(57)【要約】【課題】ＬＤと偏向ミラーをスライダ上に載置する構成において、ＬＤの放射角にばらつきがあっても、高い結合効率を確保する技術を提供する。【解決手段】一の面と、一の面の所定の方向の一端に設けられた端面とを備え、記録媒体の回転に応じて、記録媒体に対して浮上して相対移動するスライダと、一の面に固定され、所定の方向に光を出射する光源と、スライダに設けられ、所定方向に沿う厚み方向と、これに直交する幅方向の双方に直交する軸方向の一端に位置する光入射面で光源からの光を受け、軸方向の他端側に位置する記録媒体に向かって光を導く光導波路と、光源及び光入射面の双方に臨み、幅方向に光学パワーＰｘ、厚み方向に光学パワーＰｙを有し、光学パワーＰｘ及びＰｙが、０＜Ｐｘ＜Ｐｙを満たし、光源からの光を光入射面に向けて反射及び集光させる反射面と、を備えたことを特徴とする光アシスト磁気ヘッド。【選択図】図３
2013016238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の面と、前記一の面の所定の方向の一端に設けられた端面とを備え、ディスク状の記録媒体の回転に応じて、前記記録媒体に対して浮上して相対移動するスライダと、
前記一の面に固定され、前記所定の方向に光を出射する光源と、
前記スライダに設けられ、前記所定方向に沿う厚み方向と、これに直交する幅方向の双方に直交する軸方向の一端に位置する光入射面で前記光源からの光を受け、前記軸方向の他端側に位置する前記記録媒体に向かって前記光を導く光導波路と、
前記光源及び前記光入射面の双方に臨み、前記幅方向に光学パワーＰｘ、前記厚み方向に光学パワーＰｙを有し、前記光学パワーＰｘと、前記光学パワーＰｙとが、以下に示す第１の条件を満たし、前記光源からの光を前記光入射面に向けて反射及び集光させる反射面と、
を備えたことを特徴とする光アシスト磁気ヘッド。
［数１］
2013016238.tif 000013
【請求項２】
前記光入射面は、前記幅方向の長さが、前記厚み方向の長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光アシスト磁気ヘッド。
【請求項３】
前記反射面は、前記厚み方向及び前記幅方向に前記第１の条件を満たす曲率を有する凹面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッド。
【請求項４】
前記光源からの光は、所定の波長を有し、
前記反射面は、前記第１の条件を満たすように前記所定の波長の光を偏向させる回折構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッド。
【請求項５】
前記光源からの光は、所定の波長の光であって、
前記反射面は、前記幅方向及び前記厚み方向の一方を第１の方向とし、他方を第２の方向としたとき、前記光学パワーＰｘ及び前記光学パワーＰｙのうち前記第１の方向に対応するものを、前記第１の方向に所定の曲率を有する凹面形状により実現し、第２の方向に対応するものを、前記所定の波長の光を前記第２の方向に偏向させる回折構造により実現することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッド。
【請求項６】
前記光源からの光は、所定の波長の光であって、
前記反射面は、前記幅方向及び前記厚み方向のうち一方または双方の各方向について、当該方向に沿って所定の曲率を有する曲面として形成され、前記所定の波長の光を当該方向に偏向させる回折構造を備え、
前記曲率による光学パワーと前記回折構造による光学パワーとの合成が、前記光学パワーＰｘ及び前記光学パワーＰｙのうち当該方向に対応する光学パワーとなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光アシスト磁気ヘッドの技術に関し、特に、光源からの光をミラーにより偏向させて光導波路に導く構成を備えた光アシスト磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）に用いられる磁気記録方式は、記録密度を高くしようとすると磁気ビットの間隔が狭くなり、超常磁性効果等により極性が不安定になる。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場も大きくなる。然るに、記録ヘッドによって発生する磁場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付いており飛躍的な増大が望めないという実情がある。