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一种近场光存储深亚微米微飞行头制造技术

技术编号:3062490 阅读:149 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种新型近场光存储深亚微米微飞行头,属光存储技术领域。为了克服现有技术三不足,本发明专利技术公开了一种近场光存储深亚微米微飞行头,包括承载微工作台、SIL和聚焦物镜,承载微工作台底面整体上是沿长度方向和宽度方向的抛物面叠加形成的类球面,承载微工作台前端开有中心槽;SIL上半部分为球冠面,下半部分为用于装卡定位的长方体基座,长方体基座的底面为正方形,SIL采用微装配技术嵌入所述承载微工作台前端的中心槽;聚焦物镜通过底部的圆柱形平台粘结在承载微工作台上表面。本发明专利技术采用了集成SIL与物镜于一体的结构设计,保证在工作过程中物镜后工作距恒定,提高了飞行头的近场耦合效率、飞行稳定性和抗扰动能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计属于近场光存储深亚微米近场间距控制器件,属光存储
,用于近场光存储主光学单元的承载,并且嵌入固体浸没透镜(SIL)与物镜,保持工作过程中SIL与盘面的深亚微米近场间距,特别涉及深亚微米微飞行头底面气垫面设计。
技术介绍
超高密度超高速海量光存储是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域,汇集电子、机械、材料、制造、测试等多个学科,具有广阔的应用前景。采用了固体浸没透镜(SIL)的近场光存储技术,成像分辨率突破衍射极限,将存储密度至少提高一个数量级。在基于SIL的近场光存储系统中,要使压缩形成的深亚微米光斑几乎不扩大的直接耦合到存储介质有以下关键技术和难点首先必须保证SIL底面与存储介质的间距稳定在超亚微米的近场范围内,以获得良好的近场耦合效率;其次为保证激光束经过物镜后能准确聚焦于SIL底面,要求二者间距变化小于100nm。因此,必须研制适用于近场光存储系统的承载飞行头,搭载SIL和物镜等光学器件,快速跟踪工作过程中盘面高速旋转产生轴向偏摆和自身振颤,获得相对稳定的近场间距,并保证物镜后工作距恒定。为克服传统光学头结构复杂、质量大、响应速度慢等弱点,提高系统的数据传输率,承载微飞行头应基于集成化的主光学单元,寻求合理的工作机理和结构设计,使其具有集成化、微型化、高频响、大承载及工作姿态稳定等优点。现有技术无法满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型的深亚微米微飞行头,以克服现有技术的不足,实现主光学单元承载,同时嵌入固体浸没透镜(SIL)和物镜,在盘片高速旋转的过程中,将SIL与盘面间距控制在100nm以内,保证SIL与盘面近场间距远远小于波长的工作条件,而且物镜的后工作距保持很定,并保证在整个工作半径范围内,SIL中心点近场工作距相对稳定。本专利技术公开了一种新型近场光存储深亚微米微飞行头,包括承载微工作台、固体浸没透镜(SIL)和聚焦物镜,其特征在于所述承载微工作台底面整体上是沿长度方向和宽度方向的抛物面叠加形成的类球面,承载微工作台前端开有用于嵌入SIL的中心槽;所述SIL的上半部分为球冠面,下半部分为用于装卡定位的长方体基座,所述长方体基座的底面为正方形,所述SIL采用微装配技术嵌入所述承载微工作台前端的中心槽;所述聚焦物镜通过底部的圆柱形平台粘结在所述承载微工作台上表面。所述微飞行头底面主要由设置在承载微工作台上的轨道、主通气槽和固体浸没透镜构成,其中根据刻蚀高度不同,轨道分布于气垫面和浅通气槽,在气流引入边布置有引入边浅通气槽第一轨道,在所述浅通气槽第一轨道上布置有气垫面引入边主轨道,在微飞行头引入边两侧布置有长方体第一保护轨道和长方体第二保护轨道,在气垫面引入边主轨道前方布置有圆柱形第一保护轨道和圆柱形第二保护轨道;在微飞行头中部布置有开放式主通气槽,在主通气槽两侧布置有圆柱形第三保护轨道和圆柱形第四保护轨道,在主通气槽中部布置有气流流量调整第一轨道和气流流向调整第二轨道;在微飞行头气流导出边中部设有SIL基座底面形成的正方形轨道,在SIL基座底面两侧,沿气流导出边分别布置有圆柱形第五保护轨道和圆柱形第六保护轨道,以及浅通气槽第二轨道和浅通气槽第三轨道;在浅通气槽第二轨道上布置有耳形第一轨道,在浅通气槽第三轨道上布置有耳形第二轨道。本专利技术的有益效果为1.深亚微米微飞行头采用气体动压支撑的工作方式,结构紧凑,抗扰动能力强,获得的近场间距稳定。2.将SIL作为微飞行头底面一个轨道的设计便于获得更高的近场耦合效率。3.将SIL与物镜集成于一个承载微工作台保证了物镜的后工作距恒定。4.微飞行头采用了正负压力并存的结构设计,在整个寻道过程中,对气流速度的变化不敏感。5.微飞行头采用了开放式主通气槽设计,主通气槽产生的负压力对灰尘颗粒具有良好的吸附作用,同时,灰尘颗粒能够从主通气槽两侧导出,避免流入SIL底面,造成对SIL的磨损,提高了微飞行头的耐用性。6.