JP4083330B2 - 近視野光メモリヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近視野光を利用して高密度な情報の再生及び／または記録を行う光メモリヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料表面においてナノメートルオーダの微小な領域を観察するために走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に代表される走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が用いられている。ＳＰＭは、先端が先鋭化されたプローブを試料表面に走査させ、プローブと試料表面との間に生じるトンネル電流や原子間力などの相互作用を観察対象として、プローブ先端形状に依存した分解能の像を得ることができるが、比較的、観察する試料に対する制約が厳しい。
【０００３】
そこでいま、伝搬光を使用し、試料表面に生成される近視野光とプローブとの間に生じる相互作用を観察対象とすることで、試料表面の微小な領域の観察を可能にした近視野光学顕微鏡が注目されている。
近視野光学顕微鏡においては、伝搬光を試料の表面に照射して近視野光を生成し、生成された近視野光を先端が先鋭化されたプローブにより散乱させ、その散乱光を従来の伝搬光検出と同様に処理することで、従来の光学顕微鏡による観察分解能の限界を打破し、より微小な領域の観察を可能としている。また、試料表面に照射する光の波長を掃引することで、微小領域における試料の光学物性の観測をも可能としている。
【０００４】
近視野光学顕微鏡には、光ファイバを先鋭化して周辺を金属でコーティングすることによってその先端に微小開口を設けた光ファイバプローブを使用することが多く、光ファイバプローブを近視野光と相互作用させることによって生じた散乱光をその光ファイバプローブ内部に通過させて光検出器に導いている。
また、光ファイバプローブを通して試料に向けて光を導入させることによって、光ファイバプローブの微小開口に近視野光を生じさせ、この近視野光と試料表面の微細構造との相互作用によって生じた散乱光を更に付加された集光系を用いて光検出器に導き、表面観察を行うことも可能である。
【０００５】
更に、顕微鏡としての利用だけでなく、光ファイバプローブを通して試料に向けて比較的強度の大きな光を導入させることにより、光ファイバプローブの微小開口にエネルギー密度の高い近視野光を生成し、その近視野光によって試料表面の構造または物性を局所的に変更させる高密度な光メモリ記録としての応用も可能である。
【０００６】
近視野光学顕微鏡に使用されるプローブとして、例えば米国特許第5,294,790号に開示されているように、フォトリソグラフィ等の半導体製造技術によってシリコン基板にこれを貫通する開口部を形成し、シリコン基板の一方の面には絶縁膜を形成して、開口部の反対側の絶縁膜の上に円錐形状の光導波層を形成したカンチレバー型光プローブが提案されている。このカンチレバー型光プローブにおいては、開口部に光ファイバを挿入し、光導波層の先端部以外を金属膜でコーティングすることで形成された微小開口に光を透過させることができる。
【０００７】
更に、上述したプローブのように先鋭化された先端をもたない平面プローブの使用が提案されている。平面プローブは、シリコン基板に異方性エッチングによって逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその頂点が数十ナノメートルの径を有して貫通されている。そのような平面プローブは、半導体製造技術を用いて同一基板上に複数作成すること、すなわちアレイ化が容易であり、特に近視野光を利用した光メモリの再生及び記録に適した光メモリヘッドとして使用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバプローブにおいては、先鋭化された先端を有しているために機械的強度が十分でなく、大量生産及びアレイ化にも適していない。また、近視野光を乱すことで得られる散乱光は非常に微弱であるため、光ファイバを通してその散乱光を検出する場合には、検出部において十分な光量を得るための工夫が必要になる。また、光ファイバを通して十分な大きさの近視野光を生成する場合には、その光ファイバの微小開口部に光を集光する工夫が必要となる。
【０００９】
また、カンチレバー型光プローブにおいては、その開口部に光ファイバを挿入して、光導波層からの散乱光の受光、または光導波層への伝搬光の導入を達成するため、光導波層と光ファイバとの間において十分な光量を損失なく伝搬することができなかった。
カンチレバー型光プローブは、アレイ化、特に２次元に配列するアレイ化の実現は困難である。また、これらは元来、顕微鏡としての利用を目的としているために光メモリの情報記録・再生を念頭においてはおらず、記録媒体上の高速な掃引は困難である。
【００１０】
しかしながら、光ファイバプローブ、カンチレバー型光プローブ及び平面プローブを光メモリヘッドとして使用する場合、これらプローブは情報記録または情報再生のどちらか一方に対してのみの利用を前提としている。例えば、光ファイバプローブを記録媒体に情報を記録するために用いた場合、その記録媒体に記録された情報を再生するには、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光を光検出器に導く近視野光検出系を必要とする。従って、このようなプローブを使用して高密度な情報記録・再生を実現するには、装置の構成が複雑になり、コストも増大してしまう。
【００１１】
更に、光ファイバプローブ、カンチレバー型光プローブ及び平面プローブを光メモリヘッドとして記録媒体上に記録された情報を再生するために用いた場合には、これらプローブは記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成用、または、生成された近視野光を散乱させてその散乱光を光検出器に導く近視野光検出用のどちらか一方に対してのみに利用されるのが通例であり、プローブのみの構成で情報再生を実現することは困難であった。
【００１２】
また、平面プローブに至っては、微小開口を記録媒体に近接させた状態において、微小開口近傍と記録媒体との間に十分な空間を有していないため、記録媒体表面に向けて光を照射することにより同じく記録媒体の表面に近視野光を生じさせる反射型の近視野光を利用することができなかった。
従って、本発明は、近視野光を利用した光メモリの情報記録・再生を実現させるために、コンパクトな構成かつ大量生産に適した近視野光メモリヘッドを提供することを目的とする。また、光信号を容易に取り出すための構造及び手段を提供する事を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板内に形成された光導波路と、前記光導波路に光を入射させる光源と、を含み、前記光導波路の一端部は前記平面基板の側端部に位置し、前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置している。
【００１４】
従って、基板の側方から光導波路を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
また、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、前記光導波路の一端部が前記平面基板の上面部に位置し、前記光導波路の内側面の一部に前記光導波路を通過する光を反射させる反射膜がさらに形成されている。
【００１５】
従って、基板の上面から光導波路を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板上かつ前記穴の縁部に形成された回折格子と、前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して前記微小開口の開口縁部に導き、前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１６】
従って、基板の上面から回折格子を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板の側端部に形成された回折格子と、前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して各々の前記微小開口の開口縁部に導き、前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される各々の微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１７】
従って、基板の側面から回折格子を介して記録媒体の複数の異なる位置に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記穴の側面に沿って深さ方向に形成された光導波路と、前記光導波路の一端部に形成された受光手段と、を含み、前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置し、前記光導波路はその他端部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１８】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、光導波路に導入され、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記微小開口の開口縁部に形成されたレンズと、前記レンズの光軸上かつ前記平面基板上に形成された受光手段と、を含み、前記平面基板は、光を透過させる材料からなり、前記レンズ部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１９】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、レンズによって集光され、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板を含み、前記平面基板は、前記微小開口の開口縁部において受光手段を備えており、前記受光手段部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００２０】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、前記基板（以降：近視野光基板と呼ぶ）が外周部の基板から突出する構成とした。
【００２１】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現でき、さらに記録媒体に容易に近接でき、出力信号を容易に出力端子より取り出すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る近視野光メモリヘッドの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。図１の近視野光メモリヘッド１１において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝搬光１０を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、テーパ開口部３の開口縁部の一部には、コア５及びクラッド６からなる光導波路が形成されている。光導波路は、一端面（光入射面）を近視野光メモリヘッド１１の端面とし、他端面（光射出面）を微小開口４の開口縁部に位置しており、光源８によってコア５の光入射面に入射される照射光９を微小開口４の近傍に導く。更に、シリコン基板２及びテーパ開口部３の表面には、光導波路内を通過する照射光９を光学的に閉塞するために遮光膜７が形成されている。
【００２３】
テーパ開口部３、コア５及びクラッド６は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜７は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。なお、光源８は例えば面発光レーザとして光入射面に直接に配置してもよい。さらに、シリコン基板２が、照射光８の波長に対して十分な遮光性を有する場合には、遮光膜７を省略できる。
【００２４】
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド１１を記録媒体１上に配置し、微小開口４において情報再生を行う方法を説明する。
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド１１が配置される。近視野光メモリヘッド１１の微小開口４と微小開口４の近傍に生じている近視野光とを相互作用させるために、微小開口４と記録媒体１との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド１１を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド１１の位置を制御できる。
【００２５】
なお、近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
記録媒体に記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、光源８によりコア５の光入射面に向けて照射光９を照射する。コア５を通過して光射出面より射出された照射光９は、再生位置となる微小開口４に近接した記録媒体１の情報記録部を照射し、その情報記録部において近視野光、すなわち反射型の近視野光が生成される。この近視野光と微小開口４との相互作用によって、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴った伝搬光１０が、微小開口４を介してテーパ開口部３上方へと取り出される。取り出された伝搬光１０は、図示しない受光素子へと導かれて電気信号に変換され、同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００２６】
