抑制跳模的影響的熱輔助磁記錄頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并且更具體地，本發(fā)明涉及抑制跳模的影響的熱輔助磁記錄頭及其系統(tǒng)和操作。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)的心臟是磁硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)，其通常包括:旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)；具有讀取和寫(xiě)入頭的滑塊(slider);在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的懸掛臂；以及，致動(dòng)器臂，其擺動(dòng)懸掛臂以將讀取和/或?qū)懭腩^布置在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的所選擇的圓形軌道上方。該懸掛臂當(dāng)盤(pán)不旋轉(zhuǎn)時(shí)將滑塊偏置得與盤(pán)的表面接觸，但是當(dāng)該盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)與滑塊的空氣軸承表面(ABS)相鄰的旋轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)攪動(dòng)空氣，使得滑塊離旋轉(zhuǎn)盤(pán)的表面的些微距離地依靠在空氣軸承上。當(dāng)滑塊依靠在空氣軸承上時(shí)，使用寫(xiě)入和讀取頭來(lái)向旋轉(zhuǎn)盤(pán)寫(xiě)入磁印記，并且從旋轉(zhuǎn)盤(pán)讀取磁信號(hào)場(chǎng)。該讀取和寫(xiě)入頭連接到處理電路，該處理電路根據(jù)計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入和讀取功能。
[0003]在信息時(shí)代中的信息處理的量在迅速地增加。具體地說(shuō)，期望HDD能夠在它們的有限面積和體積中存儲(chǔ)更多的信息。對(duì)于該期望的一種技術(shù)途徑是通過(guò)提高HDD的記錄密度來(lái)增大容量。為了實(shí)現(xiàn)更高的記錄密度，記錄比特的進(jìn)一步的最小化是有效的，這繼而通常要求更小和更小組件的設(shè)計(jì)。
[0004]將微型化部件的一種嘗試已經(jīng)導(dǎo)致使用近場(chǎng)光生成元件，并且使用這些頭記錄的方法已經(jīng)被下文中被提出來(lái)實(shí)現(xiàn)至少lTb/in2的高密度磁記錄Saga, H.Nemoto, H.Sukeda, and M.Takahashi, Jpn.J.App1.Phys.38, Part I, pp.1839 (1999)。當(dāng)在傳統(tǒng)磁記錄器件中的記錄密度超過(guò)lTb/in2時(shí)，通過(guò)熱振動(dòng)的記錄信息的擦除變?yōu)閱?wèn)題。為了防止這一點(diǎn)，增大磁記錄介質(zhì)的抗磁力。然而，因?yàn)樵撛龃笙抻诳梢员粚?xiě)入頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)的幅度，但是當(dāng)抗磁力太高時(shí)不可能在介質(zhì)中形成記錄比特。作為在熱輔助記錄器件中的解決方案，在記錄時(shí)刻通過(guò)光加熱介質(zhì)，以降低抗磁力。因此，記錄到高抗磁力是可能的，并且可以實(shí)現(xiàn)大于lTb/in2的記錄密度。
[0005]如圖1中所示，示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熱輔助磁頭100的一部分，以有助于描述如上所述的熱輔助記錄方法。在該熱輔助磁頭中，必須加熱用于施加磁場(chǎng)的主磁極102附近的磁極。因此，例如，沿著在主磁極102的一側(cè)形成波導(dǎo)104，并且，來(lái)自半導(dǎo)體激光源106的半導(dǎo)體激光被引導(dǎo)到在主磁極102的前端附近的區(qū)域。
[0006]已經(jīng)提出了用于安裝半導(dǎo)體激光源106的各種方法。然而，直接在滑塊109上方安裝半導(dǎo)體激光源106的方法向在滑塊108中形成的波導(dǎo)104內(nèi)引入光，并且將光引導(dǎo)到在ABS附近形成的近場(chǎng)光生成元件110，諸如換能器，其看起來(lái)具有最大的希望，因?yàn)楦菀资褂酶俚慕M件、更簡(jiǎn)單的配置和更低的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]根據(jù)該方法的熱輔助磁磁記錄的操作原理是:在記錄期間，激光源106發(fā)光，并且激光被引入波導(dǎo)104內(nèi)。向波導(dǎo)104內(nèi)引入的光被近場(chǎng)光生成元件110轉(zhuǎn)換為僅加熱在磁記錄介質(zhì)112的表面附近的微小區(qū)域的近場(chǎng)光，以加熱在介質(zhì)112上的局部區(qū)域。通過(guò)與經(jīng)由該加熱將該介質(zhì)112的局部區(qū)域的溫度增大為接近介質(zhì)112的磁記錄膜的居里溫度同時(shí)地響應(yīng)于記錄的信息而施加用于調(diào)制極性的記錄磁場(chǎng)，將該局部區(qū)域的磁化的方向與在記錄磁場(chǎng)的方向?qū)?zhǔn)，即，可以記錄信息。為了保證在這個(gè)熱輔助磁記錄方法中的記錄信息的長(zhǎng)期穩(wěn)定，在室溫下的介質(zhì)112的各向異性磁場(chǎng)必須充分大。即使向未被加熱的區(qū)域施加記錄磁場(chǎng)，那個(gè)區(qū)域的磁化也不逆反，并且僅逆反局部加熱的區(qū)域的磁化。因此，通過(guò)將這個(gè)被加熱的區(qū)域的大小限制為極小的區(qū)域，特高密度記錄變得可能。近場(chǎng)光生成元件110被用作用于加熱極小區(qū)域的熱源。