そこで、記録時局所的に加熱して磁気軟化を生じさせて、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後、加熱を止めて自然冷却することにより、記録された磁気ビットの安定性を保証する記録方式が提案されている。この記録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、記録媒体の加熱が瞬間的に行われることが望ましい。また、加熱する機構と、高速で回転する記録媒体とが接触することは許されない。そのため、加熱はレーザー光の微小スポットを記録媒体に照射して行われることが一般的であり、よって加熱に光を用いるこの方式は光アシスト磁気記録方式と呼ばれている。光アシスト磁気記録方式で超高密度記録を行う場合には、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。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（「近視野光」と称する場合がある）を利用した光アシスト磁気ヘッドが使用される場合がある。光アシスト磁気記録方式の磁気ヘッドの大きさは小さいため、磁気ヘッドのスライダに設けられる光学部品も小さいサイズのものが要求され、実際には、数十μｍ〜数百μｍのサイズものが用いられる。
【０００４】
光アシスト磁気ヘッドの例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の光アシスト磁気ヘッドでは、半導体レーザー（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）と伝送用の光導波路がキャリッジアームに搭載されている。ＬＤから出射された光は、伝送用の光導波路に結合されてヘッドまで導かれる。ヘッドまで導かれた光は、ヘッドスライダに搭載されたカプラ素子（即ち、偏向ミラー）の円筒反射面により、９０°偏向されて、ヘッドに設けられた光導波路に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４９７５５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、ＬＤ及び偏向ミラーを、スライダ上に直接載置することも可能である。このような構成では、光源からの光を、空間伝搬させて偏向ミラーで偏向させることで、ヘッドに設けられた光導波路に導くことも可能である。このような構成を採用することで、光ファイバー等のような伝送用の光導波路を用いる必要が無くなるため部品点数が少なくなり組立工数を削減することが可能となる。しかしながら、何れの構成においても偏向ミラーにより偏向され光導波路入射面に照射されたスポットと光導波路との間の相対位置ズレによる結合効率の劣化を抑える必要がある。ところで、ＬＤ及び偏向ミラーをスライダ上に直接載置する構成では、特許文献１に記載の光アシスト磁気ヘッドに比べて、ＬＤの製造誤差に伴うＬＤ出射端面での光の強度分布のばらつき、即ち、放射角のばらつきの影響を受け、光導波路との結合効率にばらつきが生じてしまう。一方、伝送用の光導波路を用いた場合、光導波路の伝送モードが一意に決まっているため伝送用の光導波路出射端における光の強度分布は一定であり、この結合効率のばらつきは抑制される。そのため、ＬＤ及び偏向ミラーをスライダ上に載置する構成では、このようなＬＤの放射角のばらつきに伴う結合効率への影響も含めて、光導波路とスポットの相対位置ズレを考慮した結合効率の確保が重要となる。
【０００７】
即ち、本発明の目的は、ＬＤと偏向ミラーをスライダ上に載置する構成において、ＬＤの放射角にばらつきがあっても、高い結合効率を確保する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、一の面と、前記一の面の所定の方向の一端に設けられた端面とを備え、ディスク状の記録媒体の回転に応じて、前記記録媒体に対して浮上して相対移動するスライダと、前記一の面に固定され、前記所定の方向に光を出射する光源と、前記スライダに設けられ、前記所定方向に沿う厚み方向と、これに直交する幅方向の双方に直交する軸方向の一端に位置する光入射面で前記光源からの光を受け、前記軸方向の他端側に位置する前記記録媒体に向かって前記光を導く光導波路と、前記光源及び前記光入射面の双方に臨み、前記幅方向に光学パワーＰｘ、前記厚み方向に光学パワーＰｙを有し、前記光学パワーＰｘと、前記光学パワーＰｙとが、以下に示す第１の条件を満たし、前記光源からの光を前記光入射面に向けて反射及び集光させる反射面と、を備えたことを特徴とする光アシスト磁気ヘッドである。