更に、近視野光メモリヘッド１１は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド１１を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。その際、光源は複数個のレーザー等を用いても良いし、面発光レーザーのような１チップ上に複数個の光源が作製されたものを用いてもよい。例として、図２に、近視野光メモリヘッド１１をアレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ１２を示している。なお、図２においては、近視野光メモリヘッドアレイ１２の構造が容易に理解されるように、図１に示された遮光膜７を省略している。
【００２７】
この場合、各近視野光メモリヘッドに対して、それぞれ光源を用意する必要はなく、例えば図２に示しているように、３つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部からそれぞれコア５（クラッド６も含める）を、１つの光源８に導くことができる。なお、図２においては、１つの光源に対して３つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。
【００２８】
この近視野光メモリヘッドアレイ１２を、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイ１２がその記録媒体の複数のトラック上に位置するように配置することによって、記録媒体上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、近視野光を利用することによって再生可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド１１が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整を不必要にしている。
【００３０】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッドのアレイ化に対応できる。
なお、上述した実施の形態１において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるコア５及びクラッド６は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態２］
図３は、実施の形態２に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００３１】
図３において近視野光メモリヘッド１６は、実施の形態１に係る近視野光メモリヘッド１１のコア５及びクラッド６の光入射面を近視野光メモリヘッド１６の上面とし、近視野光メモリヘッド１６の上方に配置された光源８から照射される照射光９をその光入射面に導入する。また、光入射面に導入された照射光９がコア１３及びクラッド１４の光射出面に損失なく導かれるように、反射膜１５が形成されている。
【００３２】
コア１３を通過して光射出面より射出された照射光９は、再生位置となる情報記録部において反射型の近視野光を生成する。この近視野光と微小開口４との相互作用によって微小開口４を介して取り出された伝搬光１０は、実施の形態１の場合と同様に、図示しない受光素子へと導かれて電気信号に変換され、同じく図示しない信号処理部において処理される。
【００３３】
よって、光源８を近視野光メモリヘッド１６の上方に配置できるため、実施の形態１における効果に加え、さらに光メモリ装置全体の構成をよりコンパクトにすることができる。
また、上述した実施の形態２において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるコア１３及びクラッド１４は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
【００３４】
さらに、以上に説明した近視野光メモリヘッド１６は半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態１において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
例えば、図４に示すような２次元にアレイ化した構成も可能である。図４において、１つの光源８から照射される照射光が、８つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部にそれぞれ導かれるようにコア１３（クラッド１４も含める）が形成されている。光源８によって照射された照射光は、シリコン基板２の内部すなわち図３に示されたようなコア１３の光入射面に入射される。ここで、各近視野光メモリヘッドの微小開口４に向けて照射光が損失なく導かれるように、光源８の光の照射方向には反射膜１５（図示していない）が形成されている。図４においては、１つの光源に対して８つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。また、図３の実施の形態において、反射膜１５を用いずに、曲った光導波路を用い、光導波路の一端面（光入射面）を近視野光メモリヘッド１６の上面部とし、他端面（光出射面）を微小開口４の開口縁部に配置することで、同様の効果が得られる。図４の実施の形態においても同様である。
［実施の形態３］
図５は、実施の形態３に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００３５】
図５の近視野光メモリヘッド２０において、特に光を十分に透過させることが可能な透明基板１８を使用し、これを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、実施の形態１と同様な大きさの径を有している。ここで、テーパ開口部３の開口縁部、かつ透明基板１８の上面に、回折格子１９が形成されている。回折格子１９は、近視野光メモリヘッド２０の上方に配置された光源８によって入射される照射光９を微小開口４の近傍に導く。更に、透明基板１８及びテーパ開口部３の表面には、透明基板１８内部を通過する照射光９を光学的に閉塞するために照射光９が射出される部分を除いて、遮光膜７が形成されている。回折格子１９は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。
【００３６】
回折格子１９を介して透明基板１８内部を通過して光射出面から射出された照射光９は、実施の形態１における場合と同様に処理され、記録媒体の情報の再生が達成される。
さらに、以上に説明した近視野光メモリヘッド２０は半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態１及び２において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
【００３７】
例として、図６（ａ）に、近視野光メモリヘッド１９をアレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ２１を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。なお、図６（ａ）においては、近視野光メモリヘッドアレイ２１の構造が容易に理解されるように、図６（ｂ）に示されている遮光膜７を省略している。
【００３８】
この場合、図５において説明された近視野光メモリヘッド２０の変形例として、回折格子１９を透明基板１８の水平方向端面に形成し、光源８も同じく透明基板１８の水平方向において回折格子１９に向けて照射光９を照射する位置に配置されている。各近視野光メモリヘッドに対しては、それぞれ光源を用意する必要はなく、例えば図６（ａ）に示しているように、１つの回折格子１９によって、３つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部に向けて照射光９をそれぞれ導くことができる。
【００３９】
なお、図６（ａ）においては、１つの光源に対して３つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。
以上説明したように、実施の形態３によれば、記録媒体に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド２０が提供され、特に光を十分に透過させることが可能な透明基板と回折格子とによる簡単な構成のため、複雑な製造過程を必要とせず、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整を不必要にしている。
［実施の形態４］
図７は、実施の形態４に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。
【００４０】
図７の近視野光メモリヘッド３０において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、テーパ開口部３から導入される照射光３４によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、図７に示すように、微小開口４の開口縁部からテーパ開口部３のテーパに沿って光導波路３２が形成されている。微小開口４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）３５は、光導波路３２を通して光導波路３２の上端部、すなわち光導波路３２において伝搬光３５が入射される端部と反対側の端部、に形成された受光素子３３に導かれる。ここで、光導波路３２はコアとクラッドから構成されている。更に、シリコン基板２、テーパ開口部３及び受光素子３３の表面には、光導波路３２を伝搬光３５の入射部以外を光学的に閉塞するために遮光膜３１が形成されている。
【００４１】
テーパ開口部３、光導波路３２及び受光素子３３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜３１は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド３０を記録媒体１上に配置し、微小開口４に生成される近視野光によって情報記録及び再生を行う方法を説明する。
【００４２】
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド３０が配置される。近視野光メモリヘッド３０の微小開口４に生成される近視野光を記録媒体１に作用させるために、微小開口４と記録媒体１との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド３０を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド３０の位置が制御される。
【００４３】
なお、近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
記録媒体１は、例えば相変化記録方式を適用できる材料からなり、局所的な光の照射による情報記録を可能とする。この記録媒体１上において、微小開口４を上記した制御により所望の情報記録位置に移動させる。続いて、微小開口４に向けて照射光３４を照射し、微小開口４部に近視野光を生成する。この近視野光によって記録媒体１への微小な領域の光照射が可能となり、高密度な情報記録が達成される。この際、近視野光を生成するための照射光３４は、後述する情報再生の場合に使用される照射光と比較して十分大きな強度を有している。
【００４４】
なお、この情報記録に関しては、本発明による近視野光メモリヘッドによらずに、情報記録を行う情報記録系を別途付加して行ってもよい。
このようにして記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、微小開口４に向けて照射光３４を照射して微小開口４部に近視野光を生成する。この近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用によって生じた伝搬光３５が、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴って光導波路３２に入射する。光導波路３２に入射した伝搬光３５は、受光素子３３へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号線を介して同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００４５】
更に、近視野光メモリヘッド３０は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド３０を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。例として、図８（ａ）に、近視野光メモリヘッド３０を２次元アレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ３６を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’における断面図であり、近視野光メモリヘッドの微小開口４が記録媒体上の情報記録単位間隔を考慮した間隔で形成されている。なお、図８（ａ）においては、近視野光メモリヘッドアレイ３６の構造が容易に理解されるように、図８（ｂ）に示された遮光膜３１を省略している。
