记录/再现装置和记录/再现系统转让专利

申请号 : CN200910260842.X

文献号 : CN101751952B

文献日 :

基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 本乡一泰

申请人 : 索尼株式会社

摘要 :

本发明涉及记录/再现装置和记录/再现系统。本发明的记录/再现装置包括光源和近场光生成单元。所述近场光生成单元包括两个导体,这两个导体以预定间距彼此相对,并通过来自所述光源的光的照射在这两个导体之间生成近场光。这两个导体布置成在对记录介质进行信息记录时,使这两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记区域的纵向方向。所述记录标记区域独立地形成在所述记录介质上,并且所述记录标记区域由预定记录材料制成并具有形状各向异性。

权利要求 :

1.一种记录/再现装置,包括:

光源;和

近场光生成单元,该近场光生成单元包括两个导体,这两个导体以预定间距彼此相对,并通过来自所述光源的光的照射在所述两个导体之间生成近场光,其中,所述两个导体布置成在使用所述近场光对记录介质进行信息记录时,使所述两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记区域的纵向方向,所述记录标记区域由预定记录材料制成、具有形状各向异性、并且独立地形成在所述记录介质上。

2.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,所述两个导体彼此相对的部分为凸部。

3.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,所述记录标记区域的与所述两个导体相对的面呈矩形形状。

4.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,所述记录标记区域的与所述两个导体相对的面呈椭圆形状。

5.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,位于相邻轨道上的记录标记区域的中心位置沿与所述记录介质的轨道方向垂直的方向彼此错开。

6.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,从所述光源发出的光的偏振方向大致平行于所述两个导体彼此相对的方向。

1/2

7.如权利要求1所述的记录/再现装置,其中,关系式g=2 ·z成立,其中z为所述近场光照射至所述记录介质时所述导体与所述记录介质的信息记录面之间的距离,g为所述两个导体之间的预定间距。

8.一种记录/再现系统,包括:

记录介质,所述记录介质上独立地形成有由预定记录材料制成并具有形状各向异性的记录标记区域;

光源;和

近场光生成单元,所述近场光生成单元包括两个导体,这两个导体以预定间距彼此相对,并通过来自所述光源的光的照射在所述两个导体之间生成近场光,其中,所述两个导体布置成在使用所述近场光对所述记录介质进行信息记录时,使所述两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记区域的纵向方向。

说明书 :

记录/再现装置和记录/再现系统

技术领域

[0001] 本发明涉及记录/再现装置和记录/再现系统。更具体地说,本发明涉及使用近场光(near-field light)的记录/再现装置和记录/再现系统。

背景技术

[0002] 近年来,人们提出了多种将近场光用作记录光的技术,以获得在信息记录介质上的更高的记录密度(例如见日本公布专利申请No.2005-202987和No.2003-308632)。使用近场光能够获得超过光的衍射极限的微小光斑。因此,例如,将使用近场光的热辅助磁性记录技术作为高密度磁性记录的前景技术已引起人们的重视。另外,人们已经提出了将近场光应用于使用光磁记录膜和相变记录膜的信息记录介质的多种方案。
[0003] 日本公布专利申请No.2005-202987中提出了这样一种记录/再现装置,其通过开口直径不大于入射光波长的探针的微小开口射出的近场光的照射,对具有尺寸不大于入射光波长的细微结构的记录层(记录标记区域)进行信息记录。此外,在日本公布专利申请No.2005-202987中,光学信息记录介质包括从光照射侧观察时具有彼此独立形成的圆形细微结构的记录层(记录标记区域)。
[0004] 日本公布专利申请No.2003-308632中提出了这样一种记录/再现装置,其通过开口直径不大于入射光波长的探针的微小开口射出的近场光的照射,对形成在尺寸不大于入射光波长的细微结构层上的记录层进行信息记录。
[0005] 作为生成近场光的方法,除上述专利文献中描述的使用探针的方法外,还存在例如使用将光照射至导体时在导体表面上生成的表面等离子体激光共振(surface plasmon resonance)的方法。在该方法中,例如,如果形成在透明基底上的矩形导体受到光照射时光的偏振方向与该导体的纵向方向平行,则在入射光电场的作用下电荷在导体中局部集中(localized)。由电荷的局部集中引起的振荡被称为表面等离子体激光。当表面等离子体激光的共振波长与入射光的波长一致时,表面等离子体激光进入被称作表面等离子体激光共振的共振状态。在该情况下,导体变成沿导体的纵向方向发生强偏振的电偶极子(electric dipole)。当导体变成电偶极子时,导体纵向方向的两端附近生成大的电磁场,以生成近场光。
[0006] 在上述日本公布专利申请No.2005-202987所描述的光学信息记录介质和用于硬盘等的被称作模式化介质(patterned medium)的磁性记录介质中,各记录标记区域(以下简称为记录标记)独立形成。通常,从光照射侧观察时,记录标记呈各向同性形状(例如圆形形状)。如果近场光照射至这种具有各向同性形状的记录标记,则即使记录标记与生成近场光的结构部件(例如导体)之间的位置关系发生变化,原理上吸收到记录标记中的光量不会发生变化。
[0007] 然而,如果从光入射侧观察时形成在模式化介质等上的记录标记具有形状各向异性,则吸收到记录标记中的光量可根据记录标记与生成近场光的结构部件之间的位置关系发生变化。在该情况下,基于它们的位置关系,近场光可能不会被有效地吸收。

发明内容

[0008] 考虑到上述情况,希望提供一种允许彼此独立地形成在记录介质上的形状各向异性的记录标记有效吸收近场光的记录/再现装置和记录/再现系统。
[0009] 本发明的第一实施例是一种记录/再现装置,其包括光源和近场光生成单元,所述近场光生成单元通过来自光源的光的照射,在以预定间距彼此相对的两个导体之间生成近场光。在这种记录/再现装置中,所述两个导体布置成在对记录介质进行信息记录时,使所述两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记的纵向方向,所述记录标记由预定记录材料制成、具有形状各向异性、并且独立地形成在所述记录介质上。本文所使用的表达方式“大致平行于”表示两个导体彼此相对的方向与记录标记区域的纵向方向可能完全平行,也可能由于制造公差而略微偏离这种完全平行的状态。
[0010] 本发明第二实施例是一种记录/再现系统,其包括记录介质、光源和近场光生成单元。注意,所述记录介质上独立地形成有由预定记录材料制成并具有形状各向异性的记录标记区域。此外,所述近场光生成单元包括两个导体,这两个导体以预定间距彼此相对,并通过来自光源的光的照射在这两个导体之间生成近场光。另外,所述两个导体布置成在使用所述近场光对所述记录介质进行信息记录时,使所述两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记的纵向方向。
[0011] 根据本发明的任一实施例,两个导体布置成在使用近场光对形成有彼此独立且形状各向异性的记录标记的记录介质进行信息记录时,使这两个导体彼此相对的方向大致平行于记录标记的纵向方向。因此,近场光能够被有效地吸收到形状各向异性的记录标记中。

