JP2001326420A - Semiconductor laser, floating head and disk unit - Google Patents
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Landscapes
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- Magnetic Heads (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、浮
上ヘッドおよびディスク装置に関し、特に、半導体レー
ザの出力光を微小化かつ高強度化でき、これにより高記
録密度化が可能となり、小型化およびデータ転送レート
の向上を図った半導体レーザ、浮上ヘッドおよびディス
ク装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, a flying head and a disk drive, and more particularly, to miniaturizing and increasing the intensity of output light of a semiconductor laser, thereby enabling high recording density, miniaturization, and miniaturization. The present invention relates to a semiconductor laser, a flying head, and a disk device for improving a data transfer rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスク装置においては、光ディスク
はコンパクトディスク(CD)からディジタルビデオデ
ィスク(DVD)へと高密度・大容量化が進められてい
るが、コンピュータの高性能化やディスプレイ装置の高
精細化に伴い、ますます大容量化が求められている。2. Description of the Related Art In an optical disk device, the density of an optical disk has been increased from a compact disk (CD) to a digital video disk (DVD), but the performance of a computer and the definition of a display device have been increased. With the increase in capacity, an increase in capacity is increasingly required.
【0003】光ディスクの記録密度は、基本的には記録
媒体上に形成される光スポットの径で抑えられる。レー
ザ光の回折限界以下の光スポットを得る手段として、微
小開口を透明集光用媒体の光スポット位置に設け、そこ
から染み出す近接場光を利用する方法が注目を集めてい
る。しかし、この方法では、光利用効率が小さいため、
染み出す近接場光の強度が低く、まだ従来のレンズによ
る集光で得られる記録マーク(約0.1μm)よりも小
さな記録マークは得られていない。[0003] The recording density of an optical disk is basically controlled by the diameter of a light spot formed on a recording medium. As a means for obtaining a light spot equal to or less than the diffraction limit of laser light, a method in which a minute aperture is provided at a light spot position of a transparent light-collecting medium and near-field light oozing out therefrom has attracted attention. However, this method has low light use efficiency,
The intensity of the near-field light that exudes is low, and a recording mark smaller than a recording mark (about 0.1 μm) obtained by condensing with a conventional lens has not yet been obtained.
【0004】この問題を解決する手段として、半導体レ
ーザの自己結合効果(SCOOP効果)を利用して記録
・再生する方法が提案されている。すなわち、この方法
は、半導体レーザの出力面のスポット位置に微小開口を
形成し、そこから放射されるレーザ光を記録・再生に使
用する方法であり、特に再生時には、記録媒体からの反
射光を微小開口を通してレーザの光共振器内に再入射
し、それによって生じるレーザの発振状態の変調を電気
的・光学的に検出するものである。この検出方式によれ
ば、感度が高いため、再入射光が微弱でも再生すること
が可能となる。As a means for solving this problem, there has been proposed a method of recording / reproducing using the self-coupling effect (SCOOP effect) of a semiconductor laser. That is, this method is a method in which a minute aperture is formed at a spot position on the output surface of a semiconductor laser, and laser light radiated therefrom is used for recording / reproduction. In particular, during reproduction, reflected light from a recording medium is used. The laser beam re-enters the optical resonator of the laser through the small aperture, and the modulation of the oscillation state of the laser caused by the light is detected electrically and optically. According to this detection method, since the sensitivity is high, it is possible to reproduce even if the re-incident light is weak.
【0005】この方式を用いた従来の浮上ヘッドとし
て、例えば、A.Partoviにより発表された「T
ech.Dig.ISOM/ODS '99、ThC−1
(1999)p.352.」(以下「文献I」という。)、お
よびS.Shimadaにより発表された「Jpn.J.
Appl.Phys.38(1999)Pt.2,N
o.11B,p.L1327.」(以下「文献II」とい
う。)に示されたものがある。As a conventional flying head using this method, for example, A.I. "T" announced by Partovi
ech. Dig. ISOM / ODS '99, ThC-1
(1999) p. 352. "(hereinafter referred to as" Document I "), and" Jpn.J.
Appl. Phys. 38 (1999) Pt. 2, N
o. 11B, p. L1327. "(Hereinafter referred to as" Document II ").
【0006】図16は、上記文献Iに記載された従来の
浮上ヘッドを示す。この浮上ヘッド1は、浮上スライダ
ー11の後端部111aに、端面発光型の半導体レーザ
2を配置したものである。この半導体レーザ2は、発振
波長980nmの光共振器を構成する高反射多層膜11
0aおよび低反射多層膜110bを発振領域118の後
端面と先端面にそれぞれ配置し、その低反射多層膜11
0bの表面に、Gaイオンの収束イオンビーム(Focuse
d Ion Beam:FIB)を用いたエッチングにより微小開口1
15が形成された金属遮光膜114を配置したものであ
る。このような構成において、微小開口115から放射
される微小サイズのレーザ光116を光ディスク9の相
変化型記録媒体9aに照射することにより、記録・再生
を行う。再生時には、記録媒体9aからの反射光を微小
開口115を通して半導体レーザ2の光共振器内に再入
射させ、自己結合効果、すなわち、再入射光による半導
体レーザ2の変調を電気的あるいは光学的に検出するこ
とにより情報の再生を行う。微小開口115によって微
小化されたレーザ光116を記録・再生に用いることに
より、高記録密度化が図れる。FIG. 16 shows a conventional flying head described in the above document I. The flying head 1 has an edge-emitting semiconductor laser 2 disposed at a rear end 111 a of a flying slider 11. This semiconductor laser 2 has a high reflection multilayer film 11 forming an optical resonator having an oscillation wavelength of 980 nm.
0a and the low reflection multilayer film 110b are disposed on the rear end face and the front end face of the oscillation region 118, respectively.
0b, a focused ion beam of Ga ions (Focuse
d Ion Beam: FIB) for micro opening 1
In this example, a metal light-shielding film 114 on which a metal film 15 is formed is arranged. In such a configuration, recording / reproducing is performed by irradiating the phase-change recording medium 9a of the optical disk 9 with the laser beam 116 of a minute size emitted from the minute opening 115. At the time of reproduction, the reflected light from the recording medium 9a is re-entered into the optical resonator of the semiconductor laser 2 through the minute aperture 115, and the self-coupling effect, that is, the modulation of the semiconductor laser 2 by the re-incident light is electrically or optically performed. The information is reproduced by the detection. By using the laser beam 116 miniaturized by the micro aperture 115 for recording / reproduction, high recording density can be achieved.
【0007】図17は、上記文献IIに記載された従来の
半導体レーザを示す。この半導体レーザ2は、AlGa
As系の半導体結晶からなる850nmの波長で発振す
る面発光型の半導体レーザ2であり、GaAs基板21
に、高反射多層膜110a、P型AlAs層133、P
型スペーサ層134、部分透過率を有する高反射多層膜
110cおよび位相調整層135を順次形成し、半導体
レーザ2の出力面113に、収束イオンビームを用いた
エッチングにより発振領域118の上部に微小開口11
5が形成された金属遮光体114を配置したものであ
る。光共振器を構成する高反射多層膜110aおよび高
反射多層膜110cは、1/4波長厚のGaAs層とA
lGaAs層を交互に積層して構成されている。出力側
の光共振器用ミラーは、上記の反射多層膜110cと金
属遮光体114とで構成されている。また、金属遮光体
114での反射は位相が反転するので、光路長が1/4
波長となる厚さのAlGaAsからなる位相調整層35
を挟み、両者の反射が強め合うように調整されている。
微小開口115によって微小化されたレーザ光116を
記録・再生に用いることにより、高記録密度化が図れ
る。FIG. 17 shows a conventional semiconductor laser described in Document II. This semiconductor laser 2 is made of AlGa
A surface-emitting type semiconductor laser 2 oscillating at a wavelength of 850 nm and made of an As-based semiconductor crystal.
The high-reflection multilayer film 110a, the P-type AlAs layer 133,
The mold spacer layer 134, the high-reflection multilayer film 110c having a partial transmittance, and the phase adjustment layer 135 are sequentially formed, and a minute aperture is formed on the output surface 113 of the semiconductor laser 2 by etching using a focused ion beam above the oscillation region 118. 11
In this example, a metal light-shielding body 114 on which a metal layer 5 is formed is arranged. The high-reflection multilayer film 110a and the high-reflection multilayer film 110c constituting the optical resonator are formed of a GaAs layer having a quarter wavelength thickness and an A
It is configured by alternately stacking lGaAs layers. The mirror for the optical resonator on the output side is composed of the above-described reflective multilayer film 110c and the metal light shield 114. In addition, since the phase of the reflection at the metal light shielding body 114 is inverted, the optical path length is reduced to 1/4.
Phase adjusting layer 35 made of AlGaAs having a thickness corresponding to the wavelength
Are adjusted so that the reflections of both are strengthened.
By using the laser beam 116 miniaturized by the micro aperture 115 for recording / reproduction, high recording density can be achieved.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図16および
図17に示す従来の半導体レーザによると、レーザ光の
出力面に設けた金属遮光体の厚さ分記録媒体との間にエ
アギャップが形成されるので、記録密度を高めるために
微小開口のサイズを小さくしても、開口の面積に反比例
する以上に急激に出力パワーが低下し、記録密度の向上
を図ることができないという問題がある。However, according to the conventional semiconductor laser shown in FIGS. 16 and 17, an air gap is formed between the recording medium and the metal light shield provided on the output surface of the laser beam. Therefore, even if the size of the minute opening is reduced in order to increase the recording density, there is a problem that the output power is reduced more rapidly than in inverse proportion to the area of the opening, and the recording density cannot be improved.
【0009】すなわち、単純開口の場合、マイクロ波の
導波管からも類推されるように、開口が波長の1/2以
下ではカットオフとなり、開口が狭くなるにつれて通過
し得るレーザ光は指数関数的に減少する。また、その場
合、レーザ光は主に近接場光として界面付近に界在する
が、その広がり長さは開口サイズ程度である。開口幅を
100nmとした場合、図18(a)に示すように、奥
行きと開口幅が同程度の長さとなり、近接場光は、同図
(b)に示すように、開口法線方向に指数関数的に強度
が減少し、金属遮光体114の表面114aより外側に
は殆ど届かなくなる。このことから、上述したように開
口サイズを小さくすると、急激にパワーが低下する。That is, in the case of a simple aperture, as can be inferred from a microwave waveguide, the aperture is cut off when the aperture is 1 / or less of the wavelength, and the laser light that can pass through the aperture becomes smaller as the aperture becomes narrower. Decrease. In that case, the laser light is mainly present near the interface as near-field light, and its spread length is about the size of the aperture. When the opening width is 100 nm, the depth and the opening width are almost the same length as shown in FIG. 18A, and the near-field light is transmitted in the normal direction of the opening as shown in FIG. The intensity decreases exponentially, and hardly reaches the surface 114 a of the metal light-shielding body 114. For this reason, when the aperture size is reduced as described above, the power rapidly decreases.
【0010】図19は、その開口サイズと光出力パワー
との関係を示す。記録再生型の光記録媒体としては、G
eSbTe等を主体とする相変化型記録媒体とFeTb
Co等を主体とする光磁気記録媒体とがあるが、いずれ
も記録には、3×106W/cm2(光スポット径1μm
の場合、20mW)程度の光パワー密度を必要とする。
これに対し、同図に示すように、開口サイズが0.1μ
mと0.05μmの場合、出力パワーはそれぞれ0.1
mW、0.01mW、光パワー密度はそれぞれ1.8×
106W/cm2、0.7×106W/cm2と急激に低下
し、記録に必要な光パワー密度の数分の一以下となり、
出力不足となる。FIG. 19 shows the relationship between the aperture size and the optical output power. As a recording / reproducing optical recording medium, G
Phase change type recording medium mainly composed of eSbTe or the like and FeTb
There is a magneto-optical recording medium mainly composed of Co or the like, but in any case, 3 × 10 6 W / cm 2 (light spot diameter of 1 μm
Requires a light power density of about 20 mW).
On the other hand, as shown in FIG.
m and 0.05 μm, the output power is 0.1
mW, 0.01 mW, optical power density is 1.8 × each
It rapidly decreased to 10 6 W / cm 2 and 0.7 × 10 6 W / cm 2, which was a fraction of the optical power density required for recording,
Insufficient output.
【0011】従って、本発明の目的は、半導体レーザの
出力光を微小化かつ高強度化でき、これにより高記録密
度化が可能となり、小型化およびデータ転送レートの向
上を図った半導体レーザ、浮上ヘッドおよびディスク装
置を提供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor laser capable of miniaturizing and increasing the intensity of output light of a semiconductor laser, thereby enabling a high recording density, miniaturizing and improving a data transfer rate. It is to provide a head and a disk device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリ
ング状の光共振器を有する半導体レーザにおいて、前記
レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の界面の
うちの1つの界面において反射される位置に形成された
微小金属体を備えたことを特徴とする半導体レーザを提
供する。上記構成によれば、微小金属体が形成された一
つの界面に染み出す近接場光を散乱すること、あるいは
一つの界面において反射するレーザ光により微小金属体
の表面にプラズモンを励起し、近接場光を微小金属体の
表面に発生することにより、近接場光を発生する。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator which performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces. There is provided a semiconductor laser comprising: a minute metal body formed at a position where light is reflected at one of the plurality of interfaces. According to the above configuration, the near-field light that permeates one interface where the minute metal body is formed is scattered, or the plasmon is excited on the surface of the minute metal body by laser light reflected at one interface, and the near-field By generating light on the surface of the minute metal body, near-field light is generated.
【0013】本発明は、上記目的を達成するため、複数
の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共振器
を有する半導体レーザにおいて、前記レーザ発振により
発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの1つの界面
において反射される位置に形成された微小開口を有する
遮光体を備えたことを特徴とする半導体レーザを提供す
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that reflects laser light at a plurality of interfaces and performs laser oscillation. And a light-shielding body having a minute opening formed at a position reflected at one of the interfaces.
【0014】本発明は、上記目的を達成するため、複数
の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共振器
を有する半導体レーザにおいて、前記レーザ発振により
発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの1つの界面
において反射される位置に形成され、前記反射を阻止し
て前記レーザ光を外部に放射する波面変換部材を備えた
ことを特徴とする半導体レーザを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that reflects laser light at a plurality of interfaces and performs laser oscillation. A semiconductor laser comprising a wavefront conversion member formed at a position where the light is reflected at one of the interfaces to block the reflection and emit the laser light to the outside.
【0015】本発明は、上記目的を達成するため、半導
体基板に平行に形成された活性層を横切るように形成さ
れ、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の
光共振器を有する半導体レーザにおいて、前記レーザ発
振により発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの1
つの界面において反射される位置に形成され、前記反射
を阻止して前記レーザ光を外部に放射する波面変換部材
を備えたことを特徴とする半導体レーザを提供する。In order to achieve the above object, the present invention has a ring-shaped optical resonator formed so as to cross an active layer formed in parallel with a semiconductor substrate and reflecting at a plurality of interfaces to perform laser oscillation. In a semiconductor laser, a laser beam generated by the laser oscillation is emitted from one of the plurality of interfaces.