[0008]主要通過(guò)近場(chǎng)光生成元件110的形狀和大小和在介質(zhì)112和頭100之間的距離來(lái)唯一地確定從近場(chǎng)光生成元件110輻射的近場(chǎng)光的大小。實(shí)際上，通過(guò)在通過(guò)近場(chǎng)光的加熱和在介質(zhì)112中的熱散射之間的平衡來(lái)確定的溫度分布而改變被記錄的區(qū)域的大小。具體地說(shuō)，為了僅在意欲的區(qū)域中記錄，必須精確地控制通過(guò)近場(chǎng)光生成元件110的加熱的強(qiáng)度，即，由近場(chǎng)光生成元件110輻射的激光的強(qiáng)度。
[0009]例如，在未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2011-14214中所述的方法提出了一種用于精確地控制該強(qiáng)度的方法。在這個(gè)傳統(tǒng)示例中，通過(guò)監(jiān)控通過(guò)光度輻射導(dǎo)致的在近場(chǎng)光生成元件110中的溫度或在近場(chǎng)光生成元件110附近設(shè)置的溫度檢測(cè)元件的溫度上的增加，監(jiān)控向近場(chǎng)光生成元件I1引入的光的能量，并且基于該信息，改變和驅(qū)動(dòng)激光源106的輸出。具體地說(shuō)，可以經(jīng)由對(duì)于光源106的反饋控制通過(guò)自動(dòng)功率控制來(lái)校正各種波動(dòng)(溫度波動(dòng)、隨著時(shí)間的波動(dòng))的影響。
[0010]然而，實(shí)際上，當(dāng)通過(guò)控制激光源106的溫度變化或驅(qū)動(dòng)電路而改變激光的震蕩波長(zhǎng)時(shí)，在滑塊108中的波導(dǎo)104中的干涉條件改變，因?yàn)楣飧缮鏃l件也改變。結(jié)果，被引導(dǎo)到ABS的光強(qiáng)波動(dòng)。激光源106的震蕩波長(zhǎng)限于由激光震蕩的諧振器模(縱模)確定的分立波長(zhǎng)，不必然相對(duì)于溫度或驅(qū)動(dòng)電流而唯一地改變，并且顯示出與一種類(lèi)型的磁滯類(lèi)似的行為。另外，產(chǎn)生被稱為跳模的現(xiàn)象，其中，當(dāng)波長(zhǎng)如圖2中所示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而改變時(shí)，震蕩波長(zhǎng)離散地并且在極短時(shí)間中從某個(gè)縱模向改變到另一個(gè)縱模。
[0011]通過(guò)激光的松弛振蕩頻率來(lái)確定該跳模的速度，但是通過(guò)激光源106的震蕩增益和在激光諧振器中的光子的壽命來(lái)確定該松弛振蕩頻率，并且該松弛振蕩頻率是極快的速度，通常是幾吉赫(GHz)(近似0.1ns)。具體地說(shuō)，因?yàn)橛商Ｒ鸬墓獠▌?dòng)以Ins或更小的高速出現(xiàn)，所以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流控制的電反饋控制實(shí)質(zhì)上不可能，并且令人難以置信地不可行。另外，雖然該跳模取決于由激光源106的溫度引起的產(chǎn)生頻率、注入電流或反射返回光，但是預(yù)測(cè)是不可能的，因?yàn)楫a(chǎn)生概率實(shí)質(zhì)上是隨機(jī)的。當(dāng)由該跳模引起的波長(zhǎng)波動(dòng)在傳統(tǒng)的熱輔助磁頭100中出現(xiàn)時(shí)，到達(dá)ABS平面的光的強(qiáng)度，S卩，輔助光強(qiáng)度波動(dòng)。結(jié)果，記錄條件以高速來(lái)波動(dòng)。這些波動(dòng)作為在記錄抖動(dòng)上的增大、在信噪比(SNR)上的降低、在記錄軌道寬度上的改變和在相鄰軌道之間的干涉一一相鄰軌道干涉(ATI)—一上的增大而在熱輔助記錄中出現(xiàn)。由于這些不期望的影響，導(dǎo)致錯(cuò)誤率增大。
