近场光发生装置和方法以及信息记录和再现装置的制作方法

专利名称：近场光发生装置和方法以及信息记录和再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过将光照射到由导电材料构成的散射器来产生近场光的 近场光发生装置、产生近场光的方法以及信息记录和再现装置。
背景技术：
近来，作为形成超过光衍射极限的微小光斑的方法，使用被称作近场光 的局部电磁场逐渐受到重视。例如，在信息记录设备领域内，通过使用近场 光形成的微小光斑的热辅助电磁记录作为下一代高密度磁记录的新兴技术 逐渐受到重视。这种热辅助电磁记录技术能够防止在磁性记录介质的磁记录时的热波动，并且具有很高的矫顽》兹性(coercivity )。具体的说，光被聚集 在磁记录介质表面以局部提高磁记录介质的温度。在温度被升高的磁性记录 介质部分上，磁记录介质的矫顽磁力减小，从而使用标准磁头的磁记录变得 可行。为了获得高密度^H己录，聚集光斑的尺寸需要更小，由此已经试图使 用超过光衍射极限的近场光技术。作为使用近场光实现微'J、聚光斑的方法， 使用金属散射器的表面等离子振子(plasmon)谐振的方法是可行的，并且 因为散射器的结构对于聚光效率和光斑尺寸影响很大，目前已经进行各种研 究。参看图1，具体说明使用金属散射器的表面等离子振子谐振来实现最小 聚光斑的方法的示例。如图l所示，在通常用光学透明材料制成的基板401 的平面上形成了杆状的导电材料制成的散射器410。通过设置散射器410， 使得散射器410的纵向和照射在散射器410的传播光Li的偏振方向互相一 致，并且通过适当选择散射器410的纵向长度，以满足激发表面等离子振子 的条件，从而在散射器410上激发表面等离子振子。如果传播光Li从基板401 —侧照射到已经设置满足上述适当条件的散 射器410上，如图2所示，图2是沿图1中虚线的截面图，在被传播光Li 照射的散射器410的光接收面410d上，以及位于光接收面410d相对侧的光 出射面410e上，后者相对着(oppose)被近场光照射的被照射主体450,由入射的传播光Li的电场引起了电荷偏置。该电荷偏置的振荡即为表面等离 子振子，并且如果该表面等离子振子的谐振波长和入射光Li的波长互相一致，其变成称作表面等离子振子谐振的谐振条件，并且散射器410变成在与 入射的传播光Li的偏振方向相对应的方向上强偏振的电偶极，如图2的箭 头P所示。随后，在散射器410的纵向两端附近产生很大的电磁场，并且产 生了一个近场光Ln。如图2所示，在散射器410的光接收面410d和光出射 面410e上都产生了近场光Ln,然而各个最优谐振波长才艮据周围结构的材料 和形状而不同。在考虑照射受照体450例如信息记录/再现介质等等的近场光 时，可以调整周围结构的形状，使得光接收面410e内的近场光更强。通过采用上述方法，可以由传播光产生具有微小光斑的近场光；然而， 期望由传播光到近场光具有很高的转换效率。这是因为如果转换效率很高， 可以抑制用于获得近场光的所期望能量的所需发光源例如LD等的功率，以 贡献于减小近场光发生装置的功率消耗和尺寸。另外，当使用聚光元件来聚 集发光源的光来照射时，能够使用具有相对较小数值孔径的聚光元件，并且 光学调整比起需要相对较高数值孔径的聚光元件时变得相当简单，由此能够 提高设备的效率。为了获得高转换效率，例如，日本未审专利申请公开号2003-114184公 开了制造散射器的技术，其中散射器的形状是散射器的宽度朝向产生近场光 的尖端部分减小，例如平面三角形。该申请还公开了使用具有宽度减小的形 状的两个散射器的技术，并且设置散射器使得窄尖端部分互相靠近，以进一 步增强所产生的近场光。如上述日本公开申请所述，为了实现朝向产生近场光的部分减小散射器 宽度的形状，通常由于散射器的尺寸非常小，例如等于或小于入射光的波长， 这取决于所希望的形成散射器的位置以及处理条件，因此4艮难使散射器的形 状接近最优形状。另外，如上所述，为了在使用具有窄尖端部分(产生近场 光的位置)的一对散射器时实现更高的转换效率，并将窄尖端部分互相靠近 设置，所需尖端部分之间的间隙为几个10nm或更小。由此，存在的问题是， 制造散射器变得非常困难，并且将散射器投入大批量生产也非常困难。因此，所需要的是能够不依赖于散射器的形状而有效地产生近场光。发明内容根据本发明的一个实施例，提供了近场光产生设备，其包含导电散射器 和导电体，该导电散射器基于通过入射光的照射产生的表面等离子振子来产 生近场光，而该导电体设置在散射器附近，通过被入射光照射以及受到散射 器的表面等离子振子影响而产生表面等离子振子。导电体的表面等离子振子 的振荡方向大致平行于散射器的表面等离子振子的振荡方向，并且导电体的 表面等离子振子的发生区域位于偏离在散射器的表面等离子振子的振荡方 向上延伸的区域的位置。
根据本发明的另一个实施例，提供了近场光产生方法。该方法包括设置 导电散射器和导电体的步骤，该导电散射器基于通过入射光的照射产生的表 面等离子振子来产生近场光，而该导电体具有大致平行于照射到散射器的入 射光的偏振方向的边缘部分，由此导电体的边缘部分大致平行于入射光的偏 振方向，并且位于偏离在散射器的表面等离子振子的振荡方向上延伸的区域 的位置。该方法还包括的步骤是，沿着导电体的边缘部分产生表面等离子振 子，从而与没有设置导电体的情况相比，放大了散射器内产生的近场光的强 度。
根据本发明的又一个实施例，信息记录和再现装置包括光源、相对信息 记录介质的散射器以及将光源的出射光引导到散射器的光学系统。散射器产 生的近场光照射到信息记录介质的预定位置上，以实现记录和/或再现。导电 体设置在散射器附近，其通过被入射光照射以及受到散射器的表面等离子振 子影响而产生表面等离子振子。导电体的表面等离子振子的振荡方向大致平 行于散射器的表面等离子振子的振荡方向，并且导电体的表面等离子振子的 发生区域位于偏离在散射器的表面等离子振子的振荡方向上延伸的区域的 位置。
如上所述，在根据本发明实施例的近场光发生装置和方法以及信息记录 和再现装置中，导电体设置在散射器附近。当接收到入射光时在散射器表面 上激发表面等离子振子谐振，并且同时在导电体的相对着散射器的表面上， 通过被入射光照射以及受到散射器的表面等离子振子影响而产生了表面等 离子振子，从而产生近场光。特别地，导电体表面上产生的表面等离子振子 的振荡方向大致平行于散射器的表面等离子振子的振荡方向，并且导电体的 表面等离子振子的发生区域位于偏离在散射器的表面等离子振子的振荡方 向上延伸的区域的位置。在导电体如上所述设置在散射器附近时，与没有"i殳置导电体的情况相 比，在散射器谐振方向的两端产生了很强的近场光，并且在导电体的相对着 散射器的表面上，在很宽区域内产生了与散射器相比较弱的近场光。相信上述情况是由于下列原因。通常，仅通过照射光不会激发导电体上 的表面等离子振子，然而，如果产生相对较强的近场光的散射器被设置在导 电体附近，则导电体表面上电荷相位分布也受到待确定的散射器表面上的强 近场光的耦合形式的影响。因此，在特定条件下，表面等离子振子在导电体 表面上激发。其结果是，入射光能量被转换成散射器和导电体表面上的表面 等离子振子，并且因为这些表面等离子振子互相电磁耦合，增强了散射器表 面上产生的近场光的强度。因此，根据本发明的实施例，通过在适当条件下将导电体设置在散射器 附近，无需使得散射器本身形状的设置复杂化，即不会使得散射器的制造复 杂化，与没有提供导电体的情况相比，能够确保增强散射器表面上产生的近 场光的强度。根据本发明的实施例的近场光发生装置、近场光产生方法和信息记录/ 再现装置，能够很容易产生相对高效率的近场光，而不会取决于散射器的形状。


