专利名称：用于磁光记录装置的记录头和包括该记录头的磁光记录装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在第一表面记录结构中进行磁光记录的记录头，其包括在想要基本上平行于使用中的可记录介质的平面里具有透明孔，配置该头用于提供允许光束穿过透明孔到可记录介质上的光路，并且还包括一具有磁导的中心磁头构件，用于部分地阻碍透明孔。
本发明进一步涉及一种包括这样的记录头的磁光记录装置。
从WO00/31734中已知上述类型的记录头和装置的一个例子。该已知头是包括磁头、带有用于产生辐射束的辐射源的光学子系统、适合用于在磁头和辐射源的结合控制下记录或擦除其中或其上的信息的可记录介质的系统的一部分。头和源位于可记录介质的相同侧。该系统进一步包括反射介质，以反射从源到可记录介质上的、入射到其上的辐射线。该磁头位于辐射源和可记录介质之间的光路上以仅部分地阻碍射束。该反射介质用于在可记录介质上的某个位置产生光学系统的焦点。
该已知构造的问题是记录层位于记录头和反射介质之间并且在记录中光必须穿过该层。因为这个层通常是金属的，它的透射系数很低。当也通过穿过该记录头的光束读取已记录的数据时，例如作为应用克尔(Kerr)效应用于进行磁光记录的情况，这是尤其成问题的。为了提供足够的光能给该可记录介质的记录层上的光点，反射介质是必需的。
本发明的一个目的是提供一种上述类型的记录头和记录装置，其分别提供了在可记录介质上的磁场以及足够强度和亮度的光束，同时允许以相对小的功率产生磁场和光束。
通过根据本发明的记录头实现这个目的，其特征在于中心磁头构件在平行于表面的第一方向上具有基本上比平行于该平面的第二方向上大的尺寸。
本发明基于以下认识，为了针对给定场感应电流获得相对高的磁场强度，中心磁头构件并且尤其是磁导部分应当具有大的横截面积。另一方面，由光束产生的光点的遮掩部分将导致光点轮廓的锐化和旁瓣的出现。当遮掩很小时，旁瓣强度可以保持很小，从而有利地在一个方向上保持它们很小，以防止由旁瓣引起的受热并且因此扩大热轮廓，否则其可以破坏记录在介质上的相邻位。
在一优选实施方式中，中心磁头构件包括至少一个电导绕组。
因此，用于记录的磁场至少部分通过在这些绕组中通过电流而产生。因为它们是在中心磁头构件中，它们可以具有小的直径，从而产生线圈中的相对低的自感。这具有使记录头更适合用于高比特率记录的优点并且通常所有的记录技术要求频繁地反转磁场的方向，例如激光脉冲磁场调制。
在一优选实施方式中，磁导包括具有基本上以穿过透明孔的光束为中心的轴的中心磁极。
因此，磁通量集中在光束聚焦于其上的可记录介质上的光点周围的小区域。这允许了高效率的磁头，其可以依靠低功率驱动器运行。
在结合了两个前述的实施方式的实施方式中，至少一个绕组是缠绕在中心磁极上的。
因为仅光点周围的小区域产生了磁场以及磁头的紧凑尺寸和它的绕组导致了相对低的自感，因此实现了在最低自感的最高可能的磁头效率。
优选地，该记录头包括至少一个具有平行于中心磁极轴的轴的返回磁极。
因为磁通线将会集中在从中心磁极到返回磁极的路径上，因此，集中了在可记录介质里的通量，而不是在可记录介质中扩大。这增加了记录头的有效性。
一个有利的实施方式进一步包括了环形外部磁头构件，其围绕中心磁头构件并且具有大于穿过孔的光束的直径的内径。
该环形外部磁头构件最好包括用于提高由中心磁头构件产生的磁场的线圈，但是也可以仅包括一个用于集中由后者产生的通量的磁轭。因此，提高了产生的磁场强度。环形磁头结构没有阻碍光束，所以不那么严格要求它的尺寸。没有环形外部磁头构件，中心磁头构件的尺寸将限制磁场强度，其可能不会遮掩光束太多。此外，由于它的紧凑，当包括电导绕组的中心磁头构件在它自己上使用时，变热，所以降低了效率。因为通过带有它的小直径绕组的中心磁头构件产生至少部分磁场，该记录头允许比仅包括一个环形外部磁头构件的记录头更快的转换。
优选地，该记录头包括反折射光学系统，配置用于提供光路。
这具有的优点是，在分割光学系统结构中，其中用于读取数据的光学系统从那些用于记录的系统中分离，当进入光学系统的光束的角度发生小的变化时光点和磁记录场保持被良好校准。此外，记录头保持相对紧凑。尤其是，记录头的重量可以保持很低。对于包括滑块的记录头并且那些为了保持光束聚焦到可记录介质的记录层里的光点而被驱动的记录头，这很重要。