［数１］
2013016238.tif 000003
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光アシスト磁気ヘッドであって、前記光入射面は、前記幅方向の長さが、前記厚み方向の長さよりも長く形成されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッドであって、前記反射面は、前記厚み方向及び前記幅方向に前記第１の条件を満たす曲率を有する凹面であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッドであって、前記光源からの光は、所定の波長を有し、
前記反射面は、前記第１の条件を満たすように前記所定の波長の光を偏向させる回折構造を有することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッドであって、前記光源からの光は、所定の波長の光であって、前記反射面は、前記幅方向及び前記厚み方向の一方を第１の方向とし、他方を第２の方向としたとき、前記光学パワーＰｘ及び前記光学パワーＰｙのうち前記第１の方向に対応するものを、前記第１の方向に所定の曲率を有する凹面形状により実現し、第２の方向に対応するものを、前記所定の波長の光を前記第２の方向に偏向させる回折構造により実現することを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光アシスト磁気ヘッドであって、前記光源からの光は、所定の波長の光であって、前記反射面は、前記幅方向及び前記厚み方向のうち一方または双方の各方向について、当該方向に沿って所定の曲率を有する曲面として形成され、前記所定の波長の光を当該方向に偏向させる回折構造を備え、前記曲率による光学パワーと前記回折構造による光学パワーとの合成が、前記光学パワーＰｘ及び前記光学パワーＰｙのうち当該方向に対応する光学パワーとなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によると、光アシスト磁気ヘッドにおいては、光源からの光を、反射面により反射及び集光させることで光入射面に導く。この反射面は、光導波路の幅方向に光学パワーＰｘ、厚み方向に光学パワーＰｙを有し、前記光学パワーＰｘと、前記光学パワーＰｙとが、［数１］で示された第１の条件を満たしている。このような構成により、光源からの光を反射及び集光させて光入射面に導くことで、ＬＤの放射角にばらつきがあっても、高い結合効率を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】情報記録装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】この発明に係る光アシスト磁気ヘッドの概略断面図である。
【図２Ｂ】この発明に係る光アシスト磁気ヘッドの偏向ミラー周辺の拡大断面図である。
【図３】偏向ミラーの斜視図である。
【図４Ａ】反射面の斜視図である。
【図４Ｂ】ｘ方向から見た反射面の概略断面図である。
【図４Ｃ】ｙ’方向から見た反射面の概略断面図である。
【図５Ａ】偏向ミラーの作製方法の一例について説明するための図である。
【図５Ｂ】偏向ミラーの作製方法の一例について説明するための図である。
【図６Ａ】実施例に係る偏向ミラーの光学パワーＰｘに対する結合効率特性を示した表である。
【図６Ｂ】実施例に係る偏向ミラーの光学パワーＰｘに対する結合効率特性を示したグラフである。
【図７Ａ】反射面の一態様を示した概略斜視図である。
【図７Ｂ】反射面の一態様を示した概略斜視図である。
【図７Ｃ】反射面の一態様を示した概略斜視図である。
【図７Ｄ】反射面の一態様を示した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１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１は、例えば記録用の複数枚の回転可能なディスク（磁気記録媒体）３と、ヘッド支持部５と、トラッキング用アクチュエータ７と、光アシスト磁気ヘッド４と、図示しない駆動装置と、を筐体２内に備えている。なお、ディスク３は１枚であってもよい。ヘッド支持部５は、支軸６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７は、ヘッド支持部５に取り付けられている。光アシスト磁気ヘッド４は、ヘッド支持部５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。情報記録装置１は、光アシスト磁気ヘッド４がディスク３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。
