光元件集成头制造技术

提供一种光元件集成头，将激光器元件产生的光高效地引导到头前端，利用减少了部件数目的紧凑的有源对准法的安装，实现减少了从光源到记录媒体产生的传播损耗的光的高利用效率。该光元件集成头的特征在于：在子安装体上安装的光源元件具有在其一个端面的至少一部分上具有倾斜面并用该倾斜面使来自光源元件的输出光反射的镜部、进而包含贯通子安装体使光通过的透镜结构的结构构件和贯通安装上述的子安装体的滑块设置的光导波路，在子安装体上安装了光源元件的“载体上芯片”结构中使用光的有源对准进行光源与滑块的位置重合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光元件集成头，特别是涉及在高记录密度的信息记录 装置、具备光记录媒体和利用激光写入记录媒体的单元的光记录装 置、以及具备磁记录媒体和利用磁场写入记录媒体的单元和利用激光 加热记录媒体的单元的光磁混合记录装置中的具备将激光引导到记 录媒体上的结构的光元件集成头。
技术介绍
伴随近年来的信息化社会的发展，声音或影像的数字化和高图像 质量化得到了进展，互联网的数据通信量显著地增加了。伴随于此， 要求服务器等中存储的电子数据量增加、信息记录系统的大容量化。 作为信息记录装置之一，对在计算机等中安装的光盘和磁盘装置来 说，为了存储庞大的信息而不使装置大型化，要求高记录密度化。高 密度化意味着记录比特尺寸的微小化。在光盘中，可使用利用透镜将激光的光点缩小到比特尺寸的方 法，在光点尺寸的微细化中，激光的短波长化是有效的。用波长与在 聚焦中使用的透镜的数值孔径的比来表示用透镜对光进行了聚焦的 最小光点直径，波长越短，对高密度化越有利。但是，在由激光的短波长化实现的小光点化中，在高密度化方面存在极限，在以Tb/ii^级 的记录密度要求的比特尺寸中，需要更小的光点。为了解决该问题， 研究了不利用透镜的聚焦而使记录媒体与头的距离变窄并利用了近 接场光的光点尺寸的微细化。为了实现磁盘装置的高记录密度化，必须使记录媒体与头的距离 变窄并使磁记录媒体的磁性膜的晶粒粒径微细化。在磁记录媒体中， 使晶粒粒径微细化这一点伴随粒子在热的方面变得不稳定这样的问题。为了在使晶粒粒径微细化的同时确保热稳定性，增大矫顽力是有 效的。随着矫顽力的增加，在记录中必需的头磁场强度的增加成为必 要。但是，因为在记录用头中使用的磁极材料的物理性质和使磁盘与 头的距离变窄这方面存在极限，故伴随高记录密度化使矫顽力增加是 困难的。为了解决上述的问题，提出了融合了光记录技术和磁记录技术的混合记录技术(参照Hideki Saga等，New Recording Method Combining Thermo-Magnetic Writing and Flux Detection, Jpn. J. Appl. Phys., Vol.38 ( 1999 ) ， pl839-1840 )。在记录时在施加磁场的 同时加热媒体，使媒体的矫顽力下降。由此，即使在以前的磁头中在 记录磁场强度不足、记录有困难的高矫顽力的记录媒体中，记录也变 得容易。关于重放，使用在以前的磁记录中使用的磁阻效应。将该混 合记录方法称为热辅助磁记录和光辅助磁记录。在此，关于由光产生 的加热机构，可使用在以前的光记录中使用的利用透镜使激光收缩的 方法。但是，在磁盘装置的高记录密度化中，与光盘同样，在以前的 方法中，在被收缩的光点直径方面存在极限。作为解决该问题的方法， 与光盘同样，提出了利用近接场光的方法。在使用了近接场光的光记录、热辅助磁记录中，将激光器光源产 生的激光引导到记录头上，使用具有产生近接场光的功能的元件(以 下称为近接场光产生元件)将光点直径变换为适合于记录的大小和形 状来使用。通常，在激光器光源中，根据在盘驱动器的封装体内使用 的必要性，可使用即使在激光器光源中也是小型且低功耗的半导体激 光二极管(以下称为LD)。