改进能量辅助磁记录头的激光器对准和光学传输效率的系统和方法
【专利摘要】本发明公开了改进能量辅助磁记录头的激光器对准和光学传输效率的系统和方法。EAMR磁盘驱动器包括介质、激光器和与激光器联接的滑块。激光器用于提供能量。滑块具有空气轴承表面，激光器输入侧，EAMR转换器和占据激光输入侧的部分的抗反射涂覆（ARC）层。ARC层被配置为减少能量的背向反射。EAMR转换器包括写入极，与激光光学耦合的波导和至少一个线圈。波导具有波导输入。ARC层的部分处于激光器和波导输入之间。一种将激光器与ARC层对准，并随后将激光器与波导输入对准的方法。激光器随后可以被联接到滑块。
【专利说明】改进能量辅助磁记录头的激光器对准和光学传输效率的系统和方法
【背景技术】
[0001]在制造磁盘驱动器的过程中，例如能量辅助磁记录(EAMR)磁盘驱动器，可能需要对准和结合部件。例如，在传统EAMR磁盘驱动器中，激光器提供加热介质的能量以用于磁记录。激光器通常为激光二极管的形式。激光二极管可能需要与滑块上的波导对准并与滑块结合。
[0002]图1示出对准传统激光二极管(或激光二极管置于其上的衬底)和滑块的传统方法
10。图2示出使用传统方法10制造期间的EAMR头50。图2示出滑块60和激光器70的平面图。滑块60和激光器70分别包括传统对准标志62和72。也不出了激光器上的激光器输出74和对准完成后滑块上对应的激光点76。滑块包括与激光点76对准的波导64。
[0003]通过步骤12，使用对准标志62和72以及来自滑块的激光器输出66对准滑块60和激光器70。通常这个过程包括将激光器60上的对准标志62和滑块衬底72上的对准标志72对准。由此，可以实现粗对准。然而，这种粗对准通常不足以对准激光点76和波导64。因此当这种粗对准执行后,激光器输出66被监控。激光器输出66输出的光来自激光器60，器其穿过波导64到达ABS并返回到滑块60的背侧。当来自激光器输出66的能量是最大值，步骤12中的对准完成。
[0004]在实现对准后，通过步骤14，滑块60和激光器70被结合。通常，步骤14包括加热激光器70和/或滑块60 —回流焊盘(图2中未显示)。通过焊盘在衬底60和70之间建立机械和电连接，其中焊盘被回流到一起。
[0005]尽管传统方法10是有效的，方法10也存在问题。激光点76和波导64之间的对准会是比较困难且耗时地完成。因此，传统EAMR头50的生产和/或产量会受到不利的影响。此外，从波导64到激光器的输出74的背向反射会损坏激光器70。因此，传统EAMR头50的性能和可靠性会受损害。一些传统EAMR头50覆盖面向具有抗反射涂覆层(ARC)层的传统激光器70的传统滑块60的表面。尽管这可以减轻背向反射带来的问题，这种传统EAMR头50的制造仍会受到影响。
[0006]因此，需要新的方法和系统以改进EAMR磁盘驱动器的制造。
【发明内容】
[0007]EAMR磁盘驱动器包括介质，激光器和与激光联接的滑块。激光器用于提供能量。滑块具有空气轴承表面，激光器输入侧，EAMR转换器和占据激光器输入侧的部分的抗反射涂覆(ARC)层。ARC层用于减少能量的背向反射。EAMR转换器包括写入极，与激光器光学耦合的波导和至少一个线圈。波导具有波导输入。ARC层位于激光器和波导输入之间。一种将激光与ARC层对准，并随后将激光与波导输入端对准的方法。之后激光器可以与滑块联接。
【专利附图】
【附图说明】[0008]图1是示出结合传统激光二极管和传统滑块的传统方法的流程图。
[0009]图2示出在结合期间传统激光二极管和滑块的平面图。
[0010]图3-6示出EAMR磁盘驱动器的示例性实施例。
[0011]图7示出EAMR磁盘驱动器的滑块的部分的另一个示例性实施例。
[0012]图8示出EAMR磁盘驱动器的滑块的部分的另一个示例性实施例。
[0013]图9示出用于在EAMR磁盘驱动器的滑块的面向激光器的表面的部分上使用的ARC层的另一个示例性实施例。
[0014]图10是示出将激光器和滑块对准的方法的示例性实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0015]图3-6示出EAMR磁盘驱动器100的示例性实施例。为了清楚，图3_6并未按比例画出。为了简明，EAMR磁盘驱动器100的所有部分并没有都展示出来。尽管EAMR磁盘驱动器100以具体的元件被描述，其它或不同的元件可以被使用。此外，在不同的实施例中各元件的设置可以是不同的。图3和6分别是元件对准过程中和对准之后的EAMR磁盘驱动器100的侧视图。EAMR磁盘驱动器100包括滑块110，介质(未显示)，如磁盘，以及激光器组件120。在图3中，激光器组件120与滑块110以一定距离被分开。在图6中，激光器组件120被固定到滑块110。
[0016]激光器组件120包括激光二极管130和激光器基台140。激光二极管130包括激光腔132和发射口 134。激光在激光腔132内产生并从发射口 134输出。发射出的激光136也被显示。基台140用来为激光二极管130提供机械稳定性并将激光二极管130安装到滑块120。在另一个实施例中，基台140可以被省略且/或使用其它类型的激光器130。发射出的激光136在滑块110上形成激光点136。