【００１２】
（光アシスト磁気ヘッド４）
図２Ａに、光アシスト磁気ヘッド４の概略構成例を断面図で示す。光アシスト磁気ヘッド４は、ディスク３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。光アシスト磁気ヘッド４は、光源部２０と、スライダ１０と、偏向ミラー３０とを有する。情報記録装置１は、ディスク３を矢印Ｃ方向に移動させ、光アシスト磁気ヘッド４がディスク３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。なお、図２Ａでは、ディスク３の回転方向（矢印Ｃ方向）をｙ方向、光アシスト磁気ヘッド４の厚み方向をｚ方向、ｙ方向及びｚ方向の双方に直交する方向をｘ方向としている。
【００１３】
スライダ１０は、板状の形状をしており、ディスク３と対向する下面１０ｂと、下面１０ｂのｚ方向の反対側に位置する上面１０ａとを有する。また、スライダ１０は、ｙ方向の端部に端面１０ｃを有する。なお、上面１０ａが「一の面」に相当する。また、端面１０ｃが「一の面の所定の方向の一端に設けられた端面」に相当する。
【００１４】
光源部２０は半導体レーザー（以下、単に「ＬＤ」と称する）を有する。光源部２０を構成しているＬＤから出射される光の波長は、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）などがある。ここで、図２Ｂを参照する。図２Ｂは、光アシスト磁気ヘッド４の偏向ミラー３０周辺の拡大断面図である。図２Ｂに示すように、光源部２０は、光出射面２０ａと、底面２０ｂとを有している。光源部２０は、スライダ１０の上面１０ａに配置されている。このとき、底面２０ｂと上面１０ａとが対向する。光源部２０は、光出射面２０ａから偏向ミラー３０の反射面３１に向けて光を出射する。光源部２０から出射された光は、偏向ミラー３０の反射面３１に到達する。
【００１５】
偏向ミラー３０は、光源部２０からの光を偏向（反射）させて光導波路１４の光導波路入射面１４ａに導く表面反射型の集光ミラーである。図２Ｂに示すように、偏向ミラーは、凹面状の反射面３１を有する。偏向ミラー３０は、光源部２０からの光を反射面３１で受けて、この光を反射面３１で反射させることで９０°偏向させて、光導波路入射面１４ａに導く。このとき、光源部２０からの光は、反射面３１の曲率により光導波路入射面１４ａに集光される。偏向ミラー３０の具体的な構成については後述する。なお、光導波路入射面１４ａが「光入射面」に相当する。
【００１６】
スライダ１０は、端面１０ｃに磁気ヘッド部１３を有する。磁気ヘッド部１３は、ｙ方向に所定の厚みを有して形成されており、端面１３ａと、端面１３ｂとを有している。端面１３ａは、端面１０ｃの上面１０ａ側の端部近傍に、端面１０ｃからｙ方向に立ち上がるように設けられている。また、端面１３ｂは、端面１３ａとはｚ方向の反対側に形成されている。磁気ヘッド部１３は、光導波路１４と、図示しない磁気記録部と、図示しない磁気情報再生部とを有する。なお、磁気ヘッド部１３が「ヘッド部」に相当する。
【００１７】
光導波路１４は、偏向ミラー３０によって導かれた光を導光してディスク３に向けて射出する。光導波路１４は、図示しないが、下部クラッド層、コア層、上部クラッド層を、光が伝播する方向とは直交する厚み方向（ｙ方向）に沿って、この順番に積層させたものである。コア層は、各クラッド層（例えば、ＳｉＯ２で形成）よりも屈折率の高い素材（例えば、Ｔａ２Ｏ５）で形成されている。これにより、光導波路１４に導かれた光は、コア層と、各クラッド層との間で全反射しながらディスク３に向かって伝播する。なお、光が伝播する方向（即ち、ｚ方向）が、「軸方向」に相当する。
【００１８】
具体的には、光導波路１４は、半導体プロセスにより厚み方向（即ち、ｙ方向）に積層されて形成される。換言すると、ｙ方向が光導波路１４の積層方向となる。そのため、ｙ方向に沿った形成は、半導体プロセスの時間の制約を受けるため自由度が低い。一方で、幅方向（ｘ方向）の形状やサイズは、使用するマスクの形状やサイズにより決まるため、厚み方向（即ち、積層方向）より設計の自由度が高い。そのため、設計の自由度の高い光導波路１４の幅方向の長さは、光導波路１４の厚み方向の長さよりも長く形成することが可能である。このように、光導波路１４の幅方向の長さを長く形成することで、スポットの幅方向（ｘ方向）の位置ズレに対して、高い相対結合効率を確保することが可能となる。