对于光记录、热辅助磁记录来说，适合于记录的充分的光强度都 是必需的。在光记录中，是使构成比特的材料的材质变化所必需的光 强度，在热辅助磁记录中，是用于为了使记录媒体的磁化反转变得容 易而使矫顽力充分地下降的加热中必需的光强度。半导体激光器产生的光输出在作为现在的光记录用光源最普及的波长频带，即780nm和650nm波长频带，中通常是约30 - 100mW。 该光输出在到达记录媒体表面之前产生光学损耗，成为约几mW。即 使在使用了实现大于等于Tb/in2的记录密度的近接场的光记录装置、 热辅助磁记录装置中使用的用途中，在记录媒体表面上相同程度的光 输出也是必要的。近接场光产生元件是利用表面胞质团共振现象将比较大的光点 尺寸的光变换为非常小的光点尺寸的光的元件。在Tb/ii^数量级的记 录密度中，l比特的大小是几十nm，近接场的大小是约几百nm。为 了将LD元件产生的光引导到近接场光产生元件上而使用光学部件。 在将LD元件产生的光引导到近接场光产生元件之前产生光学损耗， 再者，用导波路或透镜收缩的光的光点尺寸比近接场的大小大，入射 到近接场上的光中变换为近接场光的是入射的光的约几 十几百分 比。因而，对于LD元件来说，考虑到到达记录媒体表面之前产生光 损耗，需要充分的光输出。但是，半导体LD元件可产生的光强度并 不能是无限大的，必须在用作为LD元件的额定值的一定的驱动电流 或功耗产生的光输出中来驱动。将用LD元件产生的激光引导到近接场光产生元件上的光学部 件是反射镜、透镜、光导波路等。LD元件产生的光在光路中配置的 光学部件中传播，到达近接场光产生元件或在其前端的记录媒体。在通过光路的中途光强度衰减，成为LD元件产生的光输出的几 几十 分之一。光强度衰减的主要原因是在光学部件内传播时的吸收损耗或或光点尺寸的差别i的耦合损^等。将这些光损耗总称为传播损耗。为了得到记录必需的充分的光强度，必须增大LD元件产生的光 强度或减少传播损耗。为了增大LD元件的光输出，LD元件必须在 大电流下驱动，LD元件必须高输出化。但是，由于在LD元件产生 的光强度中存在极限，故只是增大LD元件的光强度是不现实的。其 原因是， 一般来说，LD元件的高输出化伴随元件的大型化。大型化 导致LD元件的功耗、发热的显著的增大。因而，将从半导体激光器产生的光高效地引导到头前端、即减少传播损耗成为关键技术。
技术实现思路
为了将从半导体激光器产生的光高效地引导到头前端，要求减少 在光学部件的内部产生的光学损耗和在光学部件的接点中产生的耦 合损耗。在光学部件的内部产生的光学损耗起因于由构成该部件的材 料的特性导致的光的吸收或散射。关于在光学部件的接点中产生的耦 合损耗，光学部件相互间具有的光场形状的不整合或在接合光学部件 时产生的光轴方向的距离或与光轴垂直的方向的部件相互间的位置 偏移是主要的原因。为了减少前者的光损耗，在低散射下低吸收的材 料的使用或因部件的小型化导致的光学距离的减少是必要的，为了减 少后者的光损耗，部件具有的光场的大小和形状的匹配、部件的轴方 向或横方向的光轴偏移的防止是必要的。如果减少光学损耗，则可减小对LD元件所需要的光输出，可得到对记录来说必需的光输出。再 者，可实现LD元件的小型化、低功耗化，其结果，起因于LD元件 的大小的限制变少，LD元件的配置等的设计的自由度增加。LD元件射出的激光的光点尺寸一般在射出面中是约l~2pm, 由于越从射出面离开光点尺寸越变大，故按原有状态对于记录比特来 说光点尺寸太大。为了变换光点尺寸和形状，近接场光产生元件是必 需的。既然从LD元件到近接场光产生元件使用光部件，就难以消除 传播损耗，在只用材料选择或对准技术可减少的光损耗中存在实现上 的极限。再者，光记录头或磁记录头本身相对于这些光学部件来说是 小的，在配置光学部件时存在起因于部件本身的大小或在光学系统中 必要的容限的安装上的限制，难以实现减小传播损耗的结构。