【００４６】
この近視野光メモリヘッドアレイ３６を、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイ３６をその記録媒体の複数トラック上に位置するように配置することによって、記録媒体上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態４によれば、近視野光を利用することによって情報記録可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子３３に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド３０が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしている。また、散乱光を導く光導波路３２が散乱光の高い強度分布を示す方向に沿って形成され、かつ受光素子３３がヘッドの一部として微小開口４付近に設けられているため、損失の少ない高効率な散乱光の検出が可能となる。
【００４８】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッドのアレイ化に対応できる。
なお、上述した実施の形態４において、テーパ開口部３の開口縁部に形成される光導波路３２及び受光素子３３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態５］
図９は、実施の形態５に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図７と共通する部分には同一符号を付している。
【００４９】
図９において近視野光メモリヘッド３７は、実施の形態４に係る近視野光メモリヘッド３０のシリコン基板２に代えて特に光を十分に透過させることが可能な透明基板３８を使用し、更に光導波路３２に代えてマイクロレンズ３９を形成している。マイクロレンズ３９は、例えば、屈折率が連続的に変化した屈折率勾配レンズであり、微小開口４の開口縁部に選択イオン交換法を施すことによって形成される。
【００５０】
情報を記録する動作については、実施の形態４と同等であるので、ここでは説明を省略する。
つぎに、記録媒体に記録された情報を再生する方法について説明する。照射光３４によって微小開口４部に生成された近視野光は、記録媒体１の情報記録部との相互作用によって伝搬光３５に変換され、散乱した伝搬光３５は微小開口４の開口縁部に設けられたマイクロレンズ３９によって受光素子３３に集光される。受光素子３３において受光された伝搬光３５は、実施の形態４の場合と同様に、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において処理される。
【００５１】
よって、マイクロレンズ３９による集光のために、情報記録部の記録状態を判断できるだけの十分な強度を有した伝搬光３５を受光素子３３に導くことが可能になり、実施の形態４における効果に加え、より信頼性の高い情報再生が実現される。また、照射光３４の出力を低減でき、消費電力と共に照射光３４による近視野光メモリヘッドの加熱が抑えられる。
【００５２】
また、図９において説明された近視野光メモリヘッド３７の変形例として、図１０（ａ）に示しているように、光を十分に透過させることが可能な透明基板３８にマイクロレンズ４０、例えば前述した屈折率勾配レンズを予め形成し、続いて図１０（ｂ）に示している近視野光メモリヘッド４１のように、形成されたマイクロレンズ４０の光軸上に微小開口４の中心が位置するようにテーパ開口部３を形成し、受光素子３３及び遮光膜３１を設けることもできる。
【００５３】
なお、上述したマイクロレンズは、屈折率勾配レンズに限らず、回折格子等の他のレンズ効果を有するものであればよい。
また、上述した実施の形態５において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるマイクロレンズ及び受光素子３３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態６］
図１１は、実施の形態６に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図７と共通する部分には同一符号を付している。
【００５４】
図１１の近視野光メモリヘッド４２において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、テーパ開口部３から導入される照射光３４によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、図１１に示すように、微小開口４の開口縁部において受光素子４３が形成されている。微小開口４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）３５は、微小開口４の開口縁部の受光素子４３において受光される。更に、シリコン基板２及びテーパ開口部３の表面には、受光素子４３を伝搬光３５の入射部以外を光学的に閉塞するために遮光膜３１が形成されている。
【００５５】
テーパ開口部３及び受光素子４３は、実施の形態４と同様に、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成され、遮光膜３１は、スパッタリングや真空蒸着によって、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜として得られる。なお、シリコン基板２が微小開口４に向けて照射される照射光３４の波長に対して十分な遮光性を有する場合には、遮光膜３１を省略できる。
【００５６】
情報を記録する動作については、実施の形態４と同等であるので、ここでは説明を省略する。
つぎに、記録媒体に記録された情報を再生する方法について説明する。照射光３４によって微小開口４部に生成された近視野光は、記録媒体１の情報記録部との相互作用によって伝搬光３５に変換され、散乱した伝搬光３５は微小開口４の開口縁部に設けられた受光素子４３に入射する。受光素子４３において受光された伝搬光３５は、実施の形態４の場合と同様に、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において処理される。
【００５７】
よって、情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光３５を直接に受光素子４３において受光することが可能になり、実施の形態４及び５における効果に加え、伝搬光３５の損失のない安定した情報再生が実現される。
また、図１１において説明された近視野光メモリヘッド４２の変形例として、図１２に示している近視野光メモリヘッド４４のように、テーパ開口部３及び微小開口４が形成される基板自体を受光素子とした受光素子基板４５を使用して、伝搬光３５を直接に受光してもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態６において、テーパ開口部３の開口縁部に形成される受光素子４３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
以上に説明した実施の形態５及び６における近視野光メモリヘッドはいずれも半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態４において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
［実施の形態７］
図１３は、実施の形態７に係る近視野光メモリヘッド６０の斜視図を示している。
【００５９】
記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、この基板を近視野光基板と呼ぶことにする。構成は、微小開口５４部を有し光検知を行なうための機能部があり、機能部が梁により外周部基板により支持されている。近視野光メモリヘッド６０は、シリコンにより構成される基体であり、作製方法はフォトリソグラフィ技術を用い作製される。
【００６０】
機能部は、微小開口５４と近視野光を検出するため受光部がＰＩＮダイオードで構成されている。
機能部を構成するシリコン基板５２にはこれを貫通するテーパ開口部が微小開口５４を有して形成されている。微小開口５４は、テーパ開口部から導入される照射光によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。微小開口５４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）は、近接に作製した受光素子５６により検知される。
【００６１】
テーパ開口部、受光素子５６は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜５５は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
作製プロセスを図１７及び図１６を用いて説明する。近視野光基板を作成するため、第１の工程で近視野光を検出するＰＩＮダイオードをフォトリソグラフィ工程で形成する。ＰＩＮダイオードは近視野光を検出するためのものである。受光素子５６であるＰＩＮダイオードの配置は、本実施の形態においては、微小開口５４部の周辺をおおう形で配置した。なお、フォトリソグラフィ工程において、凹凸を形成しないように留意し平面を得るようにした。本実施の形態では、配線材料を拡散配線を用いることにより凹凸を形成しないようにした。つぎに、第２の工程で近視野光メモリヘッド６０の近視野光を生成するための微小開口５４を異方性エッチングで形成した。本実施例においては、シリコンの異方性エッチングをもちいたが、高密度プラズマエッチングを用いて開口部を形成してもよいし、異方性エッチングとフォーカスドイオンビームの組み合わせにより微小開口５４を形成することも可能である。第３の工程でシリコンを変位させるための薄肉部を形成するためシリコン基板をエッチングする。もちろん、第２の工程と同一の工程で行ってもよい。第４の工程の近視野光基板突出および第５工程の近視野光基板固定では、受光素子５６および微小開口５４を有する基板を、周辺基板から突出するため、外力により基板を突出させたのち、樹脂等で変位を維持させるための固化を行う。固化においては、紫外線硬化樹脂等を用いると作業性を向上させることが可能となる。第５の工程で、光メモリヘッドとして完成となる。光メモリヘッド完成後、出力端子に非常に薄い配線基板と接続し、微小信号が検出できるようにして、近視野光メモリヘッド６０とした。図１６が断面図を用いた工程を示す図である。図１６の工程図を用い説明する。まず、半導体基板のシリコンに通常の半導体プロセスにより、受光部５６を形成する。本実施例においてはＰＩＮ構造を形成した。次に、シリコンエッチングプロセスにより裏面よりエッチングを行い、梁部および開口部を形成する。次の工程で、開口部に貫通孔を形成する。近視野光基板６１を突出させる工程を次に行うが、本実施例では、外力により変位させ、紫外線効果樹脂を用い変位を固定した。このような工程により、近視野光ヘッドを完成させた。
【００６２】
実施の形態７においては、図１３に示すように、近視野光基板を４つの梁で指示する構成とした。もちろん、２本の梁において形成してもよい。４つの梁形成は、シリコンマイクロマシニングを用い形成した。図１４が、近視野光メモリヘッド６０の断面図である。近視野光基板が、梁により支持基板により支持されている構成であることがわかる。また、近視野光基板が、支持基板より突出していることがわかる。本実施の形態においては、０．１ｍｍ突出させる構成とし、出力端子から配線をとりだせるようにした。
【００６３】
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド６０を記録媒体１上に配置し、微小開口５４に生成される近視野光によって情報記録及び再生を行う方法を説明する。図１５に近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１を示す。
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド６０が配置される。近視野光メモリヘッド６０の微小開口５４に生成される近視野光を記録媒体１に作用させるために、微小開口５４と記録媒体１との間を微小開口５４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド６０を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド６０制御機構によって、微小開口５４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド６０の位置が制御される。なお、近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
【００６４】
記録媒体１は、例えば相変化記録方式を適用できる材料からなり、局所的な光の照射による情報記録を可能とする。この記録媒体１上において、微小開口５４を上記した制御により所望の情報記録位置に移動させる。続いて、微小開口５４に向けて照射光を照射し、微小開口５４部に近視野光を生成する。この近視野光によって記録媒体１への微小な領域の光照射が可能となり、高密度な情報記録が達成される。この際、近視野光を生成するための照射光は、後述する情報再生の場合に使用される照射光と比較して十分大きな強度を有している。
【００６５】
なお、この情報記録に関しては、本発明による近視野光メモリヘッド６０によらずに、情報記録を行う情報記録系を別途付加して行ってもよい。