优选地，配置反折射光学系统用于转换入射光束为空心光束。
在这方面，空心光束被用来表示横截面区域的强度特性在中央比在其它地方低得多的光束。这个实施方式具有的优点是可以在空心光束的中央放置中心磁头构件，从而避免通过从中心磁头构件中吸收和反射掉而丢失光功率。
在另一个实施方式中，中心磁头构件在第一方向上超出孔的外部尺寸延伸。
因此，可能引导外部产生的磁通量到中心磁头构件中。
根据本发明的另一个方面，根据本发明的磁光记录装置包括根据本发明的记录头。
现在将会通过实施例，参照附图更详细地解释本发明，其中
图1示意性的而不是按比例地显示了记录头的第一结构的横截面；图2是图1的记录头的孔的底视图；图3是图1的磁头结构的示意性的透视图；图4示意性的而不是按比例地显示了具有反折射聚焦系统和中心以及外部磁头结构的记录头的横截面；图5是图4的记录头的孔的底视图；图6是图4的中心和外部磁头结构的示意性透视图；图7示意性的而不是按比例地显示了第二类型的具有反折射聚焦系统的记录头的横截面，所述记录头包括合并的中心和外部磁头结构；图8是图7的记录头的孔的底视图；和图9是图7的记录头中的合并的中心和外部磁头结构的示意性透视图。
如图1所示，提供记录头1用于在可记录介质2上进行信息的磁光记录。通过仅指出基底3、薄膜记录叠层4和覆盖层5，仅仅非常示意性地显示了可记录介质2。可以理解，真的可记录介质将包括更多层，尤其是薄膜记录叠层4将包含很多在成分上不同的层。通过聚焦光束6到薄膜记录叠层4上的光点并且根据将要写入的信息以特定方向提供磁场来记录信息。因为入射到薄膜记录叠层4上的光没有穿过基底3，这个记录结构称为第一表面记录。简而言之，除了(可选的)薄覆盖层5，包括记录叠层4的层是由入射光遇到的第一层。
记录头1包括玻璃基底7，其具有用于允许光穿过到可记录介质2上的孔8。孔8的外径比通过它穿过的光束的外径大，以便不减少传送的光量。通过入射的光束9的直径和包含在记录头1中用于转换入射光束9为聚焦在可记录介质2上的记录光点的光束6的光学系统，确定穿过孔8的光束6的外径。因此，配置记录头1提供允许光束6穿过孔8的光路。在图1的实施例中，主要由透镜10形成光学系统。
在图1的结构中，利用中心磁头构件11产生磁场。由中心磁头构件11遮掩光束6的内部。
从图2中将会清楚内部孔8具有允许从入射光束9形成的空心光束6在它的边缘基本上无阻碍的穿过的足够大的外径。相反，将中心磁头构件11放置在沿着传送空心光束6的光路里，以便从中心向外部分地阻碍透明孔8。
可见，中心磁头构件11在图2和3中标记为x方向的第一方向中具有基本上比在图2和3中标记为y方向的垂直第一方向的第二方向上大的尺寸(即比通常的制造公差高的数值要求)。因此，中心磁头构件11是旋转地不对称的。注意在图2和3的坐标系统中，x和y轴是基本上平行于孔8所在的平面的，其在使用中又是基本上平行于可记录介质2的。还注意到的是，垂直于从记录头1发出的光的方向的横截面可以是任何其它旋转的不对称的形状，例如椭圆的、星形的、新月形的等等。矩形的仅是一个例子。
图3显示了中心磁头构件11的一个优选实施方式。它包括一个作为磁导的软磁材料的E形磁轭12。使用如薄膜技术的硬盘处理磁轭12。它的处理平面原则上是垂直于y方向的，尽管它也可以垂直于z方向。合适的材料包括NiFe和CoZrNb。磁轭12包括沿着z轴定位的中心磁极13。在使用中，中心磁极13基本上在穿过孔8(参照图2)的光束6的中心。配置光学系统用于聚焦光束6到基本上位于中心磁极13的纵向轴的延伸上的光点上。因此，磁场集中于光束6聚焦的光点上。
许多电导材料的匝14形成了中心磁极13周围的绕组。绕组优选也使用薄膜技术形成。尽管可以由金属制成绕组，在一优选的实施方式中，至少一些匝14是由透明材料制成的，例如氧化铟锡(ITO)。尤其是，直接相邻中心磁极13的内部匝可以是金属，而由ITO制成离中心磁极有一段距离的外部匝。这样的组合的优点是外部匝没有阻碍光束，从而增加了可以聚焦在记录光点上的光量，而内部匝具有低阻抗，从而增加了场生成效率和减少了绕组中耗散的热量。