【００１９】
図２Ｂに示すように、光導波路１４は、磁気ヘッド部１３の端面１３ａに光導波路入射面１４ａを有し、端面１３ａとは反対側の端面１３ｂ（ディスク３に対向する面）に光導波路出射面１４ｂを有する。光導波路１４の光導波路出射面１４ｂには、近接場光発生素子としてのプラズモンプローブ１５が設けられている。偏向ミラー３０によって偏向させられた光は、光導波路入射面１４ａから入射し、光導波路出射面１４ｂに向かって光導波路１４内を進む。光導波路出射面１４ｂに設けられているプラズモンプローブ１５は、偏向ミラー３０によって導かれた光を近接場光に変換してディスク３に向けて射出する。また、図示しない磁気記録部は、ディスク３の被記録部分に対して磁気情報の書き込みを行う。図示しない磁気情報再生部は、ディスク３に記録されている磁気情報の読み取りを行う。
【００２０】
（偏向ミラー３０）
次に、偏向ミラー３０の具体的な構成について、図３及び図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。図３は、偏向ミラー３０の斜視図である。また、図４Ａは、反射面３１の斜視図である。図３及び図４Ａに示すように、光源部２０から出射された光の光軸（ｙ方向）と反射面３１との交点において、ｙｚ平面内の反射面３１に対する接線方向をｙ’方向とする。また、ｘ方向とｙ’方向の双方に直交する方向、即ち、前述した交点における反射面３１の法線方向をｚ’方向とする。即ち、反射面３１が、光源部２０からｙ方向に向けて出射された光をｚ方向に９０°偏向させる場合、ｙ’方向及びｚ’方向は、ｙ方向及びｚ方向を、ｘ方向を軸に略４５°回転させた方向となる。
【００２１】
ここで、図４Ｂ及び図４Ｃを参照する。図４Ｂは、ｘ方向から見た反射面の概略断面図である。また、図４Ｃは、ｙ’方向から見た反射面の概略断面図である。反射面３１は、ｙ’ｚ’平面内及びｘｚ’平面内の双方において、異なる曲率を有する凹状のトーリック面として形成される。具体的には、図４Ｂに示すように、反射面３１は、ｙ’ｚ’平面内において、点Ｃｙを基点として曲率半径Ｒｙの曲率を有する凹面として形成されている。また、図４Ｃに示すように、反射面３１は、ｘｚ’平面内において、点Ｃｘを基点として曲率半径Ｒｘの曲率を有する凹面として形成されている。換言すると、反射面３１は、図４Ｂに示すように、ｙ’方向に並行で、かつ、その曲面上のｙ’方向を接線とする点からｚ’方向にＲｘだけ離れた直線をｙ’’軸として、曲率半径Ｒｙを有する曲線を、ｙ’’軸回りに回転させて形成される曲面である。なお、曲率半径Ｒｘ及びＲｙは、図４Ｂに示すように、以下に示す条件を満たしている。なお、曲率半径Ｒｘ及びＲｙを以下の条件とする詳細な理由については、偏向ミラー３０の結合効率特性とあわせて後述する。
［数２］
2013016238.tif 000004
【００２２】
反射面３１には、金やアルミニウム等の金属反射膜が成膜されている。また、反射面３１には、誘電体多層膜による反射膜を成膜してもよい。また、金属反射膜をメッキで反射膜に形成してもよい。反射面３１は、表面反射面として機能する。
【００２３】
このような偏向ミラー３０は、ガラスモールドや樹脂の射出成型、またはインプリント法等により作製される。なお、偏向ミラー３０は、個々に作製してもよいし、複数の素子を一度に作製してもよい。例えば、図５Ａ及び図５Ｂは、一度に複数の偏向ミラー３０を作製する場合の、作製方法の一例を説明するための図である。例えば、図５Ａに示すように、複数の偏向ミラー３０が２次元的に配列された部材を作製し、反射面３１に反射膜を成膜したうえで、ダイシング等により切断分離するとよい。この場合には、例えば、偏向ミラー３０Ａ及び３０Ｂは、ｃ１で示された部分をダイシング等により切断することで、個々の素子として分離される。
【００２４】
また、図５Ｂに示すように、２つの偏向ミラー、即ち、偏向ミラー３０Ａ及び３０Ｂの反射面３１Ａ及び３１Ｂを対向させた組が２次元的に配列された部材を作製し、反射面３１に反射膜を成膜したうえで、ダイシング等により切断分離してもよい。この場合には、反射面３１Ａ及び３１Ｂが連続する面として形成された部材が作製される。この部材は、ダイシング等によりｃ１で示された部分が切断されることで、偏向ミラー３０Ａ及び３０Ｂに分離される。このとき、前述した連続する面は、反射面３１Ａ及び３１Ｂに分離される。
【００２５】
（光学パワー）