A semiconductor laser having a wavefront conversion member formed at a position where the laser beam is reflected at one interface and blocking the reflection to emit the laser beam to the outside.
【0016】本発明は、上記目的を達成するため、ディ
スクの回転による空気流により浮上する浮上ヘッドにお
いて、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状
の光共振器を有する半導体レーザを備えたことを特徴と
する浮上ヘッドを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a flying head, which floats by an air flow caused by rotation of a disk, comprising a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces. A flying head is provided.
【0017】本発明は、上記目的を達成するため、ディ
スクの回転による空気流により浮上する浮上ヘッドにお
いて、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状
の光共振器を有する半導体レーザと、前記半導体レーザ
の前記レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の
界面のうちの前記ディスクに対向する1つの界面におい
て反射される位置に形成された微小金属体と、前記微小
金属体が形成された前記1つの界面の近傍にレーザ用結
晶を用いて形成された光検出素子とを備えたことを特徴
とする浮上ヘッドを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces in a flying head that floats by an air flow caused by rotation of a disk. A minute metal body formed at a position where a laser beam generated by the laser oscillation of the semiconductor laser is reflected at one of the plurality of interfaces facing the disk; and the minute metal body is formed. And a photodetector formed using a laser crystal in the vicinity of the one interface.
【0018】本発明は、上記目的を達成するため、ディ
スクの回転による空気流により浮上する浮上ヘッドにお
いて、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状
の光共振器を有する半導体レーザと、磁気ギャップを形
成するコアを含む磁気回路、および前記コアに巻回され
たコイルを有する薄膜磁気トランスデューサとを備えた
ことを特徴とする浮上ヘッドを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that reflects laser light at a plurality of interfaces and oscillates in a flying head that floats by an air flow caused by rotation of a disk. A flying head comprising: a magnetic circuit including a core forming a magnetic gap; and a thin-film magnetic transducer having a coil wound around the core.
【0019】本発明は、上記目的を達成するため、ディ
スクの回転による空気流により浮上する浮上ヘッドにお
いて、前記空気流によって浮上力を発生する浮上スライ
ダと、前記浮上スライダの前記空気流の下流側に形成さ
れ、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の
光共振器を有する半導体レーザと、磁気ギャップを形成
するコアを含む磁気回路、および前記コアに巻回された
コイルを有する薄膜磁気トランスデューサと、磁気抵抗
効果を用いて磁界を検出する磁気センサとを備えたこと
を特徴とする浮上ヘッドを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a flying head which floats by an air flow caused by the rotation of a disk, a flying slider generating a floating force by the air flow, and a downstream side of the air flow of the flying slider. Semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces, a magnetic circuit including a core forming a magnetic gap, and a thin film having a coil wound around the core Provided is a flying head including a magnetic transducer and a magnetic sensor that detects a magnetic field using a magnetoresistive effect.
【0020】本発明は、上記目的を達成するため、記録
媒体が形成されたディスクと、前記ディスクを回転する
回転手段と、複数の界面で反射してレーザ発振を行うリ
ング状の光共振器を有する半導体レーザを有し、前記デ
ィスクの回転による空気流により浮上する浮上ヘッド
と、前記浮上ヘッドを前記ディスクに対して走査する走
査手段と、前記半導体レーザおよび前記走査手段を制御
して前記ディスクの前記記録媒体に対して情報の記録お
よび再生を行う制御手段とを備えたことを特徴とするデ
ィスク装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a disk on which a recording medium is formed, a rotating means for rotating the disk, and a ring-shaped optical resonator which reflects at a plurality of interfaces to perform laser oscillation. A floating head having a semiconductor laser having the same, and floating by an airflow caused by rotation of the disk; a scanning unit for scanning the floating head with respect to the disk; and a semiconductor laser and a scanning unit for controlling the scanning unit to scan the disk. A disk device comprising a control unit for recording and reproducing information on and from the recording medium.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る浮上ヘッドを示し、同図(a)はその縦断面
図、同図(b)は浮上ヘッドに用いる半導体レーザの縦
断面図、同図(c)は同図(b)におけるA−A線断面
図である。この浮上ヘッド1は、所定の浮上力を発生す
る凹凸形状のスライダー面11bを有する浮上スライダ
ー11と、浮上スライダー11の後端面11aに配置さ
れたリング型半導体レーザ2とを有する。FIG. 1 shows a flying head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 1 (b) is a semiconductor laser used for the flying head. (C) is a cross-sectional view taken along line AA in (b) of FIG. The flying head 1 includes a flying slider 11 having a slider surface 11b having a concavo-convex shape for generating a predetermined flying force, and a ring-type semiconductor laser 2 disposed on a rear end surface 11a of the flying slider 11.
【0022】リング型半導体レーザ2は、同図(a),
(b)に示すように、半導体結晶3内に菱形状に形成さ
れた活性領域4と、互いに直交し、全反射によってリン
グ型光共振器を構成する4つの界面5a,3b,5c,
3dと、光ディスク9に対向する界面5aの表面に配置
された微小金属体6とを備え、活性領域4においてリン
グ状のレーザ発振を行い、このレーザ発振によって発生
したレーザ光7の一部8を外部に取り出せるようにした
ものである。半導体結晶3としては、例えば、赤色(波
長650nm)のレーザ光を発生するAlGaInP系
のものを用いることができる。The ring type semiconductor laser 2 is shown in FIG.
As shown in (b), the active region 4 formed in a diamond shape in the semiconductor crystal 3 and four interfaces 5a, 3b, 5c, and 4 which are orthogonal to each other and constitute a ring type optical resonator by total reflection.
3d, and a minute metal body 6 disposed on the surface of the interface 5a facing the optical disk 9. The active region 4 performs ring-shaped laser oscillation, and a part 8 of the laser beam 7 generated by the laser oscillation is converted. It can be taken out. As the semiconductor crystal 3, for example, an AlGaInP-based crystal that generates a red (wavelength: 650 nm) laser beam can be used.
【0023】また、リング型半導体レーザ2は、同図
(c)に示すように、n型GaAsからなる基板21
と、基板21上に順次形成された、n型AlGaInP
クラッド層22、GaInP活性層23、p型AlGa
InPクラッド層24、n型GaAs電流狭窄層25お
よびGaAsキャップ層26と、陰電極27と、陽電極
28からなる。半導体結晶3の界面3a〜3dは、Ti
O2からなる保護膜29により保護され、その保護膜2
9の表面に微小金属体6が形成されている。また、活性
領域4は、電流狭窄層25により、電流領域を菱形状に
限定することにより形成される。電流狭窄層25の電流
の流れるスリット25aは、約3μmであるが、さらに
大きくしてもよい。スリット25aを大きくすることに
より、界面3a〜3dの加工精度を緩和することが可能
となる。半導体レーザ2の長さと幅は、それぞれ300
μm、200μmであるが、これに限定されるものでは
なく、さらに小さくすることも可能である。リング型半
導体レーザ2の場合には、光共振器の長さが通常の端面
発光型半導体レーザの2倍以上となるため、小型化が可
能となる。なお、半導体レーザ2を浮上スライダー11
の後端面11aに取り付ける場合、半導体レーザ2の陽
電極28側、側面の界面5b側、陰電極27側のいずれ
の方向に取り付けてもよい。側面の界面5b側で接着し
た場合は、電極27,28の配線がし易くなる。また、
保護膜29を1/4波長の厚さを周期とし、屈折率が交
互に大小する多層膜に置き換えてもよい。これにより、
界面5a,5cが不完全な場合でも反射率を上げること
ができ、レーザ発振の効率を上げることができる。As shown in FIG. 1C, the ring type semiconductor laser 2 is made of a substrate 21 made of n-type GaAs.
And n-type AlGaInP sequentially formed on the substrate 21
Clad layer 22, GaInP active layer 23, p-type AlGa
It comprises an InP cladding layer 24, an n-type GaAs current confinement layer 25 and a GaAs cap layer 26, a negative electrode 27, and a positive electrode 28. The interfaces 3a to 3d of the semiconductor crystal 3 are made of Ti
It is protected by a protective film 29 made of O 2, the protective film 2
The fine metal body 6 is formed on the surface of 9. The active region 4 is formed by the current constriction layer 25 by limiting the current region to a diamond shape. The slit 25a through which the current flows in the current confinement layer 25 is about 3 μm, but may be larger. By increasing the size of the slit 25a, the processing accuracy of the interfaces 3a to 3d can be reduced. The length and width of the semiconductor laser 2 are each 300
μm and 200 μm, but are not limited thereto, and can be further reduced. In the case of the ring-type semiconductor laser 2, the length of the optical resonator is twice or more that of a normal edge-emitting semiconductor laser, so that the size can be reduced. Note that the semiconductor laser 2 is moved to the floating slider 11.
When the semiconductor laser 2 is attached to the rear end face 11a, the semiconductor laser 2 may be attached to any one of the positive electrode 28 side, the side interface 5b side, and the negative electrode 27 side. When the bonding is performed at the interface 5b on the side surface, wiring of the electrodes 27 and 28 becomes easy. Also,
The protection film 29 may be replaced with a multilayer film having a thickness of 1/4 wavelength as a cycle and having a refractive index that is alternately larger and smaller. This allows
Even when the interfaces 5a and 5c are incomplete, the reflectance can be increased, and the efficiency of laser oscillation can be increased.
【0024】ここで、リング状のレーザ発振の構成につ
いて説明する。半導体結晶3を構成するGaInP、A
lGaInP等の屈折率は、3.5程度であるので、全
反射の臨界角は20度以下となり、本実施の形態の半導
体レーザ2では4回の全反射によりリング型光共振器を
構成しているので、各界面3a〜3dへの平均入射角は
45度となり、それぞれの界面3a〜3dにおいて全反
射の条件を満たすことが可能である。また、本実施の形
態のように、各界面3a〜3dをTiO2からなる保護
膜29により保護した場合は、TiO2の屈折率が2.
25であるので、上記半導体結晶3と保護膜29との界
面3a〜3dでの臨界角は約40度となる。従って、界
面3a,3cにおける入射角θ1を40度以下に設定し
た場合は、レーザ光7は保護膜29に屈折して入射し、
その保護膜29と空気との界面5a,5cで全反射さ
れ、それらの界面5a,5cがリング型光共振器を構成
する。界面3a,3cにおける入射角θ1を40度以下
に設定すると、他の界面3b,3dにおける入射角θ2
は、40度以上になり、半導体結晶3と保護膜29との
界面3b,3dで全反射し、それらの界面3b,3dが
リング型光共振器を構成する。本実施の形態では、界面
3a,界面3cにおける入射角θ1を30度、界面3
b,3dにおける入射角θ2を60度としている。微小
金属体6は、リング型光共振器を構成する保護膜29の
界面5aの表面に形成することにより、内部のレーザ光
7と接するため、そのレーザ光を散乱する、あるいは、
微小金属体6内に励起される表面プラズモンにより発生
する近接場光を得ることができる。また、微小金属体6
が配置されていない他の界面3b,5c,3dでは、レ
ーザ光7は、内部に全反射され、散乱されるレーザ光お
よび近接場光のサイズは微小金属体6のサイズと同程度
となるため、この構造により、非常に微小なレーザ光を
得ることができる。なお、界面3aにおける入射角θ1
を40度以上としてもよい。この場合は、レーザ光は、
半導体結晶3と保護膜29との界面3aにおいて全反射
されるため、微小金属体6は、それに接するように保護
膜29に埋め込むとよい。界面3aにおける入射角θ1
を40度以上とすると、界面3a付近のレーザ光7の位
相と微小金属体6の表面に励起される表面プラズモンの
位相を整合させることができ、近接場光の強度を飛躍的
に増大させることができる。Here, the configuration of the ring-shaped laser oscillation will be described. GaInP, A constituting the semiconductor crystal 3
Since the refractive index of 1GaInP or the like is about 3.5, the critical angle of total reflection is 20 degrees or less. In the semiconductor laser 2 of the present embodiment, a ring type optical resonator is formed by four total reflections. Therefore, the average incident angle on each of the interfaces 3a to 3d is 45 degrees, and it is possible to satisfy the condition of total reflection at each of the interfaces 3a to 3d. When each of the interfaces 3a to 3d is protected by the protective film 29 made of TiO 2 as in the present embodiment, the refractive index of TiO 2 becomes 2.
Therefore, the critical angle at the interfaces 3a to 3d between the semiconductor crystal 3 and the protective film 29 is about 40 degrees. Therefore, when the incident angle θ 1 at the interfaces 3a and 3c is set to 40 degrees or less, the laser beam 7 is refracted and enters the protective film 29,
The light is totally reflected at interfaces 5a and 5c between the protective film 29 and the air, and the interfaces 5a and 5c constitute a ring-type optical resonator. When the incident angle θ 1 at the interfaces 3a and 3c is set to 40 degrees or less, the incident angle θ 2 at the other interfaces 3b and 3d is set.
Becomes 40 degrees or more, and is totally reflected at interfaces 3b and 3d between the semiconductor crystal 3 and the protective film 29, and the interfaces 3b and 3d constitute a ring-type optical resonator. In the present embodiment, the incident angle θ 1 at the interface 3a and the interface 3c is
b, and the incident angle theta 2 to 60 degrees in 3d. The minute metal body 6 is formed on the surface of the interface 5a of the protective film 29 constituting the ring-type optical resonator, so that the minute metal body 6 comes into contact with the internal laser light 7 and scatters the laser light.
Near-field light generated by surface plasmons excited in the minute metal body 6 can be obtained. In addition, the minute metal body 6
At the other interfaces 3b, 5c and 3d where no is disposed, the laser light 7 is totally reflected inside and the size of the scattered laser light and the near-field light is almost the same as the size of the minute metal body 6. With this structure, a very small laser beam can be obtained. Note that the incident angle θ 1 at the interface 3a is
May be set to 40 degrees or more. In this case, the laser light
Since the light is totally reflected at the interface 3a between the semiconductor crystal 3 and the protective film 29, the fine metal body 6 is preferably embedded in the protective film 29 so as to be in contact therewith. Incident angle θ 1 at interface 3a
Is set to 40 degrees or more, the phase of the laser light 7 near the interface 3a and the phase of the surface plasmon excited on the surface of the minute metal body 6 can be matched, and the intensity of the near-field light can be dramatically increased. Can be.
