抑制跳模的影響的熱輔助磁記錄頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，并且更具體地，本發(fā)明涉及抑制跳模的影響的熱輔助磁記錄頭及其系統(tǒng)和操作。
【背景技術】
[0002]計算機的心臟是磁硬盤驅動器(HDD)，其通常包括:旋轉的磁盤；具有讀取和寫入頭的滑塊(slider);在旋轉盤上的懸掛臂；以及，致動器臂，其擺動懸掛臂以將讀取和/或寫入頭布置在旋轉盤上的所選擇的圓形軌道上方。該懸掛臂當盤不旋轉時將滑塊偏置得與盤的表面接觸，但是當該盤旋轉時，通過與滑塊的空氣軸承表面(ABS)相鄰的旋轉盤來攪動空氣，使得滑塊離旋轉盤的表面的些微距離地依靠在空氣軸承上。當滑塊依靠在空氣軸承上時，使用寫入和讀取頭來向旋轉盤寫入磁印記，并且從旋轉盤讀取磁信號場。該讀取和寫入頭連接到處理電路，該處理電路根據(jù)計算機程序運行以實現(xiàn)寫入和讀取功能。
[0003]在信息時代中的信息處理的量在迅速地增加。具體地說，期望HDD能夠在它們的有限面積和體積中存儲更多的信息。對于該期望的一種技術途徑是通過提高HDD的記錄密度來增大容量。為了實現(xiàn)更高的記錄密度，記錄比特的進一步的最小化是有效的，這繼而通常要求更小和更小組件的設計。
[0004]將微型化部件的一種嘗試已經導致使用近場光生成元件，并且使用這些頭記錄的方法已經被下文中被提出來實現(xiàn)至少lTb/in2的高密度磁記錄Saga, H.Nemoto, H.Sukeda, and M.Takahashi, Jpn.J.App1.Phys.38, Part I, pp.1839 (1999)。當在傳統(tǒng)磁記錄器件中的記錄密度超過lTb/in2時，通過熱振動的記錄信息的擦除變?yōu)閱栴}。為了防止這一點，增大磁記錄介質的抗磁力。然而，因為該增大限于可以被寫入頭產生的磁場的幅度，但是當抗磁力太高時不可能在介質中形成記錄比特。作為在熱輔助記錄器件中的解決方案，在記錄時刻通過光加熱介質，以降低抗磁力。因此，記錄到高抗磁力是可能的，并且可以實現(xiàn)大于lTb/in2的記錄密度。
[0005]如圖1中所示，示出根據(jù)現(xiàn)有技術的熱輔助磁頭100的一部分，以有助于描述如上所述的熱輔助記錄方法。在該熱輔助磁頭中，必須加熱用于施加磁場的主磁極102附近的磁極。因此，例如，沿著在主磁極102的一側形成波導104，并且，來自半導體激光源106的半導體激光被引導到在主磁極102的前端附近的區(qū)域。
[0006]已經提出了用于安裝半導體激光源106的各種方法。然而，直接在滑塊109上方安裝半導體激光源106的方法向在滑塊108中形成的波導104內引入光，并且將光引導到在ABS附近形成的近場光生成元件110，諸如換能器，其看起來具有最大的希望，因為更容易使用更少的組件、更簡單的配置和更低的成本來實現(xiàn)。
[0007]根據(jù)該方法的熱輔助磁磁記錄的操作原理是:在記錄期間，激光源106發(fā)光，并且激光被引入波導104內。向波導104內引入的光被近場光生成元件110轉換為僅加熱在磁記錄介質112的表面附近的微小區(qū)域的近場光，以加熱在介質112上的局部區(qū)域。通過與經由該加熱將該介質112的局部區(qū)域的溫度增大為接近介質112的磁記錄膜的居里溫度同時地響應于記錄的信息而施加用于調制極性的記錄磁場，將該局部區(qū)域的磁化的方向與在記錄磁場的方向對準，即，可以記錄信息。為了保證在這個熱輔助磁記錄方法中的記錄信息的長期穩(wěn)定，在室溫下的介質112的各向異性磁場必須充分大。即使向未被加熱的區(qū)域施加記錄磁場，那個區(qū)域的磁化也不逆反，并且僅逆反局部加熱的區(qū)域的磁化。因此，通過將這個被加熱的區(qū)域的大小限制為極小的區(qū)域，特高密度記錄變得可能。近場光生成元件110被用作用于加熱極小區(qū)域的熱源。
[0008]主要通過近場光生成元件110的形狀和大小和在介質112和頭100之間的距離來唯一地確定從近場光生成元件110輻射的近場光的大小。實際上，通過在通過近場光的加熱和在介質112中的熱散射之間的平衡來確定的溫度分布而改變被記錄的區(qū)域的大小。具體地說，為了僅在意欲的區(qū)域中記錄，必須精確地控制通過近場光生成元件110的加熱的強度，即，由近場光生成元件110輻射的激光的強度。
[0009]例如，在未經審查的日本專利申請N0.2011-14214中所述的方法提出了一種用于精確地控制該強度的方法。在這個傳統(tǒng)示例中，通過監(jiān)控通過光度輻射導致的在近場光生成元件110中的溫度或在近場光生成元件110附近設置的溫度檢測元件的溫度上的增加，監(jiān)控向近場光生成元件I1引入的光的能量，并且基于該信息，改變和驅動激光源106的輸出。具體地說，可以經由對于光源106的反饋控制通過自動功率控制來校正各種波動(溫度波動、隨著時間的波動)的影響。
