利用激光調制的觸點檢測的制作方法
【專利摘要】本申請公開了利用激光調制的觸點檢測。一種裝置經配置以檢測換能器的空氣軸承表面和使用調制熱傳感器信號的介質之間的觸點。激光源產生調制后的激光。熱傳感器被布置在或接近空氣軸承表面，并受到調制激光的循環(huán)加熱。熱傳感器經配置以響應所述循環(huán)加熱而產生經調制的傳感器信號。
【專利說明】利用激光調制的觸點檢測
[0001]發(fā)明概述
[0002]一些實施例針對一種經配置以使用熱傳感器信號檢測接觸的裝置。該裝置包括被配置以產生調制激光的激光源以及包括空氣支承表面的換能器。根據一些方面，所述換能器經配置以使用激光作為能量源來加熱磁介質的區(qū)域。熱傳感器置于在或接近空氣軸承表面并受到調制后激光的循環(huán)加熱。該熱傳感器經配置以響應于該循環(huán)加熱而產生調制傳感器信號。
[0003]一些實施例涉及一種使用激光調制傳感器信號檢測接觸的方法。該方法包括產生調制后的激光。在或接近換能器的空氣軸承表面提供的熱傳感器受到調制后激光的循環(huán)加熱。響應于熱傳感器的該循環(huán)加熱而產生調制熱傳感器信號。
[0004]鑒于下文的詳細討論和附圖，可以理解各種實施例的這些和其它特征以及各方面。
[0005]附圖簡述
[0006]圖1是表示頭換能器的橫截面示例的框圖；
[0007]圖2示出根據各種實施例可被包括在HAMR換能器中的詳細結構和特性；
[0008]圖3示出根據特定實施例的換能器；
[0009]圖4是示出根據一些實施例可用于測量HMS和/或接觸的裝置的橫截面的框圖；
[0010]圖5-7示出了根據本文描述的實施例的各種處理；
[0011]圖8示出表明由于激光加熱的DETCR幅度響應變化作為加熱器功率的函數的實驗性自旋支架數據；
[0012]圖9表示識別觸點功率的相應的激光多普勒測速儀(LDV)數據；以及
[0013]圖10表示DETCR相位與8點尾隨趨勢的偏離作為加熱器功率的函數。
[0014]發(fā)明詳述
[0015]本發(fā)明一般地涉及用于數據存儲的磁記錄設備。數據存儲系統(tǒng)可以包括分別從磁存儲介質寫入(例如，寫入器)和讀取(例如，讀取器)信息的一個或多個傳感器。通常希望在換能器及其相關介質之間具有相對小的距離或間隔。該距離或間距在本文中稱為“磁頭介質分離”(HMS)。通過減少磁頭介質分離，讀取器和寫入器一般是能夠更好地從介質寫入和讀取數據。減少磁頭-介質間距也允許測量記錄介質地貌，諸如用于檢測凹凸和記錄介質表面的其它特征。
[0016]各種實施方案中涉及熱輔助磁記錄(HAMR)記錄。在HAMR系統(tǒng)中，有時也被稱作熱輔助磁記錄(TAMR)系統(tǒng)，磁存儲介質(例如，硬盤驅動器磁盤)能克服限制常規(guī)磁介質的面數據密度的超順磁效應。在HAMR記錄系統(tǒng)中，信息位在升高溫度記錄在磁性存儲層上。存儲層中的加熱區(qū)確定數據位尺寸，以及線性記錄密度由數據位之間的磁轉換確定。
[0017]為了實現所需的數據密度，HAMR頭換能器包括將光從激光引導到磁存儲介質的光學部件。該HAMR介質熱點可需要小于電流源(例如激光二極管)可獲得的光的半波長。由于所謂的衍射極限，光學元件不能在該規(guī)模集中光。達到極小密閉熱點的一種方式是使用光學近場換能器(NFT)，諸如等離激元的光學天線。該NFT經設計以在設計光的波長到達當地的表面等離激元。在諧振時，由于在NFT金屬中電子的集體振蕩，高電場包圍NFT。部分區(qū)域將隧道入磁存儲介質并被吸收，提高介質的局部溫度用于記錄。在介質中的局部溫度提高顯著降低了磁材料的矯頑力，優(yōu)選為零，這使得在使用相對低磁通密度區(qū)域的高各向異性磁介質上記錄數據。