图1是现有技术中散射器的示例的示意性构造透一见图。图2是阐述使用现有技术中的散射器来产生近场光的原理的示意性构造图。图3是根据本发明实施例的近场光发生装置示例的示意性构造透视图。 图4是阐述根据本发明实施例的近场光发生装置中通过导电体对近场光 的力文大效应的示意图。图5是阐述比较例中近场光的放大效应的示意图。图6是阐述本发明的实施例中近场光发生装置的导电体示例的形状的示意图。图7是本发明的实施例中近场光发生装置示例的主要部件的示意性平面图。图8是图解在根据图7所示本发明实施例的近场光发生装置的示例中近场光的倍增系数相对于导电体长度变化的图线。图9是图解在根据图7所示本发明实施例的近场光发生装置的示例中近 场光的倍增系数相对于导电体平均宽度变化的图线。图IOA和图10B是本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的主 要部件的示意性平面图和示意性截面图。图ll是图解在根据图IOA和图IOB所示本发明实施例的近场光发生装 置的示例中近场光的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线。图12是在本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的示意性平面图。图13是图解在根据图12所示本发明实施例的近场光发生装置的示例中 近场光的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线。图14是本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的主要部件的示 意性平面图。图15是图解在根据图14所示本发明实施例的近场光发生装置的示例中 近场光的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线。图16是本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的主要部件的示 意性截面图。图17A、图17B、图17C和图17D是图16所示本发明实施例中近场光 发生装置的散射器示例的示意性平面图。图18是图解在根据本发明实施例的近场光发生装置中近场光的倍增系 数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线，当导电体被设置在如图10A 和图10B所示的近场光发生装置内时，相对于图17A到图17D的各个散射 器示例。图19是图解在根据本发明实施例的近场光发生装置中近场光的倍增系 数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线，当导电体被设置在如图12 所示的近场光发生装置内时，相对于图17A到图17D的各个散射器示例。图20A、图20B、图20C和图20D是本发明的实施例中近场光发生装置 的散射器的示意性平面图。图21是图解在根据本发明实施例的近场光发生装置中近场光的倍增系 数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线，当导电体被设置在如图10A 和图10B所示的近场光发生装置内时，相对于图20A到图20D的各个散射器示例。图22是在根据本发明实施例的近场光发生装置中近场光的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线，当导电体净皮"i殳置在如图12的近 场光发生装置内时，相对于图20A到图20D的各个散射器示例。图23是本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的主要部件的示 意性平面图。图24是图解在根据图23所示本发明实施例的近场光发生装置中近场光 的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线。图25A和图25B是本发明的实施例中近场光发生装置的散射器的另一 个示例的示意性平面图和示意性截面图。图26A和图26B是根据本发明实施例使用如图25A和图25B所示的散 射器的近场光发生装置另 一个示例中主要部件的示意性透视图。图27是图解在图26A和图26B所示根据本发明实施例的近场光发生装 置的示例中近场光的倍增系数相对于导电体和散射器之间距离变化的图线。图28是本发明的实施例中近场光发生装置另一个示例的主要部件的示 意性透视图。图29是本发明的实施例中近场光发生装置的示例的主要部件的另一个示意性透视图，用于阐述所产生的^f兹场。图30是阐述受照体上的照射光强和受照表面温度的时间分布的图线。 图31是本发明的实施例中信息记录/再现装置示例的示意性透视图。 图32是本发明的实施例中信息记录/再现装置示例的光学系统示例的示意性透视图。
具体实施方式
下面结合附图来具体阐述本发明实施例的示例。然而，本发明不局限于 下列示例。图3是本发明实施例中近场光发生装置示例的示意性构造图。在近场光 发生装置100中，导电散射器10例如被形成在光学透明基板1上。散射器 IO通过纟皮光源101产生的并且透过准直透镜102和聚焦透镜103的入射光L 照射而产生近场光。适当选择散射器10在平行于用箭头P表示的入射光L 偏振方向上的长度，由此当入射光L透过基板1在散射器10上被接收时，其由虚线S表示的照射点表示，在散射器10相对受照体例如信息记录/再现 介质等一侧的表面上激发表面等离子振子。图3所示示例中，散射器10为 矩形形状，其两个端部是半圆形，即所谓的杆状形状，但是其可以是矩形、 三角形、圆形等。
导电体20设置在散射器10的附近，例如在基板1上。导电体20和散 射器10设置在基板1同一侧的表面上，并且导电体20受到透过基板1的入 射光L照射以及散射器IO的表面等离子振子的影响，因而在导电体20的表 面上也产生表面等离子振子。导电体20的形状使得导电体的表面等离子振 子的振荡方向大致平行于散射器10的表面等离子振子的振荡方向，并且导 电体20的表面等离子振子的发生区域位于偏离在散射器IO上产生的表面等 离子振子的振荡方向上延伸的区域的位置。图3所示示例中，导电体20相 对着散射器10的相对面21的边缘部分被设置成大致平行于入射光L的偏振 方向。相对面21的边缘部分设置在偏离在散射器IO产生的表面等离子振子 的振荡方向上延伸的区域的位置上。需要注意，当散射器10和导电体20设 置在基板1上时，入射光L变成透过基板1的传播光(propagating light )。 下述说明中，入射光包括该传播光。