[0017]滑块110包括了空气轴承表面(ABS)，激光器输入侧113，EAMR转换器111和抗反射涂覆(ARC)层116。激光器输入侧113面对激光器130。在显示的实施例中，激光器输入侧113与空气轴承表面相对。然而在另一个实施例中，激光器输入侧113与ABS可以具有其他关系。EAMR转换器111包括了波导112，写入极117和线圈119。简明起见，写入极117和线圈119在EAMR转换器111中以方框简单表示。
[0018]图4示出滑块100的激光器输入侧113的部分。ARC层116在激光器输入侧113且位于激光器130和波导112的输入端114之间。滑块110可选择地包括用来将滑块110和激光器组件120对准的对准标志118。激光器组件120也可以包括与滑块110上的对准标志118相应的对准标志(未不出)。如图4所不,激光在滑块110的激光器输入侧113上形成点136。
[0019]图5示出包括波导112和ARC层116的EAMR磁盘驱动器100的部分。尽管示出特定结构的波导112，包括但不仅限于的多波导的及其它结构也可使用。如图5所示，波导112包括输入114和输出115。因此波导112可以引导激光136从输入114到ABS。在ABS，激光的主要部分被耦合到介质，例如使用近场转换器(未显示)。部分光也被引导到输出115。如下文所述，从输出115发射的光可被用于将激光130和波导输入114对准。
[0020]如图3-6所示，ARC层116位于激光器130和波导112的输入114之间。ARC层116包括MgF层、Ta2O5层、SiO2层和Si3N4层中的至少一种。在某些实施例中，ARC层是单层。在其他实施例中，ARC层是多层。ARC层116的总厚度通常是激光器130发射的光的波长的四分之一。这样ARC层116可以入射到波导输入114的激光136的背向反射。
[0021]ARC层116也只占据滑块110的激光器输入侧113的部分。ARC层116在激光器输入侧113占据的面积比波导输入114更大基本小于滑块110的激光器输入侧113的总面积。此外，ARC层116在激光器输入侧113占据的部分大于激光点尺寸136。在一些实施例中，ARC层116至少是激光点尺寸136的两倍。在一些实施例中，ARC层116在激光器输入侧113占据的区域仅终止在波导的输入114的边缘的激光点直径内。例如，如果激光点136在激光器输入侧113具有一微米的直径，则ARC层116具有不超过波导输入114的边沿一微米的边缘。在图3-6所示的实施例中，ARC层是矩形。在一些实施例中，矩形至少八微米长及八微米宽。在一些实施例中，矩形至少十微米长及十微米宽。然而，在其它实施例中，ARC层116会具有其他形状和/或其它尺寸。例如，ARC层116可以是正方形、椭圆形、圆形或其他形状。在一些实施例中，ARC层116的形状与激光点136的形状基本相同。
[0022]除了减少和基本消除背向反射，ARC层116还可以帮助对准激光器130和EAMR转换器111的波导112。在激光器130和滑块110的对准期间，来自激光器的激光点136会与ARC层116对准。ARC层116覆盖了包括波导114的滑块110的激光器输入侧113的小部分。因此将激光点136与ARC层116对准执行了粗对准。随后细对准可以执行，例如通过监测在波导输出115的光。在波导输出端115的信号的最大值对应于激光点136已与波导输入114对准。激光器组件120随后可固定到滑块110。图6描述了这种情况。
[0023]在激光器130与滑块对准并结合之后，如图6所示，EAMR磁盘驱动器100可以按要求正常工作。具体地，激光器130以激光/激光点136的形式提供能量给波导112的输入114。波导112将能量从激光器130引导到ABS。在一些实施例中，能量被引导到近场转换器(未图示)。来自激光的能量被集中到介质(未图示)的区域，该区域被加热。线圈119提供能量给写入极117，并对介质的加热区域写入。
[0024]在制造中，EAMR磁盘驱动器100的性能和可靠性都会提高。ARC层116的使用可以减少背向反射。因此，激光器130可以更少受损伤。这样EAMR磁盘驱动器100的可靠性就可以提高。背向反射的减少也对应着来自激光器的更大百分比的激光13被耦合到波导112。因此，激光器130的耦合效率就可以被提高。因此，激光器130的性能可以提高，并因此EAMR磁盘驱动器100的性能也可以得到提升。ARC层116也可以用来对准激光器130和波导输入114。这样可以更简单和更快速地完成粗对准。因此，EAMR磁盘驱动器100的制造可被加快。
