БЛИЖНЕПОЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОВКА, УСТРОЙСТВО БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ГОЛОВКИ, БЛИЖНЕПОЛЬНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО И БЛИЖНЕПОЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА
NEAR-FIELD OPTICAL HEAD, NEAR-FIELD OPTICAL HEAD DEVICE, NEAR-FIELD OPTICAL INFORMATION DEVICE AND NEAR-FIELD OPTICAL INFORMATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ближнепольной оптической головке и устройству ближнепольной оптической головки, ближнепольному оптическому информационному устройству и ближнепольной оптической информационной системе, оснащенной им, а также относится к устройству, выполненному с возможностью записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя.
Уровень техники
В области техники записи оптической информации в настоящее время большое внимание уделяется оптической записи с помощью света ближнего поля. Предшествующий уровень техники, описанный в Патентном документе 1, представляет способ выполнения записи с более высокой плотностью с использованием света ближнего поля. Фиг.13-15 иллюстрируют конфигурацию и основную часть устройства ближнепольной оптической головки согласно предшествующему уровню техники.
На фиг.13 и 14 башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком, противостоящий диску 701 в качестве носителя записи, оснащен элементами уплотнения луча, интегрированными в него, и принимает параллельный луч из оптической головки 703. Привод 704 каретки перемещает оптическую головку 703 в радиальных направлениях диска 701. Луч, испускаемый из полупроводникового лазера 708 в качестве источника света, проходит через коллимирующую линзу 709 и призму 710 формирования луча, чтобы стать круговым параллельным лучом в оптической головке 703, и падает на башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком через расщепитель 712 луча и зеркало 714. Башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком подвергается регулировке своей позиции в направлениях трекинга посредством пьезоэлектрического элемента 711 и прижимается к диску 701 за счет силы подвески 705, крепящейся к нему.
Фиг.15 - это схематичный вид сбоку башмака-ползуна 702 с ближнепольным оптическим датчиком, оснащенного рассеивающим телом 21, противостоящим диску 27 в качестве носителя записи, и подложкой 24, поддерживающей его. Рассеивающее тело 21 и подложка 24 размещаются на башмаке-ползуне 702 с ближнепольным оптическим датчиком таким образом, чтобы расстояние между рассеивающим телом 21 и диском 27 сохранялось менее десятков нанометров. Свет, излучаемый из источника 19 света, падает на рассеивающее тело 21 через коллимирующую линзу 18 и элемент 17 уплотнения луча, чтобы тем самым сформировать интенсивный свет ближнего поля в части рассеивающего тела 21 рядом с диском 27. Если диск 27 оснащен материалом с фазовым переходом, свет ближнего поля, формируемый из рассеивающего тела 21, изменяет кристаллическую фазу на аморфную фазу, чтобы тем самым сформировать метку записи.
С другой стороны, воспроизведение осуществляется, как показано на фиг.13 и 14, посредством обнаружения варьирования интенсивности света, отраженного от диска 701, более конкретно, поскольку процентное отношение света ближнего поля, рассеиваемого посредством диска 701, варьируется согласно наличию метки записи, посредством обнаружения варьирования интенсивности рассеянного света. На практике свет (световой сигнал) с диска 701 отделяется от падающего света посредством расщепителя 712 луча и обнаруживается посредством детектора 717 после прохождения через конденсорную линзу 715. В предшествующем уровне техники направление поляризации светового сигнала с диска 701 отличается от направления поляризации падающего света, тем самым улучшая контрастность посредством задания направления поляризации поляризатора 716 в оптическом пути, перпендикулярном направлению поляризации падающего света.
Тем не менее, в устройстве ближнепольной оптической головки согласно предшествующему уровню техники башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком, оснащенный рассеивающим телом 21, формирующим ближнее поле, и оптической головкой 703, оснащенной источником света, существует отдельно, тем самым затрудняя миниатюризацию ближнепольной оптической головки.
В частности, чтобы поддерживать расстояние между рассеивающим телом 21 и диском 27 меньшим нескольких десятков нанометров, башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком должен быть меньше и быть оснащен только рассеивающим телом 21 и подложкой 24 на нем, тем самым означая, что башмак-ползун 702 с ближнепольным оптическим датчиком и оптическая головка 703 должны быть сформированы отдельно посредством отдельного элемента. Помимо этого, для того чтобы отправлять луч, испускаемый из полупроводникового лазера 708 в качестве источника света, чтобы облучать всю основную поверхность рассеивающего тела 21, параллельную диску 701, испускаемый луч из полупроводникового лазера 708 должен падать сзади рассеивающего тела 21, тем самым требуя большого числа оптических устройств, таких как коллимирующая линза 709, призма 710 формирования луча, расщепитель 712 луча и зеркало 714. Это увеличивает оптическую головку 703 и всю ближнепольную оптическую головку.
Патентный документ 1. Выложенный патент (Япония) номер 2004-151046.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить ближнепольную оптическую головку, выполненную с возможностью записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя и являющуюся значительно миниатюризированной, и устройство ближнепольной оптической головки, ближнепольное оптическое информационное устройство и ближнепольную оптическую информационную систему малого размера, оснащенную ближнепольной оптической головкой.