附图说明

[0012] 图1是本发明第一实施例的记录/再现装置的构造的示意图;
[0013] 图2A和2B是第一实施例的近场光生成单元的示意图,其中图2A是近场光生成单元的俯视图,而图2B是沿图2A中的短划线IIB-IIB的截面图;
[0014] 图3是第一实施例中所采用的模拟分析的分析条件的示意图;
[0015] 图4A和4B示出了对第一实施例中的近场光的场强分布的分析结果,其中图4A是X方向的场强的图示,图4B是Y方向的场强的图示;
[0016] 图5是本发明第一实施例的记录/再现系统的构造的示意图;
[0017] 图6是信息记录过程中漂浮滑动器头与记录介质之间的边界周围的状态的示意图;
[0018] 图7是两个导体与记录标记之间的位置关系的示意图;
[0019] 图8是第一变型例的一对导体的构造的示意图;
[0020] 图9是第一变型例中的模拟分析的分析条件的示意图;
[0021] 图10A和10B示出了对第一变型例中的近场光的场强分布的分析结果,其中图10A是X方向的场强的图示,图10B是Y方向的场强的图示;
[0022] 图11是第二变型例的一对导体的构造的示意图;
[0023] 图12是第二变型例中的模拟分析的分析条件的示意图;
[0024] 图13A和13B示出了对第二变型例中的近场光的场强分布的分析结果,其中图13A是X方向的场强的图示,图13B是Y方向的场强的图示;
[0025] 图14是本发明第三变型例的一对导体的构造的示意图;
[0026] 图15是第三变型例中的模拟分析的分析条件的示意图;
[0027] 图16A和16B示出了对第三变型例中的近场光的场强分布的分析结果,其中图16A是X方向的场强的图示,图16B是Y方向的场强的图示;
[0028] 图17是记录标记的形状和光的偏振方向发生变化时,通过模拟分析来调查记录标记的光吸收效率的变化时的分析条件的示意图;
[0029] 图18是记录标记的形状和光的偏振方向发生变化时记录标记的温度上升量变化的特性图;
[0030] 图19是记录标记的形状和近场光的主场方向发生变化时,通过模拟分析来调查记录标记的光吸收效率的变化时的分析条件的示意图;
[0031] 图20是本发明第四变型例的形成在记录介质上的记录标记的构造的示意图;
[0032] 图21是本发明第五变型例的形成在记录介质上的记录标记的构造的示意图;
[0033] 图22是本发明第六变型例的记录/再现系统的构造的示意图;
[0034] 图23是本发明第六变型例的记录/再现头的构造的示意图;
[0035] 图24A和24B是本发明第二实施例的记录/再现系统的构造的示意图,其中图24A是第二实施例的记录/再现系统的构造的示意图,图24B是图24A中的虚线所围成的区域B的放大截面图;
[0036] 图25是两个导体间的间隙尺寸与导体和记录标记间的距离之间的最佳关系的示意图;
[0037] 图26是两个导体间的间隙尺寸与导体和记录标记间的距离之间的最佳关系的示意图;
[0038] 图27是Z=7nm处的场强与两个导体间的间隙尺寸g之间的关系的示意图;
[0039] 图28是Z=7nm处的场强与两个导体间的间隙尺寸g之间的关系的示意图;
[0040] 图29示出了第二实施例中所采用的模拟分析的分析条件;
[0041] 图30示出了第二实施例中所采用的模拟分析的结果。

