[发明专利]近场光发生装置和方法以及信息记录和再现装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过将光照射到由导电材料构成的散射器来产生近场光的近场光发生装置、产生近场光的方法以及信息记录和再现装置。

背景技术

近来，作为形成超过光衍射极限的微小光斑的方法，使用被称作近场光的局部电磁场逐渐受到重视。例如，在信息记录设备领域内，通过使用近场光形成的微小光斑的热辅助电磁记录作为下一代高密度磁记录的新兴技术逐渐受到重视。这种热辅助电磁记录技术能够防止在磁性记录介质的磁记录时的热波动，并且具有很高的矫顽磁性(coercivity)。具体的说，光被聚集在磁记录介质表面以局部提高磁记录介质的温度。在温度被升高的磁性记录介质部分上，磁记录介质的矫顽磁力减小，从而使用标准磁头的磁记录变得可行。为了获得高密度磁记录，聚集光斑的尺寸需要更小，由此已经试图使用超过光衍射极限的近场光技术。作为使用近场光实现微小聚光斑的方法，使用金属散射器的表面等离子振子(plasmon)谐振的方法是可行的，并且因为散射器的结构对于聚光效率和光斑尺寸影响很大，目前已经进行各种研究。

参看图1，具体说明使用金属散射器的表面等离子振子谐振来实现最小聚光斑的方法的示例。如图1所示，在通常用光学透明材料制成的基板401的平面上形成了杆状的导电材料制成的散射器410。通过设置散射器410，使得散射器410的纵向和照射在散射器410的传播光Li的偏振方向互相一致，并且通过适当选择散射器410的纵向长度，以满足激发表面等离子振子的条件，从而在散射器410上激发表面等离子振子。

如果传播光Li从基板401一侧照射到已经设置满足上述适当条件的散射器410上，如图2所示，图2是沿图1中虚线的截面图，在被传播光Li照射的散射器410的光接收面410d上，以及位于光接收面410d相对侧的光出射面410e上，后者相对着(oppose)被近场光照射的被照射主体450，由入射的传播光Li的电场引起了电荷偏置。该电荷偏置的振荡即为表面等离子振子，并且如果该表面等离子振子的谐振波长和入射光Li的波长互相一致，其变成称作表面等离子振子谐振的谐振条件，并且散射器410变成在与入射的传播光Li的偏振方向相对应的方向上强偏振的电偶极，如图2的箭头P所示。随后，在散射器410的纵向两端附近产生很大的电磁场，并且产生了一个近场光Ln。如图2所示，在散射器410的光接收面410d和光出射面410e上都产生了近场光Ln，然而各个最优谐振波长根据周围结构的材料和形状而不同。在考虑照射受照体450例如信息记录/再现介质等等的近场光时，可以调整周围结构的形状，使得光接收面410e内的近场光更强。

通过采用上述方法，可以由传播光产生具有微小光斑的近场光；然而，期望由传播光到近场光具有很高的转换效率。这是因为如果转换效率很高，可以抑制用于获得近场光的所期望能量的所需发光源例如LD等的功率，以贡献于减小近场光发生装置的功率消耗和尺寸。另外，当使用聚光元件来聚集发光源的光来照射时，能够使用具有相对较小数值孔径的聚光元件，并且光学调整比起需要相对较高数值孔径的聚光元件时变得相当简单，由此能够提高设备的效率。

为了获得高转换效率，例如，日本未审专利申请公开号2003-114184公开了制造散射器的技术，其中散射器的形状是散射器的宽度朝向产生近场光的尖端部分减小，例如平面三角形。该申请还公开了使用具有宽度减小的形状的两个散射器的技术，并且设置散射器使得窄尖端部分互相靠近，以进一步增强所产生的近场光。

如上述日本公开申请所述，为了实现朝向产生近场光的部分减小散射器宽度的形状，通常由于散射器的尺寸非常小，例如等于或小于入射光的波长，这取决于所希望的形成散射器的位置以及处理条件，因此很难使散射器的形状接近最优形状。另外，如上所述，为了在使用具有窄尖端部分(产生近场光的位置)的一对散射器时实现更高的转换效率，并将窄尖端部分互相靠近设置，所需尖端部分之间的间隙为几个10nm或更小。由此，存在的问题是，制造散射器变得非常困难，并且将散射器投入大批量生产也非常困难。

因此，所需要的是能够不依赖于散射器的形状而有效地产生近场光。

发明内容