專利名稱：熱輔助磁記錄頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠實現高密度記錄的熱輔助磁記錄頭，特別地，涉及能夠以整體(monolithic body)制造并實現增強的近場效應的熱輔助磁記錄(HAMR)頭。
背景技術：
在磁記錄領域已經進行了很多研究以增加磁記錄密度。在縱向磁記錄的情況下，實現了100Gbit/in2的記錄密度，在垂直磁記錄的情況下，超過100Gbit/in2的記錄密度是可行的。然而，由于在磁記錄技術中存在超順磁效應導致的熱不穩(wěn)定性，所以記錄密度的增大受到限制。
記錄介質的熱穩(wěn)定性由磁各向異性能與熱能之間的比率決定。為了增大磁各向異性能，磁記錄介質必須由具有高矯頑力的材料形成。當該材料用于磁記錄時，應當使用與矯頑力同樣高的強度的磁場。然而，由于記錄頭尖部的磁場在預定水平飽和，磁記錄頭中產生的磁場的強度收到限制，因此導致記錄失敗。
為了解決上述問題，研究了HAMR。HAMR通過加熱記錄介質的局部部分到居里溫度之上并暫時降低該局部部分的矯頑力來記錄數據。即，為了進行記錄操作，所需磁場的強度可以降低。
這時，由于數據記錄區(qū)域加熱到居里溫度之上，記錄密度由加熱部分的寬度而不是由產生間隙中磁場的極的尺寸決定。例如，當選擇光作為熱輔助介質時，數據記錄密度由到達記錄介質的光的斑點(spot)尺寸決定。因此，需要對能夠減小光的斑點尺寸并增加光的強度的光學單元進行研究。
圖1是常規(guī)HAMR頭的示例的透視圖。參照圖1，HAMR頭22包括磁記錄單元、用于加熱記錄介質16的光源52、以及用于將來自光源52的光傳輸到記錄介質16的光傳輸模塊。
磁記錄單元包括作為磁場源的線圈33、用來產生用于記錄的磁場的記錄極30、以及磁連接到記錄極30從而形成磁路H的返回軛32。記錄極30包括第一和第二層46和48。
光傳輸模塊包括用于引導從光源52發(fā)射的光的波導50和將光源52連接到波導50的光纖54。光能58通過波導50的熱排放(heat discharge)表面?zhèn)鬏數酱庞涗浗橘|16，由此加熱磁記錄介質16的局部部分。
磁記錄介質16沿著箭頭A所示的方向相對于HAMR頭22移動。因此，被加熱的局部部分通過磁記錄介質16的相對移動關于記錄極30定位。結果，記錄極30在其矯頑力通過加熱被降低的局部部分上有效地記錄數據。另外，記錄完成之后，被加熱的局部部分冷卻從而具有固有的高矯頑力，由此保持熱穩(wěn)定的記錄位。
同時，為了使用HAMR頭以高密度記錄，光斑的尺寸必須足夠小同時記錄介質必須被充分加熱。然而，常規(guī)HAMR頭的結構設計得沒有提供場增強效果并且波導必須與磁頭獨立地制造并與其精確對準。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種HAMR頭，其通過實現較小的光斑尺寸能夠進行高密度記錄并利用常規(guī)磁記錄頭工藝整體地制造。
根據本發(fā)明的一個方面，提供一種熱輔助磁記錄頭，其安裝在具有ABS(氣墊面)的滑塊的末端用于在記錄介質上記錄數據，該熱輔助磁記錄頭包括形成用于記錄數據的磁場的磁路形成單元；發(fā)射用于加熱記錄介質的局部區(qū)域的光的光源；波導，位于磁路形成單元的側部從而傳輸所述光源發(fā)射的光；光路變換單元，改變波導傳輸的光的方向到記錄介質的該局部區(qū)域；及納米開口，配置來通過轉換經光路變換單元傳輸的光的能量分布來產生增強的近場效應。


通過參照附圖詳細描述其示例性實施例，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更明顯，附圖中圖1是常規(guī)HAMR頭的示例的透視圖；圖2是根據本發(fā)明一實施例的HAMR頭的示意性透視圖；圖3是圖2所示的HAMR頭的剖視圖；圖4是根據本發(fā)明一實施例在圖2的HAMR頭中使用的光路變換單元的示例的視圖；圖5是根據本發(fā)明另一實施例的圖4的光路變換單元的修改示例的視圖；圖6A至6C是根據本發(fā)明一實施例在圖2的HAMR頭中使用的納米開口的示例的視圖；圖7是根據本發(fā)明另一實施例的HAMR頭的剖視圖；圖8是根據本發(fā)明另一實施例的HAMR頭的剖透視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的示例性實施例。
圖2和3分別是根據本發(fā)明一實施例的HAMR頭100的示意性透視圖和剖視圖。參照附圖，HAMR頭100包括用于產生記錄磁場的磁路形成單元120、用于發(fā)光加熱記錄介質的記錄區(qū)域的光源140、用于傳輸光源140發(fā)出的光的波導152、以及用于通過轉換從波導152傳輸的光的能量分布而產生增強的近場效應的納米開口(nano-aperture)154。