[0025]图7示出EAMR磁盘驱动器100’的滑块110’的示例性实施例的激光输入侧的视图。为了简明，图7并未按比例图示。EAMR磁盘驱动器100’与EAMR磁盘驱动器100类似。因此EAMR磁盘驱动器100’也包括滑块110’，EAMR转换器111’，波导输入114’，波导输出115’，ARC层116’和可选的对准标志118’，它们分别对应滑块110，EAMR转换器111，波导输入114，波导输出115，ARC层116和对准标志118。ARC层116’在激光器输入侧113’并位于激光器(图7未不出)和波导112’的输入114’之间。在图7所不的实施例中，ARC层116’具有对应激光点136’的形状的椭圆形状。此外，波导输入114’并不位于ARC层116的中心。然而，ARC层116仍覆盖波导输入114’。在其他实施例中，波导输入114’位于ARC层116’的中心。[0026]EAMR磁盘驱动器100’与EAMR磁盘驱动器100有共同的好处。特别地，ARC层116’可以减少背向反射并帮助激光器130’和波导输入端114’的对准。这样，EAMR磁盘驱动器110’的可靠性，性能和制造都可以提高。
[0027]图8-9示出滑块110’ ’的示范性实施例的激光输入侧和EAMR磁盘驱动器100’ ’的ARC层116 ’’的侧视图。为了简明，图8-9未按比例图示。EAMR磁盘驱动器100 ’’与EAMR磁盘驱动器100和100’相似。因此EAMR磁盘驱动器100’ ’包括滑块110’ ’，EAMR转换器111’’，波导输入114’’，波导输出115’’，ARC层116’’和可选的对准标志118’’，它们分别对应滑块110/110’，EAMR转换器111/111’，波导输入114/114’，波导输出115/115’，ARC层116/116’和对准标志118/118’。ARC层116’’在激光器输入侧113’’上并位于激光器(图8-9中未示出)和波导112’’的输入114’’之间。在图8-9图示的实施例中，ARC层116’’包括两层116A和116B。在另一个实施例中，也可以包括额外的层。这样ARC层116’’是多层。116A和116B每层都可以是MgF层、Ta2O5层、SiO2层和/或Si3N4层。在其他实施例中，也可以使用其他抗反射材料和/或其他数量的层。例如，在一些实施例中，ARC层116’’可以包括4个子层。
[0028]EAMR磁盘驱动器100’ ’与EAMR磁盘驱动器100和100’有共同的好处。集体地，ARC层116’ ’可以减少背向反射并帮助激光130’ ’和波导输入端114’ ’的对准。这样，EAMR磁盘驱动器110’’的可靠性，性能和生产过程都可以被提高。另外，多层ARC层116’的使用可以提高ARC层116’’减少背向反射的能力。激光器和波导输入114’’之间距离的耦合效率的波动也可以被减少。这样，EAMR磁盘驱动器100’’的性能和制造都会进一步提高。
[0029]图10是显示EAMR磁头制造期间将激光器与波导对准的方法200的示例实施例的流程图。简单起见，只有部分步骤被示出。此外，这些步骤可以包括一个或更多子步骤。步骤可以结合、交、和/或以其他顺序执行。方法200结合图3-6中的EAMR磁盘驱动器100的制造被描述。然而，方法200也可以用来形成包括但不仅限于EAMR磁盘驱动器100’和100’ ’的其它装置。方法200开始于对准标志118被用于粗对准激光130和ARC层116之后。然而，即使在这种粗对准执行之后，激光点136仍可能距离波导输入114很远。例如，只有激光点136的部分与ARC层116重叠。在其他实施例中，对准标志的使用可以被忽略。
[0030]通过步骤202，激光器130与ARC层116对准。步骤202包括监测激光130的背向反射。由于改进了激光点136和ARC层116之间的对准，背向反射被减少。背向反射的最小值对应于激光器130与ARC层116对准。因此，激光点136与ARC层116完全重合。在ARC层116延伸小于来自波导输入114的激光点直径的实施例中，步骤202同样保证激光点至少部分覆盖波导输入114。这样，在步骤202执行粗对准。
[0031]之后通过步骤204，激光器130与波导114对准。步骤204可包括监测波导输出115输出的能量。能量的最大值对应于激光点136与波导输入端114对准。至此，步骤204完成细对准并确定激光器130/激光点136相对于波导输入114的最终位置。
[0032]对准完成后，激光器130通过步骤206联接到滑块110。步骤206包括将激光器组件120和滑块110结合，例如，激光器组件120可以在滑块110外围。在另一个实施例中，滑块110和激光器组件120被加热以回流焊盘(未显示)。因此，EAMR磁盘驱动器的制造被完成。
[0033]通过方法200，激光器130与波导112的对准会得到帮助。特别是激光点136可以更快并更简单地引导到靠近需要与波导输入114对准的位置。此外，ARC层116的使用还可以减少背向反射。从而EAMR磁盘驱动器100/100’/100’ ’的制造/可靠性和性能可被提高。
【权利要求】
1.一种EAMR磁盘驱动器,包括: 介质； 用于提供能量的激光器； 滑块，其具有空气轴承表面，激光器输入侧，EAMR转换器和占据所述激光器输入侧的部分的抗反射涂覆层，即ARC层，所述ARC层被配置为减少能量的背向反射，所述激光器与所述滑块联接，所述EAMR转换器包括写入极，与所述激光器光学耦合的波导和至少一个线圈，所述波导具有波导输入，所述ARC层的部分位于所述激光器和所述波导输入之间。