具体实施方式

[0042] 下面将参考附图分别描述本发明实施例的记录/再现装置和记录/再现系统的示例性构造。将以如下顺序来进行描述:
[0043] 1.第一实施例:基本构造的示例
[0044] 2.第二实施例:记录介质与近场光生成单元之间的距离被最佳化的构造的示例[0045] 本发明并不局限于以下任意实施例和示例。
[0046] <1.第一实施例>
[0047] [记录/再现装置的构造]
[0048] 图1示意性地示出了本发明第一实施例的记录/再现装置中的生成光学近场的部分(以下称为近场光产生部)。本实施例的记录/再现装置是使用近场光的光学记录系统的装置或者热辅助磁性记录系统的装置。近场光产生部10主要包括光源1、准直透镜(collimator lens)2、聚光透镜3和近场光生成单元4。
[0049] 光源1向近场光生成单元4发射光(以下称为传播光)。在本实施例中,传播光Lp可以是圆形偏振光,也可以是沿与一对导体6彼此相对的方向(图1中的X方向)大致相同的方向发生线性偏振的光。另外,光源发出的传播光Lp的波长只要能在后述一对导体6之间生成近场光,则可以是任意波长。例如,可以使用波长为780nm的传播光。
[0050] 准直透镜2使从光源1发出的传播光成为平行光。聚光透镜3使平行光发生会聚,以使具有预定斑点尺寸S的传播光Lp能够照射至近场光生成单元4。
[0051] 图2A和2B示出了近场光生成单元4的示意性构造。图2A是近场光生成单元4的俯视图,而图2B是沿图2A中的短划线IIB-IIB的截面图。近场光生成单元4包括基底5和形成在基底5的一个侧面(顶面)上的两个导体6。来自光源1的传播光Lp从基底5的相反侧(后侧)即没有形成一对导体6的那侧入射。
[0052] 基底5由板状光学透明构件形成。换言之,基底5由在可用光波长内光学透明的材料制成。例如,形成基底5的材料可优选为透射率大致为70%或更大的材料。更具体地说,可将例如Si和Ge等IV族半导体以及例如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN、InSb、GaSb和AIN等III-V族化合物半导体中的任一种用作形成基底5的材料。或者,可将例如ZnTe、ZnSe、ZnS和ZnO等II-VI族化合物半导体材料中的任一种适用作形成基底5的材料。或者,还可将例如ZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2、CeO2等氧化物绝缘体、例如SiN等氮化物绝缘体以及塑料这些材料中的任一种适用作形成基底5的材料。
[0053] 两个导体6(导体部)由具有三角形顶面的金属膜形成。此外,如图2所示的示例,两个导体6的形状可大致相同,但由于制造波动等因素,在尖端角度、尖端相反侧的宽度W、偏振方向P上的长度L等方面可具有微小的差异。此外,这对导体6之一的预定角部尖端布置为与这对导体6中的另一个的相应角部尖端相对。然后,将它们的尖端设置成沿图1中的X方向(以下也称为间隙方向)以预定间距“g”(以下也称为间隙尺寸g)彼此分开。换言之,这对导体6布置成蝴蝶结(bow-tie)形状。因此,由于这对导体6布置成使它们的突出部或尖端部能够彼此相对,所以能在这对导体6之间轻松地生成近场光。此外,例如,导体6的这种布置也可用作使用近场光的热辅助磁性记录的一种布置。
[0054] 这对导体6之间的间隙尺寸g与传播光Lp的波长相比做得充分小。此外,在本实施例中,间隙尺寸g调节成等于或小于后面将描述的具有形状各向异性的记录标记区域(recording mark region)的纵向长度。此外,当来自光源1的传播光Lp照射于两个导体6之间时,适当调节间隙尺寸g,使得两个导体6之间能够生成具有足够强度的近场光,并且近场光的斑点直径能够位于与目标信息记录相称的范围内。
[0055] 在本实施例中,这对导体6埋入形成在基底5的一个表面中,以使各导体6的表面与基底5的表面平齐,从而在它们之间提供光滑的转变(见图2B)。作为具有这种构造的近场光生成单元4的制造方法,例如可采用以下方法。首先,在基底5上的待形成导体6的预定区域内形成凹部,以使凹区的深度对应于导体6的厚度t。然后,在基底5的形成凹区的表面上形成金属膜。然后,研磨金属膜,直到基底5的除凹区外的表面暴露出来。然而,本发明的实施例并不局限于这种工艺。替代地,可在基底5的平坦表面上形成一对具有预定形状的导体6(金属膜)。
[0056] 可用于制备光电导体6的材料包括金属(如Au、Ag、Pt、Cu、Al、Ti、W、Ir、Pd、Mg、Cr)、半导体(如Si、GaAs)和例如碳纳米管等具有良好导电性的材料。
[0057] [近场光生成操作和场强的分布]
[0058] 本实施例中的近场光生成操作如下。首先,从光源1发出预定波长的传播光Lp。通过准直透镜2和聚光透镜3将传播光Lp会聚于近场光生成单元4的一对导体6之间。因此,电荷被集中分布在这对导体6之间的表面上,并生成电场即近场光,以连接这对导体6的尖端。在本实施例中,该近场光被用作对记录介质进行信息记录时照射至记录介质的光。
[0059] 为了检查如上所述那样在一对导体6之间生成的近场光的特性,通过使用FDTD(Finite Difference Time Domain,有限差分时间域)方法的模拟分析来调查生成在这对导体6之间的近场光的强度分布(电场强度分布)。
[0060] 图3示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底5由SiO2制成,导体6由Au制成。另外,每个导体6的宽度W为440nm,长度L为220nm,厚度t为100nm。这对导体6之间的间隙尺寸g为12nm(又见图2)。在本实施例中,将基底5的形成有导体6的平面上的一对导体6间的中间位置定义为X轴、Y轴、Z轴的坐标原点。
[0061] 在本模拟分析中,从Z轴的负侧将波长为780nm的左旋偏振传播光Lp(在图3中的X、Y方向上具有电场分量的光)照射至近场光生成单元4。将记录介质的信息记录侧布置在近场光生成单元4上方隔着空气层沿Z方向距离为7nm(Z=+7nm)的位置处。由于记录介质的介电常数的绝对值与空气的相比十分小,所以根据麦克斯韦方程(Maxwell′s equations)的边界条件,入射到记录介质中的电场的Z方向分量非常小。因此,在模拟分析中,将只关注电场(Z=+7nm)的X方向分量和Y方向分量两者。该模拟所设定的导体6与信息记录面之间的距离(7nm)是使用近场光进行信息记录时当前假定的一个典型数值。
[0062] 图4示出了模拟分析的结果。图4A示出了(X,Y,Z)=(x,0,+7nm)处,即Z=2 2
+7nm时沿X轴任意位置处,的电场强度的X方向分量|Ex| 的分布以及Y方向分量|Ey| 的分布。图4B示出了(X,Y,Z)=(0,y,+7nm)处,即Z=+7nm时沿Y轴任意位置处,的电场
2 2
强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey| 的分布。注意,图4A和4B中的斜方形
2
标记特性曲线表示X方向分量|Ex| 的分布。此外,图4A和4B中的正方形标记特性曲线
2
表示Y方向分量|Ey| 的分布。
