专利名称：热辅助记录图案化介质盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用图案化介质的热辅助记录(TAR)型磁记录盘驱动器，其中将每个数据位存储在盘上的磁隔离岛中，更具体地，本发明涉及这种类型的盘驱动器中的伺服控制和写同步。
背景技术：
已经提出了利用图案化磁记录介质(也叫做位图案化介质(BPM))的磁记录硬盘驱动器来提高数据密度。在图案化介质中，将盘上的磁性材料图案化成小的隔离数据岛或排列在同心数据轨道中的岛。每个岛包含单个磁性“位”，并且通过非磁性区与相邻岛分开。 这与传统的连续介质相反，在传统连续介质中，单个“位”由形成单个磁畴的多个弱耦合相邻磁粒组成，各个位在物理上彼此相邻。图案化介质盘可以是磁化方向与记录层平行或共面的纵向磁记录盘，或磁化方向与记录层垂直或异面的垂直磁记录盘。为了产生图案化岛的所需磁隔离，必须破坏或大幅度减小岛之间的区域的磁矩，以便使这些区域基本上无磁性。可替代地，可以将介质制造成在岛之间的区域中实质上没有磁性材料。在一种类型的图案化介质中，数据岛是升高、隔开的立柱，其在盘基板表面之上延伸，以在立柱(pillar)之间限定基板表面上的低谷(trough)或凹槽(trench)。这种类型的图案化介质是令人感兴趣的，这是由于可以利用像光刻或纳米印刷术(nanoimprinting) 那样的相对低成本、高容量工艺生产具有立柱和凹槽的预蚀刻图案的基板。然后，将磁性记录层材料淀积在预蚀刻的基板的整个表面上，以覆盖立柱的端部和凹槽两者。使凹槽凹下去离读/写磁头足够远，以便不会负面地影响读或写。与传统的连续介质盘驱动器一样，图案化介质盘驱动器也需要拥有将读/写磁头定位到期望轨道并且在读写期间使它们保持在轨道上的伺服控制系统。这通常利用绕着盘沿角度隔开的专用非数据伺服区或扇区来实现。在图案化介质盘中，已经提出了包含通过非磁性空间分开的离散伺服岛或块的非数据伺服区。将伺服块图案化成生成伺服回读 (readback)信号的位置误差信号(PES)区域，伺服回读信号由读磁头检测，并解调成用于将读/写磁头定位到期望数据轨道并使其保持在轨道上的PES。除了非数据伺服区之外，还提出了也含有用于写同步的非数据同步区域的图案化介质盘。与将数据位写在连续介质上的传统磁记录不同，图案化介质盘中的离散数据岛之间的磁性转变局限于受各个数据岛的位置支配的预定位置。由此，有必要使写磁头中的写电流的反向与经过该写磁头下的各个数据岛同步。非数据同步区域由读磁头检测，并用于使写磁头同步。转让给与本申请相同的受让人的US 7，675，703 B2描述了利用非数据写同步字段的图案化介质盘驱动器。已经提出了热辅助磁记录(HAMR)，其也叫做热辅助记录(TAR)。在TAR系统中，带有近场变换器(NFT)的光学波导管(waveguide)引导来自像激光器那样的辐射源的热，以便加热盘上的磁记录层的定域区(localized region)。该辐射将磁性材料局部加热到它的居里(Curie)温度附近或以上，以便将矫顽性(coercivity)降低到足以发生写磁头的写入。已经提出了用于图案化介质盘驱动器的TAR系统，其中加热每个数据岛以便当将来自写磁头的写入磁场施加于岛时降低磁性材料的矫顽性。图案化介质TAR盘驱动器也需要伺服控制系统和写入同步。为图案化介质TAR盘驱动器提出的伺服控制系统与为没有热辅助的图案化介质盘驱动器提出的伺服控制系统相同，由此使用读磁头检测的绕着盘按角度隔开的磁性非数据伺服区。磁性伺服方案经受的问题在于，每个伺服扇区只更新写入时钟，因此使系统易受干扰以及更新之间的漂移的影响。将伺服扇区更靠近地填充在一起会用尽存储空间。不依靠非数据伺服区的磁回读的方案具有的好处在于，在伺服回读期间无需停止写入过程，这是由于写入过程期间生成的磁场不破坏伺服信号。这使得将更少的总存储开支用于实现伺服。对于写入同步，已经提出了使用实际数据岛而不是专用同步区域的光学技术。例如，2008年9月11日提交的公开号为US 2010/0061018 Al并转让给与本申请相同的受让人的美国专利申请11/209，089描述了使用辐射检测器取代读磁头来检测从数据岛反射的辐射的图案化介质TAR盘驱动器，其中辐射检测器输出用于控制来自写磁头的写入脉冲的时钟(clocking)。然而，在试图使面密度以及数据岛的热稳定性和可写性最大的系统中， 辐射吸收对比度可以相当低。辐射变化检测方案最适合用于岛边缘之间具有宽空隙的数据岛，其对于高密度BPM是并不期望的。需要的是不依靠来自非数据区的磁回读但仍然提供足够信噪比的具有伺服控制和写同步的图案化介质TAR盘驱动器。
发明内容