2.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中所述激光器在所述滑块的激光器输入侧具有激光点尺寸，且其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分不小于所述激光点尺寸且不小于所述波导输入。
3.根据权利要求2所述的EAMR磁盘驱动器，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分至少是所述激光点尺寸的两倍。
4.根据权利要求2所述的EAMR磁盘驱动器，其中所述激光器具有在所述滑块的激光器输入侧的激光点形状，且其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分具有与所述激光点形状基本相同的ARC层形状。
5.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分至少八微米长且八微米宽。
6.根据权利要求5所述的EAMR磁盘驱动器，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分至少十微米长且十微米宽。
7.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中所述激光器具有激光点直径，并且其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分包括终止在所述波导输入的所述激光点直径内的面积。
8.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分具有从矩形、椭圆形和圆形中选择的形状。
9.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中所述ARC层包括多个子层。
10.根据权利要求1所述的EAMR磁盘驱动器，其中所述ARC层包括MgF层、Ta2O5层、SiO2层和Si3N4层中的至少一种。
11.一种用于将激光器与滑块上的波导对准的方法，所属滑块包括激光器输入侧和具有所述波导的EAMR转换器，所属波导在所属激光器输入侧具有波导输入，所属方法包括: 将所属激光器对准占据所属激光器输入侧的部分并覆盖所属波导输入的抗反射涂覆层，即ARC层，所述ARC层被配置为减少来自所述激光器的能量的背向反射； 将所述激光器与所述波导输入对准；以及 将所述激光器与所述滑块联接。
12.根据权利要求11所述方法，其中所述激光器在所述滑块的激光器输入侧具有激光点尺寸，且其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分不小于所述激光点尺寸。
13.根据权利要求12所述方法，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分至少是所述激光点尺寸的两倍。
14.根据权利要求12所述方法，其中所述激光器在所述滑块的激光器输入侧具有激光点形状，且其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分的形状与所述激光点形状基本相同。
15.根据权利要求11所述方法，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分为至少八微米长和八微米宽。
16.根据权利要求15所述方法，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分为至少十微米长和十微米宽。
17.根据权利要求11所述方法，其中所述激光器具有激光点直径，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分包括终止在所述波导输入的所述激光点直径内的面积。
18.根据权利要求11所述方法，其中被所述ARC层占据的所述激光器输入侧的部分具有从矩形/椭圆形和圆形中选择的形状。
19.根据权利要求11所述方法，其中所述ARC层包括多个子层。
20.根据权利要求11所述方法，其中所述ARC层包括MgF层、Ta2O5层、SiO2层和Si3N4层中的至少一种。
21.根据权利要求11所述方法，其中将所述激光器与所述ARC层对准的步骤还包括: 确定具有减少的背向反射的对准。
22.根据权利要求21所述方法，其中所述波导包括对准输出，并且其中将所述激光器与所述波导输入对 准的步骤还包括: 确定最终将对准，其中在所述对准输出的输出被基本最大化。
【文档编号】G11B5/58GK103714829SQ201310455119
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】Z·史, A·B·戈拉科夫, A·V·德姆绸克, L·王, M·V·莫雷尔 申请人:西部数据（弗里蒙特）公司