Ближнепольная оптическая головка согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя: источник света; рассеивающий элемент, имеющий практически плоскую форму; и башмак-ползун, удерживающий источник света и рассеивающий элемент, при этом: башмак-ползун удерживает рассеивающий элемент таким образом, что конец рассеивающего элемента находится рядом с носителем; рассеивающий элемент имеет первую плоскость, находящуюся на боковине источника света и практически перпендикулярно носителю; свет, испускаемый источником света, облучает первую плоскость практически перпендикулярно; и конец рассеивающего элемента формирует свет ближнего поля и направляет свет ближнего поля к носителю.
Ближнепольная оптическая головка может направлять свет, испускаемый источником света, практически перпендикулярно первой плоскости рассеивающего элемента, практически перпендикулярного носителю, чтобы тем самым сформировать свет ближнего поля из конца рассеивающего элемента и направить его к носителю. Это дает возможность упростить конфигурацию оптической системы записи и значительно миниатюризировать ближнепольную оптическую головку, выполненную с возможностью записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя.
Устройство ближнепольной оптической головки согласно другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: ближнепольную оптическую головку и подвесную конструкцию, поддерживающую башмак-ползун так, чтобы сохранять постоянное расстояние между концом рассеивающего элемента и носителем при записи информации на носитель с помощью света ближнего поля посредством рассеивающего элемента.
Устройство ближнепольной оптической головки включает в себя подвесную конструкцию, поддерживающую башмак-ползун так, чтобы сохранять постоянное расстояние между концом рассеивающего элемента и носителем при записи информации на носитель с помощью света ближнего поля посредством рассеивающего элемента. Это дает возможность миниатюризировать устройство ближнепольной оптической головки, выполненное с возможностью стабильной записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя с помощью небольшой ближнепольной оптической головки.
Ближнепольное оптическое информационное устройство согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: устройство ближнепольной оптической головки и электрическую схему, принимающую сигнал, полученный из устройства ближнепольной оптической головки, и управляющую и возбуждающую источник света на основе сигнала.
Ближнепольное оптическое информационное устройство может принимать сигнал, полученный из устройства ближнепольной оптической головки, и управлять и возбуждать источник света на основе сигнала, тем самым миниатюризируя ближнепольное оптическое информационное устройство, выполненное с возможностью стабильной записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя с помощью небольшого устройства ближнепольной оптической головки.
Ближнепольная оптическая информационная система согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: ближнепольное оптическое информационное устройство и арифметический блок, выполняющий предварительно определенные расчеты на основе информации, записываемой или воспроизводимой с носителя посредством ближнепольного оптического информационного устройства.
Ближнепольная оптическая информационная система может выполнять предварительно определенные расчеты на основе информации, записываемой или воспроизводимой с носителя посредством ближнепольного оптического информационного устройства, тем самым миниатюризируя ближнепольную оптическую информационную систему, выполненную с возможностью выполнения разнообразных расчетов с помощью информации, более плотной и стабильно записываемой или воспроизводимой на или с носителя.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - это схематичный вид сбоку ближнепольной оптической информационной системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - это вид в перспективе с пространственным расположением элементов, показывающий конфигурацию подвески, показанной на фиг.1.
Фиг.3A и 3B - это виды сверху и сбоку соответственно, показывающие конфигурацию ближнепольной оптической головки, показанной на фиг.1.
Фиг.4 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.3B.
Фиг.5A и 5B - это виды сверху и сбоку соответственно, показывающие конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.5B.
Фиг.7 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.8.
Фиг.10 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки, согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.11 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.10.
Фиг.12A и 12B - это виды сверху и сбоку соответственно, показывающие другую конфигурацию рассеивающего элемента, согласно настоящему изобретению.
Фиг.13 - это вид в перспективе, показывающий конфигурацию устройства ближнепольной оптической головки, согласно предшествующему уровню техники.
Фиг.14 - это вид в перспективе, показывающий конфигурацию устройства ближнепольной оптической головки, согласно предшествующему уровню техники.
Фиг.15 - это вид сбоку, показывающий основную часть устройства ближнепольной оптической головки, согласно предшествующему уровню техники.
Оптимальный режим осуществления изобретения
Далее описывается один каждый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
Первый вариант осуществления
Сначала описывается конфигурация и работа согласно первому варианту осуществления со ссылкой на фиг.1-4. Фиг.1 - это схематичный вид сбоку ближнепольной оптической информационной системы согласно первому варианту осуществления.
На фиг.1 ссылка с номером 1 обозначает оптический диск в качестве носителя (носителя записи), сформированного с помощью материала с фазовым переходом для записи и воспроизведения информации; 2 - двигатель на шпинделе, удерживающий и вращающий оптический диск 1 на предварительно определенной скорости; и 3 - ближнепольную оптическую головку для записи и воспроизведения информации на и с оптического диска 1, что соответствует башмаку-ползуну с ближнепольным оптическим датчиком и оптической головке согласно предшествующему уровню техники.
Ссылка с номером 4 обозначает подвеску, поддерживающую ближнепольную оптическую головку 3 так, чтобы сохранять расстояние между ближнепольной оптической головкой 3 и оптическим диском 1 постоянным в направлениях F (фокусировки), перпендикулярных оптическому диску 1; 5 - двигатель, удерживающий подвеску 4 и вращающийся, чтобы тем самым перемещать ближнепольную оптическую головку 3 в направлениях T (трекинга), вровень и параллельных оптическому диску 1; 6 - электрическую схему, контролирующую и возбуждающую полупроводниковый лазерный элемент 31 (описанный далее: см. фиг.3A и 3B) в качестве источника света, двигатель 2 на шпинделе, двигатель 5 и т.п. на основе сигнала, полученного от ближнепольной оптической головки 3; и 7 - арифметический блок, выполняющий предварительно определенные расчеты на основе информации, записываемой или воспроизводимой с оптического диска 1 посредством электрической схемы 6.