本发明涉及将同步区域的光学检测用于写同步并且将伺服扇区的光学检测用于读/写磁头定位的TAR图案化介质磁记录盘驱动器。TAR盘是带有大体上径向跨过图案化数据轨道延伸的非数据同步区域和伺服扇区的BPM盘，每个非数据同步区域和伺服扇区被图案化成沿轨道方向被空隙分开的离散非数据块。读磁头和写磁头的载体也支撑光通道，其带有近场变换器(NFT)，将激光器辐射引向盘。NFT在盘上生成特征沿轨道斑点尺寸 (characteristic along-the-track spot size)小于同步区域禾口伺月艮扇区中的非数据块之间的空隙的沿轨道长度的功率吸收分布。传感器随着盘旋转响应于来自同步区域和伺服扇区中的非数据块和空隙的辐射提供输出信号。来自同步区域的传感器输出信号控制写磁头施加于数据岛的写入磁场的定时。来自伺服扇区的传感器输出信号还控制读/写磁头在数据轨道上的定位。为了更全面理解本发明的性质和优点，应该参考结合附图所作的如下详细描述。
图1是现有技术提出的没有热辅助地工作的图案化介质盘驱动器的俯视图。图2是与现有技术提出的图案化介质盘驱动器相联系的电子线路的框图，并且还示出了图案化磁记录盘的剖面图。图3是示出现有技术提出的具有跨越几个数据轨道的图案化伺服扇区和图案化同步区域的图案化介质盘的一部分的示意图。图4A是与按照本发明的热辅助记录(TAR)图案化介质盘驱动器相联系的电子线
6路的框图，并且还示出了图案化磁记录盘的非数据区的剖视图。图4B是与本发明一起使用的从盘看过去的近场变换器(NFT)的视图。图5是本发明中随着非数据区中的块和空隙移过NFT，从NFT反射的光功率(以相对的单位)的曲线图。图6A是非数据块与空隙之间的光功率吸收对比度的计算机模拟中三个非数据块的表示。图6B是非数据块与空隙之间的光功率吸收对比度的计算机模拟中三个非数据块的表示，但其中块的沿轨道间隔与图6A中的表示不同。图7是示出非数据同步区域和非数据伺服扇区的按照本发明的图案化介质盘的一部分的视图。图8A是与本发明一起使用的从盘看过去的近场变换器(NFT)的视图，并且示出了主要凸部、次要凸部和与次要凸部相邻的导电体。图8B是用作本发明中的辐射传感器的简单电路。
具体实施例方式图1是现有技术中提出的未使用热辅助的图案化介质盘驱动器100的俯视图。驱动器100含有外壳或基座112，其支撑着致动器130和用于使图案化磁记录盘10围绕其中心13旋转的主轴电机(未示出)。致动器130可以是含有刚性磁臂134并且如箭头IM 所示围绕枢轴132旋转的音圈电机(VCM)旋转致动器。磁头-悬杆组件包括一端附于致动器磁臂134的端部的悬杆(suspension) 121、和附于悬杆121的另一端的诸如气浮滑块 (air-bearing slider)之类的磁头载体(head carrier) 122。悬杆121允许磁头载体122 保持与盘10的表面非常接近。滑块122支撑着读/写或记录磁头109。记录磁头109通常是感应写磁头与磁阻读磁头的组合(也叫做读/写磁头)，并且处在滑块122的尾端或端面上。图1中只示出了带有相联系滑块和记录磁头的一个盘表面，但通常存在带有与每个盘的每个表面相联系的分立滑块和记录磁头的、堆叠在由主轴电机转动的轮轴(hub)上的多
^jv ο图案化磁记录盘10包括盘基板11和基板11上可磁化材料的离散数据岛30。数据岛30用作用于数据存储的离散磁性位(magnetic bit)。每个离散数据岛30是通过非磁性区或空间与其它块分开的磁化块。术语“非磁性”意味着数据岛之间的空间由像电介质那样的非铁磁性材料、或在没有施加磁场的情况下基本上没有剩余磁矩的材料、或在块下面凹下去足够深而不会负面影响读写的沟道或凹槽中的磁性材料形成。数据岛之间的非磁性空间也可以像磁记录层或盘基板中的沟道或低谷那样没有磁性材料。数据岛30排列在径向隔开圆形轨道中，这些轨道被分组成环形的带或带区151、 152、153。在每个轨道内，数据岛30通常排列在固定字节长度的数据扇区(例如，512个字节或4096个字节加上用于纠错编码(ECC)和数据扇区首标的附加字节)中。数据扇区的数量在每个带区中是不同的。将数据轨道分组成环形带区允许带状记录，其中数据岛的角间隔以及由此的数据速率在每个带区中是不同的。在图1中，示出了三个带区151、152、 153，其中对于每个各自带区只示出了部分代表性的同心数据轨道161、162、163。虽然在图 1中只描绘了三个带区，但现代的盘驱动器通常具有大约20个带区。在每个带区中也存在包含像带区153中的典型同步(sync)标记173那样的大体径向的同步标记的专用非数据区。每个同步标记173可以是多个按圆周隔开的标记，其中间隔在每个带区中是不同的，这些标记由读磁头检测，用于使得写磁头能够与那个带区中的数据岛的特定间隔同步。