[0018]硬盤驅動器(HDD)的重要功能例如是要精確地設定磁頭換能器和硬盤驅動器的磁存儲介質表面之間的間隙。為此，各種技術可以用于檢測磁頭傳感器和磁盤表面之間的接近或接觸。一種方法是當頭換能器靠近于磁盤表面時測量寫在磁存儲介質上的模式振幅并關聯讀取信號振幅增加與分離的減少。因為一旦頭換能器與磁盤表面接觸，幅度不能增加，因此除了間距變化，可以使用該方法檢測磁頭介質接觸。為了校準磁頭和介質和/或凹凸之間的接觸測量，磁頭接觸磁盤以建立零間隙的參考點?？梢员O(jiān)控磁頭介質分離信號，諸如在頭換能器提供的讀取器或熱傳感器產生的信號，并測量產生的溫度變化。熱傳感器可以是電阻(TCR)傳感器的溫度系數，使得測量溫度變化通過測量TCR傳感器的電阻變化實現。示例熱傳感器可以是電阻傳感器(DETCR)的雙端溫度系數。
[0019]根據不同的技術，為了測量電阻改變，DC電流被提供給熱傳感器，并測量經過傳感器的電壓。使用所測量的傳感器信號檢測磁頭介質接觸。超過預定義閾值的任何電阻變化可以用來確定接觸。一些技術使用換能器的加熱器的調制，以提供間歇性接觸信號來檢測接觸。該AC模式接觸檢測技術允許驅動頻率的響應分離于其他噪聲頻率用于提高信噪比。
[0020]在一些HAMR設備中，使用激光來加熱介質，減少磁性材料的矯頑力及使得磁性寫入到高矯頑力的磁性材料。該HAMR激光也可以用于產生信號，該信號用于產生接觸的數據和/或磁頭介質間距(HMS)數據。該操作可是有利的以通過提供調制激光而在熱傳感器中產生AC響應。當指示接觸時，然后對振幅或相位變化監(jiān)測從熱傳感器所產生的信號?？稍趯捰跈C械式響應頻率的頻率范圍對激光進行調節(jié)，提供更短的采樣周期和更快的響應時間。當在比機械響應頻率更高的頻率調制激光時，滑塊的機械運動由于激光可以忽略不計。因為測量不受機械運動的干擾，機械運動的缺乏允許更準確的測量。此外，依賴于調制激光的技術可以允許更高的溫度下實現。當傳感器工作在較高溫度時，磁頭和介質之間的溫度變化較大，當與介質發(fā)生接觸時可以提供更大響應(較大的信噪比)。在接觸和非接觸之間的熱流差值大于較高溫度，因此，接觸檢測信號是較大的。
[0021]本公開的實施例涉及使用調制激光來測量HMS和/或磁頭介質接觸的裝置和方法。例如，本文所討論的一些方法包括經配置以產生激光并調制激光振幅的激光源。例如置于滑塊上的換能器具有空氣軸承表面，并且經配置以使用激光作為能量源來加熱磁介質的區(qū)域。熱傳感器位于或接近空氣軸承表面并受到調制激光的循環(huán)加熱。該熱傳感器經配置以響應于該循環(huán)加熱而產生調制傳感器信號。
[0022]在各種實施例中，激光源是在換能器的外部。根據一些實施方式，激光源集成于換能器。在HAMR中，激光通過加熱磁介質的區(qū)域而產生具有改變磁介質矯頑力的功率的激光。
[0023]在一些實施方式中，調制激光具有的功率小于使得空氣軸承表面與介質之間限定的換能器和/或空氣軸承的光引入機械調制所需要的功率。根據各個方面，該調制激光具有的頻率聞于和激光源或換能器的機械運動相關聯的機械響應頻率。調制激光功率具有的功率小于改變磁介質的矯頑力所需要的功率。根據一些實施方式，調制激光功率的功率小于將數據寫入或從磁介質上擦除數據所需功率。在某些情況下，調制激光包括在多個激勵頻率調制激光。調制激光的光可以包括幅值調制激光。
[0024]在一些實施例中，調制信號傳感器適用于檢測和/或測量換能器和介質之間的間距變化。傳感器信號可用于產生磁頭介質空隙數據、磁頭介質分離數據、磁頭介質接近數據，磁頭介質接觸數據和/或磁頭熱孔洞接觸數據。在各種實施方式中，調制傳感器信號可以具有約500赫茲到2MHz指尖或約I千赫和500千赫之間的的頻率。
[0025]各種方法包括在或接近空氣軸承表面的NFT，以及所述熱傳感器可經配置以使得它與NFT的4微米到從約0.5微米的范圍。例如，熱傳感器可以從NFT不超過約4微米，或不超過約3微米，或不超過約2微米，或不超過約1.5微米，或不超過約1.2微米，或不超過約I微米，或不超過約0.8微米,或不超過約0.5微米。
[0026]在一些實施方式中，檢測器經配置以使用所述調制傳感器信號，以檢測換能器和介質之間的接觸。在各種方法中，檢測器經配置以使用傳感器信號的波形參數變化作為加熱器功率的函數來檢測換能器和介質之間的接觸。例如，在各種實施方式中，表示接觸的波形參數可以是波形形狀，作為加熱器功率的函數的傳感器信號的振幅和/或相位。