Арифметический блок 7 обрабатывает информацию, содержащую исходные данные, видеозаписи, аудиозапись и т.п. Вышеуказанные компонентные элементы составляют ближнепольную оптическую информационную систему согласно этому варианту осуществления; составные элементы, не считая арифметического блока 7, - ближнепольное оптическое информационное устройство; а составные элементы, дополнительно исключая электрическую схему 6, - устройство ближнепольной оптической головки.
Фиг.2 - это вид в перспективе с пространственным изображением элементов, показывающий конфигурацию подвески 4 по фиг.1. Как показано на фиг.2, устройство ближнепольной оптической головки включает в себя ближнепольную оптическую головку 3, шарнир 4a, подвеску 4 и фиксирующую пластину 5a. Подвеска 4 крепится так, чтобы свободно поворачиваться на одном конце двигателя 5 (см. фиг.1) посредством фиксирующей пластины 5a и крепится на другом конце к ближнепольной оптической головке 3 посредством шарнира 4a. Эта конфигурация позволяет подвеске 4 поддерживать ближнепольную оптическую головку 3, при этом сохраняя расстояние от оптического диска 1 постоянным, например, с помощью технологии, аналогичной вращающейся головке, используемой в жестком диске в механизме магнитной головки, раскрытом посредством не прошедшей экспертизу японской патентной публикации номер 7-1616.
Фиг.3A и 3B - это виды сверху и сбоку соответственно, показывающие конфигурацию ближнепольной оптической головки по фиг.1. На фиг.3A и 3B ссылка с номером 1 обозначает оптический диск в качестве носителя для записи и воспроизведения информации; 31 - полупроводниковый лазерный элемент в качестве источника света, испускающего, например, в этом варианте осуществления излучаемый луч LB, имеющий длину волны 800 нм и мощность 50 мВт и поляризованный в F-направлениях; 32 - призму в качестве световодного элемента, передающего излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31; и 33 - рассеивающий элемент, имеющий практически плоскую форму и две - первую и вторую - плоскости P1 и P2, практически перпендикулярные оптическому диску 1. Рассеивающий элемент 33 практически перпендикулярно облучается излучаемым лучом LB, проходящим через призму 32, чтобы тем самым сформировать свет ближнего поля NL в части PA рядом с оптическим диском 1 и направить его к оптическому диску 1.
Ссылка с номером 34 обозначает медный теплоотводный материал, крепящийся к полупроводниковому лазерному элементу 31 и проводящий и рассеивающий сформированное тепло; 35 - элемент фотодетектора, обнаруживающий свет, воспроизводимый с оптического диска 1; а 36 - башмак-ползун, удерживающий полупроводниковый лазерный элемент 31, призму 32, рассеивающий элемент 33, теплоотводный материал 34 и элемент 35 фотодетектора. Эти составные элементы составляют так называемый башмак-ползун с ближнепольным оптическим датчиком в качестве ближнепольной оптической головки 3.
Ссылка с номером 37 обозначает формовочную смолу, и полупроводниковый лазерный элемент 31, призма 32, рассеивающий элемент 33, теплоотводный материал 34 и элемент 35 фотодетектора соединяются и крепятся к башмаку-ползуну 36. Формовочная смола 37 запрессовывается в зазор между башмаком-ползуном 36 и полупроводниковым лазерным элементом 31, призмой 32, рассеивающим элементом 33, теплоотводным материалом 34 и элементом 35 фотодетектора.
Фиг.4 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.3B. Проводящий рассеивающий элемент 33 сформирован, как показано на фиг.4, посредством рассеивающего тела 33a, имеющего практически плоскую форму, снабженного второй плоскостью P2 и первой плоскостью P1, обратной второй плоскости P2, и удерживающего элемента 33b, имеющего практически плоскую форму. Рассеивающее тело 33a крепится и удерживается на удерживающем элементе 33b и крепится к башмаку-ползуну 36 посредством удерживающего элемента 33b. Рассеивающее тело 33a изготавливается из материала, легко формирующего плазмонный свет, к примеру золота, титана, хрома, серебра, меди, алюминия и т.п., а оптический диск 1 изготавливается, например, из материала записи с фазовым переходом, сформированного из сплава TbFeCo (тербий, железо, кобальт) и т.п., или другого материала.
Башмак-ползун 36 поддерживается подвеской 4 таким образом, что расстояние между вершиной PA рассеивающего тела 33a, удерживаемого на башмаке-ползуне 36, и оптическим диском 1 было в рамках глубины эффузии света ближнего поля NL. В этом состоянии рассеивающее тело 33a формирует свет ближнего поля NL из вершины PA. Расстояние между вершиной PA рассеивающего тела 33a и оптическим диском 1 предпочтительно меньше десятков нанометров, более желательно меньше нескольких нанометров и, к примеру, составляет 10 нм в этом варианте осуществления.