[0063] 从图4A和4B可知,这对导体6之间生成的近场光的电场的Y方向分量Ey与X方向分量Ex相比非常小,因此该近场光的主电场分量是X方向的电场分量Ex。换言之,这对导体6之间生成的近场光的性质与沿这对导体6彼此相对的方向(间隙方向)的线性偏振传播光的性质极其相似。上述模拟分析描述的是使用圆形偏振光作为来自光源1的传播光Lp。当使用方向与这对导体6彼此相对的方向(间隙方向)大致相同的线性偏振光Lp时,也能够获得与图4所示的效果相同的效果。
[0064] [记录/再现系统的构造]
[0065] 图5示意性地示出了本实施例的记录/再现装置安装有记录介质时的记录/再现系统的示例性构造。记录/再现装置11主要包括漂浮滑动器头12、支承漂浮滑动器头12的悬架13和驱动记录介质20旋转的心轴14。此外,记录介质20固定在心轴14的旋转轴15上。
[0066] 本实施例的记录介质20可以是盘形介质,并且设置有由预定记录材料制成的多个纳米级记录标记。每个记录标记具有形状各向异性,并且一个记录标记记录1比特(bit)信息。在信息记录期间,通过使用近场光对每个记录标记进行加热来记录信息。用于形成这种记录标记的材料可以是用于光磁记录介质、磁性记录介质、相变介质、色素介质等的任一种记录层材料。
[0067] 图6示意性地示出了安装有记录介质20的本实施例记录/再现装置11进行信息记录/再现的状态。换言之,图6示出了记录/再现系统的操作。本实施例的记录/再现装置使用漂浮滑动器头12在记录介质20上记录信息。漂浮滑动器头12的滑动器本体16布置成与记录介质20相对。记录介质20可相对于漂浮滑动器头12(沿图6中箭头M的方向)高速移动。在该情况下,通过悬架13的弹力将滑动器本体16抬升至距记录介质20的表面为预定漂浮高度的地方,同时控制滑动器本体16的相对移动。例如,可将记录介质20与导体6之间的间隔调节至10nm或更小。
[0068] 例如图1中所示的近场光产生部10安装在滑动器本体16上,以使近场光生成单元4能够与记录介质20相对。在该情况下,近场光生成单元4布置成使其形成有一对导体6(图6中未示出)的那侧能够与记录介质20相对。此外,光源1(图6中未示出)可以是半导体激光等,并且从光源1发出的光通过波导管(waveguide)等照射至近场光生成单元
4的一对导体6之间。因此,在这对导体6之间生成近场光以记录信息。
[0069] 注意,如果记录介质还设计成从其光学地再现信息,则包括近场光生成单元4的记录头也可兼作信息再现头(它的一个示例将在变型例6中详细描述),也可单独设置信息再现头。另外,如果记录介质是磁性再现信息型记录介质,则除具有近场光生成单元4的记录头外,还可单独安装再现专用头。以上实施例描述了能够记录和再现信息的记录/再现装置。然而,本发明的实施例并不局限于这种记录/再现装置。替代地,例如,设置有图1所示的近场光产生部10的记录头可应用于专门记录信息的信息记录装置。
[0070] [导体布置形式与记录标记布置形式之间的关系]
[0071] 图7示出了在对记录介质20进行信息记录的过程中,近场光生成单元4的一对导体6与形成在记录介质20上的记录标记之间的位置关系。注意,在图7所示示例中,从记录标记21的近场光照射侧(即图面的垂直方向)观察,每个记录标记21均形成为矩形。此外,在图7所示示例中,记录标记21的纵向方向L和宽度方向S中的一个与记录介质20的线方向(轨道方向,track direction)一致,而记录标记21的纵向方向L和宽度方向S中的另一个与记录介质20的轨道间距方向(track-pitch direction)一致。在图7的示例中,相邻轨道的相应记录标记21的中心位置在轨道间距方向上对齐。
[0072] 在本实施例中,近场光生成单元4的一对导体6布置成在对记录介质20进行信息记录的过程中,使这对导体6的间隙方向(图7中的虚线箭头G)能够与记录标记21的纵向方向L大致平行。
[0073] 再参考图4,生成在这对导体6之间的近场光30的主电场分量是间隙方向(记录标记21的纵向方向)上的电场分量。因此,这对导体6的如图7所示的布置形式能使近场光30在记录标记21的纵向方向上被记录标记21有效地吸收。因此,能够使来自外部(光源)的用于使记录标记21的温度升高至预定水平(目标温度)的传播光Lp的功率(power)下降。这对导体6相对于记录标记21的布置形式与光学近场的吸收效率之间的关系将在后面详细描述。
[0074] 上面已经参考近场光生成单元4上的一对导体6的布置形式为蝴蝶结形状的示例描述了第一实施例。然而,本发明的实施例并不局限于这种布置形式。替代地,例如,可根据用途、规格或者制造容易化等适当地改变成其它布置形式。下面将描述一对导体6的布置形式的变型例。
[0075] [变型例1]
[0076] 图8是从一对导体的上方(这对导体的与记录介质相对的一侧)观察到的这对导体的布置形式的第一变型例(变型例1)。在本变型例1中,两个导体56构造并布置成形成所谓的双杆(double-rod)形状。这两个导体56(导体部)具有相同的构造,并且它们的与记录介质相对的那个侧面呈矩形形状。此外,导体56布置成使其中一个的一条短边能够与另一个的一条短边相对。在图8所示的变型例中,将相应导体56的短边彼此相对的方向(沿着导体56的长边的方向)限定为X方向。对比之下,将垂直于X方向的方向(沿着短边的方向)限定为Y方向。此外,将导体56的厚度方向限定为Z方向。
[0077] 此外,当来自光源的传播光Lp照射于两个导体56之间时,调节间隙尺寸g,使得两个导体56之间能够生成具有足够强度的近场光,并且近场光的斑点直径能够位于与目标信息记录相称的范围内。在对记录介质20进行信息记录的过程中,两个导体56彼此相对的方向(间隙方向)与形成在记录介质上的具有形状各向异性的记录标记的纵向方向大致一致。
[0078] 注意,在变型例1的构造中,与第一实施例类似,也通过使用FDTD方法的模拟分析来调查生成于这对导体56之间的近场光30的电场强度分布。
[0079] 图9示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底55由SiO2制成,而导体56由Au制成。另外,每个导体56的宽度W为20nm,长度L为60nm,厚度t为50nm。这对导体56之间的间隙尺寸g为12nm。其它模拟条件与第一实施例的类似。在本实施例中,将基底55的形成有导体56的平面上的一对导体56之间的中间位置定义为X轴、Y轴、Z轴的坐标原点。
[0080] 图10A、10B示出了模拟分析的结果。图10A示出了(X,Y,Z)=(x,0,+7nm)处,即2 2
Z=+7nm时沿X轴任意位置处,的电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey|的分布。图10B示出了(X,Y,Z)=(0,y,+7nm)处,即Z=+7nm时沿Y轴任意位置处,的
2 2
电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey| 的分布。注意,图10A和10B中的
2
斜方形(rhomboid)标记特性曲线表示X方向分量|Ex| 的分布。此外,图10A和10B中的
2
正方形标记特性曲线表示Y方向分量|Ey| 的分布。