[0012]結(jié)果，使用傳統(tǒng)熱輔助頭可獲得的記錄密度實(shí)質(zhì)上降低。換句話說(shuō)，由跳模引起的功率波動(dòng)變?yōu)閷?duì)于通過(guò)熱輔助的高密度記錄的實(shí)現(xiàn)方式的大的障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，一種器件包括激光單元，所述激光單元被配置為產(chǎn)生激光，所述激光單元包括沿平行于激光發(fā)射的方向具有長(zhǎng)度(LI)的激光諧振器；以及，滑塊，所述滑塊沿垂直于滑塊的面向介質(zhì)的表面的方向具有長(zhǎng)度(L2)，所述滑塊包括:主磁極，所述主磁極被配置為向磁介質(zhì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)；近場(chǎng)光生成元件，所述近場(chǎng)光生成元件被配置為當(dāng)向其提供激光時(shí)產(chǎn)生近場(chǎng)光，以在通過(guò)加熱磁介質(zhì)的局部區(qū)域而向磁介質(zhì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)中輔助主磁極；以及，波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被配置為將激光引導(dǎo)到近場(chǎng)光生成元件，所述波導(dǎo)包括圍繞芯的包層，其中，所述激光諧振器的縱模的間隔等于波導(dǎo)的光干涉周期的整數(shù)倍的大約5%范圍內(nèi)。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于形成熱輔助磁頭的方法包括:形成滑塊，所述滑塊沿垂直于滑塊的面向介質(zhì)的表面的方向具有長(zhǎng)度(L2);并且，將被配置為產(chǎn)生激光的激光單元耦合到滑塊，所述激光單元包括激光諧振器，所述激光諧振器沿平行于激光發(fā)射的方向具有長(zhǎng)度(LI)，其中，所述滑塊包括:主磁極，所述主磁極被配置為向磁介質(zhì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)；近場(chǎng)光生成元件，所述近場(chǎng)光生成元件被配置為當(dāng)向其提供激光時(shí)產(chǎn)生近場(chǎng)光，以在通過(guò)加熱磁介質(zhì)的局部區(qū)域而向磁介質(zhì)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)輔助主磁極；以及，波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被配置為將激光引導(dǎo)到近場(chǎng)光生成元件，所述波導(dǎo)包括圍繞芯的包層，其中，所述激光諧振器的縱模的間隔等于波導(dǎo)的光干涉周期的整數(shù)倍的大約5%范圍內(nèi)。
[0015]可以在諸如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的磁數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例的任何一個(gè)，所述盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括:磁頭、用于在磁頭上方通過(guò)磁介質(zhì)(例如，硬盤(pán))的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及，控制器，所述控制器電耦合到磁頭。
[0016]通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，該詳細(xì)說(shuō)明當(dāng)結(jié)合附圖被采取時(shí)通過(guò)示例說(shuō)明了本發(fā)明的原理。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)以及優(yōu)選使用模式的更全面的理解，應(yīng)當(dāng)參考結(jié)合附圖閱讀的下面的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熱輔助磁頭的一部分。
[0019]圖2是用于經(jīng)歷了跳模的傳統(tǒng)熱輔助磁頭的功率對(duì)時(shí)間的繪圖。
[0020]圖3A是比較經(jīng)歷了跳模的傳統(tǒng)熱輔助磁頭和根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熱輔助頭的功率對(duì)時(shí)間的繪圖。
[0021]圖3B是比較用于傳統(tǒng)熱輔助磁頭和根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熱輔助頭的輸出功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電流的繪圖。
[0022]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的熱輔助磁頭的示意圖。
[0023]圖5示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的近場(chǎng)光生成元件的結(jié)構(gòu)。
[0024]圖6A-6B示出在幾個(gè)實(shí)施例中的在滑塊中的彎曲波導(dǎo)的示例。
[0025]圖7A-7B示出了根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例的、在包含通過(guò)近場(chǎng)光生成元件的斜反射的滑塊中的彎曲波導(dǎo)的示例。
[0026]圖8A-8B示出了用于傳統(tǒng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光通量對(duì)波長(zhǎng)的繪圖。
[0027]圖9示出當(dāng)改變磁頭的溫度時(shí)的功率波動(dòng)的工作示例。
[0028]圖10示出用于檢查相對(duì)于激光單元諧振器和波導(dǎo)的光學(xué)長(zhǎng)度比的功率波動(dòng)的