因而，使光学部件的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光元件集成头，其特征在于：　具有滑块、在上述滑块上安装的子安装体、和在上述子安装体上安装的半导体光元件，　上述半导体光元件具有在半导体衬底上设置的第１包层、在上述第１包层上形成的有源层、在上述有源层上形成的第２包层、和在上述半导体光元件的至少一个端面上设置成与上述有源层接近或位于其附近的倾斜面，　在上述倾斜面中设置有具有使来自上述有源层的输出光朝向上述子安装体的第１主表面反射的倾斜的镜部，　上述子安装体具有从位于与上述半导体光元件相接的一侧的上述子安装体的第１主表面朝向与上述第１主表面对置的第２主表面贯通上述子安装体使光通过的结构或结构体，　上述滑块具有以在上述滑块的厚度方向上使从使上述光通过的结构或结构体输出的光通过的方式贯通上述滑块而设置的光导波路，　使上述光通过的上述结构或结构体具有透镜，　上述滑块被固定在上述子安装体的第２主表面上，使得上述光导波路的光轴与用上述镜部反射的上述输出光的光轴大体一致。

【技术特征摘要】
JP 2007-6-21 2007-1639991.一种光元件集成头，其特征在于具有滑块、在上述滑块上安装的子安装体、和在上述子安装体上安装的半导体光元件，上述半导体光元件具有在半导体衬底上设置的第1包层、在上述第1包层上形成的有源层、在上述有源层上形成的第2包层、和在上述半导体光元件的至少一个端面上设置成与上述有源层接近或位于其附近的倾斜面，在上述倾斜面中设置有具有使来自上述有源层的输出光朝向上述子安装体的第1主表面反射的倾斜的镜部，上述子安装体具有从位于与上述半导体光元件相接的一侧的上述子安装体的第1主表面朝向与上述第1主表面对置的第2主表面贯通上述子安装体使光通过的结构或结构体，上述滑块具有以在上述滑块的厚度方向上使从使上述光通过的结构或结构体输出的光通过的方式贯通上述滑块而设置的光导波路，使上述光通过的上述结构或结构体具有透镜，上述滑块被固定在上述子安装体的第2主表面上，使得上述光导波路的光轴与用上述镜部反射的上述输出光的光轴大体一致。2. 如权利要求1中所述的光元件集成头，其特征在于 上述镜的反射面被设置成，上述反射面对于在上述有源层中传播的光的传播方向成45度的角度，使得上述传播光以45度的倾斜入射 并以90度的角度反射以入射到上述透镜中。3. 如权利要求l中所述的光元件集成头，其特征在于 上述半导体光元件被固定在上述子安装体的第1主表面上， 具有下述的滑块在使上述半导体光元件发光的状态下， 一边相对地移动上述子安装体和上述滑块， 一边使用光学的对准将上述滑块 固定在上述子安装体的第2主表面上。4. 如权利要求1中所述的光元件集成头，其特征在于在位于与上述子安装体的第1主表面连接的一侧的上述半导体光元件的一个主面上形成p电极和n电极，在上述子安装体的第1主表面上具有一对电布线， 上述一对电布线中的一个与上述p电极连接，上述一对电布线的中另一个与上述n电极连接。5. 如权利要求1中所述的光元件集成头，其特征在于 上述滑块具有与上述子安装体相接的一个主面和在与上述一个主面对置的位置上配置的另一个主面，在上述光导波路的上述另一个主面一侧的端部设置了近接场光 产生元件，在从上述近接场光产生元件隔开了规定的距离的上述另一个主 面一侧设置了磁场产生元件和磁阻传感器。6. 如权利要求l中所述的光元件集成头，其特征在于 在上述子安装体上连接有连接头与悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水淳一郎，宍仓正人，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]