【0025】微小金属体6は、各辺50nm程度の矩形
状を有し、それぞれの辺が光ディスク9のトラック(図
示せず)と平行ないし垂直となるように配置されてい
る。なお、微小金属体6の形状は、矩形に限らず、円形
や楕円形でもよい。円形にすれば、加工が容易となり、
楕円形にすれば、プラズモンの励起効率が高くなる等の
効果がある。The minute metal body 6 has a rectangular shape of about 50 nm on each side, and is arranged such that each side is parallel or perpendicular to a track (not shown) of the optical disk 9. The shape of the minute metal body 6 is not limited to a rectangle, but may be a circle or an ellipse. If it is made circular, processing becomes easier,
The oval shape has effects such as an increase in plasmon excitation efficiency.
【0026】次に、本実施の形態の浮上ヘッド1の動作
を説明する。本浮上ヘッド1は、浮上スライダー11に
より、光ディスク9の基板9b上に形成された記録媒体
9a上を数十nmの浮上高で浮上走行する。半導体レー
ザ2は、順方向の電流が印加されるとリング型光共振器
内でリング状のレーザ発振を行う。記録用情報に基づい
て半導体レーザ2の入力が変調されると、それに基づ
き、レーザ光7の一部が微小金属体6により散乱され、
また、レーザ光7の一部が微小金属体6に表面プラズモ
ンを励起し、そこから近接場光が発生する。これらの散
乱光ないし近接場光8を記録媒体9aに照射することに
より、記録がなされる。再生時には,レーザ2は変調せ
ず、連続光として記録媒体9aを照射し、その記録媒体
9aからの反射光を微小金属体6が散乱し、半導体レー
ザ2のリング型光共振器内に再入射し、半導体レーザ2
のインピーダンスを変調(自己結合効果)する。それを
半導体レーザ2の電極28から電気的に検出することに
より、情報の再生が可能となる。Next, the operation of the flying head 1 of this embodiment will be described. The flying head 1 floats on the recording medium 9a formed on the substrate 9b of the optical disk 9 by the flying slider 11 at a flying height of several tens of nm. When a forward current is applied, the semiconductor laser 2 oscillates in a ring-like manner in the ring-type optical resonator. When the input of the semiconductor laser 2 is modulated based on the information for recording, a part of the laser beam 7 is scattered by the minute metal body 6 based on the modulation,
Further, a part of the laser beam 7 excites surface plasmons on the minute metal body 6, and near-field light is generated therefrom. By irradiating the scattered light or the near-field light 8 to the recording medium 9a, recording is performed. At the time of reproduction, the laser 2 is not modulated, and the recording medium 9a is irradiated as continuous light, and the reflected light from the recording medium 9a is scattered by the minute metal body 6, and re-enters the ring type optical resonator of the semiconductor laser 2. And the semiconductor laser 2
Modulates the impedance (self-coupling effect). By electrically detecting this from the electrode 28 of the semiconductor laser 2, information can be reproduced.
【0027】上記第1の実施の形態によれば、半導体レ
ーザ2にリング型光共振器を用いているので、光損失が
少なく、高効率のレーザ出力光8を得ることができ、高
効率の記録再生が可能となる。また、半導体レーザ2の
全反射位置に微小金属体6を形成しているので、微小サ
イズのレーザ出力光8を効率良く得ることができ、高密
度・高転送レートの記録・再生が可能となる。According to the first embodiment, since a ring-type optical resonator is used for the semiconductor laser 2, it is possible to obtain high-efficiency laser output light 8 with small optical loss and high efficiency. Recording and reproduction become possible. Further, since the minute metal body 6 is formed at the position of total reflection of the semiconductor laser 2, a laser output light 8 of a minute size can be efficiently obtained, and recording / reproduction at a high density and a high transfer rate can be performed. .
【0028】図2は、本発明の第2の実施の形態に係る
浮上ヘッドを示し、同図(a)はその縦断面図、同図
(b)は浮上ヘッドに用いる半導体レーザの縦断面図、
同図(c),(d)は半導体レーザの要部断面図であ
る。この第2の実施の形態は、第1の実施の形態におい
て、半導体結晶3の界面3aの外側に保護膜29を設け
ずに、微小開口6aを有する金属遮光膜29aを形成し
たものであり、他は第1の実施の形態と同様に構成され
ている。FIGS. 2A and 2B show a flying head according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser used for the flying head. ,
FIGS. 3C and 3D are cross-sectional views of main parts of the semiconductor laser. The second embodiment is different from the first embodiment in that a metal light-shielding film 29a having a minute opening 6a is formed without providing a protective film 29 outside the interface 3a of the semiconductor crystal 3. Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment.
【0029】金属遮光膜29aは、例えば、Auを用い
ることができるが、Ag等の他の金属でもよい。また、
微小開口6aは、TiO2からなる保護膜29で埋めら
れており、保護膜29と金属遮光膜29aはほぼ同一平
面をなす。微小開口6aは、各辺が記録トラック(図示
せず)に対して平行ないし垂直となるように形成され、
トラック方向の長さは0.1μm、幅は0.15μmで
ある。なお、それ以上に小さくすることも可能である。For example, Au can be used for the metal light-shielding film 29a, but other metal such as Ag may be used. Also,
The minute opening 6a is filled with a protective film 29 made of TiO 2 , and the protective film 29 and the metal light shielding film 29a are substantially on the same plane. The minute opening 6a is formed so that each side is parallel or perpendicular to a recording track (not shown).
The length in the track direction is 0.1 μm and the width is 0.15 μm. It should be noted that the size can be further reduced.
【0030】上記第2の実施の形態によれば、半導体レ
ーザ2にリング型光共振器を用いているので、光損失が
少なく、高効率の近接場光を得ることができ、高効率の
記録再生が可能となる。また、全反射部の外側に染み出
す近接場光のサイズを微小開口6aにより微小化するこ
とができ、微小開口6aから染み出す近接場光を使用し
て高密度の光記録・再生を行うことが可能となる。な
お、微小開口6aの断面は、同図(c)に示すように、
光ディスク9側に向って狭くなるテーパー状としてもよ
い。これにより、集光効率を上げるとともに、微小な近
接場光を形成することができる。さらに、同図(d)に
示すように、同図(c)に示す微小開口6aの中心に微
小金属体6を配置して同軸型としてもよい。このように
同軸型とすることにより,微小開口6aは、レーザ光7
に対してカットオフとしては働かず、伝播光を放出する
ことが可能となり、より強力なレーザ出力光8を使用し
て記録再生を行うことが可能となる。According to the second embodiment, since a ring-type optical resonator is used for the semiconductor laser 2, it is possible to obtain near-field light with low light loss and high efficiency, and to perform high-efficiency recording. Reproduction becomes possible. Further, the size of the near-field light seeping out of the total reflection portion can be reduced by the minute aperture 6a, and high-density optical recording / reproduction is performed using the near-field light seeping from the minute opening 6a. Becomes possible. The cross section of the minute opening 6a is as shown in FIG.
It may have a tapered shape narrowing toward the optical disk 9 side. As a result, the light collection efficiency can be increased, and minute near-field light can be formed. Further, as shown in FIG. 5D, a minute metal body 6 may be arranged at the center of the minute opening 6a shown in FIG. By using the coaxial type, the minute aperture 6a can transmit the laser light 7
Does not act as a cutoff, but can emit the propagating light, so that recording and reproduction can be performed using the stronger laser output light 8.
【0031】図3は、本発明の第3の実施の形態に係る
浮上ヘッドを示し、同図(a)は浮上ヘッドに用いる半
導体レーザの縦断面図、同図(b)は同図(a)におけ
るA−A線断面図である。この第3の実施の形態のリン
グ型半導体レーザ2は、第1の実施の形態において、光
出力面となる界面5a近傍にレーザ結晶を用いて形成さ
れた光検出素子30を内装したものであり、他は第1の
実施の形態と同様に構成されている。FIG. 3 shows a flying head according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser used for the flying head, and FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. The ring-type semiconductor laser 2 according to the third embodiment has a light detecting element 30 formed by using a laser crystal near the interface 5a serving as a light output surface in the first embodiment. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0032】光検出素子30は、半導体レーザ2と同様
の結晶層、すなわち、基板21、クラッド層22,2
4、活性層23およびキャップ層26から構成され、そ
の上面に電極31が形成されている。また、リング型光
共振器とは、イオン打ち込み層32により、電器的に分
離されている。この構成により、電極27と電極31間
に逆バイアスを印加することにより、光検出器として動
作させることができる。なお、光検出素子30は、微小
金属体6の位置を中心として左右に分割する、2分割型
としてもよい(図示せず)。この2分割型光検出素子3
0を記録トラック(図示せず)を横切るように配置する
ことにより、トラック左右からの反射光を分離して検出
することができ、それらの信号の差信号からトラック位
置誤差信号を形成することが可能となる。The photodetector 30 has the same crystal layer as that of the semiconductor laser 2, that is, the substrate 21 and the cladding layers 22 and 2.
4. It is composed of an active layer 23 and a cap layer 26, on which an electrode 31 is formed. The ring-shaped optical resonator is electrically separated from the ring-shaped optical resonator by the ion implantation layer 32. With this configuration, it is possible to operate as a photodetector by applying a reverse bias between the electrode 27 and the electrode 31. Note that the photodetecting element 30 may be of a two-division type (not shown) in which the light detection element 30 is divided right and left around the position of the minute metal body 6. This two-segment type photodetector 3
By arranging 0 to cross a recording track (not shown), reflected light from the left and right of the track can be separated and detected, and a track position error signal can be formed from a difference signal between these signals. It becomes possible.
【0033】上記第3の実施の形態によれば、第1の実
施の形態と同様の記録ができるとともに、再生時には、
光ディスク9からの反射光を光検出素子30に入射する
ことにより、効率良く信号を再生することが可能とな
る。According to the third embodiment, the same recording as in the first embodiment can be performed, and at the time of reproduction,
By making the reflected light from the optical disk 9 incident on the photodetector 30, a signal can be efficiently reproduced.
【0034】図4は、本発明の第4の実施の形態に係る
浮上ヘッドの半導体レーザを示し、同図(a)は横断面
図、同図(b)は出力面側から見た図、同図(c)は正
面図である。この第4の実施の形態の浮上ヘッドは、第
1の実施の形態において、半導体レーザ2の上に薄膜磁
気トランスデューサ40を集積したものであり、他は第
1の実施の形態と同様に構成されている。FIGS. 4A and 4B show a semiconductor laser of a flying head according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view, FIG. FIG. 3C is a front view. The flying head according to the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the thin-film magnetic transducer 40 is integrated on the semiconductor laser 2, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. ing.
【0035】薄膜磁気トランスデューサ40は、磁気コ
ア44、ヨーク部46、ヨーク延長部46a、磁極部4
7および磁極先端部47aからなる磁気回路と、コイル
下部43a、コイル上部43b、リード線49、電極パ
ッド49aからなるコイル部とから構成されている。一
対の磁極先端部47a間に磁気ギャップ48が形成され
る。磁気ギャップ48の位置は、微小金属体6の位置に
対して、1〜2μm基板21側とする。また、浮上スラ
イダー11に半導体レーザ2を装着する場合には、磁気
ギャップ48が、微小金属体6の位置に対して後側とな
るように、すなわち、薄膜磁気トランスデューサ40が
浮上スライダー11側に位置するように装着する。The thin-film magnetic transducer 40 includes a magnetic core 44, a yoke section 46, a yoke extension section 46a, and a magnetic pole section 4.
7 and a magnetic circuit composed of a magnetic pole tip 47a, and a coil part composed of a coil lower part 43a, a coil upper part 43b, a lead wire 49, and an electrode pad 49a. A magnetic gap 48 is formed between the pair of magnetic pole tips 47a. The position of the magnetic gap 48 is on the 1-2 μm substrate 21 side with respect to the position of the minute metal body 6. When the semiconductor laser 2 is mounted on the flying slider 11, the magnetic gap 48 is located rearward of the position of the minute metal body 6, that is, the thin film magnetic transducer 40 is positioned on the flying slider 11 side. Attach so that
【0036】次に、薄膜磁気トランスデューサ40の作
製方法について説明する。陽電極28が形成された後、
その電極28をSiO2からなる誘電体膜41により平
坦に埋め込んだ後、コイル下部43aをスパッタリング
とフォトリソグラフィ等のプロセスを用いて形成し、さ
らに誘電体膜42でコイル下部43aを平坦に埋め込ん
だ後、磁気コア44、ヨーク部46、コイル上部43b
を同様のプロセスにより作製する。次に、半導体結晶3
を所定の長さにへき開し、その端面3aにヨーク延長部
46a、磁極部47、磁極先端部47aをスパッタリン
グとフォトリソグラフィプロセスにより作製し、磁気ギ
ャップ48を形成する。その後、保護膜(図略)を被着
した後、その保護膜に埋め込むように微小金属体6を形
成する。Next, a method of manufacturing the thin-film magnetic transducer 40 will be described. After the positive electrode 28 is formed,
After the electrode 28 was buried flat with a dielectric film 41 made of SiO 2 , the coil lower part 43 a was formed by using a process such as sputtering and photolithography, and the coil lower part 43 a was buried flat with a dielectric film 42. Then, the magnetic core 44, the yoke part 46, and the coil upper part 43b
Are manufactured by a similar process. Next, the semiconductor crystal 3
Is cleaved to a predetermined length, and a yoke extension portion 46a, a magnetic pole portion 47, and a magnetic pole tip portion 47a are formed on the end face 3a by sputtering and a photolithography process to form a magnetic gap 48. After that, after a protective film (not shown) is applied, the minute metal body 6 is formed so as to be embedded in the protective film.
【0037】微小金属体6の形状は、矩形ないし楕円形
とし、その長手方向を記録トラック(図省略)に垂直と
する。これにより、記録媒体の加熱部の形状を磁気ギャ
ップ48の形状に合わせることができ、高密度の記録が
可能となる。また、微小金属体6の幅は、磁気ギャップ
48の幅よりも狭くしてもよい。磁気ギャップ48の磁
界は、ギャップ幅の両側に広がり、ギャップ幅のみでト
ラック幅を狭めることは難しいが、このようにして光と
磁気ギャップ両者により記録マークの幅を抑えることに
より、さらに高密度化が可能となる。さらに磁気ギャッ
プ48の方向を記録トラック(図示せず)に平行に形成
し、微小金属体6サイズをその磁気ギャップ48の半分
程度とし、かつ、微小金属体6の位置を磁極先端部47
aの一方の側に偏らせてもよい。これにより、磁気ギャ
ップ48の磁界の垂直部の一方の側のみを照射・加熱で
きるため、TbFeCo等の垂直磁化膜の記録は場を磁
気ギャップよりも大幅に(1/3以下)に狭めることが
でき、さらに記録密度を上げることができる。The shape of the minute metal body 6 is rectangular or elliptical, and its longitudinal direction is perpendicular to the recording track (not shown). Thereby, the shape of the heating portion of the recording medium can be matched to the shape of the magnetic gap 48, and high-density recording can be performed. Further, the width of the minute metal body 6 may be smaller than the width of the magnetic gap 48. The magnetic field of the magnetic gap 48 spreads on both sides of the gap width, and it is difficult to narrow the track width only by the gap width. In this way, the density of the recording mark is further reduced by suppressing the width of the recording mark by both the light and the magnetic gap. Becomes possible. Further, the direction of the magnetic gap 48 is formed parallel to the recording track (not shown), the size of the minute metal body 6 is set to about half of the magnetic gap 48, and the position of the minute metal body 6 is set to the magnetic pole tip 47.