图4中示出了散射器10和导电体20表面上产生的表面等离子振子的电 荷分布模式。在图4中，图解了这样的示例，其中带状形状的导电体20设 置为大致平行于杆状散射器10的纵向，即大致平行于入射光的偏振方向。 因此通过将导电体20的相对面21设置成大致平行于在散射器10上产生的 表面等离子振子的振荡方向，导电体20相对着散射器10的相对面21的边 缘部分大致平行于入射光的偏振方向，并位于偏离在散射器10上产生的表 面等离子振子的振荡方向上延伸的区域的位置上。应当注意的是，如稍后所 述，导电体20的边缘部分可以位于在散射器IO上产生的表面等离子振子的 振荡方向上延伸的区域内。
入射光的光斑形状用虚线S表示，入射光的电场矢量用箭头E表示。此 时，在散射器10的谐振方向两端产生非常强的近场光，并且如果没有形式 上的限制，与散射器10相比，在导电体20相对散射器10的相对面21附近 产生了延伸到较宽区域的相对较弱的近场光。如稍后所述，如果满足了例如 导电体20的形状以及导电体20相对着散射器10的相对面21和散射器10 之间的距离的条件，则各自的近场光互相电磁耦合。然后，如图4中箭头j 1 -j4示意性所示，当散射器10的近场光强相对于导电体20的近场光强要强得多时，通过散射器10表面上的表面等离子振子的影响来确定导电体20表面上的电子移动。如上所述，导电体上的表面等离子振子不能仅通过入射光的直接照射来激发(包括传播光)，然而此时，受到散射器IO的强近场光的影响，导电体 20表面上的电荷相位分布受到耦合形式的影响，并且相信在特定条件下，表 面等离子振子在导电体20的表面上被激发。就是说，在图4中，阴电荷和 阳电荷由导电体20上的虚线k围绕的区域示意性的表示，阴电荷分布kl和 阳电荷分布k2对应于散射器10两端的电荷分布而周期性的产生。相信作为 结果，入射光的能量被转换成散射器10和导电体20上的表面等离子振子， 并且这些等离子电》兹耦合，从而增强了散射器IO上近场光的光强。另一方面，如图5所示，即使在提供导电体40时，如果导电体40到散 射器10的距离相对较大，导电体40没有受到散射器10表面上的表面等离 子振子的影响，即导电体40表面上的电荷相位分布不受到耦合形式的影响， 而仅受到入射光的电场E影响，由此仅产生弱偏振。在这种情况下，很难放 大散射器IO上产生的近场光的强度。需要注意，因为重要的是导电体20上电子的振荡运动由散射器10的表 面等离子振子谐振的影响和入射光的影响而确定，所以导电体20相对着散 射器10的相对面21的边缘部分的形状优选相对于电子的振荡方向即入射光 的偏振方向不会限制电子的振荡运动，并且优选相对面21的边缘部分平行 于入射光的偏振方向。然而，相信如果相对面21的边缘部分相对于入射光 的偏振方向成不超过45。的角度，则电子的振荡运动没有受到阻挡，并且可 以产生表面等离子振子。由此，导电体20相对着散射器10的相对面21的 形状相对于入射光的偏振方向优选为不超过45°的角度，更优选为不超过30° 的角度。接下来，具体说明当提供导电体20来增强散射器IO上产生的近场光强 时，检验能够获得适当的倍增系数(multiplication factor )的导电体20和散 射器10的形状的结果。图6示出了散射器10和导电体20的总体平面形状。如图6所示，散射 器10在平行于入射光的偏振方向p上的长度是/,并且导电体20在平行于 偏振方向p上的长度是m。如果导电体20的长度部分地有所不同，则其相对着散射器10的表面的长度是m。
此外，在导电体20相对着散射器IO的表面中，相对于入射光的偏振方 向成0°到45。之间的角度的部分是相对面21 A,而大于45。但不超过90°的 角度的部分是相对面21B。另外，散射器10的近场光的光强峰值位置N到 相对面21A和21B的最短距离分别是a和b。
如上所述，当本发明实施例中的近场光发生装置被用于信息记录/再现装 置时，在散射器上除希望产生近场光的部分之外的其他部分中，近场光的强 度优选尽可能小。即需要将设置在散射器附近的导电体上产生的近场光的强 度抑制得足够小。因此，有必要防止在导电体上产生表面等离子振子谐振。 由jthT导电体沿入射光偏振方向的长度仅需要偏离导致表面等离子振子谐振 的条件，并且例如，通过使得导电体比散射器长得多，就能够充分抑制在导 电体上产生的近场光的强度。
首先，散射器10和导电体20被-没置成图7所示的排列形状，以及通过 计算来获得散射器10上产生的近场光强的倍增系数如何根据导电体20的形 状而改变。如图7表示，在该示例中，使用杆状形状的散射器10，当散射器 10在平行于入射光偏振方向上的长度是/，而在垂直于入射光偏振方向上的 宽度是w时，假定/ = 100nm和w = 24nm。散射器10平行于入射光偏振方 向的中心线用虚线箭头x表示，并且在产生近场光的散射器10尖端的宽度 方向的延长线用虚线箭头y表示，该延长线垂直于该中心线。两个导电体20 位于散射器10的两侧，相对着沿散射器10纵向的侧面。导电体20和散射 器10的材料是金(Au),并且导电体20和散射器10设置在由SiCb制成的 基板(未示出)上。当每个导电体20相对着散射器10的相对面21A和散射 器10相对着导电体20的侧面之间的距离是a，时，散射器10的近场光强度 峰值点N到相对面21A的距离a是a，+w/2=a，+12nm。注意两个导电体20到 散射器10有相同的距离。另外，在散射器10和导电体20整个表面上通过 8nm的间隙提供很薄的TbFeCo膜(未示出)。
当导电体20在平行于入射光偏振方向上的长度m和在垂直于入射光偏 振方向上的长度n分别被改变后，计算了散射器10的近场光的强度的倍增 系数，结果如图8和图9所示。图8中，导电体20在垂直于入射光偏振方 向上的长度n被设置为足够大，并且在图9中，导电体20在平行于入射光 偏振方向上的长度m被设置为足够大。在这两种情况下，光源的出射光的波
14长是780nm,导电体20和散射器10上的薄膜厚度是30nm。基板1的垂直 长度和水平长度是2000nm，其厚度是250nm。
应该注意的是，通过8nm的间隙在散射器10表面设置6nm厚的TbFeCo 薄膜，以及通过基于峰值比估计薄膜表面上电场强度的平方(square)来估
计近场光强度的倍增系数，该峰值比是导电体20没有位于散射器IO周围时 的峰值和导电体20位于散射器10周围时的峰值的比值。
从图8的结果，应该理解当导电体20的长度m被改变时，倍增系数在 大约1.8倍达到饱和，达到该饱和值的90%时(大约1.6倍)的长度m是m =230nm = 2.3 /，并且达到1.2倍时的长度是m =150nm = 1.5 . /。如果倍增 系凄t是1.2倍，则可以看出其效果与没有导电体20的情况相比更为明显。可 以说，为了使倍增系数为1.2倍，导电体20在平行于入射光偏振方向上的长 度m优选满足m^1.5 - /。