このようにして記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口５４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、微小開口５４に向けて照射光を照射して微小開口５４部に近視野光を生成する。この近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用によって生じた伝搬光が、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴って入射する。入射した伝搬光は、受光素子５６へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号線を介して同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００６６】
更に、近視野光メモリヘッド６０は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド６０を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。
この近視野光メモリヘッドアレイを、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体１上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイをその記録媒体１の複数トラック上に位置するように配置することによって、記録媒体１上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００６７】
以上説明したように、実施の形態７によれば、近視野光を利用することによって再生可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体１において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体１に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子５６に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド６０が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしている。
【００６８】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッド６０は、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッド６０のアレイ化に対応できる。
［実施の形態８］
実施の形態８においては、図示しない近視野光基板が、薄肉部により支持基板に支持されている構成で作製した。近視野光基板と支持基板との間を薄肉化させ支持する構成とした。この構成はシリコンマイクロマシニングを用い形成した。この構造は、梁部を形成することなく薄肉部を形成し、近視野光基板部のみ突出させる方法でおこなった。本実施の形態においては、０．１ｍｍ突出させる構成とし、出力端子から配線をとりだせるようにした。なお、突出を継続維持するために、樹脂をもちい固化することにより、固定した。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係わる発明によれば、記録媒体上に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化しているため、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整が不必要となる。
【００７０】
以上説明したように請求項２に係わる発明によれば、記録媒体上に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化しているため、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整が不必要となる。更には、容易にアレイ化が実現できる。また、近視野光メモリヘッドの側方に光源を配置できるため、近視野光メモリヘッドの上方を有効に利用できる。
【００７１】
以上説明したように請求項３および請求項４に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要及びヘッドのアレイ化の実現に加えて、光源を近視野光メモリヘッドの上方に配置できるため、近視野光メモリヘッドの側方を有効に利用できる。
以上説明したように請求項５に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要、ヘッドのアレイ化の実現及び近視野光メモリヘッドの側方の有効活用に加えて、近視野光メモリヘッドを複雑な製造過程を必要とせずに作成できる。
【００７２】
以上説明したように請求項６に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要及び近視野光メモリヘッドの上方の有効活用に加えて、近視野光メモリヘッドを複雑な製造過程を必要とせずに作成でき、特にヘッドのアレイ化の実現が容易に行える。
以上説明したように請求項７に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板において、その穴の側面に沿って深さ方向に光導波路をその一端部が微小開口の開口縁部に位置するように形成し、かつその光導波路の他端部に受光手段を形成しているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７３】
また、散乱光を導く光導波路が散乱光の高い強度分布を示す方向に沿って形成され、かつ受光素子がヘッドの一部として微小開口付近に設けられているため、損失の少ない高効率な散乱光の検出が可能となる。
以上説明したように請求項８に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された光を透過させる材料からなる平面基板において、前記微小開口の開口縁部にレンズを形成し、そのレンズの光軸上かつ前記平面基板上に受光手段を形成しているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、構成要素の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７４】
また、レンズによる集光のために、記録媒体の情報記録部の記録状態を判断できるだけの十分な強度を有した伝搬光を受光素子に導くことが可能になり、より信頼性の高い情報再生が実現される。また、近視野光を生成されるための照射光の出力を低減でき、消費電力と共に照射光による近視野光メモリヘッドの加熱が抑えられる。
【００７５】
以上説明したように請求項９及び請求項１０に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板において、その微小開口の開口縁部において受光手段が備えられているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、構成要素の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７６】
また、記録媒体の情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光を直接に受光素子において受光することが可能になり、伝搬光の損失のない安定した情報再生が実現される。
以上説明したように請求項１１から請求項１６に係わる発明によれば、記録媒体１に近視野光を生成させるための微小開口５４部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、前記基板（近視野光基板）が外周部の基板から突出する構成とすることにより微小開口５４に向けて光を照射し生成される近視野光と記録媒体１との相互作用によって生じる伝搬光が、受光手段において受光される、このことにより同一の基板上において実現でき、さらに記録媒体１に容易に近接でき、出力信号を容易に出力端子より取り出すことができる。
【００７７】
また、記録媒体１の情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光を直接に受光素子５６において受光することが可能になり、伝搬光の損失のない安定した情報再生が実現される。
以上説明したように請求項１７に係わる発明によれば、近視野光生成系及び、近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、容易にアレイ化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態３による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による近視野光メモリヘッドの変形例及びアレイ化を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態５による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５による近視野光メモリヘッドの変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６による近視野光メモリヘッドの変形例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの工程図である。
【図１７】本発明の実施の形態７による加工工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録媒体
２ シリコン基板
３ テーパ開口部
４ 微小開口
５，１３ コア
６，１４ クラッド
７ 遮光膜
８ 光源
９ 照射光
１０ 伝搬光
１１，１６，２０ 近視野光メモリヘッド
１２，１７，２１ 近視野光メモリヘッドアレイ
１５ 反射膜
１８ 透明基板
１９ 回折格子
３０，３７，４１，４２，４４ 近視野光メモリヘッド
３１ 遮光膜
３２ 光導波路
３３，４３ 受光素子
３４ 照射光
３５ 伝搬光（散乱光）
３６ 近視野光メモリヘッドアレイ
３８ 透明基板
３９，４０ マイクロレンズ
４５ 受光素子基板
５２ シリコン基板
５３ 開口部
５４ 微小開口
５５ 遮光膜
５６ 受光素子
５８ 照射光
６０ 近視野光メモリヘッド
６２ 出力端子
６３ 梁
６４ 樹脂
６５ 拡散配線
【発明の属する技術分野】
本発明は、近視野光を利用して高密度な情報の再生及び／または記録を行う光メモリヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料表面においてナノメートルオーダの微小な領域を観察するために走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）に代表される走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）が用いられている。ＳＰＭは、先端が先鋭化されたプローブを試料表面に走査させ、プローブと試料表面との間に生じるトンネル電流や原子間力などの相互作用を観察対象として、プローブ先端形状に依存した分解能の像を得ることができるが、比較的、観察する試料に対する制約が厳しい。
【０００３】
そこでいま、伝搬光を使用し、試料表面に生成される近視野光とプローブとの間に生じる相互作用を観察対象とすることで、試料表面の微小な領域の観察を可能にした近視野光学顕微鏡が注目されている。
近視野光学顕微鏡においては、伝搬光を試料の表面に照射して近視野光を生成し、生成された近視野光を先端が先鋭化されたプローブにより散乱させ、その散乱光を従来の伝搬光検出と同様に処理することで、従来の光学顕微鏡による観察分解能の限界を打破し、より微小な領域の観察を可能としている。また、試料表面に照射する光の波長を掃引することで、微小領域における試料の光学物性の観測をも可能としている。
【０００４】
近視野光学顕微鏡には、光ファイバを先鋭化して周辺を金属でコーティングすることによってその先端に微小開口を設けた光ファイバプローブを使用することが多く、光ファイバプローブを近視野光と相互作用させることによって生じた散乱光をその光ファイバプローブ内部に通過させて光検出器に導いている。
また、光ファイバプローブを通して試料に向けて光を導入させることによって、光ファイバプローブの微小開口に近視野光を生じさせ、この近視野光と試料表面の微細構造との相互作用によって生じた散乱光を更に付加された集光系を用いて光検出器に導き、表面観察を行うことも可能である。
【０００５】
更に、顕微鏡としての利用だけでなく、光ファイバプローブを通して試料に向けて比較的強度の大きな光を導入させることにより、光ファイバプローブの微小開口にエネルギー密度の高い近視野光を生成し、その近視野光によって試料表面の構造または物性を局所的に変更させる高密度な光メモリ記録としての応用も可能である。
【０００６】
近視野光学顕微鏡に使用されるプローブとして、例えば米国特許第5,294,790号に開示されているように、フォトリソグラフィ等の半導体製造技術によってシリコン基板にこれを貫通する開口部を形成し、シリコン基板の一方の面には絶縁膜を形成して、開口部の反対側の絶縁膜の上に円錐形状の光導波層を形成したカンチレバー型光プローブが提案されている。このカンチレバー型光プローブにおいては、開口部に光ファイバを挿入し、光導波層の先端部以外を金属膜でコーティングすることで形成された微小開口に光を透過させることができる。
【０００７】