It may be biased to one side of a. Thus, since only one side of the vertical portion of the magnetic field of the magnetic gap 48 can be irradiated and heated, the field of the perpendicular magnetization film such as TbFeCo can be made much smaller (less than 1/3) than the magnetic gap. Recording density can be further increased.
【0038】次に、第4の実施の形態の動作を説明す
る。記録時は、微小金属体6が磁気ギャップ48より先
行するので、微小金属体6からのレーザ出力光8により
CoCr等の磁気記録媒体やTbFeCo等の光磁気記
録媒体を加熱して保持力を低下させた後、冷却される前
に磁気ギャップ48の磁界により磁気記録を行う、所謂
光アシスト磁気記録を行う。信号再生の場合、磁気媒体
ないし光磁気記録媒体からの戻り光は、偏光面が回転す
るのみで、強度の変化はない。戻り光の偏光面の変動で
は、半導体レーザ2のインピーダンス変化はなく、あっ
ても僅かであるため、第1の実施の形態のような自己結
合効果を使用する型の再生はできない。このため、薄膜
磁気トランスデューサ40のコイルを用いて、電磁誘導
効果により信号再生を行う。TbFeCo等の光磁気記
録媒体を使用した場合、加熱により磁化が増大するた
め、レーザ光を照射することにより、信号強度を増大さ
せ、CNR(Carrier to Noise Ratio)を改善すること
が可能となる。また、再生には、別途、磁気ハードディ
スクの再生に使用するGMRセンサを使用してもよい。Next, the operation of the fourth embodiment will be described. At the time of recording, since the minute metal body 6 precedes the magnetic gap 48, the laser output light 8 from the minute metal body 6 heats the magnetic recording medium such as CoCr or the magneto-optical recording medium such as TbFeCo to reduce the coercive force. After the cooling, the magnetic recording is performed by the magnetic field of the magnetic gap 48 before cooling, so-called optically assisted magnetic recording is performed. In the case of signal reproduction, the intensity of the return light from the magnetic medium or magneto-optical recording medium does not change because only the plane of polarization rotates. The change in the polarization plane of the return light does not change the impedance of the semiconductor laser 2, if at all, and therefore, is small, so that the type of reproduction using the self-coupling effect as in the first embodiment cannot be performed. Therefore, the signal is reproduced by the electromagnetic induction effect using the coil of the thin-film magnetic transducer 40. When a magneto-optical recording medium such as TbFeCo is used, the magnetization increases due to heating. Therefore, by irradiating a laser beam, the signal intensity can be increased and the CNR (Carrier to Noise Ratio) can be improved. For reproduction, a GMR sensor used for reproducing a magnetic hard disk may be separately used.
【0039】上記第4の実施の形態によれば、半導体レ
ーザ2にリング型光共振器を用いているので、光損失が
少なく、高効率のレーザ出力光8が得ることができ、微
小サイズのレーザ出力光8を高率良く得ることができる
ので、光アシスト磁気記録を高密度に行うことができ
る。なお、本実施の形態では、磁気ギャップ48を光出
力側の界面3a上に形成したが、陽電極28の上部に磁
気コア44と同一平面状に形成し、かつ、磁気ギャップ
48の先端が界面5aと同一平面をなすように形成して
もよい。これにより、磁気コア44の形成と同一プロセ
スにより、磁気ギャップ48を形成できプロセスの大幅
な簡素化が可能となる。また、光アシスト磁気記録にお
いては、微小金属体6の長手方向をトラックと平行方向
としてもよく、この構成により、光利用効率を上げるこ
とができる。この光アシスト磁気記録では、磁界を変調
して記録がなされるため、磁界が反転される度にその直
前に記録したマークの後部を次のマークが消しながら記
録がなされるので、トラックと平行方向のレーザ光のサ
イズを大きくしても、実質的には記録密度を下げること
ない。According to the fourth embodiment, since a ring-type optical resonator is used for the semiconductor laser 2, it is possible to obtain high-efficiency laser output light 8 with a small optical loss and a small size. Since the laser output light 8 can be obtained at a high rate, optically assisted magnetic recording can be performed at a high density. In the present embodiment, the magnetic gap 48 is formed on the interface 3a on the light output side. However, the magnetic gap 48 is formed on the positive electrode 28 in the same plane as the magnetic core 44, and the tip of the magnetic gap 48 is It may be formed so as to be on the same plane as 5a. Thereby, the magnetic gap 48 can be formed by the same process as the formation of the magnetic core 44, and the process can be greatly simplified. In the optically assisted magnetic recording, the longitudinal direction of the minute metal body 6 may be parallel to the track, and this configuration can increase the light use efficiency. In this optically assisted magnetic recording, recording is performed by modulating the magnetic field. Therefore, each time the magnetic field is reversed, recording is performed while the next mark is erased after the mark recorded immediately before the magnetic field is reversed. Even if the size of the laser beam is increased, the recording density is not substantially reduced.
【0040】図5は、本発明の第5の実施の形態に係る
浮上ヘッドに使用する半導体レーザを示し、同図(a)
は縦断面図、同図(b)は光出力面側から見た図であ
る。この第5の実施の形態の浮上ヘッドは、第1の実施
の形態において、リング型の半導体レーザ2として活性
層に対して垂直方向にレーザ発振を行う面発光型のもの
を用いたものであり、他は第1の実施の形態と同様に構
成されている。FIG. 5 shows a semiconductor laser used for a flying head according to a fifth embodiment of the present invention.
Is a longitudinal sectional view, and FIG. 2B is a view as seen from the light output surface side. The flying head according to the fifth embodiment uses a surface-emitting type that performs laser oscillation in the direction perpendicular to the active layer as the ring-type semiconductor laser 2 in the first embodiment. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
【0041】リング型半導体レーザ2は、GaAsから
なる基板21と、この基板21上に順次形成された、n
型AlGaInPスペーサ層22a、AlGaInP活
性層23a、n型AlGaInPスペーサ層22b、A
lGaInP活性層23a、n型電流狭窄層25aおよ
びp型AlGaInPスペーサ層24aと、電流領域と
リング型光共振器の位置を限定して半導体結晶3に菱形
状の活性領域4を形成するためにn型電流狭窄層25a
に設けられたスリット25bと、半導体結晶3の界面3
cを露出させるために基板21にエッチングにより設け
られたエッチング穴21aと、露出した界面3cに被着
されたTiO2保護膜29と、基板21に形成された陰
電極27aと、半導体結晶3の界面3aに微小開口6a
を有する陽電極28aと、微小開口6aの中心に配置さ
れた微小金属体6と、半導体結晶3の側面を保護する保
護膜29とを備える。n型電流狭窄層25aのスリット
25bは、結晶成長を中断してフォトリソグラフィを用
いてパターニングを行うことで形成される。なお、微小
金属体6は、陽電極28aと同様の金属を使用し同時に
作製してもよいし、他のAg等の金属を後で被着して形
成してもよい。The ring type semiconductor laser 2 includes a substrate 21 made of GaAs, and n substrates sequentially formed on the substrate 21.
AlGaInP spacer layer 22a, AlGaInP active layer 23a, n-type AlGaInP spacer layer 22b, A
In order to form the diamond-shaped active region 4 in the semiconductor crystal 3 by limiting the position of the lGaInP active layer 23a, the n-type current confinement layer 25a, the p-type AlGaInP spacer layer 24a, and the current region and the ring-shaped optical resonator, Type current confinement layer 25a
Between the slit 25b provided in the semiconductor crystal 3 and the interface 3
c, an etching hole 21 a formed by etching in the substrate 21, a TiO 2 protective film 29 deposited on the exposed interface 3 c, a negative electrode 27 a formed on the substrate 21, Small opening 6a at interface 3a
, A fine metal body 6 disposed at the center of the fine opening 6 a, and a protective film 29 for protecting the side surface of the semiconductor crystal 3. The slit 25b of the n-type current confinement layer 25a is formed by interrupting crystal growth and performing patterning using photolithography. The minute metal body 6 may be formed simultaneously using the same metal as the positive electrode 28a, or may be formed by depositing another metal such as Ag later.
【0042】上記第5の実施の形態によれば、面発光型
レーザは、通常の活性層に対して垂直方向に発振するの
で、内部に定在波が立つために、活性層はその電場強度
の高い位置に配置しなければならないが、本実施の形態
では、発振はリング状になされるため、リング型光共振
器内部に定在波が立たず、リング型光共振器内部のレー
ザ光の強度は一定となる。そのため、活性層23aの位
置はとくに限定されず、間隔を狭めて複数は位置するこ
とが可能である。その場合、スペーサ層22a,22
b,24a等のキャリア濃度は陰電極27a側から陽電
極28a側に次第に変化させるとよい。これにより、レ
ーザ発振に寄与するキャリアの数を飛躍的に増大でき、
小型で高出力の面発光型のリングレーザが可能となる。
光出力面となる界面3aにおける微小金属体6の位置関
係や微小金属体6の形状は、第1の実施の形態と同様で
ある。また、第1の実施の形態と同様、保護膜29,2
9aを多層膜に置き換えることにより、第1の実施の形
態と同様の効果が得られることは言うまでもない。な
お、本実施の形態においても、第4の実施の形態と同様
に、薄膜トランスデューサを表面に集積してもよく、第
4の実施の形態と同様に、光照射により磁気記録媒体や
光磁気記録媒体の保磁力を低下させることにより、磁気
ギャップ部の磁界による高密度の光アシスト磁気記録が
可能となり、第4の実施の形態と同様の効果が得られ
る。また、本実施の形態においても、第2の実施の形態
と同様に、界面3a上に微小開口を有する金属遮光体を
形成してもよく、それにより第2の実施の形態と同様の
効果が得られる。ただし、全反射部が金属で覆われるこ
とにより反射率が低下するため、その内側に多層反射膜
を形成して反射率を上げるとよい。また、金属膜と多層
反射膜とでは反射光の位相が異なるため、両者の間に位
相調整層を導入するとよい。さらに、微小開口を第2の
実施の形態と同様に、同軸型としてもよく、それにより
第2の実施の形態と同様の効果が得られる。According to the fifth embodiment, since the surface emitting laser oscillates in the direction perpendicular to the normal active layer, a standing wave is generated inside the active layer. However, in the present embodiment, since the oscillation is performed in a ring shape, a standing wave does not stand inside the ring-shaped optical resonator, and the laser light inside the ring-shaped optical resonator is The intensity is constant. Therefore, the position of the active layer 23a is not particularly limited, and a plurality of active layers 23a can be located with a reduced interval. In that case, the spacer layers 22a, 22
The carrier concentration of b, 24a, etc. may be gradually changed from the negative electrode 27a side to the positive electrode 28a side. This can dramatically increase the number of carriers that contribute to laser oscillation,
A small-sized and high-output surface-emitting ring laser can be realized.
The positional relationship of the minute metal body 6 at the interface 3a serving as the light output surface and the shape of the minute metal body 6 are the same as in the first embodiment. Further, as in the first embodiment, the protective films 29, 2
It goes without saying that the same effect as in the first embodiment can be obtained by replacing 9a with a multilayer film. In this embodiment, as in the fourth embodiment, a thin film transducer may be integrated on the surface, and similarly to the fourth embodiment, a magnetic recording medium or magneto-optical recording may be performed by light irradiation. By lowering the coercive force of the medium, high-density optically assisted magnetic recording can be performed by the magnetic field in the magnetic gap, and the same effect as in the fourth embodiment can be obtained. Also in this embodiment, similarly to the second embodiment, a metal light-shielding body having a minute opening on the interface 3a may be formed, whereby the same effect as in the second embodiment can be obtained. can get. However, since the reflectance decreases when the total reflection portion is covered with metal, it is preferable to increase the reflectance by forming a multilayer reflection film inside the reflection portion. Further, since the phase of reflected light is different between the metal film and the multilayer reflective film, it is preferable to introduce a phase adjustment layer between the two. Further, the minute opening may be of a coaxial type as in the second embodiment, whereby the same effect as in the second embodiment can be obtained.
【0043】図6は、本発明の第6の実施の形態に係る
浮上ヘッドに用いる半導体レーザを示し、同図(a)は
主要部を示す断面図、同図(b)は出力面側から見た図
である。この第6の実施の形態の浮上ヘッドは、第5の
実施の形態において、半導体レーザ2の光出力面近傍に
レーザ結晶を用いて形成された光検出素子30aを設け
たものであり、他は第5の実施の形態と同様に構成され
ている。FIG. 6 shows a semiconductor laser used for a flying head according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a sectional view showing a main part, and FIG. FIG. The flying head according to the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that a light detecting element 30a formed by using a laser crystal is provided near the light output surface of the semiconductor laser 2; The configuration is the same as that of the fifth embodiment.
【0044】光検出素子30aは、n型の結晶層33
と、その外表面に接合されたn型電極31と、p型スペ
ーサ層34と、p型電極28aとから構成され、n型電
極31とp型電極28aとの間に逆バイアスを印加する
ことにより動作するようになっている。The photodetecting element 30a includes an n-type crystal layer 33.
And an n-type electrode 31 joined to the outer surface thereof, a p-type spacer layer 34, and a p-type electrode 28a, and applying a reverse bias between the n-type electrode 31 and the p-type electrode 28a. To work.
【0045】上記第6の実施の形態によれば、以上の構
成の半導体レーザ2を使用して光ディスク9の記録媒体
9aを照射することにより、本発明の第1の実施の形態
と同様の記録ができるとともに、再生時には、光ディス
ク9からの反射光を光検出素子30aに入射することに
より、効率良く信号を再生することが可能となる。な
お、光検出素子30aは、第2の実施の形態と同様に、
微小金属体6の位置を中心として左右に分割する、2分
割型としてもよい(図示せず)。この2分割型光検出素
子30aを記録トラック(図示せず)を横切るように配
置することにより、トラック左右からの反射光を分離し
て検出することができ、それらの信号の差信号からトラ
ック位置誤差信号を形成することが可能となる。According to the sixth embodiment, by irradiating the recording medium 9a of the optical disk 9 using the semiconductor laser 2 having the above-described configuration, the same recording as in the first embodiment of the present invention is performed. In addition, at the time of reproduction, it is possible to efficiently reproduce a signal by making the reflected light from the optical disk 9 incident on the photodetector 30a. Note that the photodetector 30a is similar to the second embodiment,
It may be a two-segment type (not shown) in which the minute metal body 6 is divided right and left around the position thereof. By arranging the two-segment type photodetector 30a across a recording track (not shown), it is possible to separate and detect the reflected light from the right and left of the track, and to determine the track position from the difference signal between the signals. An error signal can be formed.