另外，从图9的结果，即使当导电体20的宽度n被改变时，最大倍增 系数在1.8附近达到饱和。此时，达到饱和值的90。/。的条件是n =140nm = 1.4 . /。而且，应当理解，倍增系数达到1.2倍时的宽度n是n =40nm = 0.4 - /。 由此，可以确定导电体20在垂直于入射光偏振方向上的长度n优选满足 n之0.4 - /。
应当注意的是，相信通过使导电体20的宽度大于特定长度所获得的效 果的原因如下所述。就是说，通过近场光是电子运动产生的电磁场的性质， 当导电体20的面积减小时，产生近场光的区域也减小了，从而减小散射器 10的近场光的耦合量而导致放大效应减小了。因此，需要使导电体20的面 积足够大以确保放大效应，并且确信导电体20在垂直于入射光偏振方向上 的宽度需要确保达到一定的量。
这里，更加具体地描述导致近场光强度放大的原因。首先，在相对面的 边缘部分具有平行于导电体上自由电子的振荡方向(即入射光的偏振方向 上)的形状的导电体上，在已经接收到了入射光时，导电体边缘部分附近的 自由电子产生振荡，不会在入射光偏振方向上受到较大限制。当导电体的边 缘部分被设置在距散射器的距离能够导致放大时，自由电子的振荡运动已经 受到散射器的相对较强的近场光的影响，确定了导电体边缘部分附近的自由 电子的振荡运动和下述的电磁场相位分布。此时，因为自由电子开始没有受 到相对于入射光偏振方向的较大限制，所以自由电子位于使电磁场相位分布变得适于耦合散射器上的近场光的状态。作为此结果，在散射器的近场光周 围，形成了与散射器的近场光耦合的反向电磁场，并且入射光的能量同时透 过周围的导电体被提供给散射器，从而放大了散射器上的近场光。
然而，如果导电体相对着散射器的相对面即导电体的边缘部分太靠近散 射器，则导电体相对着散射器的相对面和散射器之间的耦合变得非常强，并 且到导电体的能量被分散。由此，相信导致散射器上的近场光的强度被减小。 反过来，如果导电体相对着散射器的相对面距离散射器太远，导电体的近场 光和散射器的近场光不能够耦合，从而不能够获得近场光的放大效应。因此， 必需将散射器和导电体之间的距离设置在特定的范围内。
随后，对于散射器和导电体之间的距离，通过计算来获得有效发挥放大
效应的条件。该示例中，散射器10和导电体20的形状和设置如图IOA的示 意性平面图和图10B的示意性截面图所示。在图IOA和10B中，与图7相 应的部件用相同的附图标记来表示，并且省略了重复的说明。如图10A所示， 在该示例中，在Si02等制成的基板1上设置了用金制成的杆状散射器10, 并且用金制成的导电体20在垂直于散射器IO纵向的方向上设置在散射器10 的两侧。散射器IO的尺寸与如图7所示示例的散射器IO相同，即在平行于 入射光偏振方向上的长度/是100nm，并且在垂直于入射光偏振方向上的宽 度w是24nm。导电体20是近似矩形，其在平行于入射光偏振方向上的长度 m是1600nm，而在垂直于入射光偏振方向上的长度n是600nm。其上设置 了散射器10和导电体20的基板1在平行于入射光偏振方向上的长度La和 垂直于入射光偏振方向上的长度Lb均测量为2000nm。另外，散射器10和 导电体20的厚度都是30應，并且基板1的厚度是250腿。如图10B所示， 在该示例中，在散射器10和导电体20上也通过8nm的间隙31设置了很薄 的TbFeCo膜32。在该构造中，对于TbFeCo薄膜32的表面上电场强度的 平方，当导电体20到散射器IO的近场光的强度峰值位置N的距离a被改变 时，基于峰值比来估计倍增系数，该峰值比是导电体20没有位于散射器10 周围时的峰值和导电体20位于散射器IO周围时的峰值的比值。图11示出 了该结果。
图ll明显示出，在导电体20和散射器IO之间的距离a非常小的区域 中，与导电体20没有设置在散射器IO周围时相比，电场强度的峰值明显减 小，并且可以理解当该距离a增大时，倍增系数增大。随后，在特定距离处达到最大放大程度之后，倍增系数变为减小，而且当距离a被继续增加时， 其趋于逐渐达到1。在图IOA和IOB所示示例中，如果距离a是150nm，倍 增系数变为最大，并且达到最大倍增系数的90%的距离a的范围是 /"^2.2-/。而且，倍增系数达到1.2倍时的距离&的范围是0.7./^"《3-/。由该结果，可以确定，如果导电体20相对着散射器10的相对面和散射 器IO之间的距离a在0.7 /《aS3 /的范围内，则与没有提供导电体20的 情况相比，能够获得足够大的倍增系数。在上述示例中，已经检验了导电体20相对着散射器10的相对面21A的 边缘部分的形状平行于入射光的偏振方向的情况，但是也可以检验导电体20 相对着散射器10的相对面21A的边缘部分的形状近似垂直于入射光的偏振 方向的情况。即在该示例中，如图12的示意性平面图所示，导电体20被设 置成其面对着散射器10的相对面21B几乎垂直于入射光的偏振方向。在图 12中，与图10A对应的部件用相同的附图标记来表示，并且省略了重复的 说明。如图12所示，导电体20近似为矩形，其在平行于入射光偏振方向上 的长度p是500nm和在垂直于入射光偏振方向上的长度q是1600nm。散射 器IO和基板1的平面形状以及各个部件的厚度与图IOA所示示例相同，评 估条件也是相同的，并且根据导电体20面对着散射器10的相对面21B和散 射器IO之间的距离b来评估倍增系数。该评估结果如图13所示。从图13可以明显看出，当距离b相对较近时，倍增系数不能达到1。另 外，倍增系数的最大值相对较小。其原因如下。自由电子与被叠加的相对面21B的边缘部分产生碰撞，并且其结果是， 在相对面21B的边缘部分上产生强近场光。因此，当导电体20的相对面21B 的边缘部分上的近场光强度很强，而导电体20的相对面21B的边缘部分和 散射器10之间的距离很近时，在散射器10的近场光和导电体20的相对面 21B的边缘部分上的近场光之间产生了电磁耦合。但是，此时，如上所述由 于相对面21B的边纟彖部分的形状，相对面21B的边缘部分上的自由电子的 振荡运动被限制，因此相信所产生的电磁场不适合与散射器10上的近场光 产生耦合。由此，导电体20的近似垂直于入射光偏振方向的相对面21B对 于散射器IO上近场光强度的放大没有产生贡献，并且如果导电体20的相对 面21B到散射器10的距离很近，则相反会存在散射器10上近场光的产生效 率被减小的可能性。因此，期望导电体20的相对面21B与散射器10分离一定距离，使得相对面21B的边缘部分上的近场光不会影响散射器10上的近场光。
从图13的结果可以看出，散射器IO上的近场光强度达到没有提供导电 体时的强度时的距离b的范围是1.8 /。
因此，导电体20面对着散射器10的表面是沿着垂直于入射光偏振方向 的方向上的相对面21B时，可以断言从散射器10的近场光的强度峰值位置 N到导电体20的相对面21B的距离b优选满足b^l.8 /。