更に、上述したプローブのように先鋭化された先端をもたない平面プローブの使用が提案されている。平面プローブは、シリコン基板に異方性エッチングによって逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその頂点が数十ナノメートルの径を有して貫通されている。そのような平面プローブは、半導体製造技術を用いて同一基板上に複数作成すること、すなわちアレイ化が容易であり、特に近視野光を利用した光メモリの再生及び記録に適した光メモリヘッドとして使用できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバプローブにおいては、先鋭化された先端を有しているために機械的強度が十分でなく、大量生産及びアレイ化にも適していない。また、近視野光を乱すことで得られる散乱光は非常に微弱であるため、光ファイバを通してその散乱光を検出する場合には、検出部において十分な光量を得るための工夫が必要になる。また、光ファイバを通して十分な大きさの近視野光を生成する場合には、その光ファイバの微小開口部に光を集光する工夫が必要となる。
【０００９】
また、カンチレバー型光プローブにおいては、その開口部に光ファイバを挿入して、光導波層からの散乱光の受光、または光導波層への伝搬光の導入を達成するため、光導波層と光ファイバとの間において十分な光量を損失なく伝搬することができなかった。
カンチレバー型光プローブは、アレイ化、特に２次元に配列するアレイ化の実現は困難である。また、これらは元来、顕微鏡としての利用を目的としているために光メモリの情報記録・再生を念頭においてはおらず、記録媒体上の高速な掃引は困難である。
【００１０】
しかしながら、光ファイバプローブ、カンチレバー型光プローブ及び平面プローブを光メモリヘッドとして使用する場合、これらプローブは情報記録または情報再生のどちらか一方に対してのみの利用を前提としている。例えば、光ファイバプローブを記録媒体に情報を記録するために用いた場合、その記録媒体に記録された情報を再生するには、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光を光検出器に導く近視野光検出系を必要とする。従って、このようなプローブを使用して高密度な情報記録・再生を実現するには、装置の構成が複雑になり、コストも増大してしまう。
【００１１】
更に、光ファイバプローブ、カンチレバー型光プローブ及び平面プローブを光メモリヘッドとして記録媒体上に記録された情報を再生するために用いた場合には、これらプローブは記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成用、または、生成された近視野光を散乱させてその散乱光を光検出器に導く近視野光検出用のどちらか一方に対してのみに利用されるのが通例であり、プローブのみの構成で情報再生を実現することは困難であった。
【００１２】
また、平面プローブに至っては、微小開口を記録媒体に近接させた状態において、微小開口近傍と記録媒体との間に十分な空間を有していないため、記録媒体表面に向けて光を照射することにより同じく記録媒体の表面に近視野光を生じさせる反射型の近視野光を利用することができなかった。
従って、本発明は、近視野光を利用した光メモリの情報記録・再生を実現させるために、コンパクトな構成かつ大量生産に適した近視野光メモリヘッドを提供することを目的とする。また、光信号を容易に取り出すための構造及び手段を提供する事を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板内に形成された光導波路と、前記光導波路に光を入射させる光源と、を含み、前記光導波路の一端部は前記平面基板の側端部に位置し、前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置している。
【００１４】
従って、基板の側方から光導波路を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
また、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、前記光導波路の一端部が前記平面基板の上面部に位置し、前記光導波路の内側面の一部に前記光導波路を通過する光を反射させる反射膜がさらに形成されている。
【００１５】
従って、基板の上面から光導波路を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板上かつ前記穴の縁部に形成された回折格子と、前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して前記微小開口の開口縁部に導き、前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１６】
従って、基板の上面から回折格子を介して記録媒体に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記平面基板の側端部に形成された回折格子と、前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して各々の前記微小開口の開口縁部に導き、前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される各々の微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１７】
従って、基板の側面から回折格子を介して記録媒体の複数の異なる位置に光を照射することによる近視野光の生成と、生成された近視野光と微小開口との相互作用によって生じる伝搬光の取り出しが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記穴の側面に沿って深さ方向に形成された光導波路と、前記光導波路の一端部に形成された受光手段と、を含み、前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置し、前記光導波路はその他端部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１８】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、光導波路に導入され、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、前記微小開口の開口縁部に形成されたレンズと、前記レンズの光軸上かつ前記平面基板上に形成された受光手段と、を含み、前記平面基板は、光を透過させる材料からなり、前記レンズ部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００１９】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、レンズによって集光され、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板を含み、前記平面基板は、前記微小開口の開口縁部において受光手段を備えており、前記受光手段部を除く表面に遮光膜が形成されている。
【００２０】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現できる。
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドにおいて、記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、前記基板（以降：近視野光基板と呼ぶ）が外周部の基板から突出する構成とした。
【００２１】
従って、微小開口に向けて光を照射することにより生成される近視野光と記録媒体との相互作用によって生じる伝搬光が、受光手段において受光されることが、同一の基板上において実現でき、さらに記録媒体に容易に近接でき、出力信号を容易に出力端子より取り出すことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る近視野光メモリヘッドの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。図１の近視野光メモリヘッド１１において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝搬光１０を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、テーパ開口部３の開口縁部の一部には、コア５及びクラッド６からなる光導波路が形成されている。光導波路は、一端面（光入射面）を近視野光メモリヘッド１１の端面とし、他端面（光射出面）を微小開口４の開口縁部に位置しており、光源８によってコア５の光入射面に入射される照射光９を微小開口４の近傍に導く。更に、シリコン基板２及びテーパ開口部３の表面には、光導波路内を通過する照射光９を光学的に閉塞するために遮光膜７が形成されている。
【００２３】
テーパ開口部３、コア５及びクラッド６は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜７は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。なお、光源８は例えば面発光レーザとして光入射面に直接に配置してもよい。さらに、シリコン基板２が、照射光８の波長に対して十分な遮光性を有する場合には、遮光膜７を省略できる。
【００２４】
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド１１を記録媒体１上に配置し、微小開口４において情報再生を行う方法を説明する。
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド１１が配置される。近視野光メモリヘッド１１の微小開口４と微小開口４の近傍に生じている近視野光とを相互作用させるために、微小開口４と記録媒体１との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド１１を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド１１の位置を制御できる。
【００２５】
なお、近視野光メモリヘッド１１と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
記録媒体に記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、光源８によりコア５の光入射面に向けて照射光９を照射する。コア５を通過して光射出面より射出された照射光９は、再生位置となる微小開口４に近接した記録媒体１の情報記録部を照射し、その情報記録部において近視野光、すなわち反射型の近視野光が生成される。この近視野光と微小開口４との相互作用によって、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴った伝搬光１０が、微小開口４を介してテーパ開口部３上方へと取り出される。取り出された伝搬光１０は、図示しない受光素子へと導かれて電気信号に変換され、同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００２６】
更に、近視野光メモリヘッド１１は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド１１を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。その際、光源は複数個のレーザー等を用いても良いし、面発光レーザーのような１チップ上に複数個の光源が作製されたものを用いてもよい。例として、図２に、近視野光メモリヘッド１１をアレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ１２を示している。なお、図２においては、近視野光メモリヘッドアレイ１２の構造が容易に理解されるように、図１に示された遮光膜７を省略している。
【００２７】
この場合、各近視野光メモリヘッドに対して、それぞれ光源を用意する必要はなく、例えば図２に示しているように、３つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部からそれぞれコア５（クラッド６も含める）を、１つの光源８に導くことができる。なお、図２においては、１つの光源に対して３つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。
【００２８】
この近視野光メモリヘッドアレイ１２を、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイ１２がその記録媒体の複数のトラック上に位置するように配置することによって、記録媒体上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、近視野光を利用することによって再生可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド１１が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整を不必要にしている。
【００３０】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッドのアレイ化に対応できる。
なお、上述した実施の形態１において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるコア５及びクラッド６は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態２］