В этом варианте осуществления, для того чтобы увеличивать величину эффузии света ближнего поля NL, центр Z излучаемого луча LB приводится практически к центру гравитации рассеивающего тела 33a, формируя свет ближнего поля NL в рассеивающем элементе 33. Свет ближнего поля NL изменяет кристаллическую фазу оптического диска 1, оснащенного материалом с фазовым переходом, на аморфную фазу, чтобы тем самым сформировать метку записи. С другой стороны, информация воспроизводится посредством предоставления возможности элементу 35 фотодетектора обнаруживать варьирование интенсивности отраженного света, отраженного от оптического диска 1, подробнее, поскольку процентное отношение света ближнего поля NL, рассеиваемого из оптического диска 1, варьируется согласно наличию метки записи, обнаруживать варьирование интенсивности рассеянного света как отраженного света от оптического диска 1.
В частности, рассеивающее тело 33a имеет практически треугольную плоскую форму и имеет первую плоскость P1, перпендикулярную поверхности записи или поверхности воспроизведения носителя 1 на боковине полупроводникового лазерного элемента 31, и вторую плоскость P2, параллельную первой плоскости P1. Башмак-ползун 36 удерживает рассеивающий элемент 33 таким образом, чтобы вершина PA первой плоскости P1 была рядом с носителем 1. В этом состоянии излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 облучает всю первую плоскость P1 перпендикулярно через призму 32, и рассеивающий элемент 33 имеет остроконечную форму и направляет свет ближнего поля NL к носителю 1 с вершины PA остроконечной формы.
В это время полупроводниковый лазерный элемент 31 размещается на нижней стороне башмака-ползуна 36, чтобы тем самым приводить центр Z излучаемого луча LB из полупроводникового лазерного элемента 31 максимально точно к центру гравитации рассеивающего тела 33a. Это дает возможность облучать рассеивающее тело 33a с максимально возможной оптической энергией и тем самым дает возможность рассеивающему телу 33a формировать плазмонный свет в достаточной степени. Форма рассеивающего тела 33a особо не ограничивается в вышеприведенном примере до тех пор, пока он эффективно формирует свет ближнего поля NL.
Следовательно, в этом варианте осуществления конфигурация оптической системы записи упрощается за счет направления излучаемого луча LB из полупроводникового лазерного элемента 31 перпендикулярно первой плоскости P1, перпендикулярной носителю 1, и конфигурация оптической системы воспроизведения упрощается за счет непосредственного обнаружения света, воспроизводимого с оптического диска 1, поскольку элемент 35 фотодетектора размещается напротив второй плоскости P2, противостоящей первой плоскости P1 рассеивающего тела 33a, облучаемого посредством излучаемого луча LB из полупроводникового лазерного элемента 31. Это дает возможность в достаточной степени миниатюризировать ближнепольную оптическую головку 3, тем самым контролируя расстояние между рассеивающим телом 33a и оптическим диском 1 с высокой точностью с помощью технологии, аналогичной вращающейся головке, используемой в жестком диске, и записывая или воспроизводя информацию с высокой плотностью на или с оптического диска 1 посредством использования плазмонного света.
Например, если рассеивающее тело 33a - это проводящий материал, имеющий основание (длинную сторону сочленяющей поверхности удерживающего элемента 33b) в 300 нм, высоту (длину в F-направлениях) в 400 нм и радиус закругления в 25 нм на вершине, и если полупроводниковый лазерный элемент 31 - это лазерная микросхема, имеющая размеры в 200 мкм (ширина)×250 мкм (глубина)×90 мкм (высота), часть головки, за исключением башмака-ползуна 36, становится равной примерно 2 мм×5 мм, тем самым миниатюризируя башмак-ползун 36 или ближнепольную оптическую головку 3 до размера примерно 5 мм×5 мм.
Дополнительно, в этом варианте осуществления полупроводниковый лазерный элемент 31 является небольшой лазерной микросхемой, и материал 34 теплоотвода имеет площадь поверхности для достаточного рассеяния тепла, сформированного посредством лазерной микросхемы, тем самым позволяя полупроводниковому лазерному элементу 31 работать непрерывно и стабильно и сохраняя расстояние между рассеивающим телом 33a и оптическим диском 1 точно постоянным за счет недопущения неожиданного термического расширения и деформирования каждого составного элемента, когда полупроводниковый лазерный элемент 31 непрерывно работает. Альтернативно, можно принимать во внимание, что материал 34 теплоотвода термически соединен с подвеской 4, тем самым позволяя материалу 34 теплоотвода рассеивать тепло более эффективно.
Следовательно, в первом варианте осуществления башмак-ползун 36 удерживает полупроводниковый лазерный элемент 31 и материал 34 теплоотвода, призму 32, рассеивающий элемент 33 и элемент 35 фотодетектора, чтобы сформировать так называемый башмак-ползун с ближнепольным оптическим датчиком, тем самым реализуя значительно миниатюризированное устройство ближнепольной оптической головки, выполненное с возможностью записи и воспроизведения информации с большой плотностью с помощью света ближнего поля NL для оптического диска 1. Помимо этого первый вариант осуществления оснащен материалом 34 теплоотвода, тем самым также разрешая проблему выработки тепла полупроводникового лазерного элемента 31.
Первый вариант осуществления предоставляется для составных элементов с материалом 34 теплоотвода и элементом 35 фотодетектора. Тем не менее, смысл настоящего изобретения не искажается даже без них.