接下来，对于导电体20面对着散射器10的边缘部分的形状，已经检验 了这样的情况，平行于入射光偏振方向的部分以及垂直于入射光偏振方向的 部分都被包括在导电体20的边缘部分内。该示例中，如图14的示意性平面 图所示，导电体20具有大致平行于入射光偏振方向的相对面21A和大致垂 直于入射光偏振方向的相对面21B，并且导电体201被设置成包围散射器10。 与图IOA、图IOB和图12对应的部件用相同的附图标记来表示，并且省略 了重复的说明。该示例中，在垂直于入射光偏振方向的方向上的宽度wl是 600nm,在平行于入射光偏振方向的方向上的宽度w2是500nm，而其他部 件的尺寸和材料构成与参照图IOA、图10B和图12所描述的示例相同。面 对沿着散射器IO纵向的侧面的相对面21A和散射器IO的侧面之间的距离a， 以及面对着散射器10的末端部分的相对面21B和散射器10的末端部分之间 的距离b被分别改变，并且已经计算了倍增系数。其结果如图15所示。
图15中，实线gl表示b:100nm的情况，实线g2表示b = 150nm的情 况，实线g3表示b = 200nm的情况，实线g4表示b = 250nm的情况，并且 实线g5表示b二350nm的情况。从图15可以理解的是，当a^l50nm和b二 350nm时，能够获得1.8倍的倍增系数。注意在b = 100nm的实线gl中，倍 增系数根据距离a，变为一倍或更多，然而，不能够获得等于或大于1.2倍的 倍增系数。由此，距离b优选满足至少b>/，更优选距离b满足b》/。而且， 可以确定在特定范围内选择距离a， (a，=a+w/2)。
接下来，具体说明入射光照射到散射器和导电体上的光斑形状。当光斑 形状不是近似标准的圆形时，相信倍增系数的改变取决于导电体20中哪个 部件被入射光强烈照射，即取决于入射光的强度分布。在导电体20面对着 散射器10的相对面中，大致平行于入射光的偏振方向的相对面21A (即相 对于入射光的偏振方向成0。到45。之间的角度)对于散射器10的近场光的放大产生贡献，因此优选将入射光相对较强地照射到相对面21A上。另一方面，从图13可以看出，对于近似垂直于入射光偏振方向的相对面21B (相 对于入射光的偏振方向成大于45°但小于90°的角度)不能够获得足够大的 放大效应，另外从散射器10上的近场光放大来看，由于不是必需在相对面 21B内产生近场光，相对面21B附近的入射光的照射强度优选相对较低。由 此，可以确定当相对面21A上的平均入射光强度是Ial，而相对面21B上的 平均入射光强度是Ia2时，通过调整入射光的光斑和导电体20之间的位置关 系以满足Ial ^Ia2,从而获得相对较大的放大效应。另一方面，当照射在散射器10和导电体20上的入射光的光斑形状近似 为圆形时，可以确定的是，如果导电体20的大致平行于入射光偏振方向的 相对面21A到散射器IO上的近场光的强度峰值位置N的距离a以及导电体 20的近似垂直于入射光偏振方向的相对面21B到散射器10上的近场光的强 度峰值位置N的距离b满足a^b,则对于散射器10的近场光强度能够获得 足够大的放大效应。下面，具体说明本发明的近场光发生装置的各个实施例。第一实施例首先，考虑导电体20被设置为如图IOA、图IOB和图12所示的情况， 具体说,明散射器10的形状被改变的示例。在各个示例中，已经检验了如何 改变近场光的峰值强度的倍增系数。在该示例中，如图16的示意性截面图 所示，截面近似呈矩形、厚度为30nm的散射器IO设置在Si02制成的基板 1上，并且通过8nm间隙31在散射器10 (以及基板1 )上设置了 6nm厚的 TbFeCo薄膜32。散射器10的平面形状被改变为如图17A到17D所示，并 且已经计算了各个近场光的峰值强度。在图17A的示例中，散射器10呈平 面矩形，并且其在平行于入射光偏振方向上的长度/是70nm,而在垂直于 入射光偏振方向上的宽度w是12nm。在图17B的示例中，散射器10呈矩 形，其中角部分是半圆形，即所谓的杆形，并且长度/是100nm，而宽度w 是24nm。在图17C的示例中，散射器10呈等边三角形，并且长度/是110nm。 另夕卜，在图17D所示示例中，散射器10呈圆形，并且直径为130nm。对于如图17A到17D所示的散射器10,尽管假设近场光强度的峰值是 1，但是在已经设置如图IOA、图IOB和图12所示的导电体20时，倍增系 数分别如图18和图19所示。散射器IO之外的各个部件的尺寸和设置与如图IOA、图IOB和图12所示示例中相同。在图18和图19中，A1到D1及 A2到D2表示图17A到17D所示的各个形状的散射器10所获得的结果。
从图18的结果可以理解的是，当导电体20被设置成如图IOA和图10B 所示时，即当导电体20具有大致平行于入射光偏振方向的相对面21A时， 如果该相对面到散射器IO的距离等于或大于特定的距离，可以相对于图17A 到17D所示的所有形状的散射器IO获得放大效应。
需要注意的是，从图19所示的结果，可以理解当导电体20被设置为具 有如图12所示近似垂直于入射光偏振方向的相对面21B时，不能够获得较 大的放大效果，并且在该情况下，不考虑散射器10的形状，如果该相对面 到散射器IO的距离太近，反倒会减小近场光的强度。因此，期望将导电体 20与散射器IO分离预定的距离或更大的距离。
散射器10的形状不局限于图17A到图17D所示示例中的形状，例如椭 圓形、多边形、扇形等，以及图17A到图17D所示形状的各种组合，并且 具有曲线的其他形状也是可以允许的。此外，在厚度方向上变形的形状，即 厚度会部分改变的形状也是允许的，并且任何形状都可以应用到本发明的实 施例中近场光发生装置的散射器10，只要能够通过表面等离子振子谐振在散 射器10的预定位置上产生相对较强的近场光。
第二实施例
接下来，关于散射器IO和基板1的材料以及入射光波长被改变的示例， 类似地检验各个近场光的峰值强度的倍增系数如何改变。图20A到20D是 散射器10示例的平面视图。在图20A到图20D所示示例中，散射器10呈 杆形。在图20A所示示例中，散射器10的长度/是100nm，宽度w是24nm, 散射器10的材料是银，基板1的材料是石英，而入射光的波长是780nm。 在图20B所示示例中，散射器10的长度/是100nm，宽度w是24nm，散射 器10的材料是金，基板1的材料是石英，而入射光的波长是780nm。在图 20C所示示例中，散射器10的长度/是60nm,宽度w是24nm，散射器10 的材料是金，基板l的材料是金刚石，而入射光的波长是780nm。在图20D 所示示例中，散射器10的长度/是50nm，宽度w是24nm，散射器10的材 料是金，基板1的材料是石英，而入射光的波长是650nm。