微飞行头前端的两个耳形轨道上的正压力,提高了微飞行头的滚动方向承载刚度。7.微飞行头SIL两侧的立柱结构,可以在头/盘发生接触时保护SIL。在气流线速度为13.2m/s时,本微飞行头的承载力大于90mN,最小近场间距为44nm。满足近场光存储系统的需要。附图说明图1a为近场光存储深亚微米微飞行头的结构示意图。图1b为图1a的A-A剖视图。图2为图1中承载微工作台的底面轨道示意图。图3为图1中聚焦物镜的结构示意图。图4为图1中SIL的结构示意图。图5a为微飞行头工作原理图。图5b为微飞行头底面轨道的结构示意图。图6为工作情况下,微飞行头的底面压力分布图。具体实施例方式下面结合附图来说明本专利技术的具体实施方式和工作原理。如图1a、图1b、图2、图3和图4所示,本专利技术所述近场光存储深亚微米微飞行头,包括承载微工作台1、固体浸没透镜(SIL)3和聚焦物镜2。为提高头/盘界面摩擦学特性,承载微工作台1底面整体上是沿长度方向和宽度方向的抛物面叠加形成的类球面,承载微工作台1前端开有用于嵌入SIL的中心槽。SIL 3的上半部分为球冠面,下半部分为用于装卡定位的长方体基座,所述长方体基座的底面为正方形,所述SIL采用微装配技术嵌入所述承载微工作台前端的中心槽。聚焦物镜2用于采用玻璃加工,它通过底部的圆柱形平台粘结在承载微工作台1上表面。承载微工作台1采用三氧化二铝和碳化钛的掺杂物加工,承载微工作台1的整体尺寸为2.05mm×1.6mm×0.5mm,其前端开槽尺寸为0.86mm×0.86mm,其底面刻饰有16条轨道形成的复杂三维形貌。SIL 3采用钛酸锶材料制成,其上半部分为半径为0.43mm的球冠面,下半部分为长方体基座,基座的底面为边长为0.86mm的正方形,基座高度为0.1mm。微飞行头在工作过程中,采用动压空气薄膜支撑,如图5a所示,微飞行头通过被支撑点与近场光存储系统相连,工作过程中,盘面高速旋转形成附面气流,气流从微飞行头气流导入边导入微飞行头和盘面之间,由气流导出边导出。附面气流在微飞行头底面气垫面(轨道)的作用下,形成厚度为几十纳米的动压空气润滑薄膜,产生系统工作所需的近场间距。微飞行头在动压薄膜气浮力、主光学单元加载力和自身重力作用下,达到稳定飞行状态。微飞行头在工作过程中,具有竖直方向的平动,沿长度方向的俯仰转动和宽度方向的滚动转动三个自由度,工作过程中,气流方向与微飞行头中心线的夹角成为巡航角。所述微飞行头底面主要由设置在承载微工作台上的轨道、主通气槽和固体浸没透镜构成,其中根据刻蚀高度不同,轨道分布于气垫面和浅通气槽,如图5b所示,在气流引入边布置有引入边浅通气槽第一轨道503,在所述浅通气槽第一轨道503上布置有气垫面引入边主轨道502,在微飞行头引入边两侧布置有长方体第一保护轨道501和长方体第二保护轨道504,在气垫面引入边主轨道前方布置有圆柱形第一保护轨道518和圆柱形第二保护轨道505;在微飞行头中部布置有开放式主通气槽507,在主通气槽507两侧布置有圆柱形第三保护轨道517和圆柱形第四保护轨道506,在主通气槽中部布置有气流流量调整第一轨道515和气流流向调整第二轨道516;在微飞行头气流导出边中部设有SIL基座底面形成的正方形轨道508,在SIL基座底面两侧,沿气流导出边分别布置有圆柱形第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型近场光存储深亚微米微飞行头,包括承载微工作台、固体浸没透镜和聚焦物镜,其特征在于:所述承载微工作台底面整体上是沿长度方向和宽度方向的抛物面叠加形成的类球面,承载微工作台前端开有用于嵌入固体浸没透镜的中心槽;所述固体浸没透镜的上半部分为球冠面,下半部分为用于装卡定位的长方体基座,所述长方体基座的底面为正方形,所述固体浸没透镜采用微装配技术嵌入所述承载微工作台前端的中心槽;所述聚焦物镜通过底部的圆柱形平台粘结在所述承载微工作台上表面。

【技术特征摘要】
1.一种新型近场光存储深亚微米微飞行头,包括承载微工作台、固体浸没透镜和聚焦物镜,其特征在于所述承载微工作台底面整体上是沿长度方向和宽度方向的抛物面叠加形成的类球面,承载微工作台前端开有用于嵌入固体浸没透镜的中心槽;所述固体浸没透镜的上半部分为球冠面,下半部分为用于装卡定位的长方体基座,所述长方体基座的底面为正方形,所述固体浸没透镜采用微装配技术嵌入所述承载微工作台前端的中心槽;所述聚焦物镜通过底部的圆柱形平台粘结在所述承载微工作台上表面。2.根据权利要求1所述的微飞行头,其特征在于所述微飞行头底面主要由设置在承载微工作台上的轨道、主通气槽和固体浸没透镜构成,其中根据刻蚀高度不同,轨道分布于气垫面和浅通气槽,在气流引入边布置有引入边浅通气槽第一轨道(503),在所述浅通气槽第一轨道(503)上布置有气垫面引入边主轨道(502),在微飞行头引入边两侧布置有长方体第一保护轨道(501)和长方体第...

【专利技术属性】
技术研发人员:李庆祥赵大鹏訾艳阳李玉和郭阳宽王亮
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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