具有近场天线和复合极的记录头制造技术

本申请公开了具有近场天线和复合极的记录头。近场换能器天线具有毗邻于介质写表面的第一端以及毗邻于将光传递至天线的波导的第二端。天线包括沿从第一端延伸至第二端的传播轴设置的孔腔。凹口在孔腔内突出。凹口面向沿传播轴延伸的孔腔的开口。磁极邻近天线，并包括磁性材料的第一部分和天线材料的第二部分。第二部分被设置在孔的开口之上并面向天线的凹槽。

Recording head with near field antenna and composite pole

A recording head having a near field antenna and a composite pole is disclosed. The near field transducer antenna has a first end adjacent to the dielectric writing surface and a second end adjacent to the waveguide transmitting the light to the antenna. The antenna comprises a hole cavity disposed along a propagation axis extending from the first end to the second end. The notch is prominent in the bore cavity. An opening facing an aperture extending along a propagation axis. The magnetic pole is adjacent to the antenna and includes a first portion of the magnetic material and a second portion of the antenna material. The second portion is disposed above the aperture opening and faces the antenna recess.

【技术实现步骤摘要】
具有近场天线和复合极的记录头
技术实现思路
本公开总地涉及一种可用于热辅助磁记录的光学近场天线。在一个实施例中，装置包括近场换能器天线，该近场换能器天线具有毗邻介质写表面的第一端和毗邻将光传递至天线的波导的第二端。天线包括沿从第一端延伸至第二端的传播轴设置的孔腔。凹口在孔腔内突出。凹口面向沿传播轴延伸的孔腔的开口。磁极毗邻于天线，并包括第一磁性材料部分和第二天线材料部分。第二部分被设置在孔腔的开口之上并面向天线的凹口。根据以下详细讨论和附图，将理解各个实施例的这些和其他特征和方面。附图简述下面的讨论参考以下附图，其中相同的附图标记可用于标识多个附图中的类似/相同部件。图1是根据一示例性实施例用于热辅助磁记录的记录头的横截面图；图2是以沿图1的剖切线2-2得到的具有E形状孔腔的天线形式的波导和近场换能器的一部分的侧视图；图3是沿图2剖切线3-3所取的图3的天线的横截面图；图4是根据一示例性实施例包括具有E形状孔腔的天线的记录头的一部分的放大图；图5是根据一示例性实施例沿剖切线5-5取的图4的记录头的一部分的横截面图；图6是根据一示例性实施例沿剖切线6-6取的图4的记录头的一部分的横截面图；图7是根据一示例性实施例的耦合效率相对于波长的曲线图；图8是根据一示例性实施例的热分布的示意图；图9是根据一示例性实施例对于多个极斜率的耦合效率相对于波长的曲线图；图10是根据一示例性实施例具有E形状孔腔的另一记录头的空气承载表面的一部分的平面图；图11是根据一示例性实施例的耦合效率相对于波长的曲线图；图12和图13是根据一示例性实施例的热分布的示意图；图14是根据一示例性实施例的另一记录头的空气承载表面的一部分的平面图；图15是根据一示例性实施例的耦合效率相对于波长的曲线图；图16是根据一示例性实施例的热分布的示意图；以及图17是对可包括根据一示例性实施例的记录头的盘驱动器形式的数据存储设备的图示。具体实施方式热辅助的磁记录(HAMR)通常所指的概念是：对记录介质进行局部加热来减小介质的矫顽力，以使所施加的磁写入场能在由加热源造成的介质的暂时磁软化期间更容易引导介质的磁化。使用紧约束、高功率的激光点来加热记录介质的一部分以显著减小被加热部分的矫顽力。然后使被加热部分受磁场作用，该磁场设定被加热部分的磁化方向。如此，介质在环境温度下的矫顽力可能远高于记录期间的矫顽力，由此使处于高得多的存储密度下并具有小得多的位单元的记录位实现稳定性。一种将光引导至记录介质上的方法使用平面的固体浸没镜(PSIM)或透镜。PSIM/透镜可制造在平面波导上/具有平面波导，并通常可包括近场换能器(NFT)。例如，NFT可以设置在PSIM焦点附近的隔离的金属纳米结构的形式出现。NFT被设计成在指定的光波长下到达局部表面等离子体激元(LSP)状态。在LSP下，由于金属中电子的集体振荡，在NFT周围出现高场。该场的一部分将隧穿入相邻的介质并被吸收，这局部地提高了该介质的温度以供记录。HAMR记录介质中的功率吸收可尤其依赖于头到介质的间距(HMS)以及来自NFT或激光器的功率输出。在这一系统中，由于光学近场的逐渐衰减，功率输出需求可指数地反比于HMS。这种变化可导致热斑尺寸的变化。随着面密度增加，需要更严格地控制介质被加热部分的尺寸。现在参见图1，其示出可用于热辅助的磁记录的示例性记录头的横截面图。记录头30包括衬底32、衬底上的底涂层34、底涂层上的底部极36、以及通过轭或基架40磁耦合至底部极的顶部极38。波导42位于顶部极与底部极之间。波导包括芯层44以及在芯层的相对两侧上的包覆层46、48。镜50与包覆层之一毗邻地定位。在一个示例中，衬底32可以是AlTiC，芯层可以是Ta2O5，而包覆层46、48可由AlO或SiO2形成。顶部极38是两件式的极，其包括具有与空气承载表面56隔开的第一端54的第一部分或极体52，以及从第一部分伸出并在朝向底部极的方向上倾斜的第二部分或倾斜极件58。第二部分58被构造成包括毗邻于记录头的空气承载表面(ABS)56的端部，其中该端部比顶部极的第一部分更靠近波导。绝缘材料63的顶层可形成在顶部极38上。散热器64毗邻于倾斜极件58地定位。该散热器64可包括非磁性材料，例如Au、Ag、Cu等。平面线圈60也在顶部极与底部极之间延伸并围绕基架。虽然此示例包括平面线圈，但也可使用诸如螺旋线圈之类的其他类型线圈。螺旋线圈缠绕在绕底部/返回极的周围。在该示例中，顶部极充当写入极而底部极充当返回极。绝缘材料62将线圈匝分隔开。如图1中示出的，记录头30包括用于在写入极58向存储介质16施加磁写入场H的地方附近加热磁存储介质16的结构。介质16包括衬底68、散热层70、磁记录层72和保护层74。由线圈60中的电流产生的磁场H被用来控制介质记录层中的位76的磁化方向。数据存储介质16毗邻于记录头30地设置或位于记录头30之下。波导42传导来自可以是例如紫外光、红外光或可见光之类的电磁辐射的源78的光。该源78可以例如是用于将光束80引向波导42的激光二极管或其他合适的激光源。波导42可被配置为矩形电介质波导。波导42包括芯层44，该芯层44例如可以是Ta2O5。包覆层46，例如可以是SiO2，图示为位于芯层44的相对两侧上。可使用已知用于将光束80耦合到波导42中的各种技术。例如，光源78可结合光纤和用于将光束80从光纤朝向波导42上的衍射光栅准直的外部光学器件而工作。替换地，可将激光器安装在波导42上，并且光束80可直接耦合至波导42中而无需外部光学配置。一旦光束80被耦合到波导42中，光就通过波导42朝向波导42毗邻于记录头30的ABS56形成的一端传播。当介质如箭头82所示相对于记录头移动时，光离开波导的端部并加热介质的一部分。近场换能器91位于波导内或毗邻于波导定位以进一步使光聚集在空气承载表面的附近。尽管图1的示例示出了垂直的磁记录头和垂直的磁存储介质，但是应当领会，本专利技术还可结合其中可望采用热辅助记录的其他类型记录头和/或存储介质来使用。在下面描述的各实施例中，NFT91可包括天线92，该天线92具有毗邻于介质读/写表面(例如ABS56)的第一端93以及毗邻于将光传递至天线92的波导42的第二端95。在图2中，侧视图示出NFT91和波导42的一部分。光沿z轴传播通过波导42，该z轴大致垂直于介质读/写表面(例如空气承载表面56)。光经由在NFT天线92附近的焦点106经由波导42传递至NFT91。可设计波导42的芯层44的形状以将光传递至焦点106。天线92位于数据存储介质108附近，并可与存储介质隔开一间隙110。在硬驱动器场合中，该间隙110可对应于空气承载间隙，它将介质表面与读/写头的空气承载表面56隔开。在图3中示出天线92的横截面图，其对应于图2的剖切线3-3。该横截面大致在与光通过波导44和NFT91的传播轴正交的平面上，并示出NFT天线92的E形状。孔腔96沿传播轴延伸，该传播轴如图2所示从第一端93延伸至第二端95。凹口94在孔腔96中突出，并且该凹口94可在天线92的两端93、95之间延伸部分或全部路径。凹口94面向孔腔96的开口97,凹口94沿传播轴延伸。凹口给予天线92其E形的横截面形状。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：近场换能器天线，所述近场换能器天线具有毗邻于介质写表面的第一端以及毗邻于将光传递至所述天线的波导的第二端，其中所述天线包括：沿从所述第一端至延伸所述第二端的传播轴设置的孔腔；以及在所述孔腔内突出的凹口，其中所述凹口面对沿所述传播轴延伸的孔腔的开口；毗邻于所述天线的磁极，所述磁极包括磁性材料的第一部分和天线材料的第二部分，所述第二部分被设置在所述孔腔开口上并面向所述天线的所述凹口。