对于这些散射器IO和基板1，当导电体没有设置在各个散射器10周围 时，各个近场光的强度峰值假定为1,而当导电体20如图IOA、图10B和图12所示时，放大系数分别如图21和图22所示。散射器IO和基板1之外 的各个部件的尺寸和设置与图IOA、图IOB和图12所示示例相同。从图21的结果可以理解的是，如同在图18所示示例中，通过将导电体 20的大致平行于入射光偏振方向的相对面21A设置在与散射器IO偏离预定 距离或更大距离的位置上，对于散射器IO和基板1材料的所有示例都可以 获得放大效应。另一方面，从图22可以明显可以理解的是，当导电体20的形状是仅具 有近似垂直于入射光偏振方向的相对面21B时，不能获得较大的放大效果， 并且在这种情况下，不考虑散射器10的形状，如果该相对面到散射器10的 距离太近，反倒会减小散射器IO的近场光的强度。因此，导电体20优选与 散射器IO分开预定距离或更大距离。应当注意的是，散射器10和导电体20的材料不局限于上述示例。对于 散射器10和导电体20的材料，可以应用任何具有满意的导电率的材料，例 如金属(如Pt、 Cu、 Al、 Ti、 W、 Ir、 Pd、 Mg、 Cr),半导体(Si、 DaAs )， 碳纳米管等。另外，散射器10不是必需用单一材料制成，其可以包括多种 上述导电材料。形成有散射器10和导电体20的基板1的材料优选对于所使 用波长是光学透明的，例如在所用波带内的透射率是70%或更多，使得光能 够有效透过基板1以透射到散射器10和导电体20上。例如，对于形成散射器10的基板1的材料，可以应用IV族半导体例如 Si、 Ge等,III-V族化合物半导体如GaAs、 AlGaAs、 GaN、 InGaN、 InSb、 GaSb和A1N为代表，II-VI族化合物半导体例如ZnTe、 ZnSe、 ZnS和ZnO 等，氧化绝缘体例如ZnO、 A1203、 Si02、 Ti02、 Cr02和Ce02等，氮化绝缘 体例如SiN等，塑料等。另外，当基板1用氧化绝缘体或氮化绝缘体制成以增强散射器10和基 板1之间的粘附力时，优选在散射器10和基板1之间形成由Zn、 Ti、 Cr、 Al等构成的粘附层(中间金属层)。因而，可以确保抑制从基板1上剥离散 射器IO,从而增强散射器IO的强度。而且，对于入射光的波长，可以采用任何波长，只要其能够激发散射器 10上的表面等离子振子谐振。第三实施例接下来，考虑具有多个散射器的情况，具体说明基于导电体设置来检验近场光的方文大步丈应。
在产生近场光的散射器的尖端附近设置第二个散射器以放大近场光的 强度的方法是已知的。下列示例中，如图23所示，在基板1上设置两个散
射器，即散射器IOA和IOB。散射器IOA和10B的每一个形成为杆状平面 形状，并且宽度为24nm，沿着入射光偏振方向的长度/是90nm，而厚度为 30nm。散射器IOA和IOB之间的尖端到尖端的距离ds是20nm。对散射器 IOA和IOB设置了形状与图IOA和10B所示示例相同的导电体20，当改变 导电体20到散射器10侧面(面对着导电体20的表面)的距离a，时，计算 近场光的强度的倍增系数。此计算结果如图24所示。
从图24可以理解的是，即使在设置了两个散射器IOA和10B的情况下，
分离预定的距离或更大，也能够获得近场光的强度的放大效应。
在上述示例中，已经具体说明了设置了具有相同形状的两个散射器的情
况，但是，这些散射器的形状可以互不相同，并且另外，可以设置三个或更
多个散射器。此时，到导电体的距离被定义为从产生了待放大的近场光的散
射器的侧面到该导电体面对该散射器的相对面的距离。 第四实施例
接下来，考虑散射器的形状具有台阶的情况，具体说明基于在散射器周 围设置导电体来检验近场光放大效应的结果。
下列示例中，如图25A的示意性平面图和图25B的示意性截面图所示， 在基板1上提供台阶1S,并且杆状的散射器IO形成为跨过台阶1S。基板l 的相对较高区域上的散射器10的表面被表示为第一区域11，基板1的相对 较低区域上的散射器10的表面被表示为第二区域12。关于该构造，仅有产 生近场光的第一区域11靠近被近场光照射的受照体，例如信息记录介质， 并且产生不需要的近场光的第二区域12则相对分离。因此，其优点是可以
将具有所需强度的近场光仅照射到信息记录介质的特定位置上。
下列示例中，散射器10在平行于入射光偏振方向上的长度/是100nm, 垂直于入射光偏振方向上的宽度w是24nm,厚度h是30mn，在第一区域 11内的在平行于入射光偏振方向上的长度/1是10nm。由于台阶S1所产生 的第一区域11和第二区域12的高度差d是20nm。散射器10的材料是金， 而基板1的材料是石英。为上述散射器IO设置了尺寸和材料与图IOA和10B所示示例相同的导电体20,如图26A所示仅在散射器10的一侧设置导电体 20的情况以及如26B所示在散射器10的两侧设置导电体20的情况进行了 检验。在图26A和图26B中，与图25A和图25B对应的各个部件用相同的 附图标记来表示，并且省略了重复的说明。应当注意的是，导电体20也跨 过台阶Sl，并且成型为具有类似的台阶。在这些情况下，近场光的倍增系 数的计算结果如图27所示。
图27中，实线el表示如图26A所示仅在散射器10的一侧设置导电体 20时的倍增系数，而实线e2表示如图26B所示在散射器10的两侧设置导 电体20时的倍增系数。从图27的结果可以理解的是，仅在散射器10的一 侧设置导电体20的情况下，也能够获得放大效应。然而，与在散射器10的 两侧设置导电体20的情况相比，倍增系数减小了，由此可以确定，优选在 散射器10的两侧设置导电体20。
第五实施例
对于第五实施例，具体描述了导电体设置为获得近场光强度放大并且作 为产生;兹场的线圈的示例。
例如，如图28所示，台阶ls提供在基板1上，散射器10提供为跨过 台阶S1，并且导电体20提供为围绕散射器10。在图28中，与图25中对应 的各个部件用相同的附图标记来表示，并且省略了重复的说明。
如果电流被施加到上述设置的导电体20,如图29所示，在导电体20 周围产生了石兹场H,尤其可以在近场光发生区域中产生垂直^兹场Hv,即此 时在散射器IO的第一区域11内产生磁场。在图29中，与图28中对应的各 个部件用相同的附图标记来表示l并且省略了重复的说明。通过将具有上述 设置的近场光发生装置用于信息记录介质，能够实现热辅助磁记录。
在图29所示的示例中， 一片导电体20提供为围绕散射器10以产生磁 场，然而，可以提供多个导电体20来产生^f兹场，每个导电体起到相同的作 用。当提供多个导电体20时，因为各个磁场互相重叠，所以可以产生更大 的；兹场。
作为与图29所示的相同形状，检验了导电体20为参照图14描述的平 面构造的示例，并且倍增系数与图15所示结果相同。如前所述，通过使得 距离b为100nm或尽可能大，并且在特定范围内选4奪距离a， ( a，=a+w/2 ), 能够获得相对较大的倍增系数。