図３は、実施の形態２に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００３１】
図３において近視野光メモリヘッド１６は、実施の形態１に係る近視野光メモリヘッド１１のコア５及びクラッド６の光入射面を近視野光メモリヘッド１６の上面とし、近視野光メモリヘッド１６の上方に配置された光源８から照射される照射光９をその光入射面に導入する。また、光入射面に導入された照射光９がコア１３及びクラッド１４の光射出面に損失なく導かれるように、反射膜１５が形成されている。
【００３２】
コア１３を通過して光射出面より射出された照射光９は、再生位置となる情報記録部において反射型の近視野光を生成する。この近視野光と微小開口４との相互作用によって微小開口４を介して取り出された伝搬光１０は、実施の形態１の場合と同様に、図示しない受光素子へと導かれて電気信号に変換され、同じく図示しない信号処理部において処理される。
【００３３】
よって、光源８を近視野光メモリヘッド１６の上方に配置できるため、実施の形態１における効果に加え、さらに光メモリ装置全体の構成をよりコンパクトにすることができる。
また、上述した実施の形態２において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるコア１３及びクラッド１４は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
【００３４】
さらに、以上に説明した近視野光メモリヘッド１６は半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態１において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
例えば、図４に示すような２次元にアレイ化した構成も可能である。図４において、１つの光源８から照射される照射光が、８つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部にそれぞれ導かれるようにコア１３（クラッド１４も含める）が形成されている。光源８によって照射された照射光は、シリコン基板２の内部すなわち図３に示されたようなコア１３の光入射面に入射される。ここで、各近視野光メモリヘッドの微小開口４に向けて照射光が損失なく導かれるように、光源８の光の照射方向には反射膜１５（図示していない）が形成されている。図４においては、１つの光源に対して８つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。また、図３の実施の形態において、反射膜１５を用いずに、曲った光導波路を用い、光導波路の一端面（光入射面）を近視野光メモリヘッド１６の上面部とし、他端面（光出射面）を微小開口４の開口縁部に配置することで、同様の効果が得られる。図４の実施の形態においても同様である。
［実施の形態３］
図５は、実施の形態３に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００３５】
図５の近視野光メモリヘッド２０において、特に光を十分に透過させることが可能な透明基板１８を使用し、これを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、実施の形態１と同様な大きさの径を有している。ここで、テーパ開口部３の開口縁部、かつ透明基板１８の上面に、回折格子１９が形成されている。回折格子１９は、近視野光メモリヘッド２０の上方に配置された光源８によって入射される照射光９を微小開口４の近傍に導く。更に、透明基板１８及びテーパ開口部３の表面には、透明基板１８内部を通過する照射光９を光学的に閉塞するために照射光９が射出される部分を除いて、遮光膜７が形成されている。回折格子１９は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。
【００３６】
回折格子１９を介して透明基板１８内部を通過して光射出面から射出された照射光９は、実施の形態１における場合と同様に処理され、記録媒体の情報の再生が達成される。
さらに、以上に説明した近視野光メモリヘッド２０は半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態１及び２において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
【００３７】
例として、図６（ａ）に、近視野光メモリヘッド１９をアレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ２１を示している。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。なお、図６（ａ）においては、近視野光メモリヘッドアレイ２１の構造が容易に理解されるように、図６（ｂ）に示されている遮光膜７を省略している。
【００３８】
この場合、図５において説明された近視野光メモリヘッド２０の変形例として、回折格子１９を透明基板１８の水平方向端面に形成し、光源８も同じく透明基板１８の水平方向において回折格子１９に向けて照射光９を照射する位置に配置されている。各近視野光メモリヘッドに対しては、それぞれ光源を用意する必要はなく、例えば図６（ａ）に示しているように、１つの回折格子１９によって、３つの近視野光メモリヘッドの微小開口４の開口縁部に向けて照射光９をそれぞれ導くことができる。
【００３９】
なお、図６（ａ）においては、１つの光源に対して３つの近視野光メモリヘッドに照射光を供給できるように図示されているが、これに限らず、様々な数の組み合わせが可能である。
以上説明したように、実施の形態３によれば、記録媒体に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド２０が提供され、特に光を十分に透過させることが可能な透明基板と回折格子とによる簡単な構成のため、複雑な製造過程を必要とせず、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整を不必要にしている。
［実施の形態４］
図７は、実施の形態４に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。
【００４０】
図７の近視野光メモリヘッド３０において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、テーパ開口部３から導入される照射光３４によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、図７に示すように、微小開口４の開口縁部からテーパ開口部３のテーパに沿って光導波路３２が形成されている。微小開口４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）３５は、光導波路３２を通して光導波路３２の上端部、すなわち光導波路３２において伝搬光３５が入射される端部と反対側の端部、に形成された受光素子３３に導かれる。ここで、光導波路３２はコアとクラッドから構成されている。更に、シリコン基板２、テーパ開口部３及び受光素子３３の表面には、光導波路３２を伝搬光３５の入射部以外を光学的に閉塞するために遮光膜３１が形成されている。
【００４１】
テーパ開口部３、光導波路３２及び受光素子３３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜３１は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド３０を記録媒体１上に配置し、微小開口４に生成される近視野光によって情報記録及び再生を行う方法を説明する。
【００４２】
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド３０が配置される。近視野光メモリヘッド３０の微小開口４に生成される近視野光を記録媒体１に作用させるために、微小開口４と記録媒体１との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド３０を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド３０の位置が制御される。
【００４３】
なお、近視野光メモリヘッド３０と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
記録媒体１は、例えば相変化記録方式を適用できる材料からなり、局所的な光の照射による情報記録を可能とする。この記録媒体１上において、微小開口４を上記した制御により所望の情報記録位置に移動させる。続いて、微小開口４に向けて照射光３４を照射し、微小開口４部に近視野光を生成する。この近視野光によって記録媒体１への微小な領域の光照射が可能となり、高密度な情報記録が達成される。この際、近視野光を生成するための照射光３４は、後述する情報再生の場合に使用される照射光と比較して十分大きな強度を有している。
【００４４】
なお、この情報記録に関しては、本発明による近視野光メモリヘッドによらずに、情報記録を行う情報記録系を別途付加して行ってもよい。
このようにして記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、微小開口４に向けて照射光３４を照射して微小開口４部に近視野光を生成する。この近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用によって生じた伝搬光３５が、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴って光導波路３２に入射する。光導波路３２に入射した伝搬光３５は、受光素子３３へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号線を介して同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００４５】
更に、近視野光メモリヘッド３０は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド３０を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。例として、図８（ａ）に、近視野光メモリヘッド３０を２次元アレイ状に配列した近視野光メモリヘッドアレイ３６を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’における断面図であり、近視野光メモリヘッドの微小開口４が記録媒体上の情報記録単位間隔を考慮した間隔で形成されている。なお、図８（ａ）においては、近視野光メモリヘッドアレイ３６の構造が容易に理解されるように、図８（ｂ）に示された遮光膜３１を省略している。
【００４６】
この近視野光メモリヘッドアレイ３６を、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイ３６をその記録媒体の複数トラック上に位置するように配置することによって、記録媒体上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態４によれば、近視野光を利用することによって情報記録可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子３３に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド３０が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしている。また、散乱光を導く光導波路３２が散乱光の高い強度分布を示す方向に沿って形成され、かつ受光素子３３がヘッドの一部として微小開口４付近に設けられているため、損失の少ない高効率な散乱光の検出が可能となる。
【００４８】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッドのアレイ化に対応できる。
なお、上述した実施の形態４において、テーパ開口部３の開口縁部に形成される光導波路３２及び受光素子３３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態５］
図９は、実施の形態５に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図７と共通する部分には同一符号を付している。
【００４９】
図９において近視野光メモリヘッド３７は、実施の形態４に係る近視野光メモリヘッド３０のシリコン基板２に代えて特に光を十分に透過させることが可能な透明基板３８を使用し、更に光導波路３２に代えてマイクロレンズ３９を形成している。マイクロレンズ３９は、例えば、屈折率が連続的に変化した屈折率勾配レンズであり、微小開口４の開口縁部に選択イオン交換法を施すことによって形成される。
【００５０】
情報を記録する動作については、実施の形態４と同等であるので、ここでは説明を省略する。
つぎに、記録媒体に記録された情報を再生する方法について説明する。照射光３４によって微小開口４部に生成された近視野光は、記録媒体１の情報記録部との相互作用によって伝搬光３５に変換され、散乱した伝搬光３５は微小開口４の開口縁部に設けられたマイクロレンズ３９によって受光素子３３に集光される。受光素子３３において受光された伝搬光３５は、実施の形態４の場合と同様に、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において処理される。
【００５１】