[0081] 从图10A和10B可知,在第一变型例的构造中,这对导体56之间生成的近场光的电场的Y方向分量Ey与X方向分量Ex相比非常小,因此该近场光的主电场分量是X方向的电场分量Ex。换言之,正如第一实施例的情况,第一变型例的这对导体56之间生成的近场光的性质与沿这对导体56彼此相对的方向(间隙方向)的线性偏振传播光的性质极其相似。
[0082] [变型例2]
[0083] 图11示意性地示出了本发明第二变型例(变型例2)的导体的顶面(与记录介质相对的那个侧面)的构造。第二变型例的导体66属于所谓的蝴蝶结切口类型(bow-tie slot type)。在本第二变型例中,在导体66的没有形成金属膜的中心处形成开口67。开口67沿图11的X方向彼此相对的两条边突出为三角形(凸状),并且它们的彼此相对的边缘相对于Y方向彼此对称。另一方面,开口67沿Y方向彼此相对的两条边为直线,并彼此平行。换言之,蝴蝶结状开口67在导体66的中心通过两个导体部66a和连接这两个导体部
66a的两个导体连接部66b形成,每个导体部66a形成为三角形形状,该三角形形状限定出开口67在X方向上的相对边部。
[0084] 此外,当来自光源的传播光Lp照射于两个导体部66a之间时,调节间隙尺寸g,使得这两个导体部66a之间能够生成具有足够强度的近场光,并且近场光的斑点直径能够位于与目标信息记录相称的范围内。在对记录介质20进行信息记录的过程中,两个导体部66a彼此相对的方向(间隙方向)与形成在记录介质上的具有形状各向异性的记录标记的纵向方向大致一致。
[0085] 注意,在变型例2的构造中,与第一实施例类似,也通过使用FDTD方法的模拟分析来调查生成于这对导体部66a之间的近场光30的电场强度分布。
[0086] 图12示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底65由SiO2制成,而导体66由Au制成。此外,蝴蝶结状开口67在X方向上的宽度为200nm,并且在Y方向上的宽度为200nm。两个导体部66a之间的间隙尺寸g为12nm。另外,导体66的厚度为100nm。其它模拟条件与第一实施例的类似。在本实施例中,将基底65的形成有导体66的平面上的一对导体部66a之间的中间位置定义为X轴、Y轴、Z轴的坐标原点。
[0087] 图13A、13B示出了模拟分析的结果。图13A示出了(X,Y,Z)=(x,0,+7nm)处,即2 2
Z=+7nm时沿X轴任意位置处,的电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey|的分布。图13B示出了(X,Y,Z)=(0,y,+7nm)处,即Z=+7nm时沿Y轴任意位置处,的
2 2
电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey| 的分布。注意,图13A和13B中的
2
斜方形标记特性曲线表示X方向分量|Ex| 的分布。此外,图13A和13B中的正方形标记
2
特性曲线表示Y方向分量|Ey| 的分布。
[0088] 从图13A和13B可知,在第二变型例的构造中,这对导体部66a之间生成的近场光的电场的Y方向分量Ey与X方向分量Ex相比非常小,因此该近场光的主电场分量是X方向的电场分量Ex。换言之,正如第一实施例的情况,第二变型例的这对导体部66a之间生成的近场光的性质与沿这对导体部66a彼此相对的方向(间隙方向)的线性偏振传播光的性质极其相似。
[0089] [变型例3]
[0090] 图14示意性地示出了本发明第三变型例(变型例3)的导体的顶面(与记录介质相对的那个侧面)的构造。第三变型例的导体76属于所谓的C形孔口类型。在本第三变型例中,在导体76的没有形成金属膜的中心处形成开口77。开口77的两条边沿图14的X方向彼此相对。这两条边中的一条朝呈直线状的相对边突出。另一方面,开口77沿Y方向彼此相对的两条边为直线,并彼此平行。换言之,C形开口77在导体76的中心处通过两个导体部76a、76c和连接这两个导体部76a、76c的两个导体连接部76b形成,所述两个导体部76a、76c限定出沿X方向彼此相对的两个边部,所述两个导体连接部76b限定出沿Y方向彼此相对的两个边部。
[0091] 此外,当来自光源的传播光Lp照射于两个导体部76a与76c之间时,适当调节间隙尺寸g,使得这两个导体部76a、76c之间能够生成具有足够强度的近场光。此外,调节这两个导体76a与76c之间的间隙尺寸g,使得该近场光的斑点直径能够位于与目标信息记录相称的范围内。在对记录介质20进行信息记录的过程中,两个导体部76a和76c彼此相对的方向(间隙方向)与形成在记录介质上的具有形状各向异性的记录标记的纵向方向大致一致。
[0092] 注意,在变型例3的构造中,与第一实施例类似,也通过使用FDTD方法的模拟分析来调查生成于这对导体部76a与76c之间的近场光30的电场强度分布。
[0093] 图15示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底75由SiO2制成,而导体76由Au制成。此外,C形开口77在X方向上的宽度为26nm,并且在Y方向上的宽度为400nm。导体部76a的突出部的宽度为20nm。此外,两个导体部76a与76c之间的间隙尺寸g为12nm,导体76的厚度为50nm。其它模拟条件与第一实施例的类似。在本实施例中,将基底75的形成有导体76的平面上的一对导体部76a与76c之间的中间位置定义为X轴、Y轴、Z轴的坐标原点。
[0094] 图16A、16B示出了模拟分析的结果。图16A示出了(X,Y,Z)=(x,0,+7nm)处,即2 2
Z=+7nm时沿X轴任意位置处,的电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey|的分布。图16B示出了(X,Y,Z)=(0,y,+7nm)处,即Z=+7nm时沿Y轴任意位置处,的
2 2
电场强度的X方向分量|Ex| 的分布和Y方向分量|Ey| 的分布。注意,图16A和16B中的
2
斜方形标记特性曲线表示X方向分量|Ex| 的分布。此外,图16A和16B中的正方形标记
2
特性曲线表示Y方向分量|Ey| 的分布。
[0095] 从图16A和BB可知,在第三变型例的构造中,一对导体部76a与76b之间生成的近场光的电场的Y方向分量Ey与X方向分量Ex相比非常小。换言之,近场光是X方向上的电场分量Ex,正如第一实施例的情况,第三变型例的两个导体部76a与76c之间生成的近场光的性质与沿这两个导体部76a和76c彼此相对的方向的线性偏振传播光的性质极其相似。
[0096] 在以上变型例1-3的任一种构造中,两个导体部(或导体)之间生成的近场光变成沿这两个导体部的间隙方向的线性偏振光。换言之,上述变型例1-3中的任一个的两个导体(或导体部)之间生成的近场光具有与第一实施例中生成的近场光类似的性质。因此,在变型例1-3的任一个中,正如第一实施例的情况,近场光均能被记录标记有效地吸收。
[0097] [导体的布置形式与近场光的吸收效率之间的关系]
[0098] 下面将详细描述生成近场光的导体的布置形式与记录标记(照射对象)上的近场光的吸收效率之间的关系。