ここで、光学パワーについて説明する。光学パワーとは、レンズ、ミラー、または他の光学系が、光を集光または発散させる程度、即ち、光の進行方向を曲げる力を示している。ここで、光学パワーをＰ、光学素子の焦点距離をｆとしたとき、光学パワーＰは、焦点距離ｆの逆数（即ち、Ｐ＝１／ｆ）で示される。光学パワーＰが正の値の場合には、光は光軸方向に収束される（集光される）。また、光学パワーＰが負の値の場合には、光は光軸方向から発散される。
【００２６】
次に、偏向ミラー３０の光学パワーについて説明する。前述したとおり、光導波路１４は、厚み方向（ｙ方向）に積層されて形成される。そのため、半導体プロセスの時間の制約により、光導波路１４の厚みを厚く形成することは困難である。これにより、光導波路１４のｙ方向のモードフィールド直径は小さくなり、このモードフィールド直径にあわせて結合効率を確保するために、偏向ミラー３０は、光源部２０からの光をｙ方向に集光している。一方で、光導波路１４の幅方向（ｘ方向）の形状やサイズは、厚み方向の長さよりも長く形成されており、光導波路１４のｘ方向のモードフィール直径は、ｙ方向のモードフィールド直径より大きくなる。このような構成から、偏向ミラー３０のｘ方向の光学パワーをＰｘ、ｙ方向の光学パワーをＰｙとした場合、光学パワーＰｘ及びＰｙは、以下に示す条件を満たせば良いことが分かる。
［数１］
2013016238.tif 000005
【００２７】
（実施例）
次に、偏向ミラー３０の光学パワーＰｘと結合効率特性との関係について、具体的な例をあげて実施例として説明する。
【００２８】
この実施例では、光源部２０からの光の波長λ＝６６０ｎｍとし、この光のｙ方向の放射角θｙを半値全角でθｙ＝１８°とした。また、この光のｘ方向の放射角θｘは、半値全角でθｘ＝６°、９°、及び１２°のそれぞれについて結合効率特性を測定するものとする。また、反射面３１の、ｙ’ｚ’平面上における曲率半径Ｒｙを、Ｒｙ＝２５μｍとする。また、光出射面２０ａから反射面３１までの距離Ｌ１が、以下の条件を満たす。
［数３］
2013016238.tif 000006
【００２９】
また、反射面３１から光導波路入射面１４ａまでの距離Ｌ２は、Ｌ２＝Ｌ１とする。また、光導波路１４のｘ方向のモードフィールド直径ＭＤＦｘ＝３μｍ、ｙ方向のモードフィールド直径ＭＤＦｙ＝１μｍとする。
【００３０】
図２Ｂに示すように、光源部２０からの光が、４５°の入射角で反射面３１に入射角し、９０°偏向されて光導波路入射面１４ａに導かれるように、偏向ミラー３０が配置されている。このとき、偏向ミラー３０のｘ方向の焦点距離ｆｘは、以下の条件を満たす。
［数４］
2013016238.tif 000007
また、偏向ミラー３０のｙ方向の焦点距離ｆｙは、以下の条件を満たす。
［数５］
2013016238.tif 000008
このように、ｘ方向とｙ方向とで、曲率半径に対する焦点距離の計算式が異なる。
【００３１】
したがって、ｘ方向の光学パワーＰｘは、以下の式により導かれる。
［数６］
2013016238.tif 000009
また、ｙ方向の光学パワーＰｙは、以下の式により導かれる。
［数７］
2013016238.tif 000010
このように、ｘ方向とｙ方向とで、曲率半径に対する光学パワーの計算式が異なる。なお、Ｒｙ＝２５μｍの場合には、光学パワーＰｙ＝０．１１３μｍ−１となる。
【００３２】
この条件において、偏向ミラー３０の光学パワーＰｘを変更した場合の結合効率特性を、光導波路入射面１４ａ上において、ｘ方向のスポットの位置ズレｄｘが無い場合（即ち、ｄｘ＝０μｍ）の場合と、ｄｘ＝１μｍの場合について算出した。この算出結果を、図６Ａ及び図６Ｂに示す。図６Ａは、偏向ミラー３０の、光学パワーＰｘに対する結合効率特性を示した表である。また、図６Ｂは、偏向ミラー３０の、光学パワーＰｘに対する結合効率特性を示したグラフである。
【００３３】
ここで、Ｐｘ＝０の場合、即ち、反射面３１が、ｘｚ’平面内において曲率を有さない円筒ミラーの場合に着目する。この場合には、ｘ方向のスポットの位置ズレｄｘが無かったとしても（ｄｘ＝０だとしても）、θｘのばらつきにより、中心値θｘ＝９°の結合効率に対して約±１０％の差を持って、各θｘにおける結合効率がばらついている。さらに、Ｐｘ＝０で、かつ、ｄｘ＝１μｍのスポットの位置ズレが生じた場合においては、ｄｘ＝０の場合に比べて、各θｘにおける結合効率がさらにばらつき、結合効率の値も全体的に低下している（即ち、劣化している）。
【００３４】