【0046】図7は、本発明の第7の実施の形態に係る
浮上ヘッドを示し、同図(a)は断面図、同図(b)の
底面図である。この第7の実施の形態の浮上ヘッド1
は、浮上スライダー11と、浮上スライダー11の後端
面11aに薄膜プロセスを用いて形成され配置されたG
MR(Giant Magnetic Sencer)からなる磁気センサ5
0と、磁気センサ50の後端面に活性層面がスライダー
後面に垂直となる方向に接着された第3の実施の形態の
半導体レーザ2とを有する。FIG. 7 shows a flying head according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 7 (a) is a sectional view and FIG. 7 (b) is a bottom view. Flying head 1 according to the seventh embodiment
Is a floating slider 11 and a G formed on the rear end face 11a of the floating slider 11 by using a thin film process.
Magnetic sensor 5 consisting of MR (Giant Magnetic Sencer)
0, and the semiconductor laser 2 of the third embodiment in which the active layer surface is bonded to the rear end surface of the magnetic sensor 50 in a direction perpendicular to the rear surface of the slider.
【0047】磁気センサ50は、一対の磁気遮蔽膜51
と、一対の磁気遮蔽膜51間に絶縁膜54,55を介し
て挟まれた磁界検出部としてのスピンバルブ53および
電極52とから構成され、接着層56によって半導体レ
ーザ2に接着される。The magnetic sensor 50 includes a pair of magnetic shielding films 51.
And a spin valve 53 as a magnetic field detecting portion and an electrode 52 sandwiched between a pair of magnetic shielding films 51 via insulating films 54 and 55, and are bonded to the semiconductor laser 2 by an adhesive layer 56.
【0048】スピンバルブ53の先端部53aと半導体
レーザ2の微小金属体6とは、同図(b)に示すよう
に、スライダー11の軸方向に平行に配列され、光ディ
スク9上の同一記録トラック(図示せず)をトラッキン
グ可能としている。スライダー11の底面は、負圧を発
生する凹部12と正圧を発生する凸部13、13aとを
有し、両者のバランスとヘッド1取り付けのバネ(図示
せず)とにより、光ディスク9との距離を安定に保つこ
とを可能としている。The tip 53a of the spin valve 53 and the minute metal body 6 of the semiconductor laser 2 are arranged in parallel to the axial direction of the slider 11 as shown in FIG. (Not shown) can be tracked. The bottom surface of the slider 11 has a concave portion 12 for generating a negative pressure and convex portions 13 and 13a for generating a positive pressure. The balance between the concave portion 12 and a spring (not shown) attached to the head 1 allows the slider 11 to be connected to the optical disk 9. It is possible to keep the distance stable.
【0049】上記第7の実施の形態によれば、磁気記録
膜ないし光磁気記録膜に半導体レーザ2とそれに集積し
た磁気ギャップ48からの磁界とにより、光アシスト磁
気記録を行い、GMRセンサにより微小磁界を高感度で
検出しているので、高感度かつ高速の信号再生が可能と
なる。なお、半導体レーザ2としては、第3の実施の形
態に使用したもののみならず、第4の実施の形態に使用
した薄膜トランスデューサを半導体レーザ2に集積した
ものも使用可能である。また、本実施の形態において
は、信号再生にはGMRセンサを使用するため、半導体
レーザ2は、情報記録のみに使用する。また、再生時に
加熱を行わないので、記録媒体としてはCoCrTaや
GaFeCo等の常温において磁化の大きな媒体を使用
する。ただし、GMRセンサは、熱に弱いので、接着層
63には絶縁層を挟んで断熱性を上げる。また、記録時
のレーザ光は短時間のパルス点灯とする。本実施の形態
によれば、GMRセンサにより高感度の磁界検出が可能
となるため、高密度化だけでなく、高転送レートの記録
再生が可能となる。According to the seventh embodiment, optically assisted magnetic recording is performed on the magnetic recording film or magneto-optical recording film by the semiconductor laser 2 and the magnetic field from the magnetic gap 48 integrated therewith, and the GMR sensor is used to perform minute recording. Since the magnetic field is detected with high sensitivity, high-sensitivity and high-speed signal reproduction is possible. In addition, as the semiconductor laser 2, not only the semiconductor laser used in the third embodiment but also the semiconductor laser 2 in which the thin film transducer used in the fourth embodiment is integrated with the semiconductor laser 2 can be used. In the present embodiment, since the GMR sensor is used for signal reproduction, the semiconductor laser 2 is used only for information recording. Since heating is not performed during reproduction, a medium having a large magnetization at room temperature, such as CoCrTa or GaFeCo, is used as a recording medium. However, since the GMR sensor is vulnerable to heat, the adhesive layer 63 has a heat insulating property with an insulating layer interposed therebetween. Further, the laser light at the time of recording is pulsed for a short time. According to the present embodiment, a high sensitivity magnetic field can be detected by the GMR sensor, so that not only the recording density can be increased but also the recording and reproduction at a high transfer rate can be performed.
【0050】図8は、本発明の第8の実施の形態に係る
ディスク装置を示す。このディスク装置100は、回転
軸130によって回転する光ディスク9と、第1の実施
の形態と同様の浮上ヘッド1を回動軸133aを中心に
回動可能に支持するサスペンション133と、サスペン
ション133を回動させる回転型リニアモータ143と
を有する。FIG. 8 shows a disk drive according to an eighth embodiment of the present invention. The disk device 100 includes an optical disk 9 rotated by a rotation shaft 130, a suspension 133 that supports the same flying head 1 as in the first embodiment so as to be rotatable about a rotation shaft 133 a, and a rotation of the suspension 133. And a rotary linear motor 143 to be moved.
【0051】光ディスク9は、GeSbTeからなる相
変化型記録媒体9aを有する。半導体レーザの自己結合
効果を用いて、光ディスク9からの反射光を半導体レー
ザ2の後部に設けた光検出器で検出する場合、光検出器
でレーザ光を分割できないため、トラッキング誤差信号
の形成にはサンプルサーボ法を使用している。すなわ
ち、光ディスク9上に設けた千鳥型のマーク(図示せ
ず)を使用し、光スポットが左右の千鳥マークを通過す
る時の反射光の大小から位置ずれを検出する。The optical disk 9 has a phase change recording medium 9a made of GeSbTe. When the reflected light from the optical disk 9 is detected by the photodetector provided at the rear of the semiconductor laser 2 by using the self-coupling effect of the semiconductor laser, the laser beam cannot be split by the photodetector, so that a tracking error signal is formed. Uses the sample servo method. That is, a staggered mark (not shown) provided on the optical disc 9 is used, and the positional deviation is detected from the magnitude of the reflected light when the light spot passes through the left and right staggered marks.
【0052】上記第8の実施の形態によれば、微小サイ
ズのレーザ出力光8を高率良く得られるので、高密度・
高転送レートの記録・再生が可能となる。なお、トラッ
キングはリニアモータを用いて行い、また、圧電素子を
介して半導体レーザ2を浮上スライダーに取り付け、圧
電素子にサーボ信号を印可することにより、トラッキン
グの高周波領域のトラッキングを行うことも可能であ
る。これにより、高速度のトラッキングが可能となる。
また、グルーブ付の記録トラックを有する光ディスクの
場合、第2〜第4の実施の形態の2分割型の光検出素子
付半導体レーザを使用することにより、グルーブ付の記
録トラックからのトラック左右の反射信号を分離して検
出することができ、それによりトラック位置誤差信号を
形成でき、トラッキング制御が可能となる。また、記録
媒体9aに、磁気ハードディスク用のCoCrTa等の
磁気記録媒体やTbFeCoやGaFeCo等の光磁気
記録媒体を使用し、スライダーに磁気抵抗効果により信
号検出を行うGMRセンサ(図示せず)を取りつけ、記
録信号の再生を行うことも可能である。これにより、記
録再生の好転相レート化が図れ、また、レーザ2は記録
のみに使用し、再入射光は使用しないため、リング型光
共振器の反射率を高める等記録用のレーザ光を出力する
ための最適化ができる。According to the eighth embodiment, since the laser output light 8 of a very small size can be obtained at a high rate, a high density
Recording and reproduction at a high transfer rate become possible. Note that tracking is performed using a linear motor, and the semiconductor laser 2 can be attached to a flying slider via a piezoelectric element, and a servo signal can be applied to the piezoelectric element to perform tracking in a high frequency region of tracking. is there. This enables high-speed tracking.
In the case of an optical disk having a grooved recording track, the left and right reflections from the grooved recording track can be obtained by using the two-divided semiconductor laser with a photodetector of the second to fourth embodiments. The signals can be separated and detected, whereby a track position error signal can be formed, and tracking control can be performed. A GMR sensor (not shown) for detecting a signal by a magnetoresistive effect is attached to a slider using a magnetic recording medium such as CoCrTa for a magnetic hard disk or a magneto-optical recording medium such as TbFeCo or GaFeCo for the recording medium 9a. It is also possible to reproduce a recording signal. As a result, it is possible to improve the recording / reproducing phase conversion rate. Further, since the laser 2 is used only for recording and does not use re-incident light, the laser light for recording is output by increasing the reflectance of the ring type optical resonator. Can be optimized for
【0053】図9は、本発明の第9の実施の形態に係る
リング型半導体レーザを示し、(a)はその縦断面図、
(b)は(a)におけるA−A線断面図、(c),
(d)は光出力面側から見た図である。この第9の実施
の形態のリング型半導体レーザ2は、第2の実施の形態
のリング型半導体レーザ2において、半導体結晶3の光
ディスク9に対向する界面3aにも保護膜29を形成
し、微小開口6aのサイズを大きくしたものであり、他
は第2の実施の形態と同様に構成さている。FIG. 9 shows a ring-type semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention.
(B) is a sectional view taken along line AA in (a), (c),
(D) is the figure seen from the light output surface side. The ring semiconductor laser 2 according to the ninth embodiment differs from the ring semiconductor laser 2 according to the second embodiment in that a protective film 29 is also formed on the interface 3a of the semiconductor crystal 3 that faces the optical disk 9 to obtain a microscopic structure. The size of the opening 6a is increased, and the other configuration is the same as that of the second embodiment.
【0054】微小開口6aは、同図(c)に示すよう
に、各辺が記録トラック(図示せず)に対して平行ない
し垂直となるように形成され、活性層23方向、すなわ
ちトラック方向の長さは1μm、幅は1.5μmの矩形
状を有し、TiO2が埋め込まれている。なお、微小開
口6aの形状は、同図(d)に示すように円形あるいは
楕円形でもよい。また、活性層23方向の長さは、1μ
m以下としてもよい。半導体レーザ2の長さと幅は、例
えば、それぞれ150μm、100μmであるが、これ
に限定されるものではなく、さらに小さくすることも可
能である。微小開口6aに到達したレーザ光は、そこに
おいて、波面が端面5aに対して垂直方向の平面波に変
換されて、端面5aに対して垂直方向に出力される。The minute opening 6a is formed so that each side is parallel or perpendicular to a recording track (not shown), as shown in FIG. It has a rectangular shape with a length of 1 μm and a width of 1.5 μm, in which TiO 2 is embedded. The shape of the minute opening 6a may be circular or elliptical as shown in FIG. The length in the direction of the active layer 23 is 1 μm.
m or less. The length and width of the semiconductor laser 2 are, for example, 150 μm and 100 μm, respectively, but are not limited thereto, and can be further reduced. The laser light that has reached the microaperture 6a is converted into a plane wave whose wavefront is perpendicular to the end face 5a, and is output in a direction perpendicular to the end face 5a.
【0055】上記第9の実施の形態によれば、光記録の
みならず、光インターコネクションや光通信等にも適し
た、小型・高効率で、かつ、端面に対して垂直 方向に
出力されるリング型半導体レーザを提供することができ
る。なお、本実施の形態においては、半導体レーザとし
てAlGaInP系の半導体結晶を用いた赤色発光(波
長650nm)のレーザ2を用いたが、これに限るもの
ではなく、AlGaInN系の結晶を用いた青色(40
0nm)のレーザを本実施の形態と同様にリング発振型
とすることができ、それを用いてもよい。According to the ninth embodiment, output is performed in a small size, high efficiency, and perpendicular to the end face, suitable for not only optical recording but also optical interconnection and optical communication. A ring-type semiconductor laser can be provided. In the present embodiment, a red-emitting (wavelength: 650 nm) laser 2 using an AlGaInP-based semiconductor crystal is used as a semiconductor laser. However, the present invention is not limited to this, and blue (AlGaInN-based) 40
0 nm) laser can be of a ring oscillation type as in the present embodiment, and it may be used.
【0056】図10(a)〜(d)は、第9の実施の形
態の変形例のリング型半導体レーザの主要部を示す。FIGS. 10A to 10D show a main part of a ring type semiconductor laser according to a modification of the ninth embodiment.
【0057】同図(a)に示すリング型半導体レーザ
は、金属遮光膜29aの開口6aを、外部に向かって狭
まるようなテーパー形状としたものである。これによ
り、内部のレーザ光の波面が、端面3aに垂直な波面に
スムーズに変換されるため、この部分での散乱が減り、
高効率のリングレーザが形成できる。In the ring-type semiconductor laser shown in FIG. 7A, the opening 6a of the metal light-shielding film 29a has a tapered shape narrowing outward. As a result, the wavefront of the laser light inside is smoothly converted into a wavefront perpendicular to the end face 3a, so that scattering at this part is reduced,
A highly efficient ring laser can be formed.
【0058】同図(b)に示すリング型半導体レーザ
は、金属遮光膜29a上に、内部のレーザ光の波長の1
/4の膜厚を有するSiO2からなる保護膜29を形成
したものである。これにより、金属遮光膜29aの保護
と同時に反射防止の機能を果たすことができ、信頼性が
高く、高出力のリングレーザが可能となる。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 6B has a wavelength of the internal laser light of 1 on the metal light shielding film 29a.
A protective film 29 made of SiO 2 having a thickness of / 4 is formed. Thus, it is possible to protect the metal light-shielding film 29a and at the same time perform an anti-reflection function, so that a highly reliable and high-output ring laser can be realized.
【0059】同図(c)に示すリング型半導体レーザ
は、微小開口6aの内側に微小金属体6を配置して同軸
型の開口を形成したものであり、同図(d)はその出力
端面を示す。微小金属体6の材質には、特に限定はない
が、AgやAu、Cu等反射率の高い金属が好適であ
る。また、微小金属体6のサイズは、微小開口6aの1
/3程度が最も光損失が少なく好適である。微小開口6
aの形状は、同図(d)に示すように、矩形状でもよ
く、また、円形でもよい。このように同軸型とすること
により、マイクロ波場合と同様に、微小開口6aはレー
ザ光に対してカットオフ波長を有しないため、微小開口
6aのサイズに拘わらず、伝播光を放出することができ
る。また、端面3aに対して垂直な平面波によりスムー
ズに変換することができるので、効率のよいリングレー
ザが構成できる。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 5C has a coaxial opening formed by arranging a minute metal body 6 inside a minute opening 6a, and FIG. Is shown. The material of the minute metal body 6 is not particularly limited, but a metal having a high reflectance, such as Ag, Au, or Cu, is preferable. The size of the minute metal body 6 is one of the minute openings 6a.