Более того, в первом варианте осуществления подвеска 4 поддерживает башмак-ползун 36 (ближнепольную оптическую головку 3), а двигатель 5 удерживает и вращает подвеску 4, чтобы тем самым выполнять запись или воспроизведение по всей площади оптического диска 1. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено данной конфигурацией до тех пор, пока башмак-ползун 36 поддерживается так, чтобы сохранять расстояние между рассеивающим телом 33a и оптическим диском 1 меньшим десятков нанометров, а также перемещается по всей площади оптического диска 1.
Помимо этого в первом варианте осуществления оптический диск 1 вращается посредством двигателя 2 на шпинделе, чтобы тем самым записывать или воспроизводить информацию. Альтернативно, можно принимать во внимание, что оптическая плата, предоставленная вместо оптического диска 1, фиксирована без вращения, и башмак-ползун 36 перемещается по всей площади оптической платы в качестве носителя, тем самым записывая или воспроизводя информацию. Конфигурация такого устройства с оптическими платами искажает смысл настоящего изобретения. Более того, в первом варианте осуществления призма 32 направляет излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31 в рассеивающее тело 33a. Тем не менее, призма 32 может быть опущена, чтобы направлять излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31 непосредственно к рассеивающему телу 33a.
Второй вариант осуществления
Далее приводится описание ближнепольной оптической информационной системы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления отличается ближнепольной оптической головкой от первого варианта осуществления, тем не менее, в других отношениях такой же, и, таким образом, конфигурация и работа описываются только по ближнепольной оптической головке. Фиг.5A и 5B - это виды сверху и сбоку соответственно, показывающие конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки согласно второму варианту осуществления.
На фиг.5A и 5B все составные элементы, а также их функции и операции практически такие же, как в первом варианте осуществления. Тем не менее, полупроводниковый лазерный элемент 31 фиксирован под углом к призме 32a, тем самым направляя излучаемый луч LB более просто к вершине PA рассеивающего тела 33a.
Призма 32a имеет плоскость EP излучения, параллельную первой плоскости P1 рассеивающего тела 33a, и плоскость IP падения, наклоненную относительно плоскости EP излучения, которая фиксирует полупроводниковый лазерный элемент 31. Призма 32a ведет излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31 наклонно вниз, тем самым легко облучая всю первую плоскость P1 рассеивающего тела 33a.
Фиг.6 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.5B. Чтобы привести центр Z излучаемого луча LB из полупроводникового лазерного элемента 31 точно к центру гравитации рассеивающего тела 33a, как показано на фиг.6, излучаемый луч LB направляется наклонно вниз посредством призмы 32a и облучает всю первую плоскость P1 практически перпендикулярно, тем самым облучая рассеивающее тело 33a с большей оптической энергией и тем самым позволяя рассеивающему телу 33a еще более достаточно формировать плазмонный свет.
Тем не менее, во втором варианте осуществления центр Z излучаемого луча LB практически совпадает более просто с рассеивающим телом 33a, формирующим свет ближнего поля NL в рассеивающем элементе 33, тем самым дополнительно повышая количество эффузии света ближнего поля NL. Помимо этого материал 34 теплоотвода находится дальше над башмаком-ползуном 36, тем самым позволяя материалу 34 теплоотвода более эффективно рассеивать тепло.
Третий вариант осуществления
Далее приводится описание ближнепольной оптической информационной системы согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления отличается ближнепольной оптической головкой от первого варианта осуществления, тем не менее, в других отношениях такой же, и, таким образом, конфигурация и работа описываются только по ближнепольной оптической головке. Фиг.7 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки согласно третьему варианту осуществления.
На фиг.7 базовая конфигурация такая же, как и в первом варианте осуществления, и ссылка с номером 31 обозначает полупроводниковый лазерный элемент; ссылка с номером и символом 32b - призму, передающую излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31; а 34a - медный материал теплоотвода. Призма 32b имеет плоскость RP отражения света, отражающую излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 и ведущую его в рассеивающий элемент 33. Другими словами, излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 падает сверху на призму 32b, отражается посредством плоскости RP отражения света и направляется наклонно вниз.
Вид, представляемый от стрелки B по фиг.7, аналогичен фиг.6. Чтобы привести центр Z излучаемого луча LB точно к центру гравитации рассеивающего тела 33a, излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 направляется наклонно вниз посредством плоскости RP отражения света и облучает всю первую плоскость P1 практически перпендикулярно, тем самым облучая рассеивающее тело 33a с большей оптической энергией и тем самым позволяя рассеивающему телу 33a еще более достаточно формировать плазмонный свет.
Следовательно, в третьем варианте осуществления плоскость RP отражения света упрощает приведение центра Z излучаемого луча LB практически к рассеивающему телу 33a, формирующему свет ближнего поля NL в рассеивающем элементе 33, тем самым дополнительно повышая количество эффузии света ближнего поля NL. Помимо этого в третьем варианте осуществления материал 34a теплоотдачи размещается над призмой 32b. Это дает возможность произвольно укрупнять материал 34a теплоотдачи в сравнении с первым вариантом осуществления, тем самым более просто разрешая проблему выделения тепла полупроводникового лазерного элемента 31.
Четвертый вариант осуществления
Далее приводится описание ближнепольной оптической информационной системы согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления отличается ближнепольной оптической головкой от первого варианта осуществления, тем не менее, в других отношениях такой же, и, таким образом, конфигурация и работа описываются только по ближнепольной оптической головке. Фиг.8 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки согласно четвертому варианту осуществления.