また、図６Ｂに示すように、スポットの位置ズレが無い場合（ｄｘ＝０μｍ）と、位置ズレがある場合（ｄｘ＝１μｍ）とでは、結合効率がピークとなる光学パワーＰｘが異なる。具体的な一例として、放射角θｘ＝９°に着目した場合には、スポットの位置ズレが無い場合には、Ｐｘ＝０．０７１μｍ−１の場合に、結合効率がピークとなる。これに対して、スポットの位置ズレがある場合には、Ｐｘ＝０．０５７μｍ−１の場合に、結合効率がピークとなる。
【００３５】
このように、スポットの位置ズレがある場合の結合効率のピークの方が、位置ズレが無い場合の結合効率のピークよりも、光学パワーＰｘが低くなる。光学パワーＰｘ及びＰｙが等しい場合（Ｐｘ＝Ｐｙ）には、ｘ方向についてもｙ方向と同様に光導波路入射面１４ａ上で焦点を結ぶことになる。しかしながら、前述したように、スポットの位置ズレの有無により、結合効率がピークとなる光学パワーＰｘが異なる。そのため、ｘ方向について、光導波路入射面１４ａ上で焦点を結ぶように光学パワーＰｘを決定したとしても、最大の結合効率とはならないことがわかる。
【００３６】
また、放射角θｘと光学パワーＰｘとの関係に着目すると、図６Ｂに示すように、放射角θｘが小さいほど、結合効率がピークとなる光学パワーＰｘは小さくなる。具体的な一例として、ｄｘ＝１μｍの場合には、光学パワーＰｘ＝Ｐｙ、かつθｘ＝６°における結合効率が、光学パワーＰｘ＝０、かつθｘ＝１２°における結合効率とほぼ等しくなる。したがって、光学パワーＰｘ及びＰｙが、以下に示す条件を満たす場合に、光源部２０からの光の放射角にばらつきがある場合において、スポットの位置ズレの有無に拘らず、光学パワーＰｘ＝０の場合や、Ｐｘ＝Ｐｙの場合よりも高い結合効率を確保することが可能となる。
［数１］
2013016238.tif 000011
【００３７】
さらに、図６Ｂに示すように、スポットの位置ズレがある場合（ｄｘ＝１μｍ）には、光学パワーＰｘ＝Ｐｙ／２近傍において、結合効率がピークとなる。このことから、光学パワーＰｘをＰｙ／２近傍の値とすることが望ましい。この場合には、［数６］及び［数７］で示した関係式に基づき、曲率半径Ｒｘ＝Ｒｙとなり、焦点距離ｆｘが以下の条件を満たす。
［数８］
2013016238.tif 000012
【００３８】
このように、光学パワーＰｘをＰｙ／２近傍とした場合には、ｘ方向について、光出射面２０ａと反射面３１との間の距離Ｌ１が焦点距離ｆｘと等しくなる。そのため、この場合には、光源部２０からの光は、反射面３１で反射偏向後に略平行光となって光導波路入射面１４ａに入射する。なお、０＜Ｐｘ＜Ｐｙ／２の範囲では、反射面３１で反射された光は、ｘ方向について、光源部２０からの光の放射角よりも小さな発散角を有する発散光となる。また、Ｐｘ＞Ｐｙ／２の範囲では、反射面３１で反射された光は、収束光となる。
【００３９】
なお、上記では、ｘ方向及びｙ方向に曲率を有したトーリック形状の反射面３１について説明したが、ｘ方向の光学パワーＰｘとｙ方向の光学パワーＰｙとが［数１］に示した条件を満たす構成であれば、反射面３１の構成は限定されない。例えば、反射面３１は、アナモルフィック面として形成されてもよいし、トーリック非球面、またはアナモルフィック非球面として形成されてもよい。例えば、より高い結合効率を確保するために、反射面３１を非球面として形成して収差を改善してもよい。
【００４０】
また、上記では、光学パワーＰｘ及びＰｙを、反射面３１の形状により実現していたが、これに代えて、反射型の回折レンズにより実現してもよい。例えば、図７Ａは、反射面３１の一態様である反射面３１１を示した概略斜視図である。図７Ａに示すように、反射面３１１は、平面として形成されている。また、反射面３１１上には、反射面３１１で受けた光を、ｘ方向及びｙ’方向に集光可能に、回折構造３２１が設けられている。光源部２０からの光は、温度により波長λが変動する場合があり、波長λの変動に伴い、この光のモードフィールド径も変化する場合がある。一方で、回折構造３２１は、波長により回折角が変わる。そのため、モードフィールド径の変化を考慮して回折構造３２１を設けることで、モードフィールド径の変動を補償し、安定した結合効率を確保することが可能となる。なお、高い結合効率を確保するために、ブレーズ（鋸歯）形状の回折構造３２１を用いることが望ましい。
【００４１】
