[发明专利]具有光学波导和近场换能器的热辅助记录头

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储系统，更特别地，涉及用于热辅助记录的具有近场 换能器(transducer)的写头。

背景技术

计算机的核心是磁盘驱动器，磁盘驱动器通常包括旋转磁盘、具有读头 和写头的滑块、在旋转盘上方的悬架和摆动悬架从而将读和/或写头置于旋转 盘上的选定环形道上方的致动器臂。当盘不旋转时，悬架将滑块偏置得接触 盘的表面，除非有加载/卸载坡道从而不发生与盘接触；然而，当盘旋转时， 空气被与滑块的气垫面(ABS)相邻的旋转盘旋动，导致滑块骑在空气承垫 上，距旋转盘的表面一小的距离。当滑块骑在空气承垫上时，写和读头被用 来写磁印到旋转盘和从旋转盘读取磁信号场。读和写头连接到根据计算机程 序操作的处理电路从而实施写和读功能。

当前对盘驱动器中使用的磁介质的更高存储位密度的探求已经将数据 单元的大小(体积)减小到单元尺寸受限于磁材料的颗粒尺寸(grain size) 的程度。尽管颗粒尺寸能进一步减小，但是担心存储于单元内的数据不再是 热稳定的，因为在环境温度的随机热波动足以擦除数据。该状态描述为超顺 磁极限，其确定给定磁介质的最大理论存储密度。该极限可通过增大磁介质 的矫顽力或者降低温度来得到提升。当设计硬盘驱动器用于商业和消费用途 时，降低温度不是实用的选择。提高矫顽力是实用方案，但是需要采用更高 磁矩材料的写头或者诸如垂直记录的技术(或者两者)。

已经提出了另一方案，其采用热来降低磁介质表面上的局部区域的有效 矫顽力且在该加热区域中写数据。在冷却介质至环境温度后，数据状态变成 “固定的”。该技术宽泛地称为“热辅助(磁)记录”，TAR或TAMR。它能 应用到纵向或垂直记录系统，尽管现有的最高密度存储系统更可能是垂直记 录系统。介质表面的加热已通过多种技术实现，例如聚焦激光束或近场光源。

授予Stancil等人的美国专利No.6,999,384公开了磁介质的近场加热， 其通过引用而包含于此。

需要的是进一步改善TAR系统的途径。

发明内容

根据一实施例，一种装置包括：包括导电金属膜的近场换能器，所述导 电金属膜具有带前和后边缘的主体以及从该主体的前边缘延伸的脊。此外， 所述装置包括用于照射该近场换能器的光学波导，其中该脊和该主体的后边 缘之间的距离为约60和约240nm之间。

在另一实施例中，一种装置包括：包括导电金属膜的近场换能器，所述 导电金属膜具有带前和后边缘的主体以及从该主体的前边缘延伸的脊。此 外，所述装置包括用于照射该近场换能器的光学波导，其中该脊和该主体的 后边缘之间的距离是在被照射时所述近场换能器上的表面等离子体激元 (surface plasmon)的波长的约25％和约75％之间。

在另一实施例中，一种装置包括：包括导电金属膜的近场换能器，所述 导电金属膜具有带前和后边缘的主体以及从所述主体的前边缘延伸的脊。此 外，所述装置包括用于照射所述近场换能器的光学波导，其中所述后边缘与 所述光学波导的芯层大致对准。

这些实施例中的任何一个可以实施在磁数据存储系统例如盘驱动系统 中，该磁数据存储系统可包括磁头，用于使磁介质(例如硬盘)经过该磁头 的驱动机构，以及电耦接到该磁头的控制器。

本发明的其他方面和优点将从下面的详细描述变得显然，下面的详细描 述结合附图以示例的方式说明了本发明的原理。

附图说明

为了充分理解本发明的本质和优点，以及优选使用模式，请结合附图参 考下面的详细说明。

图1是磁记录盘驱动系统的简化图；

图2A是使用纵向记录形式的记录介质的示意性截面图；

图2B是用于图2A的纵向记录的常规磁记录头和记录介质组合的示意 图；

图2C是使用垂直记录形式的磁记录介质；

图2D是用于在一侧的垂直记录的记录头和记录介质组合的示意图；

图2E是适用于分别在介质两侧记录的记录装置的示意图；

图3A是具有螺旋线圈(helical coil)的垂直磁头的一具体实施例的剖视 图；

图3B是具有螺旋线圈的背负式磁头的一具体实施例的剖视图；

图4A是具有环回线圈(looped coil)的垂直磁头的一具体实施例的剖视 图；