[0099] 首先,通过模拟分析来调查待照射到具有形状各向异性的记录标记上的光的偏振方向(线性偏振光的平面波由图17中的箭头Lw示出)与光吸收效率之间的关系。具体说,通过计算将预定量的光照射到记录标记上达预定时间时记录标记的温升来评估光吸收效率,然后以不同的偏振方向来重复进行评估。
[0100] 图17示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底23由SiO2制成,而形成在基底23上的记录标记24(照射对象)由Co制成。此外,将记录标记24的宽度Wm(宽度方向上的幅度)定义为Wm=20nm,厚度tm定义为tm=10nm。在本模拟分析中,记录标记24的宽度Wm是固定的,而其长度Lm(纵向方向上的幅度)是变化的。即记录标记24的纵横比Lm/Wm是变化的。对具有不同纵横比的记录标记调查光吸收效率的变化。然而,在该情况下,记录标记24的长度Lm与照射光的波长相比非常小。
[0101] 此外,在两种情况下进行模拟分析:其一是照射至记录标记24的光的偏振方向与记录标记24的纵向方向(图17中的X方向)一致,其二是照射至记录标记24的光的偏振方向与记录标记24的宽度方向(图17中的Y方向)一致。
[0102] 图18示出了模拟分析的结果。在图18中,横轴表示记录标记24的纵横比,纵轴表示记录标记24的温度上升量。此外,图18中的斜方形标记特性曲线表示沿X方向(纵向方向)偏振的光照射至记录标记24时的温度上升量,而正方形标记特性曲线表示沿Y方向(宽度方向)偏振的光照射至记录标记24时的温度上升量。此外,在图18中,为比较起见,还示出了具有形状各向同性(纵横比=1)的记录标记的特性。
[0103] 从图18所示的特性曲线可知,当使用具有各向同性形状(纵横比=1)的记录标记时,不管偏振方向如何,温度上升量是恒定的。相反,对于具有形状各向异性(纵横比>1)的记录标记,温度上升量基于照射光的偏振方向而变化。具体说,当照射光的偏振方向与记录标记的纵向方向一致(彼此平行)时,与两个方向彼此垂直时相比,记录标记的温升更大。因此,发现可通过将记录标记的纵向方向布置成与照射光的偏振方向大致平行来提高记录标记的光吸收效率。
[0104] 如上所述,上述实施例1和变型例1-3中的任一个的两个导体部(或导体)之间生成的近场光具有与沿两个导体部的间隙方向大致线性偏振的传播光极其类似的性质。因此,从图18的分析结果可知,能够通过使两个导体部的间隙方向与记录标记的纵向方向平行来改善记录标记的光吸收效率。
[0105] 为确认这种效果,在将由实施例1、变型例1和变型例3中的任一个的导体构造生成的近场光如图17所示那样照射至记录标记24时,通过模拟分析来计算记录标记24的温度上升量。由于变型例2的构造所生成的近场光的特性(图13)与实施例1的构造所生成的近场光的特性大致相同,所以将不对变型例2的构造进行模拟分析。
[0106] 图19示出了用于模拟分析的条件(材料和尺寸)。在本模拟分析中,基底25由SiO2制成,而形成在基底25上的记录标记26由Co制成。作为照射光的近场光30的主电场分量的方向(间隙方向)与图19中的X方向一致。从光源照射至两个导体部(或导体)之间的传播光以预定光量照射导体部(或导体)0.1纳秒(nsec)。
[0107] 另外,记录标记26的厚度tm设定为10nm。在本模拟分析中,记录标记26的长度Lm设定为20nm,宽度Wm设定为8nm。近场光30的主电场分量的方向(间隙方向)与记录标记26的纵向方向一致。为了比较,对不同的尺寸,即Lm=8nm、Wm=20nm(比较例),的记录标记26进行相同的计算。在该比较例中,记录标记26的长度Lm短于宽度Wm,使得近场光30的主电场分量(间隙方向)能垂直于记录标记26的纵向方向。下表1和2示出了该模拟分析的结果。
[0108] 表1温度上升量的绝对值(℃)
[0109]
[0110] 表2温度上升量相对比(⊥标准)
[0111]
[0112] “间隙方向∥纵向方向”栏中的值表示两个导体部(或导体)彼此相对的方向(间隙方向)平行于记录标记26的纵向方向时的温度上升量。另外,“间隙方向⊥纵向方向”栏中的值表示两个导体部(或导体)彼此相对的方向(间隙方向)垂直于记录标记26的纵向方向时的温度上升量。另外,表2示出了以比较例的温度上升量作为基准时的温度上升量的相对比(relative ratio)。
[0113] 从表1和2可知,通过使两个导体部的间隙方向与记录标记的纵向方向大致平行可使记录标记的温度上升量增加,从而能改善光吸收效率。
[0114] [变型例4]
[0115] 如图7所示,第一实施例已经描述了这样的示例,其中相应记录标记21的中心位置沿轨道间距方向对齐。然而,本发明的实施例并不局限于这种示例。替代地,例如,彼此相邻轨道上的相应记录标记的中心位置可沿轨道间距方向彼此错开。图20示出了这种布置形式的示例。
[0116] 图20是形成有记录标记的区域的一部分的放大俯视图。图20所示记录介质的示例包括:沿记录介质27的线方向Ld和轨道间距方向T以预定间距布置由预定记录材料制成且形成为矩形形状的记录标记27。在该情况下,相邻轨道上的相应记录标记27的中心位置27a沿轨道间距方向T(每个轨道的中心由短划线d3示出)错开(短划线d1和d2)。因此,记录标记27的这种布置形式能实现轨道间距的进一步减小。
[0117] 此外,在图20所示的示例中,记录介质的线方向与记录标记27的宽度方向一致,而记录介质的轨道间距方向与记录标记27的纵向方向一致。然而,本发明的实施例并不局限于这种布置形式。替代地,例如,记录介质的线方向Ld可与记录标记27的纵向方向一致,而记录介质的轨道间距方向可与记录标记27的宽度方向一致。
[0118] [变型例5]
[0119] 第一实施例和第四变型例描述的是从照射近场光的方向观察时记录介质形成为矩形形状的示例。然而,本发明的实施例并不局限于这种形状。替代地,只要记录标记在照射近场光的方向上保持形状各向异性,则记录标记可呈任何形状。图21示出了这种情况的一个示例。图21示出的是从照射近场光的方向观察时记录标记28形成为椭圆形状的示例。
[0120] 在图21所示的示例中,记录介质的线方向与记录标记28的宽度方向一致,而记录介质的轨道间距方向与记录标记28的纵向方向一致。然而,本发明的实施例并不局限于这种布置形式。替代地,例如,记录介质的线方向可与记录标记28的纵向方向一致,而记录介质的轨道间距方向可与记录标记28的宽度方向一致。虽然图21的示例示出的是相邻轨道上的相应记录标记28的中心位置28沿轨道间距方向T错开(短划线d1和d2)的示例,然而,本发明的实施例并不局限于这种布置形式。替代地,彼此相邻轨道上的相应记录标记28的中心位置28a可沿轨道间距方向对齐。
[0121] [变型例6]
[0122] 上述第一实施例描述的是生成近场光的近场光产生部10安装在记录头上的示例。然而,本发明的实施例并不局限于这种构造。替代地,在从记录介质光学再现信息的情况下,如果记录介质也设计成可从其光学再现信息,则包括近场光产生部10的记录头也可兼作信息再现头。第六变型例中将描述这种构造的示例。