На фиг.8 базовая конфигурация такая же, как и в первом варианте осуществления, и ссылка с номером 31 обозначает полупроводниковый лазерный элемент; ссылка с номером и символом 32c - призму, передающую излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31; 32d - оптический волновод; а 34a - медный материал теплоотвода. Оптический волновод 32d, объединенный с нижней частью призмы 32, принимает излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 и ведет его внутрь к рассеивающему телу 33a. Другими словами, излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 падает сверху на призму 32c и направляется вдоль нижней части призмы 32 посредством оптического волновода 32d.
Фиг.9 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.8. Как показано на фиг.9, излучаемый луч LB преобразуется в плоский луч и направляется вдоль нижней части призмы 32 посредством оптического волновода 32d и облучает всю первую плоскость P1 практически перпендикулярно таким образом, чтобы центр Z совпадал с центром гравитации рассеивающего тела 33a, тем самым облучая рассеивающее тело 33a с гораздо большей оптической энергией и позволяя рассеивающему телу 33a формировать плазмонный свет еще в более достаточной степени.
Следовательно, в четвертом варианте осуществления оптический волновод 32b упрощает приведение центра Z излучаемого луча LB практически к рассеивающему телу 33a, формирующему свет ближнего поля NL в рассеивающем элементе 33, тем самым дополнительно повышая количество эффузии света ближнего поля NL. Дополнительно, в четвертом варианте осуществления оптический волновод 32d преобразует излучаемый луч LB в плоский луч и направляет его к рассеивающему телу 33a, тем самым повышая мощность облучения на площадь облучения в облучающем положении рассеивающего тела 33a. Еще дополнительно, в четвертом варианте осуществления материал 34a теплоотдачи размещается над призмой 32b. Это дает возможность произвольно укрупнять материал 34a теплоотдачи в сравнении с первым вариантом осуществления, тем самым более просто разрешая проблему выделения тепла полупроводникового лазерного элемента 31.
Пятый вариант осуществления
Далее приводится описание ближнепольной оптической информационной системы согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления отличается ближнепольной оптической головкой от первого варианта осуществления, тем не менее, в других отношениях такой же, и, таким образом, конфигурация и работа описываются только по ближнепольной оптической головке. Фиг.10 - это вид сбоку, показывающий конфигурацию основной части ближнепольной оптической головки согласно пятому варианту осуществления.
На фиг.10 базовая конфигурация такая же, как и в первом варианте осуществления, и ссылка с номером 31 обозначает полупроводниковый лазерный элемент; ссылка с номером и символом 32e - призму, передающую излучаемый луч LB полупроводникового лазерного элемента 31; а 34a - медный материал теплоотвода. Призма 32e имеет плоскость RP отражения света и поверхность LP линзы. Излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 отражается от плоскости RP отражения света, направляется к и падает на поверхность LP линзы, сходится посредством действия линзы на поверхности LP линзы и ведется в рассеивающий элемент 33. Вкратце, излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 падает сверху на призму 32e, отражается от плоскости RP отражения света, сходится посредством поверхности LP линзы и ведется к рассеивающему элементу 33. Поверхность LP линзы сформирована посредством создания призмы 32e из двух материалов, имеющих взаимно отличающийся коэффициент преломления, или посредством предоставления дифракционной плоскости, тем не менее, его формирование не ограничено таким образом.
Фиг.11 - это вид, представляемый от стрелки B по фиг.10. Как показано на фиг.11, излучаемый луч LB направляется наклонно вниз посредством плоскости RP отражения света, сходится посредством поверхности LP линзы и направляется практически перпендикулярно ко всей первой плоскости P1 таким образом, чтобы центр Z совпадал с центром гравитации рассеивающего тела 33a, тем самым облучая рассеивающее тело 33a с еще большей оптической энергией и позволяя рассеивающему телу 33a формировать плазмонный свет еще в более достаточной степени.
Следовательно, в пятом варианте осуществления плоскость RP отражения света и поверхность LP линзы упрощает приведение центра Z сведенного излучаемого луча  LB практически к рассеивающему телу 33a, формирующему свет ближнего поля NL в рассеивающем элементе 33, тем самым дополнительно повышая количество эффузии света ближнего поля NL. Дополнительно, в этом варианте осуществления поверхность LP линзы сводит излучаемый луч LB и направляет его к рассеивающему телу 33a, тем самым повышая мощность облучения на площадь облучения в положении облучения рассеивающего тела 33a. Еще дополнительно, в пятом варианте осуществления материал 34a теплоотдачи размещается над призмой 32b. Это дает возможность произвольно укрупнять материал 34a теплоотдачи в сравнении с первым вариантом осуществления, тем самым более просто разрешая проблему выделения тепла полупроводникового лазерного элемента 31.
В каждом варианте осуществления, описанном до сих пор, рассеивающий элемент 33 сформирован посредством рассеивающего тела 33a и удерживающего элемента 33b, тем не менее, настоящее изобретение не ограничено в особенности этим примером. Альтернативно, можно принимать во внимание, что весь рассевающий элемент изготовлен, без удерживающего элемента 33b, из материала, легко формирующего плазмонный свет, такого как золото, титан или хром. Помимо этого форма рассеивающего тела является непостоянной, например рассеивающий элемент 33', показанный на фиг.12A и 12B, также может быть использован.