よって、マイクロレンズ３９による集光のために、情報記録部の記録状態を判断できるだけの十分な強度を有した伝搬光３５を受光素子３３に導くことが可能になり、実施の形態４における効果に加え、より信頼性の高い情報再生が実現される。また、照射光３４の出力を低減でき、消費電力と共に照射光３４による近視野光メモリヘッドの加熱が抑えられる。
【００５２】
また、図９において説明された近視野光メモリヘッド３７の変形例として、図１０（ａ）に示しているように、光を十分に透過させることが可能な透明基板３８にマイクロレンズ４０、例えば前述した屈折率勾配レンズを予め形成し、続いて図１０（ｂ）に示している近視野光メモリヘッド４１のように、形成されたマイクロレンズ４０の光軸上に微小開口４の中心が位置するようにテーパ開口部３を形成し、受光素子３３及び遮光膜３１を設けることもできる。
【００５３】
なお、上述したマイクロレンズは、屈折率勾配レンズに限らず、回折格子等の他のレンズ効果を有するものであればよい。
また、上述した実施の形態５において、テーパ開口部３の開口縁部に形成されるマイクロレンズ及び受光素子３３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
［実施の形態６］
図１１は、実施の形態６に係る近視野光メモリヘッドの断面図を示している。なお、図７と共通する部分には同一符号を付している。
【００５４】
図１１の近視野光メモリヘッド４２において、シリコン基板２にはこれを貫通するテーパ開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、テーパ開口部３から導入される照射光３４によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。ここで、図１１に示すように、微小開口４の開口縁部において受光素子４３が形成されている。微小開口４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）３５は、微小開口４の開口縁部の受光素子４３において受光される。更に、シリコン基板２及びテーパ開口部３の表面には、受光素子４３を伝搬光３５の入射部以外を光学的に閉塞するために遮光膜３１が形成されている。
【００５５】
テーパ開口部３及び受光素子４３は、実施の形態４と同様に、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成され、遮光膜３１は、スパッタリングや真空蒸着によって、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜として得られる。なお、シリコン基板２が微小開口４に向けて照射される照射光３４の波長に対して十分な遮光性を有する場合には、遮光膜３１を省略できる。
【００５６】
情報を記録する動作については、実施の形態４と同等であるので、ここでは説明を省略する。
つぎに、記録媒体に記録された情報を再生する方法について説明する。照射光３４によって微小開口４部に生成された近視野光は、記録媒体１の情報記録部との相互作用によって伝搬光３５に変換され、散乱した伝搬光３５は微小開口４の開口縁部に設けられた受光素子４３に入射する。受光素子４３において受光された伝搬光３５は、実施の形態４の場合と同様に、電気信号に変換され、図示しない信号処理部において処理される。
【００５７】
よって、情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光３５を直接に受光素子４３において受光することが可能になり、実施の形態４及び５における効果に加え、伝搬光３５の損失のない安定した情報再生が実現される。
また、図１１において説明された近視野光メモリヘッド４２の変形例として、図１２に示している近視野光メモリヘッド４４のように、テーパ開口部３及び微小開口４が形成される基板自体を受光素子とした受光素子基板４５を使用して、伝搬光３５を直接に受光してもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態６において、テーパ開口部３の開口縁部に形成される受光素子４３は、テーパ開口部３の縁部全体に形成されても、部分的に形成されてもよく、設計上適宜選択可能である。
以上に説明した実施の形態５及び６における近視野光メモリヘッドはいずれも半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、実施の形態４において説明されたようなアレイ化に対応でき、近視野光メモリヘッドアレイとしての使用が可能である。
［実施の形態７］
図１３は、実施の形態７に係る近視野光メモリヘッド６０の斜視図を示している。
【００５９】
記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、この基板を近視野光基板と呼ぶことにする。構成は、微小開口５４部を有し光検知を行なうための機能部があり、機能部が梁により外周部基板により支持されている。近視野光メモリヘッド６０は、シリコンにより構成される基体であり、作製方法はフォトリソグラフィ技術を用い作製される。
【００６０】
機能部は、微小開口５４と近視野光を検出するため受光部がＰＩＮダイオードで構成されている。
機能部を構成するシリコン基板５２にはこれを貫通するテーパ開口部が微小開口５４を有して形成されている。微小開口５４は、テーパ開口部から導入される照射光によって近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。微小開口５４部に生成された近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用により生じた伝搬光（散乱光）は、近接に作製した受光素子５６により検知される。
【００６１】
テーパ開口部、受光素子５６は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、遮光膜５５は、例えばＡｕ／Ｃｒ等の金属膜であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
作製プロセスを図１７及び図１６を用いて説明する。近視野光基板を作成するため、第１の工程で近視野光を検出するＰＩＮダイオードをフォトリソグラフィ工程で形成する。ＰＩＮダイオードは近視野光を検出するためのものである。受光素子５６であるＰＩＮダイオードの配置は、本実施の形態においては、微小開口５４部の周辺をおおう形で配置した。なお、フォトリソグラフィ工程において、凹凸を形成しないように留意し平面を得るようにした。本実施の形態では、配線材料を拡散配線を用いることにより凹凸を形成しないようにした。つぎに、第２の工程で近視野光メモリヘッド６０の近視野光を生成するための微小開口５４を異方性エッチングで形成した。本実施例においては、シリコンの異方性エッチングをもちいたが、高密度プラズマエッチングを用いて開口部を形成してもよいし、異方性エッチングとフォーカスドイオンビームの組み合わせにより微小開口５４を形成することも可能である。第３の工程でシリコンを変位させるための薄肉部を形成するためシリコン基板をエッチングする。もちろん、第２の工程と同一の工程で行ってもよい。第４の工程の近視野光基板突出および第５工程の近視野光基板固定では、受光素子５６および微小開口５４を有する基板を、周辺基板から突出するため、外力により基板を突出させたのち、樹脂等で変位を維持させるための固化を行う。固化においては、紫外線硬化樹脂等を用いると作業性を向上させることが可能となる。第５の工程で、光メモリヘッドとして完成となる。光メモリヘッド完成後、出力端子に非常に薄い配線基板と接続し、微小信号が検出できるようにして、近視野光メモリヘッド６０とした。図１６が断面図を用いた工程を示す図である。図１６の工程図を用い説明する。まず、半導体基板のシリコンに通常の半導体プロセスにより、受光部５６を形成する。本実施例においてはＰＩＮ構造を形成した。次に、シリコンエッチングプロセスにより裏面よりエッチングを行い、梁部および開口部を形成する。次の工程で、開口部に貫通孔を形成する。近視野光基板６１を突出させる工程を次に行うが、本実施例では、外力により変位させ、紫外線効果樹脂を用い変位を固定した。このような工程により、近視野光ヘッドを完成させた。
【００６２】
実施の形態７においては、図１３に示すように、近視野光基板を４つの梁で指示する構成とした。もちろん、２本の梁において形成してもよい。４つの梁形成は、シリコンマイクロマシニングを用い形成した。図１４が、近視野光メモリヘッド６０の断面図である。近視野光基板が、梁により支持基板により支持されている構成であることがわかる。また、近視野光基板が、支持基板より突出していることがわかる。本実施の形態においては、０．１ｍｍ突出させる構成とし、出力端子から配線をとりだせるようにした。
【００６３】
次に、以上に説明した近視野光メモリヘッド６０を記録媒体１上に配置し、微小開口５４に生成される近視野光によって情報記録及び再生を行う方法を説明する。図１５に近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１を示す。
ここで記録媒体１は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド６０が配置される。近視野光メモリヘッド６０の微小開口５４に生成される近視野光を記録媒体１に作用させるために、微小開口５４と記録媒体１との間を微小開口５４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との間に潤滑剤を充填し、近視野光メモリヘッド６０を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体１の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光メモリヘッド６０制御機構によって、微小開口５４を記録媒体１上の所望の位置に配置できるように近視野光メモリヘッド６０の位置が制御される。なお、近視野光メモリヘッド６０と記録媒体１との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
【００６４】
記録媒体１は、例えば相変化記録方式を適用できる材料からなり、局所的な光の照射による情報記録を可能とする。この記録媒体１上において、微小開口５４を上記した制御により所望の情報記録位置に移動させる。続いて、微小開口５４に向けて照射光を照射し、微小開口５４部に近視野光を生成する。この近視野光によって記録媒体１への微小な領域の光照射が可能となり、高密度な情報記録が達成される。この際、近視野光を生成するための照射光は、後述する情報再生の場合に使用される照射光と比較して十分大きな強度を有している。
【００６５】
なお、この情報記録に関しては、本発明による近視野光メモリヘッド６０によらずに、情報記録を行う情報記録系を別途付加して行ってもよい。
このようにして記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口５４を記録媒体１上の所望の情報再生位置に移動させ、微小開口５４に向けて照射光を照射して微小開口５４部に近視野光を生成する。この近視野光と記録媒体１の情報記録部との相互作用によって生じた伝搬光が、その情報記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴って入射する。入射した伝搬光は、受光素子５６へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号線を介して同じく図示しない信号処理部によって情報記録部の記録状態が判断される。
【００６６】
更に、近視野光メモリヘッド６０は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光メモリヘッド６０を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。
この近視野光メモリヘッドアレイを、同心円状の複数のトラック上に情報を記録した記録媒体１上に近接させ、近視野光メモリヘッドアレイをその記録媒体１の複数トラック上に位置するように配置することによって、記録媒体１上におけるヘッドの掃引を最小限に抑え、トラッキング制御を必要としない高速な光記録または再生が可能となる。
【００６７】
以上説明したように、実施の形態７によれば、近視野光を利用することによって再生可能な、かつ高密度に情報が記録された記録媒体１において、その記録された情報の再生を行うのに、記録媒体１に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子５６に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッド６０が提供され、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしている。
【００６８】
更に、本発明に係る近視野光メモリヘッド６０は、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光メモリヘッド６０のアレイ化に対応できる。
［実施の形態８］
実施の形態８においては、図示しない近視野光基板が、薄肉部により支持基板に支持されている構成で作製した。近視野光基板と支持基板との間を薄肉化させ支持する構成とした。この構成はシリコンマイクロマシニングを用い形成した。この構造は、梁部を形成することなく薄肉部を形成し、近視野光基板部のみ突出させる方法でおこなった。本実施の形態においては、０．１ｍｍ突出させる構成とし、出力端子から配線をとりだせるようにした。なお、突出を継続維持するために、樹脂をもちい固化することにより、固定した。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係わる発明によれば、記録媒体上に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化しているため、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整が不必要となる。