像带区153中的同步标记173之间的数据区164那样的相继的同步标记之间的数据区包括多个固定字节长度的数据扇区。同步标记可以位于某些数据扇区的扇区首标中。要写入或读取数据的物理位置通过磁头编号、轨道编号(当存在多个盘时，也叫做“柱面”编号)和数据扇区编号标识。随着盘10沿着箭头20的方向围绕其中心13旋转，致动器130的移动使磁头载体 122的尾端上的读/写磁头109可以访问盘10上的不同数据轨道和带区。由于致动器130 是围绕枢轴132旋转的旋转致动器，因此跨过盘10的读/写磁头109的路径不是完美的半径，而是弧形线135。每个数据轨道还包括多个按圆周或角度隔开的专用非数据伺服区或扇区120，它们包含可由读磁头检测到的用于将磁头109移动到期望数据轨道并使磁头109保持在数据轨道上的定位信息。每个轨道中的伺服扇区按圆周与其它轨道中的伺服扇区对齐，以使得它们如径向伺服扇区120所示那样，沿着大体上的径向跨过轨道延伸。伺服扇区120具有大体上重复磁头109的弧形路径135的弧形形状。伺服扇区120是盘上通常在盘的制造或格式化期间一次性磁化并且在盘驱动器的正常操作期间不打算擦除的非数据区。虽然对于数据扇区，同步标记(像同步标记那样)可以位于扇区首标中，但作为替代方案，它们可以位于伺服扇区120中。图2是与盘驱动器100相联系的电子线路的框图，并且还以离散可磁化数据岛1-9 的形式示出了具有图案化介质的磁记录层的磁记录盘10的剖面图。图2还示出了带有包括磁阻读元件或磁头109b和写元件或磁头109a的读/写磁头109的滑块122的一部分。 读磁头109b和写磁头109a是在滑块122的尾端12 上形成的。描绘在岛1_9中的箭头代表岛中的磁矩或磁化方向，并且是针对垂直或异面磁记录描绘的。数据的记录或写入由具有生成磁场的写入磁极的感应线圈写磁头109a依据通过写磁头线圈的电流的方向，沿着两个磁化方向之一将岛磁化来进行。由于在岛1-9之间没有磁性材料，因此写入脉冲必须准时磁化适当的岛。盘驱动器电子线路包括包括读/写(R/W)电子线路113、伺服电子线路112、控制器电子线路115和接口电子线路114。R/W电子线路113接收来自读磁头109b的信号，并且将伺服信息从伺服扇区120传递到伺服电子线路112且将数据信号从数据扇区传递到控制器电子线路115。伺服电子线路112通常包括伺服控制处理器，该伺服控制处理器使用来自伺服扇区120的伺服信息运行产生控制信号的控制算法。将控制信号转换成驱动旋转致动器130以定位磁头109的电流。接口电子线路114通过接口 116与主机系统(未示出) 通信，传递数据和命令信息。接口电子线路114还通过接口 118与控制器电子线路115通信。接口电子线路114通过接口 116从像个人计算机(PC)那样的主机系统接收用于从数据扇区中读取或写入数据扇区中的请求。控制器电子线路115包括微处理器和相关存储器 life。控制器电子线路115从接口电子线路114接收所请求数据扇区的列表，并且将它们转换成唯一地标识盘面(与那个盘面相联系的磁头编号)、轨道和数据扇区的一组编号。这些数字传递给伺服电子线路112以便能够将磁头109定位至适当的数据扇区。
8
图2还示意性地示出了像PC那样的主机系统与盘驱动器100之间的数据传送。来自数据扇区中的记录数据岛的信号被读磁头109b检测，并且由读/写电子线路113放大和解码。将数据发送给控制器电子线路115，并且通过接口电子线路114，经由接口 116发送给主机。将要写入盘10中的数据从主机发送到接口电子线路114和控制器电子线路115， 然后作为数据队列发送给图案发生器117，然后发送给写入驱动器119。写入驱动器119生成到写磁头109a的线圈的高频电流脉冲，其产生将数据岛1-9磁化的写入磁场。能够工作在与不同数据带区相对应的不同频率上的写入时钟140在线144上输出时钟信号，以便控制图案发生器117和写入驱动器119的定时。同步标记检测器141在输入线142上接收来自R/W电子线路113的回读信号，并且在线143上输出信号，以便控制写入时钟140的定时。同步标记检测器141检测来自R/W电子线路113的同步标记(像图1中的同步标记那样)。每个带区中的同步标记间隔都是不同的，因此，同步标记检测器141能够使写入时钟 140与每个不同带区中的数据岛的间隔同步。图3是示出现有技术提出的带有跨越几个数据轨道的图案化非数据同步区域173 和图案化非数据伺服扇区120的图案化介质盘100的一部分的示意图。描绘了四个完整的数据轨道308、309、310和半个轨道311，每一个具有各自的轨道中心线3观、3四、330和 331。