[0010]然而，實際上，當通過控制激光源106的溫度變化或驅動電路而改變激光的震蕩波長時，在滑塊108中的波導104中的干涉條件改變，因為光干涉條件也改變。結果，被引導到ABS的光強波動。激光源106的震蕩波長限于由激光震蕩的諧振器模(縱模)確定的分立波長，不必然相對于溫度或驅動電流而唯一地改變，并且顯示出與一種類型的磁滯類似的行為。另外，產生被稱為跳模的現(xiàn)象，其中，當波長如圖2中所示根據(jù)現(xiàn)有技術而改變時，震蕩波長離散地并且在極短時間中從某個縱模向改變到另一個縱模。
[0011]通過激光的松弛振蕩頻率來確定該跳模的速度，但是通過激光源106的震蕩增益和在激光諧振器中的光子的壽命來確定該松弛振蕩頻率，并且該松弛振蕩頻率是極快的速度，通常是幾吉赫(GHz)(近似0.1ns)。具體地說，因為由跳模引起的光波動以Ins或更小的高速出現(xiàn)，所以通過驅動電流控制的電反饋控制實質上不可能，并且令人難以置信地不可行。另外，雖然該跳模取決于由激光源106的溫度引起的產生頻率、注入電流或反射返回光，但是預測是不可能的，因為產生概率實質上是隨機的。當由該跳模引起的波長波動在傳統(tǒng)的熱輔助磁頭100中出現(xiàn)時，到達ABS平面的光的強度，S卩，輔助光強度波動。結果，記錄條件以高速來波動。這些波動作為在記錄抖動上的增大、在信噪比(SNR)上的降低、在記錄軌道寬度上的改變和在相鄰軌道之間的干涉一一相鄰軌道干涉(ATI)—一上的增大而在熱輔助記錄中出現(xiàn)。由于這些不期望的影響，導致錯誤率增大。
[0012]結果，使用傳統(tǒng)熱輔助頭可獲得的記錄密度實質上降低。換句話說，由跳模引起的功率波動變?yōu)閷τ谕ㄟ^熱輔助的高密度記錄的實現(xiàn)方式的大的障礙。

【發(fā)明內容】

[0013]在一個實施例中，一種器件包括激光單元，所述激光單元被配置為產生激光，所述激光單元包括沿平行于激光發(fā)射的方向具有長度(LI)的激光諧振器；以及，滑塊，所述滑塊沿垂直于滑塊的面向介質的表面的方向具有長度(L2)，所述滑塊包括:主磁極，所述主磁極被配置為向磁介質寫入數(shù)據(jù)；近場光生成元件，所述近場光生成元件被配置為當向其提供激光時產生近場光，以在通過加熱磁介質的局部區(qū)域而向磁介質寫入數(shù)據(jù)中輔助主磁極；以及，波導，所述波導被配置為將激光引導到近場光生成元件，所述波導包括圍繞芯的包層，其中，所述激光諧振器的縱模的間隔等于波導的光干涉周期的整數(shù)倍的大約5%范圍內。
[0014]在另一個實施例中，一種用于形成熱輔助磁頭的方法包括:形成滑塊，所述滑塊沿垂直于滑塊的面向介質的表面的方向具有長度(L2);并且，將被配置為產生激光的激光單元耦合到滑塊，所述激光單元包括激光諧振器，所述激光諧振器沿平行于激光發(fā)射的方向具有長度(LI)，其中，所述滑塊包括:主磁極，所述主磁極被配置為向磁介質寫入數(shù)據(jù)；近場光生成元件，所述近場光生成元件被配置為當向其提供激光時產生近場光，以在通過加熱磁介質的局部區(qū)域而向磁介質寫入數(shù)據(jù)時輔助主磁極；以及，波導，所述波導被配置為將激光引導到近場光生成元件，所述波導包括圍繞芯的包層，其中，所述激光諧振器的縱模的間隔等于波導的光干涉周期的整數(shù)倍的大約5%范圍內。
[0015]可以在諸如硬盤驅動器的磁數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中實現(xiàn)這些實施例的任何一個，所述盤驅動系統(tǒng)可以包括:磁頭、用于在磁頭上方通過磁介質(例如，硬盤)的驅動機構；以及，控制器，所述控制器電耦合到磁頭。
[0016]通過下面的詳細說明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得清楚，該詳細說明當結合附圖被采取時通過示例說明了本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0017]為了本發(fā)明的特性和優(yōu)點以及優(yōu)選使用模式的更全面的理解，應當參考結合附圖閱讀的下面的詳細說明。
[0018]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的熱輔助磁頭的一部分。
[0019]圖2是用于經歷了跳模的傳統(tǒng)熱輔助磁頭的功率對時間的繪圖。
[0020]圖3A是比較經歷了跳模的傳統(tǒng)熱輔助磁頭和根據(jù)一個實施例的熱輔助頭的功率對時間的繪圖。
[0021]圖3B是比較用于傳統(tǒng)熱輔助磁頭和根據(jù)一個實施例的熱輔助頭的輸出功率對驅動電流的繪圖。
[0022]圖4是根據(jù)一個實施例的熱輔助磁頭的示意圖。
[0023]圖5示出根據(jù)一個實施例的近場光生成元件的結構。
[0024]圖6A-6B示出在幾個實施例中的在滑塊中的彎曲波導的示例。
[0025]圖7A-7B示出了根據(jù)幾個實施例的、在包含通過近場光生成元件的斜反射的滑塊中的彎曲波導的示例。
[0026]圖8A-8B示出了用于傳統(tǒng)波導結構和根據(jù)一個實施例的波導結構的光通量對波長的繪圖。
[0027]圖9示出當改變磁頭的溫度時的功率波動的工作示例。
[0028]圖10示出用于檢查相對于激光單元諧振器和波導的光學長度比的功率波動的