また、トーリック形状の反射面３１上に回折構造を設けてもよい。図７Ｂは、反射面３１の一態様である反射面３１２を示した概略斜視図である。図７Ｂに示すように、反射面３１２は、トーリック面として形成されており、反射面３１２上には、回折構造３２２が設けられている。このような構成とすることで、光学パワーＰｘ及びＰｙを、反射面３１２の形状と回折構造３２２とに分配できる。そのため、反射面３１２の曲率半径Ｒｘ及びＲｙを、前述した反射面３１の曲率半径Ｒｘ及びＲｙよりも大きくし、より平面に近い形状とすることが可能となる。また、図７Ａに示した回折構造３２１に比べて、回折構造３２２が受け持つ光学パワーＰｘ及びＰｙを低くすることが可能となる。これにより、回折構造３２２のピッチを、回折構造３２１のピッチよりも広げることが可能となり、回折構造の転写性を向上することが可能となる。
【００４２】
また、ｘ方向及びｙ方向のいずれかの方向の光学パワー（即ち、光学パワーＰｘまたはＰｙ）を、反射面３１の形状で実現し、他方を１次元回折レンズとして構成してもよい。図７Ｃ及び図７Ｄは、この構成を適用した反射面３１の一態様を示した斜視図である。図７Ｃには、反射面３１３が示されている。図７Ｃに示すように、反射面３１３は、ｙ’ｚ’平面内にのみ曲率を有する凹面として形成されている。反射面３１３は、この曲率により、光源部２０からの光をｙ’方向に集光する。即ち、反射面３１３の形状により、ｙ方向の光学パワーＰｙを実現している。また、反射面３１３上には、１次元回折構造３２３が設けられている。１次元回折構造３２３は、光源部２０からの光をｘ方向に集光するように、ｘ軸方向に並べて設けられている。即ち、１次元回折構造３２３により、ｘ方向の光学パワーＰｘを実現している。
【００４３】
また、図７Ｄは、反射面３１４が示されている。図７Ｄに示すように、反射面３１４は、ｘｚ’平面内にのみ曲率を有する凹面として形成されている。反射面３１４は、この曲率により、光源部２０からの光をｘ方向に集光する。即ち、反射面３１４の形状により、ｘ方向の光学パワーＰｘを実現している。また、反射面３１３上には、１次元回折構造３２４が設けられている。１次元回折構造３２４は、光源部２０からの光をｙ’方向に集光するように、ｙ’軸方向に並べて設けられている。即ち、１次元回折構造３２４により、ｙ方向の光学パワーＰｙを実現している。図７Ｃ及び図７Ｄに示すような構成とすることで、回折構造が１次元に集光するような簡素な形状（直線状の形状）となり、偏向ミラー３０の金型の製造が容易になる。
【００４４】
以上のように、この発明に係る光アシスト磁気ヘッド４では、光源部２０から出射された光を、偏向ミラー３０の反射面３１により反射及び集光させて光導波路入射面１４ａに導く。反射面３１は、光導波路１４の幅方向（ｘ方向）に光学パワーＰｘ、厚み方向（ｙ方向）に光学パワーＰｙを有しており、光学パワーＰｘと、光学パワーＰｙとが、［数１］で示された条件を満たしている。このような構成により、光源部２０からの光を反射及び集光させて光導波路入射面１４ａに導くことで、光源部２０に用いられたＬＤの放射角にばらつきがあっても、高い結合効率を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１  情報記録装置
２  筐体
３  ディスク
４  光アシスト磁気ヘッド
５  ヘッド支持部
６  支軸
７  トラッキング用アクチュエータ
１０  スライダ
１０ａ  上面
１０ｂ  下面
１０ｃ  端面
１３  磁気ヘッド部
１３ａ  端面
１３ｂ  端面
１４  光導波路
１４ａ  光導波路入射面
１４ｂ  光導波路出射面
１４ｃ  光導波路側面
１５  プラズモンプローブ
２０  光源部
２０ａ  光出射面
３０、３０Ａ、３０Ｂ  偏向ミラー
３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１１、３１２、３１３、３１４  反射面
３２１、３２２  回折構造
３２３、３２４  １次元回折構造
【図１】
2013016238.tif 000014
【図２Ａ】
2013016238.tif 000015
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2013016238.tif 000019
【図４Ｃ】
2013016238.tif 000020
【図５Ａ】
2013016238.tif 000021
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2013016238.tif 000023
【図６Ｂ】
2013016238.tif 000024
【図７Ａ】
2013016238.tif 000025
【図７Ｂ】
2013016238.tif 000026
【図７Ｃ】
2013016238.tif 000027
【図７Ｄ】
2013016238.tif 000028