[0027]現在參照圖1，方框圖顯示頭換能器200的剖視圖。所示換能器200上的代表性成分包括讀取器220、寫入器210、讀取器加熱器225和寫入器加熱器215。換能器200可以用作數據存儲設備的讀/寫磁頭，諸如硬盤驅動器。換能器200包括具有前緣和后緣的滑動件250。寫入器210和讀取器220通常位于滑塊250的后緣，并當從一個磁存儲介質300(例如，磁盤)的表面301寫入和讀出數據時維持在接近間隔的關系(例如，20納米)。當滑動件250位于磁性存儲介質300的表面301時，浮動高度由向下的力保持在滑塊250和表面301之間。該向下的力由當磁盤旋轉時在介質表面301和滑塊250的空氣軸承表面(ABS)255之間所建立的氣墊(即，空氣軸承)平衡。
[0028]圖1所示的換能器200還包括激光裝置。激光裝置包括經配置以光學地耦合激光器110 (例如，激光二極管)到位于滑動件250的空氣軸承表面255的NFT240的波導114。根據圖1所示的實施例，如圖1所示，激光器110位于頭換能器200的外部，諸如在磁頭懸掛組件(HSA)上。在一些實施例中，激光器110集成于換能器200。激光110電耦合到被配置為打開和關閉激光110的電源，并且在期望頻率調制由激光110產生的激光。在各種實施例中，電源由處理器、控制器或控制電路進行控制，并且具有可以按需要調整的輸出功率。例如，激光器110的電源可經配置以提供部分或全部下列參數的控制:激光光線的輸出功率(振幅)；激光頻率以及占空比。
[0029]正如前面所討論的，由激光110產生的激光經由波導114耦合到NFT240。響應于入射激光，在NFT240在被引導到磁存儲介質300的近場區(qū)域產生高功率密度。在NFT240的近場區(qū)域的該高功率密度導致介質300的局部溫度升高，從而降低了寫入或擦除信息到/在介質300的局部區(qū)域的磁材料的矯頑力。通信到NFT240的激光能量的一部分被吸收并轉化為滑塊250內的熱量。該加熱導致在空氣軸承表面255的熱膨脹、凸起，以及磁頭介質間隙和磁頭介質分離的變化。磁頭介質分離是換能器和介質的標稱平面的最近點之間的距離。磁頭介質間隙是所述換能器的最近點和換能器鄰近的最高點之間的距離。除了 NFT240，換能器200通常包括附加的熱源，可以導致空氣軸承表面255的進一步膨脹和突起。當激活時，該額外熱源包括一個或多個寫入器210 (寫入線圈)、寫入加熱器215和讀取加熱器225。
[0030]圖2示出在換能器的突出區(qū)域并入熱傳感器的頭換能器(也稱為滑塊)的一部分的實施例。圖2示出按照各種實施例的換能器頭300的橫截面。NFT320位于寫入極310和波導330之間。圖3所示的頭換能器300的該部分包括導致熱突起(由虛線361表示)的三個熱源；寫入線圈340、NFT320和加熱器350。
[0031]一個或多個熱傳感器(例如，TCR傳感器)可以位于突起區(qū)域內的一個或多個可選位置，如圖2所示。圖2顯示位于突起361的區(qū)域內的不同位置的可選熱傳感器360a、360b、360c。在許多實施例中，只使用一個熱傳感器。在一些實施例中，如熱傳感器360a所不,溫度傳感器位于寫入器335的區(qū)域中，接近寫入磁極310、返回極315和NFT320。在一個配置中，熱傳感器360A的至少一部分與返回極315的一部分沿垂直于空氣軸承表面的軸線共同延伸。熱傳感器360a位于NFT320和寫入極310中的至少一個的上軌/下軌方向。在一些配置中，熱傳感器位于寫入器335的區(qū)域的外側。例如，熱傳感器360B位于第二可選位置內，該第二可選位置在空氣軸承表面的突出區(qū)域內并鄰近相對于讀取器334的寫入器335一側的寫入極(但在寫入組件以外)。熱傳感器360b位于光學耦合到NFT320的波導330和加熱器350之間(例如，比加熱器350更接近波導330)。熱傳感器360c示出第三可選位置，該第三可選位置在空氣軸承的突出區(qū)域內并鄰近寫入器345和讀取器334指尖的返回寫入極315 (但在返回寫入極之外)。