HAMR頭100具有與滑塊(未示出)的氣墊面(ABS)對應的端部。即，包括線a-a′的x-y平面是ABS。當具有面對ABS的記錄表面的記錄介質(未示出)高速旋轉時，HAMR頭100與滑塊一起通過氣墊系統(tǒng)(air bearingsystem)被舉起，由此維持相對于記錄介質的預定飛行高度。
磁路形成單元120包括作為磁場源的線圈122、用作形成在線圈122周圍的磁場的磁路的返回軛124、以及與返回軛124的一端間隔開并連接到返回軛124的另一端從而與返回軛124一起形成磁路的主極126。
返回軛與記錄介質相對的表面位于ABS上并且主極126與記錄介質相對的表面也位于ABS上。
空氣間隙130形成在主極126與返回軛124的第一端之間。因此，主極126中的磁場向外泄漏。記錄介質通過泄漏磁通被磁化從而進行記錄。
子軛128形成在主極126的側表面上。主極126和子軛128分別具有面向記錄介質的第一和第二端部126a和128a。這里，主極126和子軛128布置得使第一和第二端部126a和128a成階梯狀。
子軛128與ABS間隔開并允許記錄磁場有效地集中在主極126的第一端部126a上，由此增加間隙130附近泄漏磁通的強度。由于集中效應受到形成磁路的材料的飽和磁化值的限制，所以主極126可以由飽和磁化值比子軛大的材料形成。
由于主極126和子軛128布置得使第一和第二端部126a和128a成階梯狀，所以至少部分波導152位于該第一和第二端部126a和128a之間的空間中。
波導152具有面向其上進行記錄的記錄介質的預定區(qū)域的端部且納米開口154位于波導152的端部上。納米開口154是被金屬膜圍繞的精細開口。
光源140發(fā)射的光可以毗鄰耦合(butt-couple)到波導152。供選地，光源140發(fā)射的光可以通過棱鏡耦合器、光柵耦合器等耦合到波導152。
由于波導152沿平行于ABS的方向傳輸光，因此，為了允許所傳送的光經納米開口到達記錄介質，從波導152傳送的光的光路必須在波導152中朝向納米開口154改變。為此，光路變換單元設置在波導152和納米開口154之間。
圖4是圖2和3所示的波導152和光路變換單元的視圖。參照圖4，波導152具有面向納米開口154的聚焦表面(focusing surface)。用于將沿波導152行進的光聚焦到納米開口154上的光柵圖案(grating pattern)153形成在波導152的聚焦表面上。即，沿波導152行進的光被衍射從而聚焦在納米開口154上。為了增強該效果，光柵圖案153的間距可以朝向中心部分減小。
圖5是根據本發(fā)明另一實施例的圖4的光路變換單元的修改示例的視圖。參照圖5，反射鏡(mirror)155位于波導152的端部從而允許沿波導152行進的光被引向納米開口154。從波導152傳送的光從反射鏡155朝向納米開口154反射。反射鏡155的反射表面可具有拋物面的表面形狀從而轉換光的光路并將光聚焦在納米開口上。
再次參照圖4和5，波導152包括第一包層(clad layer)156、第二包層158、以及第一和第二包層156和158之間的芯層(core layer)160。因為波導152利用全反射傳送光，所以第一和第二包層156和158必須由折射率比芯部分160的材料的折射率大的材料形成。
波導152可以形成為階梯折射率類型，其中折射率在芯層160中是均勻的且在芯層160與第一/第二包層156/158之間的邊界處突變。
供選地，波導152可以以分級折射率類型形成，其中折射率在芯層160的中心部分處最大，并且隨著接近第一和第二包層156和158而逐漸減小到與第一和第二包層的折射率相同。
圖6A至6C是圖2的HAMR頭中使用的納米開口的示例的視圖。例子以ABS截面示出。即，圖6A示出蝴蝶結(bow-tie)型納米開口171，圖6B示出C型納米開口172，圖6C示出X型納米開口173。圖中，附圖標記L表示入射在納米開口171、172和173上的光的直徑。在納米開口171、172和173的每個中，通過電偶極子的振動在具有較窄寬度的中心部分處電場E被增強，由此將寬的光能集中在局部部分上。因此，可以傳送具有局部增強的光能的光。
圖7是根據本發(fā)明另一實施例的HAMR頭200的剖視圖。HAMR頭200與HAMR頭100相比，主極226和子軛228的位置被彼此交換。
波導252和納米開口254布置在主極226和與ABS間隔開的子軛228之間定義的空間中。用于允許光路朝向納米開口254轉換的光路變換單元設置在波導252與納米開口254之間。光路變換單元可由圖4所示的光柵圖案或圖5所示的反射鏡形成。
圖8是根據本發(fā)明另一實施例的HAMR頭300的示意性透視圖。參照圖8，HAMR頭300包括記錄頭單元310和復制(reproduction)頭單元330。復制頭單元330包括第一屏蔽層332、第二屏蔽層334和設置在第一和第二屏蔽層332和334之間的復制傳感器333。第一屏蔽層332、第二屏蔽層334和復制傳感器333的與記錄介質相對的表面位于ABS平面上。
由于記錄頭單元310的其余結構與HAMR頭100和200的相同，這里將省略其詳細描述。