About / 3 is the most preferable since the optical loss is the least. Small aperture 6
The shape of “a” may be rectangular or circular as shown in FIG. Since the micro aperture 6a does not have a cutoff wavelength with respect to the laser light as in the case of the microwave by using the coaxial type, the propagation light can be emitted regardless of the size of the micro aperture 6a. it can. In addition, since conversion can be performed smoothly by a plane wave perpendicular to the end face 3a, an efficient ring laser can be configured.
【0060】図11(a),(b)は、第9の実施の形
態の他の変形例のリング型半導体レーザの光出力面から
見た図である。同図(a)に示すリング型半導体レーザ
は、波面変換部材として線形状の回折格子19を用いた
ものである。この回折格子19は、TiO2からなる保
護膜上にSiNをスパッタリングによって被着した後、
SiNをドライエッチングすることにより形成される。
この回折格子19を使用することにより、レーザ光の波
長よりも十分大きくしても波面変換の効果を持たせるこ
とができ、広がり角の狭いレーザ出力光8が得られる。
また、構造が単純であり、設計がし易くなる。同図
(b)に示すリング型半導体レーザは、回折格子19を
リング状とすることにより、レンズ作用を持たせたもの
であり、同図(a)と同様に形成される。この回折格子
19を使用することにより、レーザ出力光8の広がり角
をさらに縮小することができる。なお、回折格子の代わ
りに、有機膜等から形成されるホログラムを用いてもよ
い。この場合も回折格子と同様の効果が得られる。FIGS. 11A and 11B are views of a ring-type semiconductor laser according to another modification of the ninth embodiment as viewed from the light output surface. The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 1A uses a linear diffraction grating 19 as a wavefront conversion member. This diffraction grating 19 is formed by depositing SiN on a protective film made of TiO 2 by sputtering,
It is formed by dry-etching SiN.
By using the diffraction grating 19, the effect of wavefront conversion can be provided even if the wavelength is sufficiently larger than the wavelength of the laser light, and the laser output light 8 having a narrow divergence angle can be obtained.
Further, the structure is simple, and the design becomes easy. The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 3B has a lens function by making the diffraction grating 19 ring-shaped, and is formed in the same manner as in FIG. By using the diffraction grating 19, the spread angle of the laser output light 8 can be further reduced. Note that a hologram formed from an organic film or the like may be used instead of the diffraction grating. In this case, the same effect as that of the diffraction grating can be obtained.
【0061】図12は、本発明の第10の実施の形態に
係るリング型半導体レーザを示し、同図(a)は縦断面
図、同図(b)は出力面側から見た図である。この第1
0の実施の形態は、第5の実施の形態のリング型半導体
レーザにおいて、微小金属体6を省略したものであり、
他は第5の実施の形態と同様に構成されている。n型電
流狭窄層25のスリット25bは、長さ5μm、幅10
μmを有する。FIG. 12 shows a ring-type semiconductor laser according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 12 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 12 (b) is a view seen from the output surface side. . This first
Embodiment 0 is the same as the ring-type semiconductor laser of Embodiment 5, except that the minute metal body 6 is omitted.
Otherwise, the configuration is the same as that of the fifth embodiment. The slit 25b of the n-type current confinement layer 25 has a length of 5 μm and a width of 10 μm.
μm.
【0062】微小開口6aは、円形を有する。微小開口
6aに到達したレーザ光は、波面が端面3aに対して垂
直方向の平面波に変換されて、端面3aに対して垂直方
向に出力される。また、光共振器は、活性層を斜めに横
切り、かつ、反射面に斜めに入射するため、活性層や反
射面において非対称性が生じ、これによってレーザ光の
偏光面は一方向に限定され、それによって直線偏光のレ
ーザ光が得られる。The small opening 6a has a circular shape. The laser light that has reached the minute aperture 6a is converted into a plane wave whose wavefront is perpendicular to the end face 3a, and is output in a direction perpendicular to the end face 3a. In addition, the optical resonator obliquely crosses the active layer, and is obliquely incident on the reflection surface, so that asymmetry occurs in the active layer and the reflection surface, whereby the polarization plane of the laser light is limited to one direction, Thereby, linearly polarized laser light is obtained.
【0063】上記第10の実施の形態によれば、光記録
のみならず、光インターコネクションや光通信等に適し
た、小型・高効率で、かつ、半導体表面に対して垂直
方向に出力されるリング型半導体レーザを提供すること
ができる。なお、本実施の形態のレーザでは、活性領域
4の断面形状は矩形状としたが、レーザの側面を円筒状
にエッチングし、その円筒面を反射面に使用することに
より、断面が円形状の発振領域を形成することも可能で
ある。この場合、光共振器と交わる活性領域の面積を増
大することができ、さらに高出力が得られる。また、本
実施の形態においては、半導体レーザ用の結晶としてA
lGaInP系の半導体結晶を用いた赤色発光(波長6
50nm)のレーザ2を用いたが、これに限るものでは
なく、AlGaInN系の結晶を用いた青色(400n
m)やInGaAs系の赤外レーザにおいても、本実施
の形態と同様にリング発振型とすることができる。これ
らのレーザにおいては、反射率の高い半導体多層膜を得
るのが難しいが、本実施の形態のリング型レーザによれ
ば、半導体多層膜を使用せずに、高反射率で光損失の少
ない光共振器が形成できるため、特に好適である。According to the tenth embodiment, a compact, high-efficiency and perpendicular to the semiconductor surface is suitable for not only optical recording but also optical interconnection and optical communication.
It is possible to provide a ring-type semiconductor laser that outputs light in a direction. In the laser of the present embodiment, the cross-sectional shape of the active region 4 is rectangular, but the side surface of the laser is etched into a cylindrical shape, and the cylindrical surface is used as a reflecting surface, so that the cross-sectional shape is circular. It is also possible to form an oscillation region. In this case, the area of the active region intersecting with the optical resonator can be increased, and higher output can be obtained. Further, in the present embodiment, A is used as a crystal for a semiconductor laser.
Red light emission using a 1GaInP-based semiconductor crystal (wavelength 6
Although the laser 2 of 50 nm was used, the present invention is not limited to this, and blue (400 nm) using an AlGaInN-based crystal was used.
m) and an InGaAs-based infrared laser can also be of a ring oscillation type as in the present embodiment. In these lasers, it is difficult to obtain a semiconductor multilayer film having a high reflectivity. However, according to the ring laser of the present embodiment, light having a high reflectivity and low light loss is used without using the semiconductor multilayer film. This is particularly preferable because a resonator can be formed.
【0064】図13(a)〜(d)は、第10の実施の
形態の変形例のリング型半導体レーザの主要部を示す。FIGS. 13A to 13D show main parts of a ring type semiconductor laser according to a modification of the tenth embodiment.
【0065】同図(a)に示すリング型半導体レーザ
は、金属遮光膜29aの微小開口6aを、外部に向かっ
て狭まるようなテーパー形状としたものである。これに
より、内部のレーザ光の波面が、端面3aに垂直な波面
にスムーズに変換されるため、この部分での散乱が減
り、高効率のリングレーザが形成できる。In the ring-type semiconductor laser shown in FIG. 9A, the minute aperture 6a of the metal light-shielding film 29a has a tapered shape narrowing outward. As a result, the wavefront of the laser light inside is smoothly converted into a wavefront perpendicular to the end face 3a, so that scattering at this part is reduced and a highly efficient ring laser can be formed.
【0066】同図(b)に示すリング型半導体レーザ
は、金属遮光膜29aの上に内部のレーザ光7の波長の
1/4の膜厚を有するSiO2からなる保護膜29を形
成したものである。これにより、金属遮光膜29aの保
護と同時に反射防止の機能を果たすことができ、信頼性
が高く、高出力のリングレーザが可能となる。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 6B has a protective film 29 made of SiO 2 having a thickness of の of the wavelength of the internal laser beam 7 formed on a metal light-shielding film 29 a. It is. Thus, it is possible to protect the metal light-shielding film 29a and at the same time perform an anti-reflection function, so that a highly reliable and high-output ring laser can be realized.
【0067】同図(c)に示すリング型半導体レーザ
は、微小開口6aの内側に微小金属体6を配置して同軸
型の開口を形成したものであり、同図(d)はその光出
力面を示す。微小金属体6の材質には、特に限定はない
が、AgやAu、Al等反射率の高い金属が好適である。
また、そのサイズは、開口6aの1/3程度が最も光損
失が少なく好適である。微小開口6aの形状は、同図
(d)に示すように矩形状でもよく、また、円形でもよ
い。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 6C has a coaxial opening formed by arranging a micro metal body 6 inside a micro opening 6a, and FIG. Surface. The material of the minute metal body 6 is not particularly limited, but a metal having high reflectivity such as Ag, Au, or Al is preferable.
In addition, the size is preferably about 1/3 of the opening 6a with the least light loss. The shape of the minute opening 6a may be rectangular as shown in FIG.
【0068】このように同軸型とすると、マイクロ波場
合と同様に、この開口6aはレーザ光に対してカットオ
フ波長を有しないため、開口6aのサイズに拘わらず、
伝播光を放出することができる。また、端面5aに対し
て垂直な平面波によりスムーズに変換することができる
ので、効率のよいリングレーザが構成できる。When the coaxial type is used, as in the case of the microwave, the opening 6a has no cut-off wavelength with respect to the laser beam, and therefore, regardless of the size of the opening 6a.
Propagation light can be emitted. In addition, since conversion can be performed smoothly by a plane wave perpendicular to the end face 5a, an efficient ring laser can be configured.
【0069】図14(a)〜(d)は、第10の実施の
形態の他の変形例のリング型半導体レーザの光出力面か
ら見た図である。これらの変形例はいずれも、波面変換
部材として回折格子19を使用したものである。回折格
子19は、TiO2膜上にSiNをスパッタリングで被
着した後、SiNをドライエッチングすることにより形
成される。回折格子19を使用することにより、レーザ
光の波長よりも十分大きくしても波面変換の効果を持た
せることができ、広がり角の狭いレーザ出力光8が得ら
れる。FIGS. 14A to 14D are views of a ring-type semiconductor laser according to another modification of the tenth embodiment as viewed from the light output surface. Each of these modifications uses the diffraction grating 19 as a wavefront conversion member. The diffraction grating 19 is formed by depositing SiN on the TiO 2 film by sputtering and then dry-etching the SiN. By using the diffraction grating 19, even if the wavelength is sufficiently larger than the wavelength of the laser light, the effect of wavefront conversion can be provided, and the laser output light 8 having a narrow divergence angle can be obtained.
【0070】同図(a)に示す半導体レーザは、線形状
の回折格子19を用いたものである。これによれば、構
造が単純であり、設計がし易くなる。同図(b)に示す
半導体レーザは、回折格子19をリング状とすることに
より、レンズ作用を持たせたものであり、これによりレ
ーザ出力光8の広がり角をさらに縮小することができ
る。 なお、回折格子6の代わりに、有機膜等から形成
されるホログラムを用いても、全く同様の効果が得られ
る。The semiconductor laser shown in FIG. 7A uses a linear diffraction grating 19. According to this, the structure is simple and the design becomes easy. The semiconductor laser shown in FIG. 3B has a lens function by forming the diffraction grating 19 in a ring shape, whereby the spread angle of the laser output light 8 can be further reduced. Note that the same effect can be obtained by using a hologram formed of an organic film or the like instead of the diffraction grating 6.
【0071】同図(c)に示すリング型半導体レーザ
は、波面変換部材として角錐型のプリズム19’を使用
した例である。プリズム19’の材質としては、サファ
イアを使用したがレーザ光に対して透明であれば、特に
限定されない。半導体結晶の界面3aにはレーザ光に対
して高反射率を有する誘電体多層膜を形成する。このよ
うにして内部のレーザ光をこのプリズム19’を通して
外部に取り出すことができる。この例では、プリズム1
9’は半導体界面3aに貼り付けるのみで作製できるの
で、作製の容易なリングレーザを形成できる。なお、プ
リズム19’のサイズは、位置合わせを簡単にするた
め、レーザ発振領域のサイズよりも十分大きくしたが、
レーザ発振領域のサイズよりも小さくしてもよい。これ
により、内部のレーザ光の一部を取り出し、大半を全反
射させることができるため、多層反射膜を不要とでき
る。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 9C is an example in which a pyramid-shaped prism 19 'is used as a wavefront converting member. The material of the prism 19 'is sapphire, but is not particularly limited as long as it is transparent to laser light. At the interface 3a of the semiconductor crystal, a dielectric multilayer film having a high reflectance with respect to the laser light is formed. In this way, the internal laser light can be extracted to the outside through the prism 19 '. In this example, prism 1
Since 9 ′ can be manufactured only by sticking it to the semiconductor interface 3a, a ring laser that can be easily manufactured can be formed. Although the size of the prism 19 'is sufficiently larger than the size of the laser oscillation region in order to simplify the alignment,
The size may be smaller than the size of the laser oscillation region. Thereby, a part of the internal laser light can be extracted and most of the laser light can be totally reflected, so that the multilayer reflective film is not required.
【0072】同図(d)に示すリング型半導体レーザ
は、上記の小型のプリズムの代わりに、誘電体で形成し
たレンズ19”を用いたものである。これによりレーザ
出力光8の広がりを抑えることができる。The ring-type semiconductor laser shown in FIG. 9D uses a lens 19 ″ formed of a dielectric instead of the above-mentioned small prism. This suppresses the spread of the laser output light 8. be able to.
【0073】図15は、本発明の第11の実施の形態に
係るリング型半導体レーザを示し、同図(a)は縦断面
図、同図(b)は光出力面側から見た図である。この第
11の実施の形態は、第10の実施の形態において、活
性層23の両側、すなわち、基板21上および陽電極2
8a側に半導体多層膜から形成された高反射多層膜19
a,19bを形成し、高反射多層膜19bの外側に位相
調整層19cを形成したものであり、他は第10の実施
の形態と同様に構成されている。但し、本実施の形態で
は、高反射多層膜19a,19bによる反射のため、レ
ーザ光は定在波を形成するため、活性層23は、そのレ
ーザ光の電場の強くなる位置に置く必要がある。位相調
整層19cは、金属遮光膜29aでの反射光と高反射多
層膜19bでの反射光の位相を合わせるための半導体か
らなるものであり、両者の合成により、この部分の反射
率をほぼ100%ととしている。FIG. 15 shows a ring type semiconductor laser according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 15 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 15 (b) is a view seen from the light output surface side. is there. The eleventh embodiment is different from the tenth embodiment in that both sides of the active layer 23, that is, on the substrate 21 and the positive electrode 2 are formed.