[0123] 图22示意性地示出了第六变型例的记录/再现装置安装有记录介质时的记录/再现系统的示例性构造。除进行记录/再现信息的记录/再现头85外,第六变型例的记录/再现装置80的构造类似于第一实施例。图22中,与上述第一实施例(图5)中的部件相同的部件分配有相同的引用标号。
[0124] 图23示出了记录/再现头85的示意性构造。在变型例6中,记录/再现头85包括彼此独立构成的漂浮滑动器单元81和光学系统82,所述漂浮滑动器单元81由悬架13支承,所述光学系统82将传播光Lp照射至漂浮滑动器单元81。替代地,漂浮滑动器单元81和光学系统82可一体构成,并由悬架13保持。
[0125] 漂浮滑动器单元81(近场光生成单元)包括光学透明基底87和形成于该基底87的一个侧面(顶面)上的两个导体86。注意,这对导体86的形状、布置形式等可与第一实施例的(见图2)相同。在该情况下,漂浮滑动器单元81布置成使其形成有一对导体86的侧面能够与记录介质20相对。当记录介质20相对于漂浮滑动器单元81高速移动时,通过悬架13的弹力将漂浮滑动器单元81抬升至距记录介质20的表面为预定漂浮高度的地方,同时调节漂浮滑动器单元81的相对移动。然后,传播光Lp入射到基底87的与形成有一对导体86的侧面相反的另一侧面上,于是在这对导体86之间生成光学近场。
[0126] 在该第六变型例中,一对导体86布置成在对记录介质20进行信息记录的过程中,使漂浮滑动器单元81的一对导体86彼此相对的方向(图23中的X方向)能够与具有形状各向异性的记录标记的纵向方向大致平行。
[0127] 光学系统82设置有对记录介质20进行信息记录的记录系统。注意,该记录系统主要包括光源91、聚光元件92和光束分裂器93,其中聚光元件92由聚光透镜92等构成。从光源91发出的光经由聚光元件92和光束分裂器93射入漂浮滑动器单元81中。由此,入射光使这对导体86之间生成近场光,以加热记录介质20上的记录标记。因此,当这对导体86彼此相对的方向与记录标记的纵向方向大致一致时,能够有效地加热记录标记。
[0128] 此外,光学系统82设置有响应于从记录介质20反射回来的光进行信息再现的再现系统。该再现系统主要包括偏振器94、聚光元件95和受光单元96。偏振器94、聚光元件95和受光单元96从光束分裂器93起依此顺序布置。从记录介质20反射的光通过光束分裂器93与入射光分开,然后入射至偏振器94。穿过偏振器94的光经由聚光元件95射入受光单元96中。然后,基于从记录介质20反射回来并射入受光单元96中的光使信息从记录介质20中得以再现。
[0129] 第一实施例1和第六变型例描述的是漂浮滑动器类型的头。然而,本发明的实施例并不局限于这种类型的头。替代地,例如,可通过致动器等来调节头的高度。
[0130] <2.第二实施例>
[0131] 第一实施例中所述的记录/再现装置的近场光产生部能够通过使一对导体之间的间隙尺寸与从光源发出的传播光的波长相比足够小来生成强近场光。然而,在第一实施例中,一对导体之间的间隙尺寸的变化会致使生成的近场光的形状发生变化以及照射至记录介质的近场光的强度发生变化。为了在信息记录期间以更高强度有效地照射近场光,有必要对一对导体间的间隙尺寸与记录头和记录介质间的距离之间的关系进行最佳调节。在第二实施例中,为了进一步使它们的关系最佳化,将基于第一实施例的记录/再现装置和记录/再现系统两者的构造来描述记录/再现装置和记录/再现系统两者的构造。
[0132] [记录/再现装置的构造]
[0133] 图24A示意性地示出了在对安装于本实施例的记录/再现装置上的记录介质进行信息记录的过程中所采用的记录/再现系统的构造。图24A中,对与上述第一实施例(图5)中的部件相同的部件分配有相同的引用标号。
[0134] 对比图24A和图5(第一实施例)可知,本实施例的记录/再现装置安装有记录介质时所采用的记录/再现系统的构造与第一实施例的大致相似。然而,在本实施例中,一对导体间的间隙尺寸与信息记录期间记录头和记录介质间的距离之间的关系被最佳化。因此,以下描述中将省略对记录/再现装置和记录/再现系统中各个部件的描述,但是将对一对导体间的间隙尺寸与信息记录期间记录头和记录介质间的距离之间的关系进行描述。在本实施例中,导体的构造和布置形式与第一实施例(见图2)的类似。
[0135] 图24B是图24A中的虚线所围成的区域B的放大截面图。在图24B所示的示例中,记录标记21和保护膜20b形成在记录介质20的基底20a上。其中,保护膜20b可由例如金刚石状碳素膜(diamond-like carbon film)形成。
[0136] 在本实施例中,记录介质20的保护膜20b隔着空气层100与安装在漂浮滑动器头12上的近场光生成单元4的形成有导体6的那个侧面相对。另外,在信息记录期间,一对导体6彼此相对的方向(图24B中的X方向)正如第一实施例的情况那样,与记录标记21的纵向方向大致平行。
[0137] 在本实施例中,调节(控制)漂浮滑动器头12的漂浮高度,使得以下数学表达式1能够在一对导体6间的间隙尺寸g与信息记录期间(漂浮滑动器头12稳定漂浮的期间)导体6和记录标记21间的距离z之间的关系中得以成立。
[0138] [数学表达式1]
[0139]
[0140] 在信息记录期间,如果上述数学表达式1的关系成立,则照射至记录标记21的近场光的场强达到最大值。因此,能够有效地将近场光照射至记录标记21。下面将参考图25-27来描述导出上述数学表达式1的原理。
[0141] 图25示出了信息记录期间漂浮滑动器头12与记录介质20彼此相对的区域的放大截面图。图25中,为简明起见,省略了图24B中示出的保护膜20b。另外,为便于说明,将图25中的漂浮滑动器头12与记录介质20之间的上下位置关系与图24B的颠倒过来,以说明导出上述数学表达式1的原理。在本实施例中,将平面上的一对导体6之间的中间位置定义为X方向(两个导体6彼此相对的方向)、Y方向(垂直于图25图面的方向)和Z方向的坐标原点(图25中的“0(零)”)。
[0142] 如图25所示,在信息记录中的给定时间,可认为置于“+X”方向的导体6的位于X=+g/2位置处的表面附近诱发了正电荷,而置于“-X”方向的导体6的位于X=-g/2的表面附近诱发了负电荷。由于从光源照射至一对导体6之间的传播光Lp是高频率光,所以在X=±g/2位置处的表面附近诱发的电荷的极性能够响应于照射于这对导体6之间的传播光Lp的频率发生正负交变或者负正交变。
[0143] 在图25所示条件下,诱发电荷分散存在于相应导体6的表面上的有限区域内。
[0144] 然而,这种区域非常小,所以能够将该诱发电荷的区域等同表示为点电荷。换言之,在图25所示示例中,这种布置形式等同于正、负点电荷代替导体6布置于相应导体6的X=+g/2和-g/2位置处的表面上的情况。
[0145] 图26是将图25中诱发电荷的状态等同表示为点电荷的示意图。图25所示的状态等同于点电荷71、72的布置形式,其中+q点电荷71布置于(X,Y,Z)=(+g/2,0,0)位置,而-q点电荷72布置于(X,Y,Z)=(-g/2,0,0)位置。此外,在图26所示示例中,各个导体6的表面上诱发的电荷量定义为“q”。