Как показано на фиг.12A и 12B, рассеивающий элемент 33' сформирован посредством рассеивающего тела 33c и удерживающего элемента 33b. Рассеивающее тело 33c крепится и удерживается на удерживающем элементе 33b и крепится к башмаку-ползуну 36 посредством удерживающего элемента 33b. Рассеивающее тело 33c включает в себя первую плоскость P1, перпендикулярную поверхности записи или поверхности воспроизведения носителя 1 на боковине полупроводникового лазерного элемента 31, и вторую плоскость P2, противостоящую и наклоненную относительно первой плоскости P1, и имеет остроконечную форму в виде спереди и сбоку.
Излучаемый луч LB из полупроводникового лазерного элемента 31 облучает всю первую плоскость P1 практически перпендикулярно таким образом, чтобы центр Z совпадал с центром гравитации рассеивающего тела 33c, и рассеивающее тело 33c направляет свет ближнего поля NL из своей острой вершины PA к носителю 1. Остроконечная форма в виде спереди и сбоку делает свет ближнего поля NL плотнее, тем самым заставляя рассеивающее тело 33c более интенсивно формировать плазмонный свет.
На основе каждого варианта осуществления, описанного до сих пор, настоящее изобретение обобщается следующим образом. Ближнепольная оптическая головка, согласно аспекту настоящего изобретения, включает в себя: источник света; рассеивающий элемент, имеющий практически плоскую форму; и башмак-ползун, удерживающий источник света и рассеивающий элемент, при этом: башмак-ползун удерживает рассеивающий элемент таким образом, что конец рассеивающего элемента находится рядом с носителем; рассеивающий элемент имеет первую плоскость, находящуюся на боковине источника света и практически перпендикулярно носителю; свет, испускаемый из источника света, облучает первую плоскость практически перпендикулярно; и конец рассеивающего элемента формирует свет ближнего поля и направляет свет ближнего поля к носителю.
Ближнепольная оптическая головка может направлять свет, испускаемый из источника света, практически перпендикулярно первой плоскости рассеивающего элемента, практически перпендикулярного носителю, чтобы тем самым сформировать свет ближнего поля из конца рассеивающего элемента и применить его к носителю. Это дает возможность упростить конфигурацию оптической системы записи и значительно миниатюризировать ближнепольную оптическую головку, выполненную с возможностью записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя.
Предпочтительно, чтобы дополнительно предоставлялся световодный элемент, который передает свет, излучаемый из источника света, и ведет свет так, чтобы облучать первую плоскость практически перпендикулярно; и башмак-ползун удерживал источник света, рассеивающий элемент и световодный элемент.
В этом случае свет, испускаемый из источника света, проходит через световодный элемент и облучает первую плоскость практически перпендикулярно. Это дает возможность облучать рассеивающий элемент с большей оптической энергией и тем самым для конца рассеивающего элемента в достаточной степени формировать плазмонный свет.
Предпочтительно, чтобы рассеивающий элемент мог включать в себя проводящее рассеивающее тело практически плоской формы, имеющее первую плоскость и формирующее свет ближнего поля, и удерживающий элемент, удерживающий рассеивающее тело; и световодный элемент мог передавать излучаемый свет из источника света таким образом, чтобы излучаемый свет из источника света облучал всю первую плоскость рассеивающего тела.
В этом случае свет, испускаемый из источника света, может проходить через световодный элемент и облучать всю поверхность рассеивающего тела, формирующего свет ближнего поля, тем самым формируя плазмонный свет в достаточной степени и стабильно из рассеивающего тела.
Предпочтительно, рассеивающее тело может иметь остроконечную форму и направлять свет ближнего поля к носителю из вершины остроконечной формы.
В этом случае свет ближнего поля может облучать носитель из вершины остроконечной формы рассеивающего тела, тем самым делая свет ближнего поля плотнее, чтобы более интенсивно формировать плазмонный свет из рассеивающего тела.
Предпочтительно, световодным элементом может быть оптический элемент, имеющий плоскость отражения света для отражения излучаемого света из источника света таким образом, чтобы излучаемый свет из источника света облучал всю первую плоскость рассеивающего тела.
В этом случае излучаемый свет из источника света может легко направляться наклонно вниз таким образом, чтобы излучаемый свет из источника света облучал всю первую плоскость рассеивающего тела, тем самым дополнительно повышая количество эффузии света ближнего поля. Помимо этого элемент теплоотвода, проводящий тепло, сформированное посредством источника света, может быть размещен над световодным элементом, тем самым произвольно укрупняя элемент теплоотвода, чтобы более просто рассеивать выделяемое тепло из источника света.
Предпочтительно, световодным элементом может быть оптический элемент, имеющий световодную функцию направления излучаемого света из источника света таким образом, чтобы излучаемый свет из источника света облучал всю первую плоскость рассеивающего тела.
В этом случае излучаемый свет из источника света может быть преобразован в плоский луч и направлен вдоль нижней части световодного элемента, тем самым облучая всю плоскость рассеивающего тела с большей оптической энергией, чтобы дополнительно увеличивать количество эффузии света ближнего поля. Помимо этого элемент теплоотвода, проводящий тепло, сформированное источником света, может быть размещен над световодным элементом, тем самым произвольно укрупняя элемент теплоотвода, чтобы более просто рассеивать выделяемое тепло из источника света.
Предпочтительно, световодным элементом может быть оптический элемент, имеющий функцию сведения излучаемого света из источника света таким образом, чтобы излучаемый свет из источника света облучал всю первую плоскость рассеивающего тела.