[0032]據了解 ，熱傳感器可以位于相對于寫入極310的其他地方，以及NFT320仍位于這些部件的突起區(qū)域內。例如，熱傳感器可位于寫磁極310和通電寫入極310的線圈340之間。
[0033]根據一些實施例，突起區(qū)域可以是在寫入極310和寫入返回極315之間的空氣軸承表面303的區(qū)域中；寫入返回極315和NFT320之間和/或在寫入返回極315和波導330指尖。在其它實施例中，突起區(qū)域可以被認為是源自加熱源(諸如，NFT320、寫入極310和/或加熱器)并圍繞發(fā)熱元件約1-3微米的一般向外延伸的ABS303的區(qū)域。如圖2所示，ABS突起由虛線361表示，而最大的ABS突起位置可例如發(fā)生在NFT320和寫入極310之間。該突起區(qū)域可以被認為是ABS303的區(qū)域從最大突起位置向外延伸到至少預定百分比(例如，70 %、80 %、90 %或95 % )的最大ABS突起擴展的位置。在一些實施例中，突起區(qū)域由至少80%相對ABS303的最大突出區(qū)域突出的ABS303的區(qū)域限定。在其它實施例中，突起區(qū)域由至少90%相對ABS303的最大突出區(qū)域突出的ABS303的區(qū)域限定。
[0034]頭換能器300可以包括在其上設置多薄膜層的比較厚的基板。各層共同限定了頭換能器300的各組件。該層包括多層，經剪裁例如以形成磁性寫入器335和磁性讀取器334。這些層也可以被模式化以形成線圈340，當用電流激勵時，線圈340產生的磁場穿過寫入器335并通過可寫介質375的一部分。寫入器335的一端或末端310 (稱為寫入磁極)可經配置以產生磁場的高磁通密度。通過寫入器的磁軛耦合到寫入極310的寫入器335的另一端或末端315 (稱為返回磁極)可經配置以產生較低的磁通密度。
[0035]頭換能器的層300也層定制以在傳感器360a, 360b, 360c的可選位置形成(無源)波導330、NFT320和圖2所示的熱傳感器。激光(圖2中未示出)可以被形成在頭換能器的層中，可以被安裝在熱換能器或可被布置在頭換能器的腔體中并通過波導330光學耦合到NFT320。
[0036]可寫介質375可以任何已知的方式進行配置，但通常包括其上沉積或以其他方式形成至少一個硬磁性層344的板或基板332。層344的一小部分或點343可被充分加熱以降低材料的矯頑力，足以使磁場的磁寫入極310足夠強以改變記錄層344的磁化方向。對于層344中的序列磁域，可采用垂直向上向下的磁化方向記錄信息位。
[0037]點343的加熱以及寫入程序可直接由NFT320和間接由激光提供。當激光器被激勵時，激光通過端射耦合或以其它方式從耦合到波導的激光器發(fā)出。激光被輸送到波導管330的遠側端330b。在一些情況下，遠端可以對應于固體浸沒鏡(SM)或固體浸沒透鏡(SIL)的焦點處或焦點區(qū)域。位于或靠近遠端330b的是NFT320，其可以被形成為多個層的一部分。NFT330利用等離子體振子以將入射激光的功率密度轉換成近場區(qū)域的高功率密度，其典型地小于激光的衍射極限。在近場區(qū)域由NFT320提供的高功率密度由附近的可寫介質375吸收，從而產生光點343的局部發(fā)熱。通過定位NFT320的發(fā)射端足夠接近寫入器335的寫入磁極310，在超出范圍之前(由于可寫介質375的相對運動)，被加熱點343的至少一部分可暴露于由寫入極310發(fā)射的高磁通，從而使寫入極310的磁場能改變光點343的磁化方向。