读磁头109b被显示成位于数据轨道308中，并且其随着盘沿着箭头20的方向旋转， 检测同步区域173和伺服扇区120中的非数据岛。同步区域173被描绘成具有像通过非磁性空间分开的磁化非数据岛173a_173d那样的四个同步标记。同步标记是沿着径向跨过数据轨道延伸的长条，导致适于在数据扇区中读取或写入数据位之前锁定锁相环数据时钟的单频图案(pattern)。伺服扇区120是在传统连续介质盘驱动器的扇区伺服系统中常用的那种类型的传统伺服图案，为了清楚起见，示出了极其简化的图案。伺服图案包括包含非数据岛的几个区域，其中的三个被显示成伺服定时标记(STM)区域302、轨道ID(TID)区域304和位置误差信号(PES)区域306，PES区域306被描绘成包含岛群A-D的四个PES区域的众所周知正交图案。群A-D中的PES岛用于确定磁头的径向位置的小数部分。当磁头处在轨道中心时，来自群A岛和群B岛的回读信号的振幅相等。当磁头处于半轨位置时，来自群C岛和群 D岛的振幅相等。随着头偏移轨道，来自所有岛的振幅将增大或减小。PES岛的振幅在伺服电子线路112中被解码，并用于重新定位磁头。在图3中，同步区域163、数据扇区164和伺服扇区120中的所有岛都是磁性材料的离散非数据岛，并且沿着相同的垂直方向在图3中向纸内或纸外方向磁化。这些岛通常在制造期间通过大的磁体进行DC磁化。每个离散岛是通过表示成190的非磁性空间与其它岛分开的磁化岛。术语“非磁性”意味着岛之间的空间190由像电介质那样的非铁磁性材料、或在岛下面凹下去足够深不会负面影响读或写的沟道或凹槽中的磁性材料形成。非磁性空间190也可以像磁记录层或盘基板中的沟道或低谷那样没有磁性材料。如果沟道或凹槽中填充有聚合材料以基本上使得盘平面化，则非磁性空间190也可以由非磁性聚合材料形成。本发明是也使用带有离散非数据块的专用写入同步区域和伺服区域的图案化介质TAR盘驱动器，但其中非数据块不是由读磁头检测，而是由分立的辐射传感器响应于非数据块吸收的光功率的量和块与块之间的空间来检测。与图3中的非数据岛不同，在本发
9明中，非数据块无需由磁性材料形成，这是由于不打算通过盘驱动器的磁阻读磁头检测它们。同步区域和伺服扇区中的非数据块通过具有优化来自辐射传感器的信号的沿轨道长度的空隙而分开。图4A是与TAR图案化介质盘驱动器相联系的电子线路的框图，并且还示出了气浮滑块422和带有一部分同步区域473和伺服扇区420的磁记录盘410的剖面图。同步区域 473含有用作同步标记并通过空隙47;3e-473g分开的图案化非数据块473a_473d。如图4A 所示，块473a-473d是峰区(例如，立柱)，而空隙47!3e-473g是谷区(例如，凹坑)。这些块可以由金属或金属合金材料(例如，与数据岛上的材料相同的材料)形成，而空隙由非金属材料形成。空隙也可以填充有非磁性材料，像平面化盘中那样。盘410还包括像伺服扇区420那样的非数据伺服扇区，它们含有像同步区域473中的块和空隙那样的非数据块和空隙，但被图案化成像TID标记和PES标记那样的伺服标记。除了读磁头109b和写磁头109a之外，滑块422还支撑着光学波导管或通道200。 光通道200在滑块422的面向盘的表面或气浮表面(ABQ含有近场变换器(NFT) 210。像二极管激光器那样的辐射源250将通过分束器255的辐射引向光学波导管200。随着盘沿着方向20旋转经过滑块422，该辐射照射在NFT 210上，形成集中的近场辐射。将从NFT 210 反射的辐射通过光学波导管200通过分束器255引回到辐射传感器沈0。反射的光功率取决于NFT 210与块相互作用还是与块之间的空隙相互作用。这里使用的“近场”变换器指的是“近场光学装置”，其中光线的通路是去往、来自、 通过或靠近具有次波长特征的元件，并且光线耦合到位于离第一元件次波长距离的第二元件。NTF通常使用做成这样形状的低损金属(例如，Au、Ag、Al或Cu)，即让表面电荷运动集中在做成主要突部或凸部形状的表面特征处。振荡凸部(tip)电荷产生强近场图案。有时， 金属结构可以形成叫做表面等离子体激元或局部等离子体激元的共振电荷运动，以进一步增强强度。然后，振荡凸部电荷的电磁场引起被引向盘上的数据岛和非数据块的近场中的光输出。NFT 210具有低于来自辐射源250的辐射的波长的特征，并且NFT 210与块和空隙之间的间隔低于来自辐射源250的辐射的波长。图4B是从盘的方向看到的NFT 210的视图，并且将NFT 210描绘成带有主要凸部 212的“E”形天线。“E”形状和凸部的形状可以通过e束(e-beam)光刻或光学光刻形成。 