰＳＩＭ）を有する。図１３に示す平面導波路１７１Ｂは、テーパ型集光機能を有する。これらの平面導波路１７１Ａ、１７１Ｂに採用されている導波路構造は、いずれも基板上に高屈折率層１７１Ｈを積層し、その周りに低屈折率層１７１Ｌを積層することにより構成されている。高屈折率層１７１Ｈと低屈折率層１７１Ｌとの境界面での反射作用によりレーザ光が集光される。
【００５０】
図１２に示す平面導波路１７１Ａでは、高屈折率層１７１Ｈと低屈折率層１７１Ｌとの境界面が、略楕円面の一部形状を成している。図１２に示す高屈折率層１７１Ｈと低屈折率層１７１Ｌとの境界面では、その屈折率差によって全反射を生じさせる構成としている。境界面は略楕円面の一部形状を成しているので、平面導波路１７１Ａに発散光が入射すると、略楕円面の焦点位置で光源像が形成されることになる。つまり、平面導波路１７１Ａでは全反射を利用したミラー効果によりレーザ光を１方向に集光して、微小な光スポットを形成することができる。
【００５１】
図１３に示す平面導波路１７１Ｂでは、高屈折率層１７１Ｈと低屈折率層１７１Ｌとの境界面が、直線状に形成されている。平面導波路１７１Ａには２つの境界面が形成されており、高屈折率層１７１Ｈに入射したレーザ光はこれら２つの境界面の間で繰り返し全反射され、出射端に進むにつれ次第にモードフィールド径が小さくなっていき、高屈折率層１７１Ｈの出射端で集光され、微小な光スポットを形成することができる。
【００５２】
上記のように光アシスト部１７１に平面導波路１７１Ａ、１７１Ｂを用いれば、微小な光スポットを得ることができる。従って、よりエネルギー密度の高い光をプラズモンプローブに照射することができ、近接場光の発生光量を増大することが可能となる。以上、２つの平面導波路を例として示したが、これらに限るものではなく、２段コア型など、他のタイプのスポットサイズを変換できる導波路であってもよい。
【００５３】
図９に示す光ヘッド１３０では、１次元集光光学素子３０が光源部１８０と光アシスト部１７１内の平面導波路１７１Ａ又は１７１Ｂ（図１２、１３）とを光学的に結合させ、かつ、光源部１８０から出射したレーザ光を平面導波路１７１Ａ、１７１Ｂに入射させるために偏向させる構成になっている。図１４は、ｙ方向から光ヘッド１３０の平面導波路１７１Ａを見た模式図である。光源部１８０から平面導波路１７１Ａに結合されたレーザ光は、平面導波路１７１Ａによりディスク１２０上に近接場光を発生させるように集光される。
【００５４】
以上説明した光ヘッド１３０を備えた情報記録装置１００においては、光源部１８０（半導体レーザ）から出射した光は１次元集光光学素子３０の反射面３１にてｙ方向の光軸がｙｚ面内で９０°折り返されてｚ方向に偏向されると共にｙｚ面内に集光され、平面導波路に入射する。一方、ｘ方向の光は集光されず広がった状態で平面導波路に入射し、例えば図１２に示す略楕円反射面を持つ平面導波路１７１Ａにてｘ方向が平面導波路内で集光される。平面導波路の出射端ではｘ方向、ｙ方向ともに光が十分に絞られた状態となり、平面導波路の出射端面に形成された図示しないプラズモンプローブを照射し、プラズモンプローブから近接場光が発生する。この近接場光によりディスク１２０が加熱され、保持力が低下し、磁気記録部１７２にて磁気情報が記録される。ディスク１２０が光ヘッド１３０から移動し、冷却されると保持力が回復し、磁気情報が保持される。従って、高精度の位置調整を必要とせずに、高い光利用効率で微小な光スポットを得ることが可能となり、その光スポットを用いて高密度の情報記録を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、以上説明してきた実施の形態は、光アシスト式磁気記録ヘッド、及び、光アシスト式磁気記録装置に関するものであるが、この実施の形態の要部構成を、記録媒体を光記録ディスクとした光記録ヘッド、及び、光記録装置に利用することも可能である。この場合は、スライダ１９０に磁気記録部１７２と磁気再生部１７３は不要である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  基板
１１  マスク層
１２  レジスト層
１３  レジストパターン
１４  マスク層パターン
１５  孔部
２１、２２、２３、２４  カットライン
３０、４０  １次元集光光学素子
３１、４１  反射面
１００  情報記録装置
１１０  筺体
１２０  ディスク（磁気記録媒体）
１３０  光アシスト式磁気記録ヘッド（光ヘッド）
１４０  ヘッド支持部
１５０  支軸
１６０  トラッキング用アクチュエータ
１７１  光アシスト部
１７２  磁気記録部
１７３  磁気再生部
１８０  光源
１９０  スライダ
【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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