[0038]點343的加熱還使得磁頭300的空氣軸承表面303的區(qū)域的凸部(由虛線361表示)。為了測量溫度變化和相應的突起，一個或多個熱傳感器(例如，一個或多個熱傳感器360a,360b,360c)可位于靠近所述NFT329和/或突起區(qū)域中的寫入極310或返回極315。圖2示出了熱傳感器的可選位置。熱傳感器360A位于空氣軸承表面的突起區(qū)域內和寫入器335內的第一可選位置，例如，在寫入返回極315和寫入磁極310之間；熱傳感器360B位于空氣軸承表面的突起區(qū)域內并鄰近寫入磁極310 (但在寫入器組件以外)的第二可選位置；以及熱傳感器360c位于空氣軸承表面的突出區(qū)域內并鄰近返回寫入磁極315的第三可選位置(但在寫入器元件的外側)。
[0039]NFT320可以是適當大小的針或其他結構，并且可以由金屬(例如金)或其他合適的材料制成。NFT320可具有本領域已知的任何合適的設計。NFT320示于圖2接近但與波導330隔開，但在其它實施例中，NFT可以被布置在波導330內。在其它實施例中，該激光可以被集成到該換能器頭，以及波導可以被省略。在集成的激光器結構中，NFT可直接耦合到集成半導體激光器。
[0040]圖3示出根據具體實施例的換能器399。換能器500包括具有耦合到到波導芯和固體浸沒鏡(SIM)的NFT的光耦合HAMR寫入器。NFT經配置以將激光投射到表面等離子體加熱介質的表面上。寫入器還包括耦合傾斜鈷鐵寫入極和返回極，其由作為電絕緣體和SM波導芯的氧化鋁層分離。換能器399包括具有被布置在NFT的距離的DETCR的熱傳感器。該DETCR從寫入極和NFT由鉻散熱片分離。圖2示出DETCR與SM芯、NFT以及寫入磁極的接近程度。DETCR越接近SM芯和NFT，接觸檢測技術將更靈敏。
[0041]現在轉向圖4，框圖示出了可用于根據一些實施例來測量HMS和/或接觸的裝置400的橫截面圖。該裝置400包括具有空氣軸承表面440的換能器420。換能器采用由控制信號405控制的來自激光410的光429以產生交流調制激光，其中激光振幅被調制在指定頻率或多個頻率。該激光器可以在換能器的外部或者可以被整合到換能器。
[0042]在HAMR中，激光器產生激光，該激光具有功率以通過加熱磁介質450的區(qū)域以改變磁性介質的矯頑力。HMS和/或接觸檢測可以使用比HAMR所需的較低功率的交流調制激光。交流調制激光429循環(huán)加熱溫度傳感器431，例如TCR傳感器或DETCR傳感器。熱傳感器431經配置以響應于所述循環(huán)加熱而產生調制的傳感器信號435。
[0043]該裝置400包括置于或接近空氣軸承表面440的近場傳感器417，該近場傳感器417通過波導415被光學耦合到激光器410。NFT被布置在與熱傳感器的距離499。根據各種實施方式，熱傳感器431可經布置成使得它在與NFT約2微米到約0.5微米的范圍。熱傳感器431可以與NFT417不超過約4微米、或不超過約3微米、或不超過約2微米、或不超過約1.5微米、或不超過約1.2微米、或不超過約I微米、或不超過約0.8微米或不超過約
0.5微米。
[0044]該調制激光429加熱熱傳感器431，并且作為響應，熱傳感器431產生交流響應435。在特定的實施例中，調制激光429具有功率的小于使得換能器420的光誘導機械調制所需要的功率和/或小于使在空氣軸承表面440和介質450之間限定的空氣軸承的光致機械調制所需的功率。例如，調制激光429可以具有高于和激光410或換能器420的機械運動相關聯的機械響應頻率的頻率。根據一些方面，調制激光429功率可以具有比改變磁介質450的矯頑力所需要功率更低的功率。例如，激光429的功率可小于寫數據或從磁介質450擦除數據所需要的功率。
[0045]響應于該激光產生的調制傳感器信號435適于檢測和/或測量在換能器420和介質450之間的間距變化。調制傳感器信號435適于檢測所述換能器420和介質450之間的接觸和/或檢測換能器和介質的凹凸之間的接觸。在各種實施方式中，調制傳感器信號可具有約500赫茲至IJ 10兆赫、約IkHz到IMHz之間、約100千赫至Ij I兆赫或約100千赫至600千赫之間的頻率。