【技术特征摘要】
2012.07.16 US 13/550,2801.一种记录头装置，包括：近场换能器天线，所述近场换能器天线具有毗邻于介质写表面的第一端以及毗邻于将光传递至所述天线的波导的第二端，其中所述天线包括：沿从所述第一端延伸至所述第二端的传播轴设置的孔腔；以及在所述孔腔内突出的凹口，其中所述凹口面对沿所述传播轴延伸的孔腔的开口；毗邻于所述天线的磁极，所述磁极包括由磁性材料构成的第一部分和由非磁性天线材料构成的第二部分，所述第二部分被设置在所述孔腔开口上并面向所述天线的所述凹口。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁极的第一和第二部分的横截面积沿所述传播轴相对于彼此变化。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磁极的第一部分包括毗邻于所述介质写表面附近的横截面处的孔腔开口的尖端，而所述第二部分位于所述第一部分与远离所述介质读表面的横截面处的所述孔腔开口之间。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磁极的第一部分和第二部分沿所述传播轴相对于彼此线性地变化。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁极的第二部分包括沿所述传播轴至少部分地设置的天线材料的塞子。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述塞子覆盖所述孔腔开口的一部分，并且所述磁性材料的第一部分覆盖所述孔腔开口的其余部分。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括在所述磁极和所述天线之间的介电层。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括在所述磁极和所述天线之间的介电层。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述介电层填充所述天线的孔腔。10.一种记录头装置，包括：波导，所述波导具有毗邻于空气承载表面的端部；毗邻于所述波导的焦点定位的近场换能器，其中所述近场换能器包括沿平行于所述空气承载表面的横截面的E形状横截面，所述近场换能器的传播方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·查林纳，M·A·西格勒，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：