与基板平面垂直的NFT 210的金属膜的高度具有最好在大约75到125nm之间的尺度。跨过轨道(cross-track)的方向上的NFT 210的内角之间的距离可以具有大约250到400nm 的尺度。凸部212具有大约10-40nm的跨过轨道的宽度和大约20-50nm的沿着轨道的长度。 激光的波长可以在750nm到IOOOnm的范围内以便与这些E-天线尺度匹配。当极化的光与 E-天线的主要凸部212对准时，在凸部212的端部上形成强的近场图案。通过调整E-天线尺度使局部等离子体激元频率与入射光波长匹配，可以在主要凸部212上出现共振电荷运动。NFT 210在与主要凸部212相邻的盘的表面上将输入光功率聚焦至极小的斑点。在一个例子中，对于带有Mnm宽主要凸部212的金NFT和非数据块是高度为20nm和直径为 Mnm的钴岛(cobalt island)的盘，那么在单个钴岛中消耗波导管中超过10%的光功率。来自辐射传感器260的输出信号代表来自NFT-块耦合系统和NFT-空隙耦合系统的反射光强度的差。图5是随着块和空隙移过NFT 210，从NFT 210反射的光功率(以相对的单位)的曲线图，并且表示了作为时间的函数的到辐射传感器260的输入。图5的示意图并入了块是它们的顶点与NFT相隔Snm的立柱并且空隙是与NFT相隔40nm的凹坑的计算机模型模拟的结果。由此，最好是光电二极管的辐射传感器260随着盘旋转和非数据块和空隙移过NFT 210提供了代表反射光功率的这种变化的输出信号。在将数据写入数据岛的期间，将激光器250设置到它的写入功率设置，以便来自 NFT 210的辐射加热数据岛，以通过来自写磁头109a的磁场方便数据岛中的磁化反转。此外，在写入期间，当同步区域经过NFT 210时，传感器260检测从NFT 210反射的辐射，由此检测同步块473a-47;3b和空隙47!3e-473g。将传感器260输出发送到同步标记检测器141， 以控制写入时钟140的定时。此外，在写入期间，当伺服区域420经过NFT 210时，传感器 260检测从NFT 210反射的辐射，由此检测伺服块和空隙，例如，TID伺服标记和PES伺服标记。将传感器260输出也发送到伺服电子线路112，伺服电子线路112控制盘驱动器致动器 130，以便在写入期间使写磁头109a保持在轨道上。在读磁头109b从数据岛读取数据的期间，当伺服区域420经过NFT 210时，传感器260检测从NFT 210反射的辐射，由此检测伺服块和空隙，例如，TID伺服标记和PES伺服标记。此外，激光器250可以具有至少两种功率设置，以便提供低于写入期间的写入功率的读取期间的更低功率设置的选项。激光器的较低功率低到足以不会使数据岛中的磁性材料的温度升高到它的居里温度附近。将传感器260输出发送到伺服电子线路112，伺服电子线路112控制盘驱动器致动器130，以便在读取期间使读磁头109b保持在轨道上。由于滑块上的读磁头109b与写磁头109a之间通常存在物理上的径向偏移，并且由于滑块弧形路径135 (图1)引起的倾斜，与写磁头109a对齐的传感器260将在与读磁头109b正在读取的轨道不同的轨道上检测伺服标记。如本领域众所周知，读/写偏移的量是轨道编号的函数，并且根据盘驱动器电子线路中的查找表加以确定。在本发明中，沿轨道方向上的非数据块之间的空隙具有比NFT产生的功率吸收斑点尺寸的沿轨道长度更大的沿轨道长度。图6A是非数据块与空隙之间的光功率吸收对比度的计算机模拟中的三个非数据块的表示。在此模拟中，每个块由金属磁性材料形成。在模拟中使用了 Co，但像Co/Pd多层、FePt合金或CoCrPt合金那样的磁性材料也给出相似的结果。块之间的空隙由空气或像SiO2那样的介电材料形成。NFT与磁性材料之间的间距是8nm，但IOnm以下的间隔都可取得相似的结果。每个块是MnmXMnm的正方形，其中相邻块的中心到中心沿轨道间隔是42nm。块之间的空隙具有18nm的沿轨道长度 (along-the-track length)。如虚圆217所描绘那样，NFT在凸部上产生导致半径为Mnm 的特征功率吸收分布或斑点的振荡电荷密度。功率吸收斑点是连续金属磁性介质中，在使 NFT处于那种介质的表面的大约5-lOnm内的情况下吸收电磁辐射的区域。功率吸收斑点的尺寸和形状由NFT的特定几何决定。在E-天线(图4B)的情况下，功率吸收斑点是与凸部212的跨过轨道宽度(cross-track width)具有近似相同直径的圆形。该模拟表明，在吸收的平均光功率以上的光功率吸收对比度是1.5%。图6B示出了非数据块与空隙之间的光功率吸收对比度的类似计算机模拟，但其中沿轨道间隔与图6A中的沿轨道间隔不同。