[0046]傳感器信號435可例如用于產生磁頭介質間隙數據、磁頭介質分離數據、磁頭介質接近數據，磁頭介質接觸數據和/或磁頭介質熱不均勻接觸數據。磁頭介質分離數據是換能器的最近點和介質的標稱平面之間的距離相關數據；磁頭介質間隙數據是換能器的最近點和傳感器附近介質的最高點之間的距離相關數據；磁頭介質接近度是磁頭介質間隙以及將間隙轉換為可測量值的能力；當磁頭介質分離為零時，磁頭介質接觸發(fā)生；以及當換能器的最近點和突起介質缺陷的最近點之間的距離為零時，磁頭介質熱不均勻接觸發(fā)生。
[0047]換能器420包括加熱器480，可引起空氣軸承表面440朝向磁介質450的膨脹和突起。由足夠功率驅動時，加熱器480導致ABS440伸出，直到ABS440與磁介質450的表面接觸。當ABS440接觸磁介質450時，磁介質450的熱質量冷卻ABS440和溫度傳感器431。ABS440和熱傳感器431的冷卻會導致傳感器信號435的幅度和/或相位的急劇變化。初步冷卻后，由于ABS440和磁介質450之間接觸的摩擦阻力加熱ABS440和熱傳感器431，這將導致傳感器信號435改變幅度和/或相位。
[0048]該裝置400可以包括被配置成接收所述傳感器信號435的檢測器445。該檢測器被配置在所述激光的調制頻率來監(jiān)視所述傳感器信號。該檢測器445被配置為使用經調制的傳感器信號435檢測換能器420和介質450之間的接觸。根據一些實施方式，檢測器445被配置為使用所述傳感器信號435的振幅變化作為加熱器功率的函數來檢測換能器420和介質450之間的接觸。在一些實施方式中，檢測器445被配置為使用所述傳感器信號435的相位變化以檢測換能器420和介質450之間的接觸。幅度和相位是可用于檢測磁頭介質接觸的傳感器信號的波形特征的示例。如先前所討論的，可以替代地或附加地使用所述傳感器信號的其他波形。例如，波形形狀可與已知形狀比較以檢測一個或多個磁頭介質接觸、磁頭介質接近、磁頭介質間隙和/或磁頭粗糙面接觸。
[0049]該裝置可包括在或鄰近傳感器420的ABS440的讀取器425。讀取器425被構造成感測在介質450中存儲的磁位。響應于感測所述磁位，讀取器425產生信號。讀取器信號的幅度是在ABS440和介質450之間的距離498的函數。讀取器425可以被配置為生成讀取器信號，用于指示所述換能器420和介質450之間的間距變化。
[0050]使用恒定激光功率所產生的調制傳感器信號，可以測量位于頭換能器的熱傳感器的電阻(AR)的改變速度。示例熱傳感器可以是TCR傳感器，諸如電阻傳感器(DETCR)的雙端溫度系數。也可以測量加熱器功率(△ P)的速率改變。電阻的變化和加熱器功率的變化可用來產生檢測度量。例如，使用電阻變化速率(AR)與加熱器功率變化速率(ΔΡ)的，可以檢測到磁頭介質接觸。
[0051]電阻變化速率(AR)與功率變化速率(Λ P)之比表示為AR/ΛΡ，提供評估磁頭介質間距并執(zhí)行磁頭介質接觸檢測的度量。隨著磁頭與介質的間隙減少，度量AR/AP線性減小。檢測Λ R/Λ P線性偏差和最小值表示磁頭介質接觸和磁頭介質引起的冷卻和摩擦生熱。
[0052]圖5-7示出了根據各種實施例的各種處理。圖5-7中所示的過程可，例如使用圖1-4中所示的裝置實現。根據圖5，產生510調制后的激光。在或接近傳感器和磁介質之間的空氣軸承表面提供換能器的熱傳感器。使用調制激光對熱傳感器循環(huán)加熱520。響應于所述熱傳感器的循環(huán)加熱，熱傳感器信號產生530調制信號。經調制的信號可以用于檢測ABS和磁介質之間和/或ABS和磁性介質的凹凸之間的接觸和/或間隔。根據各種實現方式，調制后激光的功率小于使得在空氣軸承表面與介質之間限定的換能器和/或空氣軸承的光致機械調制所需要的功率。用于產生經調制的傳感器信號的激光功率小于改變介質矯頑力所需要的激光功率。