23应当注意的是，在实现对信息记录介质的热辅助记录时，为了使受到近 场光照射的记录介质的位置升高到所期望的温度，导致了时间延迟。由此， 优选近场光的强度峰值位置和所施加磁场的强度峰值位置互相偏离一定程度。图30示意性地图解了该状态。在图30中，水平轴表示时间t，实线fl 表示照射光的强度，而实线f2表示受照表面的溫度。可以理解各个峰值位 置互相偏离。这种时间延迟导致的距离偏移可以被评估为大约10nm到 100nm,这耳又决于一些条件，例如信息记录介质的记录密度，记录和/或再现 时的线速度等等。在本发明的近场光发生装置内的散射器周围提供导电体时，从上述示例 可以很明显看出，可以设置散射器和导电体使得磁场强度峰值位置和近场光 强度位置之间偏离距离在10nm到1 OOnm之间的范围内。由此，可以确定能够实现适用于信息记录介质的记录和/或再现的近场光 放大和》兹场的产生。在所有上述实施例的示例中，散射器和导电体形成在光学透明基板的表 面上，然而，散射器和导电体的部分或全部可以嵌入在光学透明基板内。此外，散射器和导电体可以形成在光学聚焦元件的聚焦点处、在光学波 导的末端、在谐振器的附近、在半导体激光器的出射面附近或者在光学检测 器的光接收面附近。对于这样的构造，能够有效的使用具有所需光强的光来 照射散射器，并且通过集成各个部件能够简化光学调整操作。第六实施例接下来，具体说明信息记录/再现装置的示例，其中应用了本发明实施例 的近场光发生装置。图31是本发明的实施例中信息记录/再现装置的示例的 示意性透视图。如图31所示，信息记录/再现装置200包括基板l和光学系 统110,在该基板1上具有面对着信息记录介质51的散射器和导电体，而光 学系统110具有光源以及将出射光L从光源引导到散射器和散射器周围的导 电体的功能。散射器和导电体的形状以及其设置与上述示例中的任意一个相 同。如图31所示示例中，信息记录介质51例如是盘形，其设置在旋转驱动 单元120上的未示出的放置台上以高速围绕旋转轴121旋转。基板1上提供 有形成例为如滑块形状的散射器，从而以高速相对于信息记录介质51移动， 而保持信息记录介质51和散射器的近场光产生位置之间的几个10nm或更小的间隙，该基板安装在悬臂122上。基板1由悬臂122的弹力控制，面对着 信息记录介质51，以与记录介质51 —侧保持所期望的最小间隙。悬臂122 在信息记录/再现装置200内支撑。光源的出射光L由光学系统110引导， 从基板1面对着提供了散射器的后侧入射到散射器。
图32示出了光学系统110的示例的示意性构造图。在图32所示示例中， 例如聚焦透镜等的聚焦元件103以及分光镜104被设置在光源101的出射光 的光路上。偏光镜105、聚焦元件106以及光接收单元107被按照此顺序设 置在分光镜104的反射光的光路中。光源101的出射光被聚焦元件103聚焦， 通过分光镜104，照射到基板1的散射器10和导电体20的至少一部分上， 从而激发了表面等离子振子，并且使近场光照射在预定区域上，即照射在信 息记录介质51的记录轨道的预定位置上。信息记录介质51反射的光被反射 到分光镜104处，通过偏光镜105,例如被聚焦元件106聚焦在用于检测的 光接收单元107上。应当注意的是，光学系统IIO可以与基板1整体形成， 从而与基板1 一起安装在图31所示的悬臂122上。
尽管使用磁光记录介质作为信息记录介质51 ，通过使用本发明的实施例 中信息记录/再现装置的散射器来实现近场光的照射，并且通过使用磁场产生 单元施加f兹场来改变记录介质的f兹记录膜的磁化方向，但是可以形成记录标 记。通过使用图32所示的光学系统110的光接收单元107检测信息记录介 质51反射光的强度变化来实现再现。就是说，因为近场光被信息记录介质 51散射的比率根据存在或不存在记录标记而改变，所以通过检测散射光强度 的变化能够实现再现。在图32所示的光学系统110中，信息记录介质51的 信号光被分光镜104从入射光中分离出来，并在通过偏光镜105和聚焦元件 106之后由光接收单元107沖企测。其中，当来自信息记录介质51的信号光的 偏振方向与入射光的偏振方向不同时，如图32所示，偏光镜105设置在光 路中，使得偏光镜105的偏振方向垂直于入射光的偏振方向，从而可以增强 对比度。
在上述的信息记录/再现装置200中，信息记录介质51不局限于磁光记 录介质，也可以使用磁性记录介质。而且，也可以使用相变介质、染色介质等。
此外，在根据本发明实施例的信息记录/再现装置中，可以单一地提供专 用于再现的磁性再现头。通过使用该磁性再现头，上述光学系统110中用于光学检测的光学部件变得不再需要，由此设备可以变得更加紧凑。而且，也 可以将该设备构造成专用于记录的信息记录设备。如上所述，根据本发明实施例中的近场光设备、近场光产生方法以及信 息记录和再现装置，能够获得下列效果。1、 因为倍增系数相对于散射器和导电体之间距离的变化很平缓，并且 与通过设计散射器的形状来放大近场光强度的情况相比，导电体的设置精确 度具有很宽的容许范围，所以能够很容易制造近场光发生装置，而与散射器 形状的精确度相比具有相当大的容许限度，由此能够很容易放大近场光。2、 同样，因为导电体的尺寸仅需要大于特定尺寸，该导电体的相对面相对于照射光的偏振方向形成不大于45°角，并且其形状精确度的容许范围 相对较宽，所以与必须设计散射器形状的情况相比，该导电体更容易制造， 从而能够容易放大近场光的强度。就是说，根据本发明，可以说通过在适当条件下设置导电体，不会使散 射器自身的形状设置变得复杂化而使制造复杂，很容易并且确保增强了近场 光的强度。3、 近场光的放大效果可以用各种形状的散射器来获得，也可以在使用 多个散射器的近场光发生装置、近场光产生方法以及信息记录/再现装置中同 样获得近场光的放大效果，另外还能够获得具有很高的光使用效率的近场光 发生装置。4、 因为具有放大效应的导电体的形状具有很高的自由度，所以能够使 导电体起到磁场发生装置的作用，由此具有集成功能的优点。5、 当通过导电体在散射器附近产生磁场时，可以在由导电体围绕的整 个区域内产生^f兹场。因此，不需要优化近场光产生位置和》兹场产生位置的相 对位置，即不需要实现最小定位，由此简化了制造。本领域的技术人员应该理解的是，根据设计需要和其他因素，可以进行 各种修正、组合、部分组合和变形，其仍然在所附权利要求书或等效方式的 范围内。另外，本发明不仅能应用到信息记录设备中，还可以应用到使用近 场光的应用设备中，例如应用到近场光学望远镜，近场曝光设备等。本发明包含于2007年2月8日提交至日本专利局的日本专利申请 JP2007-029796的相关主题事项，其全部内容在此合并作为参考。
权利要求
1、 一种近场光发生装置，包括导电散射器，基于通过入射光的照射产生的表面等离子振子来产生近场 光；以及导电体，设置在该散射器附近，并且通过入射光的照射以及受到该散射 器的表面等离子振子的影响而产生表面等离子振子，其中该导电体的该表面等离子振子的振荡方向大致平行于该散射器的表面 等离子振子的振荡方向，并且其中该导电体的表面等离子振子的发生区域位于偏离在该散射器的表面等 离子振子的振荡方向上延伸的区域的位置。
2、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中该散射器和该导电体设置在光学透明基板的一侧的表面上，并且该入射 光透过该基板而照射到该散射器和该导电体。