E形磁轭12的其它臂由返回磁极15、16形成，其用于获取好的磁效率。很明显这部分地取决于中心磁极13和外部返回磁极15、16间的距离。E形磁轭12允许了以相对直接的方式利用已知的磁场方法计算确定最佳距离。
可以看出，孔附近的光束的部分遮掩导致在这个方向(即在该实施例中的x方向)里光强轮廓锐化。然而，也出现了旁瓣。这个效应在其它方向较不显著，例如在该实施例中的y方向。也可能以记录轨道是在y方向里的方式配置包括记录头1的记录装置。可选地，它们可以在x方向里。
无论选择哪种结构，重要的是在光盘上的记录磁场区域保持与光束6聚焦的光点对准。在分割光学系统结构中，即激光和检测光学系统(未示出)在机械上是从记录头1分离的，做到这一点的一种方式是使用相对聚焦透镜10固定光束的光路。一个实施例是具有一体化透镜的滑动头和固定到滑动器上用于耦合光到透镜里的光纤。如图4和7中以两个示范性的实施方式显示的，优选的方式是通过反折射光学系统。反折射光学系统具有的优点是当光阑是在透镜的离开表面上时，因为小的自由工作距离(到可记录介质2的距离)，对于入射光束9的角度变化，磁场和已聚焦的光点比在传统的聚焦系统中保持更好的对齐。此外，反折射透镜具有相对紧凑的优点。另外，在显示的实施方式中，它们允许相对高的数值孔径，以及上述相对小的自由工作距离。相对高的数值孔径允许针对孔8的给定的横截面区域更多的光聚焦在记录光点上。小的自由工作距离允许对于穿过绕组的给定电流在可记录介质2上的记录区域上获得更强的磁场。
在图4中，光学系统包括反折射聚焦透镜17。该光学系统转换入射光束9为空心光束6。这是由于聚焦透镜在相反于聚焦透镜17上入射光束9进入聚焦透镜17的一侧的另一侧包括一凸面部18的事实。凸面部18由通过虚线指出的反射涂层覆盖。聚焦透镜17的相反表面的环形部19也由涂层覆盖，该涂层在入射光束9中存在的波长上是反射的。因此，光是反射离开凸面部18到环形部19上并且然后穿过相邻孔22的剩余表面部分，以聚焦在记录光点上。为了说明入射光束9转换为基本上包围了中心磁头构件20的空心光束6，显示了入射和转换光束9、6的边缘。
在图4的结构中，利用中心磁头构件20产生磁场，其中利用环形外部磁头构件21增强该操作。环形外部磁头构件21用于在可记录介质2上的记录光点上增加由中心磁头构件20产生的磁通量。
从图5中将很明显外部磁头结构21的内径足够大以允许从入射光束9形成的空心光束6的边缘基本上无阻碍地穿过。相反，中心磁头构件20定位在沿着传送空心光束6的光路里，以便类似于图1中显示的那些实施方式部分地阻碍玻璃基底23里的透明孔22。事实上，在图4的实施例里，一些空心光束6实际上碰撞到中心磁头构件20上。但是，通常不必如此。也就是说，空心光束可以具有足够大的内径以防止任何光落到中心磁头构件20上。
图6显示了中心磁头构件20的一优选实施方式。它包括一个作为磁导的由软磁材料制成的T型磁轭24。在使用中，中心磁极25基本上位于穿过孔(参照图4)的(空心)光束6的中心。配置光学系统用于聚焦光束6到基本上位于中心磁极25的径向轴的延伸上的光点上。因此，磁场集中于光束6聚焦的光点上。
许多电导材料的匝26形成了中心磁极25周围的绕组。T型磁轭24与包括许多环形绕组的匝27的环形外部磁头构件21结合。通过提供穿过这些绕组的电流，在中心的磁场可以进一步增强。
在图7的实施方式中，使用了另一个类型的反折射聚焦系统。图7的实施方式也包括聚焦透镜28。进入表面的中心区域29是凹面的。外围区域30是凸面的并且覆盖有反射涂层。临近基底里的孔32的离开表面的中心部31是和孔32共面的并且具有高的透光度。离开表面的外围部33覆盖有反射涂层。凹面中心区域29扩展入射光束29，其中主要部分通过离开表面的外围部33并且随后通过进入表面的外围区域30反射，从而产生通过离开表面的中心部31和孔32聚焦的空心光束。
在图8中，显示了一可选的中心磁头构件34，其完全遮掩了在x方向上出射的光束6。
图9更详细地显示了中心磁头构件34。它包括作为磁导的软磁材料的T形磁轭35。在使用中，中心磁极36基本上位于穿过孔32(参照图7)的(空心)光束6的中心。配置光学系统用于聚焦光束6到基本上位于中心磁极36的径向轴的延伸上的光点上。因此，磁场集中于光束6聚焦的光点上。