High reflection multilayer film 19 formed from a semiconductor multilayer film on the side of 8a
a and 19b are formed, and a phase adjustment layer 19c is formed outside the high reflection multilayer film 19b. The other components are the same as those of the tenth embodiment. However, in the present embodiment, since the laser light forms a standing wave due to reflection by the highly reflective multilayer films 19a and 19b, the active layer 23 needs to be located at a position where the electric field of the laser light becomes strong. . The phase adjusting layer 19c is made of a semiconductor for adjusting the phase of the light reflected by the metal light-shielding film 29a and the phase of the light reflected by the high-reflection multilayer film 19b. %.
【0074】上記第11の実施の形態によれば、第10
の実施の形態と同様の効果が得られる。更に、高反射多
層膜19a,19bを使用しているため、この部分で全
反射させる必要がなく、これらの高反射多層膜19a,
19bへの入射角は10度程度に小さくできる。これに
よって、微小開口6aにおいて光損失を第1の実施の形
態よりも更に少なく、垂直方向の平面波8に変換でき
る。また、その場合、波面変換部材を用いずに、レーザ
光を外部に取り出すことも可能である。さらに、第10
の実施の形態と同様に、図13,14に示した各種の波
面変換部材が使用でき、第10の実施の形態と同様の効
果を得ることができる。なお、上記実施の形態では、半
導体結晶3として赤色のレーザ光を発生するAlGaI
nP系のものについて説明したが、青色(400nm)
のレーザ光を発生するAlGaInN系のもの用いても
よい。このAlGaInN系の半導体結晶3は、TiO
2を混入したサファイア,GaN,SiC等からなる基
板上に形成されるため、半導体レーザ2を形成した後、
この基板の出射面側を加工することにより、浮上スライ
ダーのスライダー面を形成してもよい。これにより、浮
上ヘッドの構造と作製プロセスを大幅に簡素化できる。According to the eleventh embodiment, the tenth embodiment
The same effect as that of the embodiment can be obtained. Further, since the high-reflection multilayer films 19a and 19b are used, it is not necessary to perform total reflection in this portion, and these high-reflection multilayer films 19a and 19b are not used.
The angle of incidence on 19b can be reduced to about 10 degrees. As a result, the light loss at the minute aperture 6a can be further reduced to a plane wave 8 in the vertical direction, as compared with the first embodiment. In that case, it is also possible to extract the laser light to the outside without using the wavefront conversion member. Furthermore, the tenth
Similarly to the tenth embodiment, various wavefront converting members shown in FIGS. 13 and 14 can be used, and the same effect as that of the tenth embodiment can be obtained. In the above embodiment, the semiconductor crystal 3 is made of AlGaI which generates red laser light.
The nP type was explained, but blue (400 nm)
May be used. The AlGaInN-based semiconductor crystal 3 is made of TiO
Since the semiconductor laser 2 is formed on a substrate made of sapphire, GaN, SiC, etc. mixed with 2
The slider surface of the floating slider may be formed by processing the emission surface side of the substrate. Thereby, the structure and manufacturing process of the flying head can be greatly simplified.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザにリング型光共振器を用いているので、半
導体レーザの出力光を微小化かつ高強度化でき、これに
より高記録密度化が可能となり、小型化およびデータ転
送レートの向上を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Since the ring-type optical resonator is used for the semiconductor laser, the output light of the semiconductor laser can be miniaturized and increased in intensity, thereby enabling higher recording density, miniaturization, and improvement in data transfer rate. it can.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る浮上ヘッドを
示し、同図(a)はその縦断面図、同図(b)は浮上ヘ
ッドに用いる半導体レーザの縦断面図、同図(c)は同
図(b)におけるA−A線断面図である。FIGS. 1A and 1B show a flying head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser used for the flying head. FIG. 2C is a sectional view taken along line AA in FIG.
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る浮上ヘッドを
示し、同図(a)はその縦断面図、同図(b)は浮上ヘ
ッドに用いる半導体レーザの縦断面図、同図(c),
(d)は半導体レーザの要部断面図である。2A and 2B show a flying head according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the flying head, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser used for the flying head. (C),
(D) is a sectional view of a principal part of the semiconductor laser.
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る浮上ヘッドを
示し、同図(a)は浮上ヘッドに用いる半導体レーザの
縦断面図、同図(b)は同図(a)におけるA−A線断
面図である。3A and 3B show a flying head according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a longitudinal sectional view of a semiconductor laser used for the flying head, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A.
【図4】本発明の第4の実施の形態に係る浮上ヘッドの
半導体レーザを示し、同図(a)は横断面図、同図
(b)は出力面側から見た図、同図(c)は正面図であ
る。4A and 4B show a semiconductor laser of a flying head according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view, FIG. 4B is a view from the output surface side, and FIG. (c) is a front view.
【図5】本発明の第5の実施の形態に係る浮上ヘッドに
使用する半導体レーザを示し、同図(a)は縦断面図、
同図(b)は光出力面側から見た図である。FIG. 5 shows a semiconductor laser used for a flying head according to a fifth embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B is a diagram viewed from the light output surface side.
【図6】本発明の第6の実施の形態に係る浮上ヘッドに
用いる半導体レーザを示し、同図(a)は主要部を示す
断面図、同図(b)は出力面側から見た図である。6A and 6B show a semiconductor laser used for a flying head according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a sectional view showing a main part, and FIG. 6B is a view seen from an output surface side. It is.
【図7】本発明の第7の実施の形態に係る浮上ヘッドを
示し、同図(a)は断面図、同図(b)の底面図であ
る。7A and 7B show a flying head according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 7A is a sectional view and FIG. 7B is a bottom view of FIG.
【図8】本発明の第8の実施の形態に係るディスク装置
を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a disk device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第9の実施の形態に係るリング型半導
体レーザを示し、(a)はその縦断面図、(b)は
(a)におけるA−A線断面図、(c),(d)は光出
力面側から見た図である。9A and 9B show a ring-type semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a longitudinal sectional view, FIG. 9B is a sectional view taken along the line AA in FIG. (D) is the figure seen from the light output surface side.
【図10】(a)〜(d)は、第9の実施の形態の変形
例のリング型半導体レーザの主要部を示す図である。FIGS. 10A to 10D are diagrams illustrating a main part of a ring-type semiconductor laser according to a modification of the ninth embodiment; FIGS.
【図11】(a),(b)は、第9の実施の形態の他の
変形例のリング型半導体レーザの光出力面から見た図で
ある。FIGS. 11A and 11B are diagrams of a ring-type semiconductor laser according to another modification of the ninth embodiment, as viewed from the light output surface.
【図12】本発明の第10の実施の形態に係るリング型
半導体レーザを示し、同図(a)は縦断面図、同図
(b)は出力面側から見た図である。FIGS. 12A and 12B show a ring-type semiconductor laser according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 12A is a longitudinal sectional view, and FIG. 12B is a view seen from the output surface side.
【図13】(a)〜(d)は、第10の実施の形態の変
形例のリング型半導体レーザの主要部を示す図である。FIGS. 13A to 13D are views showing a main part of a ring-type semiconductor laser according to a modification of the tenth embodiment; FIGS.
【図14】(a)〜(d)は、第10の実施の形態の他
の変形例のリング型半導体レーザの光出力面から見た図
である。FIGS. 14A to 14D are diagrams as viewed from the light output surface of a ring-type semiconductor laser according to another modification of the tenth embodiment.
【図15】本発明の第11の実施の形態に係るリング型
半導体レーザを示し、同図(a)は縦断面図、同図
(b)は光出力面側から見た図である。FIGS. 15A and 15B show a ring-type semiconductor laser according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 15A is a longitudinal sectional view, and FIG. 15B is a view seen from the light output surface side.
【図16】従来の開口付き半導体レーザを用いた浮上ヘ
ッドを示す。FIG. 16 shows a flying head using a conventional semiconductor laser with openings.
【図17】従来浮上ヘッド用開口付き自己結合型半導体
レーザを示す。FIG. 17 shows a conventional self-coupled semiconductor laser having an opening for a flying head.
【図18】従来の開口付き自己結合型半導体レーザの出
力面付近の形状と出力光の強度変化を示す。FIG. 18 shows a shape near an output surface of a conventional self-coupled semiconductor laser with an aperture and a change in intensity of output light.
【図19】従来の開口付き自己結合型半導体レーザの出
力の開口サイズ依存性を示す。FIG. 19 shows the aperture size dependence of the output of a conventional self-coupled semiconductor laser with an aperture.
1 浮上ヘッド 2 リング型半導体レーザ 3 半導体結晶 3a〜3d 界面 4 活性領域 5a〜5d 界面 6 微小金属体 6a 微小開口 7 レーザ光 8 レーザ出力光 9 光ディスク 9a 記録媒体 9b 基板 11 浮上スライダー 11a 後端面 11b スライダー面 12 凹部 13 凸部 28a 陽電極 19 回折格子 19 回折格子 19’ プリズム 19” レンズ 19a,19b 高反射多層膜 21 基板 21a エッチング穴 22,24 クラッド層 22a,22b スペーサ層 23,23a 活性層 24a スペーサ層 25,25a 電流狭窄層 25b スリット 26 キャップ層 27 陰電極 27a 陰電極 28,28a 陽電極 29 保護膜 29a 金属遮光膜 30,30a 光検出素子 31 電極 32 イオン打ち込み層 33 結晶層 34 型スペーサ層 35 位相調整層 40 薄膜磁気トランスデューサ 41,42 誘電体膜 43a コイル下部 43b コイル上部 44 磁気コア 46 ヨーク部 46a ヨーク延長部 47 磁極部 47a 磁極先端部 48 磁気ギャップ 49 リード線 49a 電極パッド 50 磁気センサ 51 磁気遮蔽膜 52 電極 53 スピンバルブ 53a 先端部 54,55 絶縁膜 56 接着層 63 接着層 100 ディスク装置 111a 後端部 110a 高反射多層膜 110c 高反射多層膜 110b 低反射多層膜 130 回転軸 133 サスペンション 133a 回動軸 143 回転型リニアモータ θ1,θ2 入射角DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Floating head 2 Ring type semiconductor laser 3 Semiconductor crystal 3a-3d interface 4 Active region 5a-5d interface 6 Micro metal body 6a Micro opening 7 Laser light 8 Laser output light 9 Optical disk 9a Recording medium 9b Substrate 11 Floating slider 11a Rear end face 11b Slider surface 12 Concave part 13 Convex part 28a Positive electrode 19 Diffraction grating 19 Diffraction grating 19 'Prism 19 "Lens 19a, 19b High reflection multilayer film 21 Substrate 21a Etching hole 22, 24 Cladding layer 22a, 22b Spacer layer 23, 23a Active layer 24a Spacer layer 25, 25a Current blocking layer 25b Slit 26 Cap layer 27 Negative electrode 27a Negative electrode 28, 28a Positive electrode 29 Protective film 29a Metal light shielding film 30, 30a Photodetector 31 Electrode 32 Ion implantation layer 33 Crystal layer 34 type spacer 35 Phase adjustment layer 40 Thin film magnetic transducer 41, 42 Dielectric film 43a Coil lower part 43b Coil upper part 44 Magnetic core 46 Yoke part 46a Yoke extension part 47 Magnetic pole part 47a Magnetic pole tip part 48 Magnetic gap 49 Lead wire 49a Electrode pad 50 Magnetic sensor 51 Magnetic shield film 52 Electrode 53 Spin valve 53a Tip 54,55 Insulating film 56 Adhesive layer 63 Adhesive layer 100 Disk device 111a Rear end 110a High reflective multilayer film 110c High reflective multilayer film 110b Low reflective multilayer film 130 Rotating shaft 133 Suspension 133a Rotating shaft 143 Rotary linear motor θ 1 , θ 2 Incident angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 5/02 G11B 5/02 T 5F073 5/39 5/39 7/125 7/125 A 7/13 7/13 7/135 7/135 Z 11/10 502 11/10 502Z 11/105 561 11/105 561E 566 566C 566E 21/21 101 21/21 101Z Fターム(参考) 2H049 AA12 AA14 AA37 AA57 CA11 CA15 CA17 CA28 5D034 BA02 BB01 CA06 5D075 AA03 CD06 CF03 5D091 AA08 CC24 HH20 5D119 AA10 AA11 AA22 AA24 AA43 BA01 CA06 DA01 DA05 FA05 FA16 FA18 MA06 NA04 NA07 5F073 AA66 BA05 CA06 CB02 DA22 EA24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 5/02 G11B 5/02 T 5F073 5/39 5/39 7/125 7/125 A 7/13 7 / 13 7/135 7/135 Z 11/10 502 11/10 502Z 11/105 561 11/105 561E 566 566C 566E 21/21 101 21/21 101Z F-term (reference) 2H049 AA12 AA14 AA37 AA57 CA11 CA15 CA17 CA28 5D034 BA02 BB01 CA06 5D075 AA03 CD06 CF03 5D091 AA08 CC24 HH20 5D119 AA10 AA11 AA22 AA24 AA43 BA01 CA06 DA01 DA05 FA05 FA16 FA18 MA06 NA04 NA07 5F073 AA66 BA05 CA06 CB02 DA22 EA24
Claims (56)
ング状の光共振器を有する半導体レーザにおいて、 前記レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の界
面のうちの1つの界面において反射される位置に形成さ
れた微小金属体を備えたことを特徴とする半導体レー
ザ。1. A semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces, wherein a laser beam generated by the laser oscillation is reflected at one of the plurality of interfaces. A semiconductor laser comprising a minute metal body formed at a position.
面に形成された構成の請求項1記載の半導体レーザ。2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said minute metal body is formed on an outer surface of said one interface.
数の界面の外表面に形成された構成の請求項1記載の半
導体レーザ。3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein a dielectric film or a dielectric multilayer film is formed on outer surfaces of said plurality of interfaces.
電体多層膜が設けられ、 前記微小金属体は、前記誘電体膜あるいは前記誘電体多
層膜に埋め込まれて形成された構成の請求項1記載の半
導体レーザ。4. A structure in which a dielectric film or a dielectric multilayer film is provided on said one interface, and wherein said minute metal body is formed by being embedded in said dielectric film or said dielectric multilayer film. Item 2. The semiconductor laser according to item 1.
るレーザ光のサイズよりも小さい構成の請求項1記載の
半導体レーザ。5. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said minute metal body has a configuration smaller than a size of laser light at said one interface.
された活性層に対して平行方向に形成された構成の請求
項1記載の半導体レーザ。6. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said optical resonator is formed in a direction parallel to an active layer formed in parallel with a semiconductor substrate.
域を限定することによって前記レーザ発振を行う領域が
形成された構成の請求項6記載の半導体レーザ。7. The semiconductor laser according to claim 6, wherein the active layer has a region in which the laser oscillation is formed by limiting a current region by a current confinement layer.