波導352可由聚合物形成。在該情況中，波導352可通過約小于150℃的低溫工藝制造，該溫度之下復制傳感器333的磁屬性不受影響。因此，HAMR頭300能夠在用于制造常規(guī)磁頭的批工藝(batch process)中與波導352以整體形成。
根據本發(fā)明的HAMR頭具有下列優(yōu)點1.由于子軛與主極之間的空間用作波導，其結構更緊湊。
2.當波導由聚合物形成時，較低溫度的工藝不影響復制傳感器。因此，HAMR頭能夠通過用于制造常規(guī)磁頭的批工藝整體地形成。
3.由于用于記錄數據的磁場產生單元與用于加熱記錄介質的光能發(fā)射單元之間的距離被最小化，不可能在加熱的記錄介質冷卻后進行記錄，由此更穩(wěn)定地進行記錄。
盡管已經參照其示例性實施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但本領域普通技術人員將理解，在不偏離所附權利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行形式和細節(jié)上的各種變化。
權利要求
1.一種熱輔助磁記錄頭，安裝在具有ABS(氣墊面)的滑塊的末端用于在記錄介質上記錄數據，該熱輔助磁記錄頭包括磁路形成單元，形成用于記錄該數據的磁場；光源，發(fā)射光用于加熱該記錄介質的局部區(qū)域；波導，位于該磁路形成單元的側部從而傳輸從該光源發(fā)射的光；光路變換單元，將從該波導傳輸的光的方向改變到該記錄介質的該局部區(qū)域；及納米開口，配置來通過轉換經該光路變換單元傳輸的光的能量分布來產生增強的近場效應。
2.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中該光路變換單元是傾斜的且形成在該波導與該納米開口相對的端上的反射鏡。
3.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中該光路變換單元是形成在該波導的與該納米開口相對的表面上的光柵圖案。
4.如權利要求3所述的熱輔助磁記錄頭，其中該光柵圖案的間距朝向中心部分減小。
5.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中該磁場形成單元包括線圈，用作磁場源；主極，具有面向該記錄介質并位于該氣墊面的平面上的第一端部；子軛，設置在該主極的側表面上并具有面向該記錄介質的第二端部，該第一和第二端部呈階梯狀從而將磁場聚集在該第一端部上；以及返回軛，與該主極一起形成該磁場的該磁路并具有與該主極間隔開的第一端部和連接到該主極的第二端部。
6.如權利要求5所述的熱輔助磁記錄頭，其中至少部分該波導以及該光路變換單元和該納米開口布置在定義于該第一和第二端部之間的空間中。
7.如權利要求5所述的熱輔助磁記錄頭，其中該主極的飽和磁化值比該子軛的飽和磁化值大。
8.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中該波導包括第一包層；第二包層；及芯層，設置在該第一和第二包層之間并具有比該第一和第二包層的折射率大的折射率。
9.如權利要求8所述的熱輔助磁記錄頭，其中該波導是分級折射率型波導，具有在中心部分最大并朝向該第一和第二包層逐漸減小的折射率。
10.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，還包括第一屏蔽件；第二屏蔽件，與該第一屏蔽件間隔開；及復制部件，設置在該第一和第二屏蔽件之間，其中該第一屏蔽件、該第二屏蔽件和該復制部件與該記錄介質相對的表面位于該氣墊面平面上。
11.如權利要求10所述的熱輔助磁記錄頭，其中該波導由聚合物形成。
12.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，其中該光源毗鄰耦合到該波導。
13.如權利要求1所述的熱輔助磁記錄頭，還包括用于將該光源耦合到該波導的棱鏡耦合器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱輔助磁記錄頭，其安裝在具有ABS(氣墊面)的滑塊的末端用于在記錄介質上記錄數據。該熱輔助磁記錄頭包括形成用于記錄數據的磁場的磁路形成單元；用于發(fā)射光加熱記錄介質的局部區(qū)域的光源；波導，位于磁路形成單元的側部從而傳輸光源發(fā)射的光；光路變換單元，改變波導傳輸的光的方向到記錄介質的該局部區(qū)域；及納米開口，用于通過轉換經光路變換單元傳輸的光的能量分布來產生增強的近場效應。
文檔編號G11B5/127GK1996471SQ200610121478
公開日2007年7月11日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權日2006年1月4日
發(fā)明者徐成東, 任暎勛, 金海成 申請人:三星電子株式會社