[0146] 下面将参考图26所示构造来导出上述数学表达式1。涉及近场光的区域与来自光源的传播光Lp的波长相比相当小。因此,在该区域中,在对该区域中的电磁波没有相位滞后(phase lag)的情况做近似静电处理的同时,可算出上述数学表达式1。
[0147] 可通过以下数学表达式2来表示生成点电荷71(+q)和点电荷72(-q)的位置(X,Y,Z)=(x,y,z)处的电场(近场光)的各方向分量Ex、Ey、Ez。注意,以下数学表达式2中的ε0是点电荷71和72的周围区域(空气层100)的介电常数。
[0148] [数学表达式2]
[0149] X分量:
[0150]
[0151] Y分量:
[0152]
[0153] Z分量:
[0154]
[0155] 另外,空气层100中的电场的各方向分量分别定义为Ex0、Ey0和Ez0。此外,记录标记21(近场光的照射对象)中的电场的各方向分量分别定义为Ex1、Ey1和Ez1。此外,如果记录标记21的介电常数定义为ε1,并且空气层100与记录标记21之间的边界表面平行于XY平面,则基于麦克斯韦方程的边界条件,以下数学表达式3建立。
[0156] [数学表达式3]
[0157] Ex0=Ex1
[0158] Ey0=Ey1
[0159]
[0160] 注意,上述数学表达式3中的第一和第二方程式表示平行于边界表面的场分量Ex和Ey在不同介质间的边界上连续。另外,上述数学表达式3的第三方程式表示垂直于边界表面的场分量Ez在不同介质间的边界上不连续。
[0161] 注意,可认为信息被记录在记录标记21上的与两个导体6之间的中间位置(原点)相对的位置(X,Y,Z)=(0,0,z)(图26中的×号位置)处。在该情况下,在上述数学表达式1中,电场的Y方向分量Ey和Z方向分量Ez两者均变为0(零)。另一方面,X方向分量Ex表示为以下数学表达式4:
[0162] [数学表达式4]
[0163]
[0164] 上述数学表达式4用于获取使信息记录位置(X,Y,Z)=(0,0,z)处电场强度或近场光强度(绝对值)达到最大值的条件。在该记录位置,上述数学表达式4只表示各电场分量中的X方向分量。此外,如上述数学表达式3所示,电场的X方向分量不受空气层100与记录标记21之间的边界表面内外侧的介电常数差的影响,在边界表面上连续。因此,上述数学表达式4中的空气层100的介电常数ε0可看作不变量。因此,上述数学表达式4可重写为如下形式。在以下数学表达式5中,“A”为不变量。
[0165] [数学表达式5]
[0166]
[0167] 将上述数学表达式5右手侧的除不变量A外的变量部分集体置换为“f”。即,变量“f”表示为以下数学表达式6:
[0168] [数学表达式6]
[0169]
[0170] 在上述数学表达式6中,如果记录标记21与导体6之间的距离为7nm(z=7nm),则变量f相对于导体6之间的间隙尺寸g以图27所示方式变化。从图27可知,变量f在间隙尺寸g达到预定尺寸时达到最大值。另外,场强(近场光强度)在变量f的最大值处达到最大值。
[0171] 变量f达到最大值的条件通过在上述数学表达式6中计算df/dg=0而获得,并且获得与数学表达式1相同的以下数学表达式7。
[0172] [数学表达式7]
[0173]
[0174] 如上所述,上述数学表达式1得以导出。此外,在z=+7nm时,如果将变量f的最大值定义为fm,对应于最大值fm的间隙尺寸定义为gm,并且将图27中的纵轴变量f和横轴变量g转换成Δ(=f/fm)和α(=g/gm),则图27所示的特性图可表示为图28所示的特性图。此外,图28所示的变量Δ和变量α两者的关系式可表示为以下数学表达式8。
[0175] [数学表达式8]
[0176]
[0177] 使用上述数学表达式8来求取允许变量Δ达到图28中的Δ=1(100%)的约60%(Δ=0.6)的间隙尺寸g的范围。结果可得出这种间隙尺寸位于约0.5071z~3.286z的范围内。换言之,如果两个导体6间的间隙尺寸g与导体6和记录标记21间的距离z满足关系式g=0.5071z~3.286z,则近场光将以约60%峰值的场强照射至记录标记21。
[0178] 此外,使用上述数学表达式8来求取允许变量Δ达到峰值的约90%(Δ=0.9)的间隙尺寸g的范围。结果可得出这种间隙尺寸位于约0.9284z~2.0787z的范围内。换言之,如果两个导体6间的间隙尺寸g与导体6和记录标记21间的距离z满足关系式g=0.9284z~2.0787z,则近场光将以约90%峰值的场强照射至记录标记21。
[0179] [具体示例]
[0180] 利用FDTD模拟来评估如上所述的一对导体6间的间隙尺寸g与导体6和记录标记21间的距离z之间的最佳关系的有效性。下面将参考图29来描述模拟分析的模型和解析条件的概要。图29是记录介质20与漂浮滑动器头(近场光生成单元4)之间的边界部分的放大截面图。
[0181] 在本模拟分析中,近场光生成单元4的基底5由SiO2制成,导体6由Au制成。另外,记录标记21由Co形成,作为保护膜20b的金刚石状碳素膜形成在相应记录标记21的表面上。此外,导体6的表面与保护膜20b的表面之间的距离(空气层100的厚度)设定为5nm,保护膜20b的厚度设定为2nm。换言之,导体6与记录标记21之间的距离z设定为7nm。另外,每个导体6的长度L为220nm,厚度t为100nm(见图2)。此外,在本示例中,一对导体6的表面间的中间位置定义为X轴、Y轴(垂直于图面的方向)、Z轴的坐标原点。
[0182] 此外,由于该示例的模拟分析所使用的模拟模型的规格,该示例的模拟分析不能计算记录标记21与保护膜20b之间的边界的电场。因此,确定从该边界向记录标记21内2
1nm的给定位置(Z=+8nm)处的场强|E|。换言之,确定(X,Y,Z)=(0,0,+8nm)位置处
2
的场强|E|。其结果在图30中示出。
[0183] 图30是特性图,其中横轴表示一对导体6之间的间隙尺寸g,纵轴表示给定位置Z2 2
=+8nm处的场强|E|。从图30可知,场强|E| 正如图27的情况那样基于一对导体6之间的间隙尺寸g而变化。当间隙尺寸g约为12nm时,能获得最大场强。另一方面,将z=
8nm代入上述数学方程式1中计算最大场强处的间隙尺寸g,结果为g=11.3nm(图30中的虚线)。从这些结果可知,通过FDTD法获得的在最大场强处得到的间隙尺寸g与通过上述数学表达式1获得的间隙尺寸十分相似。从该结果可知,在信息记录期间,当上述数学表达式1的关系成立时,照射至记录标记21的近场光的场强达到最大值。因此,近场光能够有效地照射记录介质20。
[0184] 在以上描述中,上述实施例及其变型例应用于盘形记录介质。然而,本发明的任何实施例并不局限于这种盘形记录介质。替代地,可使用除盘形外的任何形状的记录介质,例如卡状记录介质,这种记录介质能够获得与盘形记录介质相同的效果。
[0185] 本申请包含2008年12月19日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2008-324272所涉及的主题,其全部内容通过引用并入本文。
[0186] 本领域的技术人员应该了解的是,在权利要求或其等同方案的范围内,可根据设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组合和变更。