【００７０】
以上説明したように請求項２に係わる発明によれば、記録媒体上に反射型の近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光と相互作用して得られる伝搬光を受光素子に導く近視野光検出系を一体化しているため、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素の調整が不必要となる。更には、容易にアレイ化が実現できる。また、近視野光メモリヘッドの側方に光源を配置できるため、近視野光メモリヘッドの上方を有効に利用できる。
【００７１】
以上説明したように請求項３および請求項４に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要及びヘッドのアレイ化の実現に加えて、光源を近視野光メモリヘッドの上方に配置できるため、近視野光メモリヘッドの側方を有効に利用できる。
以上説明したように請求項５に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要、ヘッドのアレイ化の実現及び近視野光メモリヘッドの側方の有効活用に加えて、近視野光メモリヘッドを複雑な製造過程を必要とせずに作成できる。
【００７２】
以上説明したように請求項６に係わる発明によれば、光メモリ装置全体の構成のコンパクト化、各構成要素の調整の不要及び近視野光メモリヘッドの上方の有効活用に加えて、近視野光メモリヘッドを複雑な製造過程を必要とせずに作成でき、特にヘッドのアレイ化の実現が容易に行える。
以上説明したように請求項７に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板において、その穴の側面に沿って深さ方向に光導波路をその一端部が微小開口の開口縁部に位置するように形成し、かつその光導波路の他端部に受光手段を形成しているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、各構成要素間の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７３】
また、散乱光を導く光導波路が散乱光の高い強度分布を示す方向に沿って形成され、かつ受光素子がヘッドの一部として微小開口付近に設けられているため、損失の少ない高効率な散乱光の検出が可能となる。
以上説明したように請求項８に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された光を透過させる材料からなる平面基板において、前記微小開口の開口縁部にレンズを形成し、そのレンズの光軸上かつ前記平面基板上に受光手段を形成しているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、構成要素の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７４】
また、レンズによる集光のために、記録媒体の情報記録部の記録状態を判断できるだけの十分な強度を有した伝搬光を受光素子に導くことが可能になり、より信頼性の高い情報再生が実現される。また、近視野光を生成されるための照射光の出力を低減でき、消費電力と共に照射光による近視野光メモリヘッドの加熱が抑えられる。
【００７５】
以上説明したように請求項９及び請求項１０に係わる発明によれば、少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板において、その微小開口の開口縁部において受光手段が備えられているため、記録媒体に近視野光を生成させる近視野光生成系、及び、生成された近視野光を散乱させてその散乱光（伝搬光）を受光素子に導く近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、構成要素の調整を不必要にしており、更には、容易にアレイ化が実現できる。
【００７６】
また、記録媒体の情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光を直接に受光素子において受光することが可能になり、伝搬光の損失のない安定した情報再生が実現される。
以上説明したように請求項１１から請求項１６に係わる発明によれば、記録媒体１に近視野光を生成させるための微小開口５４部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、前記基板（近視野光基板）が外周部の基板から突出する構成とすることにより微小開口５４に向けて光を照射し生成される近視野光と記録媒体１との相互作用によって生じる伝搬光が、受光手段において受光される、このことにより同一の基板上において実現でき、さらに記録媒体１に容易に近接でき、出力信号を容易に出力端子より取り出すことができる。
【００７７】
また、記録媒体１の情報記録部の記録状態を判断できる特性を有した伝搬光を直接に受光素子５６において受光することが可能になり、伝搬光の損失のない安定した情報再生が実現される。
以上説明したように請求項１７に係わる発明によれば、近視野光生成系及び、近視野光検出系を一体化した近視野光メモリヘッドを提供でき、光メモリ装置全体の構成をコンパクトにし、容易にアレイ化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態３による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による近視野光メモリヘッドの変形例及びアレイ化を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４による近視野光メモリヘッドのアレイ化を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態５による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５による近視野光メモリヘッドの変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６による近視野光メモリヘッドの変形例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態７による近視野光メモリヘッドの工程図である。
【図１７】本発明の実施の形態７による加工工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 記録媒体
２ シリコン基板
３ テーパ開口部
４ 微小開口
５，１３ コア
６，１４ クラッド
７ 遮光膜
８ 光源
９ 照射光
１０ 伝搬光
１１，１６，２０ 近視野光メモリヘッド
１２，１７，２１ 近視野光メモリヘッドアレイ
１５ 反射膜
１８ 透明基板
１９ 回折格子
３０，３７，４１，４２，４４ 近視野光メモリヘッド
３１ 遮光膜
３２ 光導波路
３３，４３ 受光素子
３４ 照射光
３５ 伝搬光（散乱光）
３６ 近視野光メモリヘッドアレイ
３８ 透明基板
３９，４０ マイクロレンズ
４５ 受光素子基板
５２ シリコン基板
５３ 開口部
５４ 微小開口
５５ 遮光膜
５６ 受光素子
５８ 照射光
６０ 近視野光メモリヘッド
６２ 出力端子
６３ 梁
６４ 樹脂
６５ 拡散配線
Claims (17)
- 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板とを備え、
前記微小開口は、記録媒体に近視野光を生成させるための近視野光生成機能および生成された近視野光を検出するための近視野検出機能の少なくともいずれか一方を備え、
前記微小開口に前記一方の機能が備えられている場合には、前記一方以外の他方の機能は、前記微小開口以外の同一の前記平面基板に備えられていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記平面基板内に形成された光導波路と、
前記光導波路に光を入射させる光源と、を含み、
前記光導波路の一端部は前記平面基板の側端部に位置し、
前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置していることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記平面基板内に形成された光導波路と、
前記光導波路に光を入射させる光源と、を含み、
前記光導波路の一端部は前記平面基板の上面部に位置し、
前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置していることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 前記光導波路の内側面の一部に前記光導波路を通過する光を反射させる反射膜が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の近視野光メモリヘッド。
- 近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記平面基板上かつ前記穴の縁部に形成された回折格子と、
前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、
前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して前記微小開口の開口縁部に導き、
前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも２つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記平面基板の側端部に形成された回折格子と、
前記回折格子に照射光を入射させる光源と、を含み、
前記回折格子は前記照射光を前記平面基板を介して各々の前記微小開口の開口縁部に導き、
前記平面基板は前記照射光を透過させる材料からなり、前記照射光が射出される各々の微小開口の開口縁部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記穴の側面に沿って深さ方向に形成された光導波路と、
前記光導波路の一端部に形成された受光手段と、を含み、
前記光導波路の他端部は前記微小開口の開口縁部に位置し、
前記光導波路はその他端部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板と、
前記微小開口の開口縁部に形成されたレンズと、
前記レンズの光軸上かつ前記平面基板上に形成された受光手段と、を含み、
前記平面基板は、光を透過させる材料からなり、前記レンズ部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板を含み、
前記平面基板は、前記微小開口の開口縁部において受光手段を備えており、前記受光手段部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
少なくとも１つの逆錐状の穴がその頂部を微小開口とするように貫通して形成された平面基板を含み、
前記平面基板は、受光素子基板であり、前記受光素子基板の一部を除く表面に遮光膜が形成されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 近視野光を利用して記録媒体の情報の記録及び／または再生を行う近視野光メモリヘッドであって、
記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段が同一の基板に有し、前記基板が外周部の基板から突出する構成を特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 請求項１１記載の近視野光メモリヘッドにおいて、記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段を有する基板が、
前記基板を支持するための外周部基板より支持される構成からなることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 請求項１２記載の近視野光メモリヘッドにおいて、記録媒体に近視野光を生成させるための微小開口部を有する近視野光生成手段および生成された近視野光を検出するための近視野検出手段を有する基板が、
前記基板を支持するための外周部基板より梁により支持される構成からなることを特徴とする近視野光メモリヘッド。 - 請求項１３記載の近視野光メモリヘッドにおいて、前記基板を支持するため、外周部基板より梁により支持される構成で、前記梁が薄肉化した構造を特徴とする近視野光メモリヘッド。
- 請求項１２記載の近視野光メモリヘッドにおいて、前記基板を支持するため、外周部基板より支持される構成で、前記基板と前記外周部基板との間に備えられた周辺基板が薄肉化した構造を有し、前記薄肉部を固化し、前記基板が前記外周部基板から突出することを特徴とする近視野光メモリヘッド。
- 請求項１１記載の近視野光メモリヘッドにおいて、前記外周部基板に受光した光信号を電気信号として取り出すための出力端子を有することを特徴とする近視野光メモリヘッド。
- 請求項１〜１６のいずれかに記載の近視野光メモリヘッドが少なくとも１つの平面基板上に複数個配列されていることを特徴とする近視野光メモリヘッド。
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