[發(fā)明專利]金屬波導及其制造方法、光傳輸模塊和熱輔助磁記錄頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810085435.5
• 申請日: 2008-03-17
• 公開（公告）號: CN101271174A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 趙恩亨;左圣熏;孫鎮(zhèn)昇;徐成東
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;G11B5/127;G11B5/02;G11B5/31
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;劉奕晴

技術領域

與本發(fā)明一致的設備和方法涉及一種具有錐形的C形孔(aperture)的彎曲形金屬波導(metallic?waveguide)，更具體地講，涉及一種彎曲形的金屬波導、制造該波導的方法、包括該波導的光傳輸模塊以及具有該波導的熱輔助磁記錄頭，該波導能夠以集成結構制造，并且能夠實現增強的近場效應。

背景技術

在磁記錄頭領域中，對高密度磁記錄進行了許多研究。在水平磁記錄中已實現了100Gbit/in²的記錄密度，而在垂直磁記錄中，100Gbit/in²或更高的記錄密度是可能的。然而，由于超順磁效應，導致在記錄期間出現熱不穩(wěn)定性，因此磁記錄技術在提供高記錄密度方面仍存在局限。

記錄介質中的熱穩(wěn)定性由磁各向異性能與熱能之比決定。為了增加磁各向異性能，磁記錄介質必須由具有強的矯頑力的材料形成。當磁記錄介質由具有強的矯頑力的材料形成時，需要相應強的磁場以便記錄。然而，由于為了增加記錄密度而使用小尺寸記錄頭，所以主磁極(main?pole)的磁場在預定水平飽和。因此，由于產生的磁場的有限強度，導致無法進行記錄。

為了解決這一問題，已開發(fā)了熱輔助磁記錄(HAMR)方法。在HAMR方法中，通過將記錄介質的局部加熱到居里溫度以上，使相應位置的矯頑力暫時降低。當與現有技術的磁記錄方法相比時，HAMR方法能夠進一步減小記錄所需的磁場強度。就這一點，由于數據被記錄在被加熱到居里溫度以上的區(qū)域中，所以記錄密度由被加熱的部分的寬度決定，而非由產生磁場的磁極的大小決定。例如，當加熱單元是激光二極管時，數據記錄密度由激光二極管所發(fā)射的激光的光點大小決定。

相應地，HAMP頭需要將激光發(fā)射到記錄介質的光傳輸模塊。光傳輸模塊將光傳輸到主磁極附近的位置。此外，光傳輸模塊在減小聚焦在記錄介質上的光點大小的同時提供高的光強。這種光傳輸模塊包括光源、波導和小孔，并且被集成在主磁極附近的小空間中。然而，為了不顯著改變現有技術的磁頭的結構，可設置光傳輸模塊的位置有限。例如，用于將光從光源傳輸到小孔的波導必須垂直地設置在主磁極上。在這種情況下，波導的方向與設置在主磁極一端附近的小孔的方向相差90°。因此，必須在波導和小孔之間設置用于將光的方向改變90°的光學元件。反射鏡可用作該光學元件。然而，在技術上難以將具有大體積結構的所述光學元件集成到現有技術的厚度非常薄的磁頭上。

此外，期望通過與制造現有技術的磁頭的處理相同的批處理(batchprocess)來制造所述光傳輸模塊。為此，需要可在等于或低于175℃的低溫下通過平面工藝(planar?process)來制造波導和小孔。

同時，小孔將通過波導透射的光傳輸到記錄介質的記錄層。就這一點，為了實現高記錄密度，傳輸到記錄層的光必須具有小的光點尺寸和高的強度，以便將記錄層加熱至大約居里溫度。通常，光點大小由小孔的大小決定。可以預見，孔的大小越小，記錄密度越高。然而，當孔比入射光的波長小很多時，孔的能量通量(power?throughput)顯著降低。例如，當圓孔的半徑r等于或小于入射光的波長的1％時，孔的能量通量按照r⁴的比率減小。即，當孔為小尺寸時，可實現高空間分辨率，但是能量通量太小。因此，在將小尺寸孔應用于HAMR頭方面存在限制。

相應地，為了解決低傳輸問題，對近場光學探頭的研究仍在繼續(xù)，已提出具有各種小孔的探頭。然而，還沒有開發(fā)出適合于HAMR頭的既具有高傳輸和高分辨率又具有可靠性和可再現性的近場探頭。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種金屬波導，通過所述金屬波導的孔可輸出具有高強度和小光點尺寸的光，并且所述金屬波導可在不使用單獨的光學元件的情況下將光傳播方向改變90°。本發(fā)明還提供一種制造該波導的方法。本發(fā)明還提供一種包括該波導的光傳輸模塊以及具有該波導的熱輔助磁記錄頭。

根據本發(fā)明的一方面，提供一種金屬波導，包括由導電金屬形成的金屬體；其中，穿過所述金屬體形成具有輸入端和輸出端的孔，所述孔具有用于改變所述輸入端和輸出端之間的光傳播方向的彎曲部分，所述孔還具有位于所述彎曲部分和所述輸出端之間的錐形部分，所述錐形部分的寬度朝著所述輸出端逐漸減小，并且所述孔通過形成在所述金屬體的內表面上的脊而形成為C形。

當金屬波導的厚度被定義在光傳播的方向上時，金屬波導從所述孔的彎曲部分至所述孔的錐形部分的厚度t_out可大于金屬波導從所述輸入端至彎曲前部分的厚度t_in。