在此模拟中，块之间的空隙具有60nm的沿轨道长度，其大于Mnm的沿轨道斑点尺寸。该模拟表明，在吸收的平均光功率以上的光功率吸收对比度已增加到4. 6%。图7是按照本发明的图案化介质盘的一部分的视图。像轨道408-411那样的代表性轨道被显示成含有位于同步区域473与伺服区域420之间的数据岛。伺服区域420被描绘成含有格雷(Gray)编码TID区域404和PES区域406的一部分。PES区域406中的PES 块被描绘成图案化成众所周知的“空(null) ”伺服图案，但也可以图案化成像如图3的现有技术所描绘，包含岛群A-D的四个PES区域的众所周知正交图案那样的其它类型的PES图案。非数据区域473、404和406中的每个非数据块通过空隙G与相邻非数据块分开。优化辐射吸收对比度的关键设计参数是将空隙G选择成具有比沿轨道功率吸收斑点尺寸更大的沿轨道长度。优选地，例如像伺服块408a和410a所描绘的，径向相邻非数据块之间的跨过轨道间隔也大于跨过轨道功率吸收斑点尺寸。由于可能在与数据岛相同的时间图案化非数据块，因此非数据块最好由与数据岛相同的材料，即，用于垂直磁性记录介质或为垂直磁性记录介质推荐的任何众所周知的铁磁金属或金属合金形成。类似地，围绕非数据块的区域490通常是由与围绕数据岛的区域490相同的材料形成的非磁性空间。在将数据同步写入数据区域的同时，可以检测绕着盘散布着数据区域的同步区域473和伺服区域420。图8A是与辐射传感器沈0'的不同实施例一起使用的从盘看过去的NFT210'的视图。NFT 210'与图4B中的NFT 210 —样，但还包括形状几乎与主要凸部212相同的次要凸部213。次要凸部213处在导电体214附近。导体214可以是电阻随温度而变的导电 “纳米线”。当极化光与E-天线的主要凸部212对准时，在凸部212的端部上形成强的近场图案。通过调整E-天线尺度使局部等离子体激元频率与入射光波长匹配，可以在主要凸部 212上出现共振电荷运动。NFT 210'在与主要凸部212相邻的盘的表面上将输入光功率聚焦至极小的斑点。次要凸部213形成NFT 210'的一部分，并位于电荷密度振荡的局部最大值处。次要凸部213进一步使电荷集中在金NFT 210'中，以形成与主要凸部212的图案相似的强近场图案。次要凸部214在盘中引起只有主要凸部212引起的峰值温度升高的大约15%的温度升高。导电纳米线(导体214)位于与次要凸部213相邻的位置上，并被次要凸部213生成的光近场加热。纳米线加热的程度受NFT 210'中的电荷密度振荡的振幅影响。在来自激光源的恒定输入功率上，NFT 210'中的电荷密度振荡的振幅主要受与主要凸部212直接相邻的盘区(非数据块或空隙)的影响。电荷密度振荡振幅(以及由此的纳米线加热) 受改变输送给盘的总的光功率的任何区域的影响。例如，如果单个钴非数据块位于与主要凸部212相邻的位置上，则在该块中消耗入射光功率的大约10%，这意味着在次要凸部213 上电荷密度振荡较小，导致纳米线的加热的降低。当块经过主要凸部212并且空隙位于与主要凸部212相邻的位置时，电荷密度振荡增强，并且这提高了通过次要凸部213输送给纳米线的光功率，由此提高了纳米线的温度。图8B是用于例示纳米线(导体214)如何随着次要凸部213中电荷密度振荡的振幅发生变化，响应于加热(和冷却)引起的温度变化而用作可变电阻器的代表辐射传感器 260'的简单电路。电流源Is将恒定电流供应给导体214，并且温度的变化改变作为传感器 260'的电压的变化所检测到的电阻。以参照图4A所述的方式将传感器沈0'的电压输出输入至同步标记检测器141和伺服电子线路112。块比空隙更接近主要凸部212，由此消耗更多的来自主要凸部212的光功率，这降低了次要凸部213输送给导体214的光功率。这降低了导体214的加热，由此降低了电阻，导致电压下降。空隙可以填充有非金属材料，以便使盘基本上是块是金属的平面。然后，传感器260'的电压下降将代表与主要凸部212相邻的金属区的存在。
纳米线214可以是呈现随温度变化(dT)的电阻变化(dR)的任何导电材料。为了使来自纳米线的信噪比(SNR)最大，材料应该具有大的dR/dT，而阻值应该小于近似Ik Ω以减小RC时间常数和散粒噪声。最好，纳米线由金属或金属合金形成。然而，纳米线也可以是热敏材料、半导体或形成热电偶结(junction)的两种材料，或者可以是隧道效应结。在加热到环境温度以上的100°C的纯金属纳米线的情况下，金属块的经过可以将温度降低近似20°C，这将会导致电阻减小近似10%。虽然已经参考优选实施例具体显示和描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出形式和细节上的各种改变。据此，所公开的发明仅被认为是例示性的，其范围只像所附权利要求书规定的那样受到限制。