许多电导材料的匝形成了两个线圈37、38的绕组，每一个围绕在T形磁轭35的各个外部臂上。因为绕组位于光束6的外面，线圈37、38的尺寸和匝的数量不由光学条件限制。由外部线圈产生的通量通过T形磁导传送给中心磁极36并且集中于记录区域上。
反折射实施方式具有的优点是在窄的公差范围内它们相对容易制造。这是由于使用了其中表面可以磨光成要求的形状的已涂层的聚焦透镜17、28。
应当注意上述实施方式举例说明而不是限制本发明，并且在不脱离附属的权利要求的范围内那些在本领域技术人员可以设计出许多可替换的实施方式。在权利要求中，任何位于括号内的参考标记将不会被看作是限制本发明。词“包括”并非排除除了那些在权利要求中列举的元件或步骤。元件前的词“一”并非排除许多个这样的元件的存在。在相互不同的附属权利要求中说明了某些措施的事实并非指不能有利地结合使用这些措施。例如，环形外部磁头构件可以提供返回磁极用于完成磁路，其也包括中心磁头构件的中心磁极。
权利要求
1.用于在第一表面记录结构中进行磁光记录的记录头，包括透明孔(8；22；32)，在想要在使用中基本上平行于可记录介质(2)的平面中，头，配置用于提供允许光束(6)穿过透明孔(8；22；32)到可记录介质(2)上的光路，并且进一步包括中心磁头构件(11；20；34)，其包括磁导(12；24；35)，中心磁头构件用于部分地阻碍透明孔(8；22；32)，其中该中心磁头构件(11；20；34)在平行于该平面的第一方向(x)上具有基本上比在平行于该平面的第二方向(y)上大的尺寸。
2.根据权利要求1的记录头，其中该中心磁头构件(11；20；34)包括至少一个电导绕组。
3.根据权利要求2的记录头，其中一个绕组的至少一些匝(14)是由透明材料制成的。
4.根据权利要求1-3的任一个的记录头，其中磁导(12；24；35)包括中心磁极(13；25；36)，中心磁极(13；25；36)具有基本上位于穿过透明孔(8；22；32)的光束(6)的中心的轴。
5.根据权利要求2和4的记录头，其中至少一个绕组是缠绕在中心磁极(13)上的。
6.根据权利要求4-5的任一个的记录头，包括至少一个返回磁极(15，16)，其具有平行于中心磁极(13)的轴的轴的。
7.根据前述权利要求的任一个的记录头，其中磁导(12)包括E形磁轭。
8.根据前述权利要求的任一个的记录头，进一步包括围绕中心磁头构件(20)并且具有大于穿过孔(22)的光束(6)的直径的内径的环形外部磁头构件(21)。
9.根据前述权利要求的任一个的记录头，包括反折射光学系统，配置用于提供光路。
10.根据权利要求9的记录头，其中反折射系统被配置用于转换入射光束(9)为空心光束(6)。
11.根据前述权利要求的任一个的记录头，其中中心磁头构件(34)在第一方向(x)上延伸超过孔(32)的外部尺寸。
12.根据权利要求2或11的记录头，其中至少一个绕组(37；38)是缠绕在位于孔(32)的边缘外部的磁导(35)的一部分上的。
13.磁光记录装置，包括根据前述权利要求的任一个的记录头。
全文摘要
一种用于在第一表面记录结构中进行磁光记录的记录头，在使用中想要基本上平行于可记录介质(2)的平面里具有透明孔(8；22；32)。配置该头提供允许光束(6)穿过透明孔(8；22；32)到可记录介质(2)上的光路，并且进一步包括一具有磁导(12；24；35)的中心磁头构件(11；20；34)，所述中心磁头构件用于部分地阻碍透明孔(8；22；32)。该中心磁头构件(11；20；34)在平行于该平面的第一方向(x)上具有基本上比平行于该平面的第二方向(y)上大的尺寸。
文档编号G11B7/135GK1856831SQ200480027229
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月22日
发明者H·W·范克斯特伦, B·H·W·亨德里克斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司