は長円形を有し、かつ、その長手方向が前記活性層に対
して垂直な方向に形成された構成の請求項6記載の半導
体レーザ。8. The semiconductor laser according to claim 6, wherein said minute metal body has a rectangular, elliptical or elliptical shape, and a longitudinal direction thereof is formed in a direction perpendicular to said active layer. .
された活性層を横切って形成された構成の請求項1記載
の半導体レーザ。9. The semiconductor laser according to claim 1, wherein said optical resonator is formed so as to cross an active layer formed in parallel with a semiconductor substrate.
求項9記載の半導体レーザ。10. The semiconductor laser according to claim 9, wherein a plurality of said active layers are formed.
ッチングによって除去することにより形成された界面を
含む構成の請求項9記載の半導体レーザ。11. The semiconductor laser according to claim 9, wherein said plurality of interfaces include an interface formed by removing said semiconductor substrate by etching.
より限定された活性領域を有する構成の請求項9記載の
半導体レーザ。12. The semiconductor laser according to claim 9, wherein said active layer has an active region defined by a structure for narrowing a current.
リング状の光共振器を有する半導体レーザにおいて、 前記レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の界
面のうちの1つの界面において反射される位置に形成さ
れた微小開口を有する金属遮光体を備えたことを特徴と
する半導体レーザ。13. A semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces, wherein a laser beam generated by the laser oscillation is reflected at one of the plurality of interfaces. A semiconductor laser comprising a metal light-shielding body having a minute opening formed at a position where the light-shielding member is formed.
さくなるテーパー形状を有する構成の請求項13記載の
半導体レーザ。14. The semiconductor laser according to claim 13, wherein said fine aperture has a tapered shape whose cross section becomes smaller outward.
に配置された微小金属体を備えた構成の請求項13記載
の半導体レーザ。15. The semiconductor laser according to claim 13, wherein said metal light-shielding member has a minute metal member disposed at the center of said minute opening.
リング状の光共振器を有する半導体レーザにおいて、 前記レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の界
面のうちの1つの界面において反射される位置に形成さ
れ、前記レーザ光の反射を阻止して前記レーザ光を外部
に放射する波面変換部材を備えたことを特徴とする半導
体レーザ。16. A semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces, wherein a laser beam generated by the laser oscillation is reflected at one of the plurality of interfaces. A semiconductor laser having a wavefront conversion member formed at a position where the laser light is reflected and the laser light is emitted to the outside while preventing reflection of the laser light.
内部のレーザ波長と同程度あるいはそれ以下のサイズを
有する構成の請求項16記載の半導体レーザ。17. The semiconductor laser according to claim 16, wherein said wavefront converting member has a size equal to or smaller than a laser wavelength inside said semiconductor laser.
光の波長よりも長いスリットにより形成された構成の請
求項16記載の半導体レーザ。18. The semiconductor laser according to claim 16, wherein said wavefront conversion member is formed by a slit having one side longer than a wavelength of said laser light.
有する金属膜あるいは誘電体多層膜から構成された請求
項16記載の半導体レーザ。19. The semiconductor laser according to claim 16, wherein said wavefront converting member is formed of a metal film having a center of a minute opening or a dielectric multilayer film.
さくなるテーパー形状を有する構成の請求項19記載の
半導体レーザ。20. The semiconductor laser according to claim 19, wherein said minute aperture has a tapered shape whose cross section becomes smaller outward.
央に微小金属体を備えた構成の請求項19項記載の半導
体レーザ。21. The semiconductor laser according to claim 19, wherein said wavefront conversion member has a minute metal body at the center of said minute opening.
された構成の請求項16記載の半導体レーザ。22. The semiconductor laser according to claim 16, wherein said wavefront conversion member is formed from a diffraction grating.
成された構成の請求項16記載の半導体レーザ。23. The semiconductor laser according to claim 16, wherein said wavefront converting member is formed from a hologram.
た構成の請求項22又は23記載の半導体レーザ。24. The semiconductor laser according to claim 22, wherein said wavefront converting member is formed in a straight line.
るように同心円状に形成された構成の請求項22又は2
3記載の半導体レーザ。25. The wavefront conversion member according to claim 22, wherein the wavefront conversion member is formed concentrically so as to have a lens effect.
3. The semiconductor laser according to 3.
横切るように形成され、複数の界面で反射してレーザ発
振を行うリング状の光共振器を有する半導体レーザにお
いて、 前記レーザ発振により発生するレーザ光が前記複数の界
面のうちの1つの界面において反射される位置に形成さ
れ、前記レーザの反射を阻止して前記レーザ光を外部に
放射する波面変換部材を備えたことを特徴とする半導体
レーザ。26. A semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator formed so as to cross an active layer formed in parallel with a semiconductor substrate and reflecting at a plurality of interfaces to perform laser oscillation, wherein the semiconductor laser is generated by the laser oscillation. And a wavefront conversion member that is formed at a position where the laser light to be reflected is reflected at one of the plurality of interfaces, and that reflects the laser light and emits the laser light to the outside. Semiconductor laser.
求項26記載の半導体レーザ。27. The semiconductor laser according to claim 26, wherein a plurality of said active layers are formed.
領域を限定することによって前記レーザ発振を行う領域
が形成された構成の請求項26記載の半導体レーザ。28. The semiconductor laser according to claim 26, wherein said active layer has a structure in which a region for performing said laser oscillation is formed by defining a current region by a current confinement layer.
に形成された構成の請求項28記載の半導体レーザ。29. The semiconductor laser according to claim 28, wherein said laser oscillation region is formed concentrically.
に形成された構成の請求項28記載の半導体レーザ。30. The semiconductor laser according to claim 28, wherein said laser oscillation region is formed in a sheet shape.
界面の外表面に形成された構成の請求項26記載の半導
体レーザ。31. The semiconductor laser according to claim 26, wherein a semiconductor or a dielectric film is formed on outer surfaces of said plurality of interfaces.
前記複数の界面の外表面に形成された構成の請求項26
記載の半導体レーザ。32. A multi-layer dielectric film or a multi-layer semiconductor film comprising:
27. A structure formed on outer surfaces of the plurality of interfaces.
A semiconductor laser as described in the above.
ングによって除去することにより形成された界面を含む
構成の請求項26記載の半導体レーザ。33. The semiconductor laser according to claim 26, wherein said plurality of interfaces include an interface formed by removing a semiconductor substrate by etching.
形状を有する誘電体あるいは半導体から構成された請求
項26記載の半導体レーザ。34. The semiconductor laser according to claim 26, wherein said wavefront converting member is made of a dielectric or semiconductor having a conical or pyramid shape.
の形状を有する誘電体あるいは半導体から構成された請
求項26記載の半導体レーザ。35. The semiconductor laser according to claim 26, wherein said wavefront converting member is made of a dielectric or semiconductor having a spherical or aspherical shape.
する浮上ヘッドにおいて、 複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共
振器を有する半導体レーザを備えたことを特徴とする浮
上ヘッド。36. A flying head floating by an air flow caused by rotation of a disk, comprising: a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that reflects laser light at a plurality of interfaces to perform laser oscillation.
より発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの前記デ
ィスクに対向する1つの界面において反射される位置に
形成された微小金属体を備えた構成の請求項36記載の
浮上ヘッド。37. A semiconductor laser comprising: a minute metal body formed at a position where a laser beam generated by the laser oscillation is reflected at one of the plurality of interfaces facing the disk. The flying head according to claim 36.
前記空気流の下流側の面に、半導体レーザ駆動用の電極
を含む側面を接着して設けられた構成の請求項36記載
の浮上ヘッド。38. The flying head according to claim 36, wherein the semiconductor laser is provided by bonding a side surface including an electrode for driving the semiconductor laser to a surface of the flying slider on the downstream side of the airflow.
前記空気流の下流側の面に、半導体レーザ駆動用の電極
を含まない側面を接着して設けられた構成の請求項36
記載の浮上ヘッド。39. The semiconductor laser according to claim 36, wherein a side surface not including an electrode for driving the semiconductor laser is bonded to a surface of the floating slider on the downstream side of the airflow.
The flying head as described.
向する面に浮上力を発生する面が形成された構成の請求
項36記載の浮上ヘッド。40. The flying head according to claim 36, wherein the semiconductor laser has a surface on which a floating force is generated on a surface facing the disk.
する浮上ヘッドにおいて、 複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共
振器を有する半導体レーザと、 前記半導体レーザの前記レーザ発振により発生するレー
ザ光が前記複数の界面のうちの前記ディスクに対向する
1つの界面において反射される位置に形成された微小金
属体と、 前記微小金属体が形成された前記1つの界面の近傍にレ
ーザ用結晶を用いて形成された光検出素子とを備えたこ
とを特徴とする浮上ヘッド。41. A flying head floating by an air flow caused by rotation of a disk, comprising: a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that reflects at a plurality of interfaces to perform laser oscillation; and a laser generated by the laser oscillation of the semiconductor laser. A minute metal body formed at a position at which one of the plurality of interfaces is reflected at one of the interfaces facing the disk, and a laser beam near the one interface at which the minute metal body is formed. A flying head comprising: a photodetector formed using a crystal.
置を中心として2分割されて形成された構成の請求項4
1記載の浮上ヘッド。42. A structure in which the photodetector is formed by being divided into two parts around the position of the minute metal body.
1. The flying head according to 1.
する浮上ヘッドにおいて、 複数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共
振器を有する半導体レーザと、 磁気ギャップを形成するコアを含む磁気回路、および前
記コアに巻回されたコイルを有する薄膜磁気トランスデ
ューサとを備えたことを特徴とする浮上ヘッド。43. A floating head, which flies by an air flow caused by rotation of a disk, comprising: a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator that performs laser oscillation by reflecting at a plurality of interfaces; and a magnetic head including a core that forms a magnetic gap. A flying head comprising: a circuit; and a thin film magnetic transducer having a coil wound around the core.
より発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの1つの
界面において反射される位置に形成された構成の請求項
43記載の浮上ヘッド。44. A flying head according to claim 43, wherein said magnetic gap is formed at a position where a laser beam generated by said laser oscillation is reflected at one of said plurality of interfaces.
より発生するレーザ光が前記複数の界面のうちの1つの
界面において反射される位置に形成された微小金属体を
備え、 前記薄膜磁気トランスデューサの前記磁気ギャップは、
前記微小金属体の近傍に形成された構成の請求項43記
載の浮上ヘッド。45. The semiconductor laser according to claim 31, further comprising: a minute metal member formed at a position where a laser beam generated by the laser oscillation is reflected at one of the plurality of interfaces. The magnetic gap is
The flying head according to claim 43, wherein the flying head is formed near the minute metal body.
対して前記空気流の下流側に配置された構成の請求項4
5記載の浮上ヘッド。46. A structure according to claim 4, wherein said magnetic gap is disposed downstream of said air flow with respect to said minute metal body.
5. The flying head according to 5.
イルおよび前記コアは、半導体レーザ駆動用の電極が形
成された側面に積層されて形成された構成の請求項43
記載の浮上ヘッド。47. The structure of claim 43, wherein said coil and said core of said thin-film magnetic transducer are formed on a side surface on which electrodes for driving a semiconductor laser are formed.
The flying head as described.
ャップは、前記半導体レーザの電極の形成された側面に
積層されて形成された構成の請求項43記載の浮上ヘッ
ド。48. The flying head according to claim 43, wherein the magnetic gap of the thin-film magnetic transducer is formed so as to be laminated on the side surface on which the electrode of the semiconductor laser is formed.
録トラックに対して垂直に配置された構成の請求項43
記載の浮上ヘッド。49. A structure according to claim 43, wherein said magnetic gap is arranged perpendicular to a recording track of said disk.
The flying head as described.
録トラックに対して平行に配置された構成の請求項43
記載の浮上ヘッド。50. A structure according to claim 43, wherein said magnetic gap is arranged in parallel with a recording track of said disk.
The flying head as described.
信号の再生を行う構成の請求項45記載の浮上ヘッド。51. A flying head according to claim 45, wherein a signal is reproduced by using said thin-film magnetic transducer.
する浮上ヘッドにおいて、 前記空気流によって浮上力を発生する浮上スライダと、 前記浮上スライダの前記空気流の下流側に形成され、複
数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共振
器を有する半導体レーザと、 磁気ギャップを形成するコアを含む磁気回路、および前
記コアに巻回されたコイルを有する薄膜磁気トランスデ
ューサと、 磁気抵抗効果を用いて磁界を検出する磁気センサとを備
えたことを特徴とする浮上ヘッド。52. A flying head, which floats by an air flow due to rotation of a disk, comprising: a flying slider that generates a floating force by the air flow; Using a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator for performing laser oscillation, a magnetic circuit including a core forming a magnetic gap, a thin-film magnetic transducer having a coil wound around the core, and a magnetoresistive effect And a magnetic sensor for detecting a magnetic field.
する浮上ヘッドにおいて、 前記空気流によって浮上力を発生する浮上スライダと、 前記浮上スライダの前記空気流の下流側に形成され、複
数の界面で反射してレーザ発振を行うリング状の光共振
器を有する半導体レーザと、 磁気ギャップを形成するコアを含む磁気回路、および前
記コアに巻回されたコイルを有する薄膜磁気トランスデ
ューサと、 前記複数の界面のうちの前記ディスクに対向する1つの
界面の近傍にレーザ用結晶を用いて形成された光検出素
子とを備えたことを特徴とする浮上ヘッド。53. A flying head, which floats by an air flow due to rotation of a disk, comprising: a flying slider that generates a floating force by the air flow; A semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator for performing laser oscillation, a magnetic circuit including a core forming a magnetic gap, and a thin-film magnetic transducer having a coil wound around the core; A flying head comprising: a photodetector formed by using a laser crystal in the vicinity of one interface facing the disk.
れた構成の請求項53記載の浮上ヘッド。54. A flying head according to claim 53, wherein said light detecting element is formed by being divided into two parts.
振器を有する半導体レーザを有し、前記ディスクの回転
による空気流により浮上する浮上ヘッドと、 前記浮上ヘッドを前記ディスクに対して走査する走査手
段と、 前記半導体レーザおよび前記走査手段を制御して前記デ
ィスクの前記記録媒体に対して情報の記録および再生を
行う制御手段とを備えたことを特徴とするディスク装
置。55. A disk comprising: a disk on which a recording medium is formed; rotating means for rotating the disk; and a semiconductor laser having a ring-shaped optical resonator for reflecting a plurality of interfaces to perform laser oscillation. A flying head that floats by an airflow caused by rotation of the disk; a scanning unit that scans the flying head against the disk; and a device that controls the semiconductor laser and the scanning unit to record information on the recording medium of the disk. And a control means for performing reproduction.
録時あるいは再生時にパルス点灯させる構成の請求項5
5記載のディスク装置。56. A control device according to claim 5, wherein said control means turns on said semiconductor laser during recording or reproduction.
6. The disk device according to 5.
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