[0053]根據圖6所示實施例，產生610調制后的激光。在或接近換能器和磁介質之間的空氣軸承表面提供換能器的熱傳感器。使用調制后激光對熱傳感器循環(huán)加熱620。響應于所述熱傳感器的循環(huán)加熱，熱傳感器信號產生630調制信號。經調制的信號可以用于檢測ABS和磁介質之間和/或ABS和磁介質的凹凸之間的接觸和/或間隔。產生640從調制熱傳感器信號產生的接觸數據。接觸數據可例如包括一個或多個間隙數據、磁頭介質分離數據、接近感應數據、磁頭介質接觸數據和磁頭熱不均勻接觸數據。
[0054]根據圖7所示的實施例，產生710調制后的激光。在或接近換能器和磁介質之間的空氣軸承表面提供換能器的熱傳感器。使用調制后激光對熱傳感器循環(huán)加熱720。響應于所述熱傳感器的循環(huán)加熱，熱傳感器信號產生730調制信號。經調制的信號可以用于檢測ABS和磁介質之間和/或ABS和磁介質的凹凸之間的接觸和/或間隔。產生740從調制熱傳感器信號產生的接觸數據。在已收集接觸數據之后，磁位寫入750到磁介質上。寫入磁位包括使用比用于生成經調制的傳感器信號的功率更高的功率的激光加熱該磁介質的區(qū)域。激光在較高的功率足以改變磁性介質的矯頑力。
[0055]示例
[0056]下面的示例中總結了根據各種實施例響應激光調制對具有輸出信號的DETCR進行調制的調查。該示例經設置用于示例，而不是限制。
[0057]圖8示出表明由于激光加熱的DETCR幅度響應變化作為加熱器功率的函數的實驗性自旋支架數據。圖9表示識別接觸電源的相應激光多普勒測速儀(LDV)數據。
[0058]圖8和9示出與平滑介質表面接觸的來自自由空間HAMR的樣本數據。對激光的DETCR響應(以電壓)繪制為加熱器功率的函數。示出多個曲線，每個用于不同的激光頻率。每條曲線已通過減去零加熱器功率的DETCR響應進行偏移。每條曲線示出了該DETCR反應隨著加熱器功率增加而組件增加，然后當接觸時，該DETCR響應經歷快速下降。在較低頻率(100和300千赫)的降低幅度足以用于檢測接觸。
[0059]用于檢測接觸的第二個指標是當接觸時的DETCR響應的相位或相位變化。DETCR和入射光之間的相位差對熱環(huán)境是敏感的，當接觸時其突然改變。圖10示出了表示能力的示例數據。圖10示出DETCR與8點尾隨趨勢的相位偏離作為加熱器功率的函數。在該示例中，對HAMR介質測試組件。當接觸時(如由LDV測量)，該相位顯示了顯著變化。通過利用8個點的平均后，可最小化一些點對點噪聲并更清楚地識別與預期趨勢的偏差。
[0060]該技術為什么是敏感的底層物理在于:激光施加熱到DETCR，產生的溫度上升取決于周圍DETCR的冷卻。當DETCR不接觸但鄰近介質時，它是在最熱的工作點，而當它與介質接觸時，其通過直接接觸傳導冷卻。
[0061]除非另有說明，在說明書和權利要求書中表示數量，性質的量度等的所有數字都應當理解為被術語“約”修飾。因此，除非有相反指示，列于本說明書和權利要求書該數值參數是近似值，其可以根據使用本申請教導的本領域技術人員所期望的性質進行改變。不試圖限制等同原則的應用于權利要求的范圍，應當至少按照所報告的顯著數字的數目并且通過應用普通的舍入技術理解每個數值參數。盡管提出了本發(fā)明的寬泛范圍的數值范圍和參數設置是近似值，任何數值都列于本文所述的具體實施例的范圍內，它們被盡可能精確盡可能合理。但是，任何數值很可能包含有測試或測量局限性相關的錯誤。
[0062]需要理解的是:盡管各本發(fā)明的實施例的許多特征連同各種實施例的結構和功能的詳細信息已經在前面的描述闡述，但該詳細說明僅是示例性的，并可特別在本公開原理內的部件的結構和配置結構上對細節(jié)進行改變，全部范圍由其中表示所附權利要求的術語的一般含義表明。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 激光源，經配置成產生激光并調制所述激光； 換能器，包括空氣軸承表面并經置以使用激光作為能量源用于加熱磁介質的區(qū)域；以及 在或接近所述空氣軸承表面并受到所述調制激光循環(huán)加熱的熱傳感器，所述熱傳感器經配置以響應所述循環(huán)加熱而產生調制的傳感器信號。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制激光具有的功率小于以使換能器的光致機械調制所需要的功率。