权利要求
1.一种热辅助记录(TAR)图案化介质磁记录盘驱动器，包含可旋转磁记录盘，其含有多个同心数据轨道，每个数据轨道被图案化成通过非磁性空间分开的离散可磁化数据岛；以及多个按角度隔开的非数据区，其大体上径向跨过数据轨道延伸，每个非数据区被图案化成沿着轨道方向被空隙分开的离散块；写磁头，其将磁场施加于数据岛；激光源；光通道和近场变换器，其将来自光源的辐射引向盘以便加热数据岛，所述近场变换器在盘上生成特征沿轨道斑点尺寸小于非数据块之间的空隙的沿轨道长度的功率吸收分布；载体，其用于支撑写磁头和近场变换器，所述载体具有相对于盘以小于激光波长的距离保持的面向盘表面；以及传感器，其用于随着盘旋转，感测来自非数据区中的非数据块和空隙的辐射。
2.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，非数据区是同步区域，并且同步区域中的块是能够被辐射传感器检测到的同步标记，用于使得写磁头将数据写入数据岛同步。
3.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，非数据区是伺服扇区，并且伺服扇区中的块是能够被辐射传感器检测到的轨道标识(TID)标记，用于通过编号标识数据轨道。
4.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，非数据区是伺服扇区，并且伺服扇区中的块是能够被辐射传感器检测到的位置误差信号(PEQ标记，用于在数据轨道中定位写磁头。
5.如权利要求4所述的盘驱动器，其中，伺服扇区中的PES标记被图案化成空伺服图案盘。
6.如权利要求1所述的盘驱动器，进一步包含写入时钟，其响应于所述传感器并且耦合至与写磁头，用于控制通过写磁头施加于数据岛的磁场的定时。
7.如权利要求1所述的盘驱动器，进一步包含伺服电子线路，其响应于所述传感器，用于控制写磁头在数据轨道上的定位。
8.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，非数据块包含金属或金属合金材料，并且块与块之间的空隙包含非金属材料。
9.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述盘具有拥有峰区和谷区的表面布局，并且其中，非数据块是峰，块与块之间的空隙是谷。
10.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，可磁化数据岛能够基本与盘面垂直地磁化。
11.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述辐射传感器响应于通过光通道从近场变换器反射的辐射。
12.如权利要求11所述的盘驱动器，其中，所述辐射传感器包含光电检测器。
13.如权利要求1所述的盘驱动器，其中，所述近场变换器含有主要凸部，其在所述面向盘表面上，用于随着盘旋转将岛加热；次要凸部，其与所述主要凸部隔开，并且其中，所述辐射传感器包含导电体，其在所述次要凸部附近的载体上，所述导电体被所述次要凸部加热并且响应于温度的变化呈现电阻的变化；以及与所述导电体耦合的电路，其提供代表所述传感器的电阻的变化的输出信号。
14.一种热辅助记录(TAR)图案化介质磁记录盘驱动器，包含可旋转磁记录盘，其含有多个同心数据轨道，每个数据轨道被图案化成通过非磁性空间分开的离散可磁化数据岛；以及多个按角度隔开的非数据同步区域，其大体上径向跨过数据轨道延伸，每个非数据同步区域被图案化成沿着轨道方向被空隙分开的离散非数据块；写磁头，其用于将磁场施加于数据岛；激光源；光通道和近场变换器，其用于将来自光源的辐射引向盘以便加热数据岛，所述近场变换器在盘上生成特征沿轨道斑点尺寸小于非数据块之间的空隙的沿轨道长度的功率吸收分布；载体，其用于支撑写磁头和近场变换器，所述载体具有相对于盘以小于激光波长的距离保持的面向盘表面；传感器，其用于随着盘旋转，响应于来自同步区域中的非数据块和空隙的辐射提供输出信号；以及写入时钟，其响应于所述传感器输出信号，并且耦合至与写磁头，用于控制通过写磁头施加给数据岛的磁场的定时。
15.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，非数据块包含金属或金属合金材料，块与块之间的空隙包含非金属材料。