3、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中该导电体包括边缘部分，该边缘部分相对于该照射的入射光的偏振方向 形成不超过45。的角度。
4、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中当该散射器在平行于该入射光的偏振方向上的长度是/,而该导电体的 m^l.5 /。
5、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中当该导电体在垂直于该入射光的偏振方向的方向上的平均宽度是n时， 满足 /。
6、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中在该导电体的相对着该散射器并且相对于该入射光的偏振方向成0°到 45。之间的角度的相对面中，当自该散射器上的近场光峰值强度位置的距离 是a时，满足0.7 kfl《3 /。
7、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中在该导电体的相对着该散射器并且相对于该入射光的偏振方向成大于 45°但不超过90°的角度的相对面中，当自该散射器上的近场光峰值强度位置的3巨离是b时，满足b2/。
8、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中该入射光照射到该散射器和该导电体上的光斑形状近似为圓形，并且其中当该导电体的相对于该入射光的偏振方向成0。到45。之间角度的相对面 到该散射器上的近场光峰值强度位置的距离是a,而该导电体的相对于该入 射光的偏振方向成大于45°但不超过90°角度的相对面到该散射器上的近场 光峰值强度位置的距离是b时，满足aS6。
9、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中该入射光照射到该散射器和该导电体上的光斑形状不是标准的圓形，并 且其中在该导电体的相对于该入射光的偏振方向成0。到45。之间的角度的相对 面上该入射光的平均光强是Ial,而在该导电体的相对于该入射光的偏振方 向成大于45。但不超过90°的角度的相对面上该入射光平均光强是Ia2时， 满足IaUa2。
10、 如权利要求1所述的近场光发生装置，其中通过对该导电体施加电流，在该散射器的产生该近场光的位置产生磁场。
11、 一种近场光产生方法，包括下列步骤设置散射器和导电体，该散射器通过入射光的照射产生的表面等离子振 子产生近场光，而该导电体具有大致平行于照射到该散射器的入射光的偏振 方向的边缘部分，从而该导电体的边缘部分大致平行于该入射光的偏振方 向，并且处于位置偏离在该散射器的表面等离子振子的振荡方向上延伸的区 域；以及沿着该导电体的边缘部分产生表面等离子振子，从而与没有设置该导电 体的情况相比，放大了该散射器中产生的该近场光的强度。
12、 一种信息记录和再现装置，包括 光源；散射器，相对信息记录介质；以及光学系统，将来自该光源的出射光引导到该散射器，其中由该散射器产生的近场光照射到该信息记录介质的预定位置，以实现记录和/或再现，其中在该散射器附近设置导电体，该导电体通过被入射光照射以及受到该散 射器的表面等离子振子影响而产生表面等离子振子，其中该导电体的表面等离子振子的振荡方向大致平行于该散射器的表面等 离子振子的振荡方向，并且其中该导电体的表面等离子振子的发生区域位于偏离在该散射器的表面等 离子振子的振荡方向上延伸的区域的位置。
13、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中该散射器和该导电体设置在光学透明基板的一侧的表面上，并且该入射 光透过该基板而照射到该散射器和该导电体。
14、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中该导电体包括边缘部分，该边缘部分相对于该入射光的偏振方向形成不 超过45°的角度。
15、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 当该散射器在平行于该入射光的偏振方向的方向上的长度是/,而该导时，满足1^1.5-/。
16、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 当该导电体在垂直于该入射光的偏振方向的方向上的平均宽度是n时，满足n^O.4 - /。
17、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 在该导电体的相对该散射器并且相对于该入射光的偏振方向成O。到45°之间角度的相对面中，当从该散射器上的近场光峰值强度位置的距离是a时， 满足0.7 ■ kas3 /。
18、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中不超过90°角度的相对面中，当从该散射器上的近场光峰值强度位置的距离 是b时，满足b2/。
19、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 该入射光照射到该散射器和该导电体上的光斑形状近似为圓形，并且其当该导电体相对于该入射光的偏振方向成0。到45。之间角度的相对面到 该散射器上的近场光峰值强度位置的距离是a,而该导电体相对于该入射光 偏振方向成大于45°但不超过90。角度的相对面到该散射器上的近场光峰值 强度位置的距离是b时，满足《《6。
20、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 该入射光入射到该散射器和该导电体上的光斑形状不是标准的圆形，并且其中在该导电体相对于该入射光的偏振方向成0。到45。之间的角度的相对面 上的入射光平均光强是Ial，而在该导电体相对于该入射光的偏振方向成大 于45°但不超过90°的角度的相对面上的入射光平均光强是Ia2时，满足 Ial^Ia2。
21、 如权利要求12所述的信息记录和再现装置，其中 通过对该导电体施加电流，在该散射器的产生该近场光的位置上产生磁场。
全文摘要
本发明提供了一种近场光发生装置和方法以及信息记录和再现装置。该近场光发生装置包括导电散射器和导电体，该导电散射器通过入射光的照射产生的表面等离子振子来产生近场光，而该导电体设置在散射器附近，通过被入射光照射并且受该散射器的表面等离子振子影响来产生表面等离子振子。导电体的表面等离子振子的振荡方向大致平行于散射器的表面等离子振子的振荡方向，并且导电体的表面等离子振子的发生区域位于偏离在散射器的表面等离子振子的振荡方向上延伸的区域的位置。
文档编号G11B5/00GK101312043SQ200810142820
公开日2008年11月26日 申请日期2008年2月4日 优先权日2007年2月8日
发明者本乡一泰, 渡边哲 申请人:索尼株式会社