3.如權利要求1所述的裝置，其中所述調制激光具有的功率小于在空氣軸承表面與介質之間限定的空氣軸承光誘導機械調制所需要的功率。
4.如權利要求1所述的裝置，其中，以換能器的機械響應可忽略的調制頻率調制所述所述調制激光。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制激光具有的功率小于改變磁介質的矯頑力所需要的功率。
6.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感器信號適用于感測換能器和介質之間的間距變化。
7.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感器信號適用于測量所述換能器和所述介質之間的間距變化。
8.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感器信號適于檢測所述換能器和介質之間的接觸。
9.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感信號適于檢測所述換能器和所述介質的凹凸之間的接觸。
10.如權利要求1所述的裝置，包括在或接近換能器的空氣軸承表面的讀取器，所述讀取器被配置為生成指示所述換能器和介質之間間距變化的讀取器信號。
11.如權利要求1所述的裝置，包括在或接近換能器的空氣軸承表面的讀取器，所述讀取器被配置為生成指示所述換能器和介質之間間距變化的讀取器信號。
12.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感器信號具有大約500赫茲和1MHz之間的頻率。
13.如權利要求1所述的裝置，其中，所述調制傳感器信號具有約I千赫和I兆赫之間的頻率。
14.如權利要求1所述的裝置，進一步包括: 在或接近所述空氣軸承表面并光學耦合到所述激光源的近場傳感器； 其中，所述熱傳感器位于與所述近場傳感器不超過約4微米。
15.如權利要求1所述的裝置，包括檢測器，所述檢測器經配置以使用所述調制傳感器信號以檢測換能器和介質之間的接觸。
16.如權利要求1所述的裝置，包括檢測器，所述檢測器經配置以使用傳感器信號的一個或多個波形特征變化作為加熱器功率的函數，檢測換能器和介質之間的接觸。
17.如權利要求16所述的裝置，其中，所述一個或多個波形特征包括一個或多個幅度和相位。
18.如權利要求1所述的裝置，其中，所述激光源在所述換能器的外部。
19.如權利要求1所述的裝置，其中，所述激光源被配置以產生具有改變磁介質矯頑力的功率的激光。
20.一種裝置,包括: 激光源，經配置以產生調制激光； 換能器，包括空氣軸承表面；以及 在或接近空氣軸承表面并受調制激光循環(huán)加熱的熱傳感器，所述熱傳感器經配置以響應于所述循環(huán)加熱而產生調制的傳感器信號。
21.—種方法,包括: 廣生調制激光； 使用調制后的激光，對在于或鄰近換能器的空氣軸承表面提供的換能器的熱傳感器進行循環(huán)加熱；以及 響應于所述熱傳感器的循環(huán)加熱，產生調制的熱傳感器信號。
22.如權利要求21所述的方法，進一步包括:使用激光加熱磁性介質的區(qū)域。
23.如權利要求21 所述的方法，其中調制所述激光包括:振幅調制所述激光。
24.如權利要求21所述的方法，進一步包括:使用調制熱傳感器信號產生磁頭介質空隙數據、磁頭介質分離數據、接近感應數據、磁頭介質接觸數據、磁頭熱粗糙接觸數據中的至少一個。
【文檔編號】G11B5/48GK104050981SQ201410090490
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】J·D·基利, K·斯蓋帕司, D·麥卡恩, M·T·約翰遜 申請人:希捷科技有限公司