16.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所述盘具有拥有峰区和谷区的表面布局，并且其中，非数据块是峰，块与块之间的空隙是谷。
17.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所述辐射传感器响应于通过光通道从近场变换器反射的辐射。
18.如权利要求14所述的盘驱动器，其中，所述近场变换器含有主要凸部，其在所述面向盘表面上，用于随着盘旋转将岛加热；以及次要凸部，其与所述主要凸部隔开，并且其中，所述辐射传感器包含导电体，其在所述次要凸部附近的载体上，所述导电体被所述次要凸部加热并且响应于温度的变化而呈现电阻的变化；以及与所述导电体耦合的电路，其提供代表所述传感器的电阻的变化的输出信号。
19.一种热辅助记录(TAR)图案化介质磁记录盘驱动器，包含可旋转磁记录盘，其含有多个同心数据轨道，每个数据轨道被图案化成通过非磁性空间分开的离散可磁化数据岛；以及多个按角度隔开的非数据伺服扇区，其大体上径向跨过数据轨道延伸，每个非数据伺服扇区被图案化成沿着轨道方向被空隙分开的离散非数据伺服块；写磁头，其用于将磁场施加于数据岛；激光器；光通道和近场变换器，其用于将来自激光器的辐射引向盘以便加热数据岛，所述近场变换器在盘上生成特征沿轨道斑点尺寸小于非数据伺服块之间的空隙的沿轨道长度的功率吸收分布；载体，其用于支撑写磁头和近场变换器，所述载体具有相对于盘以小于激光波长的距离保持的面向盘表面；传感器，其用于随着盘旋转，响应于来自伺服扇区中的非数据伺服块和空隙的辐射提供输出信号；以及伺服电子线路，其响应于所述传感器输出信号，用于控制所述写磁头在数据轨道上的定位。
20.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，所述激光器能够提供在存在来自所述写磁头的磁场的情况下加热数据岛的写入功率输出、和小于写入功率输出的较低功率输出，并且进一步包含读磁头，其在载体上，用于从数据岛中读取数据，并且其中所述激光器在读取期间处于所述较低功率输出。
21.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，非数据伺服块是能够被辐射传感器检测到的轨道标识(TID)标记，用于通过编号标识数据轨道。
22.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，非数据伺服块是能够被辐射传感器检测到的位置误差信号(PEQ标记，用于在数据轨道中定位写磁头。
23.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，非数据伺服块包含金属或金属合金材料，块与块之间的空隙包含非金属材料。
24.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，所述盘具有拥有峰区和谷区的表面布局，并且其中，非数据伺服块是峰，而块与块之间的空隙是谷。
25.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，所述辐射传感器响应于通过光通道从近场变换器反射的辐射。
26.如权利要求19所述的盘驱动器，其中，所述近场变换器含有主要凸部，其在所述面向盘表面上，用于随着盘旋转将岛加热；以及次要凸部，其与所述主要凸部隔开，并且其中所述辐射传感器包含导电体，其在所述次要凸部附近的载体上，所述导电体被所述次要凸部加热并且响应于温度的变化而呈现电阻的变化；以及与所述导电体耦合的电路，其提供代表所述传感器的电阻的变化的输出信号。
全文摘要
热辅助记录(TAR)位图案化介质(BPM)磁记录盘驱动器将同步区域的光学检测用于写同步并将伺服扇区的光学检测用于读/写磁头定位。同步区域和伺服扇区大体上径向跨过数据轨道延伸，并被图案化成沿轨道方向被空隙分开的离散非数据块。近场变换器(NFT)将激光器辐射引向盘，并在盘上生成功率吸收分布，其具有小于同步区域和伺服扇区中的非数据块之间的空隙的沿轨道长度的特征沿轨道斑点尺寸。传感器随着盘旋转响应于来自同步区域和伺服扇区中的非数据块和空隙的辐射提供输出信号，以便控制施加于数据岛的写入磁场的定时，并且控制读/写磁头在数据轨道上的定位。
文档编号G11B5/09GK102446512SQ201110301458
公开日2012年5月9日 申请日期2011年10月8日 优先权日2010年10月5日
发明者B.C.斯蒂普, M.E.沙比斯, M.K.格罗比斯 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司