В этом случае сведенный излучаемый свет может облучать всю поверхность рассеивающего тела с большей оптической энергией, тем самым дополнительно увеличивая количество эффузии света ближнего поля.
Предпочтительно, чтобы дополнительно предоставлялся элемент теплоотвода, который крепится к источнику света и проводит тепло, сформированное источником света; и башмак-ползун удерживал источник света, световодный элемент, рассеивающий элемент и элемент теплоотвода.
Это дает возможность миниатюризировать ближнепольную оптическую головку, включающую в себя элемент теплоотвода, и в достаточной степени рассеивать тепло, выделяемое из источника света, тем самым позволяя источнику света работать непрерывно и стабильно и сохраняя расстояние между рассеивающим элементом и носителем точно постоянным за счет недопущения неожиданного термического расширения и деформирования каждого компонентного элемента, когда источник света непрерывно работает.
Предпочтительно, чтобы дополнительно предоставлялся фотодетектор, который размещается напротив второй плоскости рассеивающего элемента, противостоящей первой плоскости; и башмак-ползун удерживал источник света, световодный элемент, рассеивающий элемент и фотодетектор.
В этом случае фотодетектор может непосредственно обнаруживать свет, воспроизводимый с носителя, тем самым упрощая оптическую систему воспроизведения, чтобы сделать ближнепольную оптическую головку меньше.
Устройство ближнепольной оптической головки согласно другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: ближнепольную оптическую головку; и подвесную конструкцию, поддерживающую башмак-ползун так, чтобы сохранять постоянное расстояние между концом рассеивающего элемента и носителем при записи информации на носитель с помощью света ближнего поля посредством рассеивающего элемента.
Устройство ближнепольной оптической головки включает в себя подвесную конструкцию, поддерживающую башмак-ползун так, чтобы сохранять постоянное расстояние между концом рассеивающего элемента и носителем при записи информации на носитель с помощью света ближнего поля посредством рассеивающего элемента. Это дает возможность миниатюризировать устройство ближнепольной оптической головки, выполненное с возможностью стабильной записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя с помощью небольшой ближнепольной оптической головки.
Предпочтительно, может быть дополнительно предусмотрен механизм привода, который приводит в движение подвесную конструкцию в одном направлении на плоскости, параллельной носителю.
Это дает возможность расширить часть, доступную в качестве поверхности записи или воспроизведения носителя, тем самым увеличивая объем информации, который может быть записан или воспроизведен.
Предпочтительно, расстояние между концом рассеивающего элемента и носителем может быть в рамках глубины эффузии света ближнего поля, тем самым записывая или воспроизводя информацию стабильно с помощью света ближнего поля.
Ближнепольное оптическое информационное устройство согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: устройство ближнепольной оптической головки; и электрическую схему, принимающую сигнал, полученный из устройства ближнепольной оптической головки, и управляющую и возбуждающую источник света на основе сигнала.
Ближнепольное оптическое информационное устройство может принимать сигнал, полученный из устройства ближнепольной оптической головки, и управлять и возбуждать источник света на основе сигнала, тем самым миниатюризируя ближнепольное оптическое информационное устройство, выполненное с возможностью стабильной записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя с помощью небольшого устройства ближнепольной оптической головки.
Предпочтительно, чтобы дополнительно предоставлялся механизм вращения, который вращает носитель; и электрическая схема принимала сигнал, полученный из ближнепольной оптической головки, и управляла и возбуждала механизм вращения и источник света на основе сигнала.
Это делает практически всю поверхность носителя используемой в качестве поверхности записи или воспроизведения носителя, тем самым значительно увеличивая объем информации, который может быть записан или воспроизведен.
Ближнепольная оптическая информационная система согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения включает в себя: ближнепольное оптическое информационное устройство; и арифметический блок, выполняющий предварительно определенные расчеты на основе информации, записываемой или воспроизводимой с носителя посредством ближнепольного оптического информационного устройства.
Ближнепольная оптическая информационная система может выполнять предварительно определенные расчеты на основе информации, записываемой или воспроизводимой с носителя посредством ближнепольного оптического информационного устройства, тем самым миниатюризируя ближнепольную оптическую информационную систему, выполненную с возможностью выполнения разнообразных расчетов с помощью информации, более плотной и стабильно записываемой или воспроизводимой на или с носителя.
Промышленная применимость
Ближнепольная оптическая головка согласно настоящему изобретению сконфигурирована посредством удержания источника света и рассеивающего тела, по меньшей мере, на башмаке-ползуне, или вместе с теми составными элементами, удерживающими световодный элемент, элемент теплоотвода или фотодетектор на нем, и выполнена с возможностью записи или воспроизведения информации с более высокой плотностью на или с носителя с помощью света ближнего поля, будучи значительно миниатюризованной. Дополнительно, ближнепольное оптическое информационное устройство, оснащенное устройством ближнепольной оптической головки, включающим в себя ближнепольную оптическую головку, выполнено с возможностью записи высокоплотной информации большой емкости на или с носителя. Еще дополнительно, ближнепольная оптическая информационная система, оснащенная арифметическим блоком, может широко применяться во всех ближнепольных оптических информационных системах, которые сохраняют информацию из арифметического блока как содержащую исходные данные, видеоизображение, аудиоизображение, таких как компьютер, проигрыватель оптических дисков, устройство записи оптических дисков, автомобильная навигационная система, редактирующая система, сервер данных и AV-компонент.