光近场产生装置、光近场产生方法及信息记录和再现装置

摘要

本发明提供了一种光近场产生装置。光近场产生装置包括：光源；光透射衬底；以及被光源发射的光照射以产生光近场的导电散射体。散射体形成在光透射衬底的具有不同高度的平面上，并且包括形成于与被施加光近场的物体最接近的表面上的第一区域和形成于相比第一区域远离物体表面上的第二区域。光近场从散射体的第一区域朝向物体产生。

说明书

技术领域

本发明涉及能够用光照射由导电材料制成的散射体(scatterer)而产生光近场(optical near-field)的光近场产生装置(optical near-field generatingdevice)，光近场产生方法(optical near-field generating method)以及信息记录和再现装置。

背景技术

近几年磁记录技术中的高密度记录进一步发展，使用高抗磁力记录磁记录薄膜来实现高密度记录的记录系统的发展的需求也随之而来。作为发展这种记录系统的最好方法，热致磁记录(光致磁记录)受到极大的关注，在上述热致磁记录(光致磁记录)中，记录区域被光局部照射，从而降低磁记录介质的局部抗磁力，使得磁头可以记录信息。为了在热致磁记录中获得高密度磁记录，有必要减少会聚光的射束点的尺寸。作为获得超越光衍射限制的小会聚光束点的方法，使用光近场的多种技术被关注，并且这些被关注的技术例如，从金属散射体产生表面等离子体激元(surface plasmons)的方法便是所知的一种。当金属散射体被使用时，散射体的形状影响光近场的点的尺寸和光近场的会聚有效性。因此，对于能够产生高效率光近场的实用散射体的形状，迄今为止已开展了各种研究。

下面参考图1描述通过使用由金属散射体引起的表面等离子体激元共振现象获得小会聚射束点的方法。如图1所示，由导电金属制成的棒状散射体410形成在一般由光透射材料制成的衬底401的平面上。散射体410的纵向和照射光的偏振方向对准，并且散射体410的纵向的长度根据表面等离子体激元被激活的环境适当选择，从而激活表面等离子体激元。

如图2所示，根据这种适当环境被放置和设定的散射体410被从衬底410一侧照射光Li。结果，电荷在光接收表面410d和光发射表面410e上被由入射光Li引起的电场极化，所述光接收表面410d用作散射体410的由入射光L1照射的表面，所述光发射表面410e是光接收表面410d的相对表面，并且是面对被施加光近场的物体450。当电荷极化时产生的振荡是表面等离子体激元。当表面等离子体激元的共振波长与入射光Li的波长相等时，表面等离子体激元处于称为表面等离子体激元共振的共振状态，并且散射体410变成在极化方向具有强极化的电偶极。当散射体410变成电偶极，在散射体410纵向靠近相应末端产生巨大电磁场，从而产生光近场Ln。如图2所示，当光近场Ln产生在散射体410的光接收表面410d和光发射表面410e时，它们的最佳共振波长依据散射体410周围的结构体的材料和形状而变化。当施加光近场给象信息记录介质这样的物体450时，散射体410的形状应该调整成光发射表面410e上的光近场Ln被加强。

在这样被调整的散射体410中，加强的光近场可以通过小直径射束点产生。由于散射体410变成电偶极，因而光近场在两个位置产生并且存在这样的问题，即，除了需要的部分其它部分可能也被光近场照射。在热致磁记录中，当除了需要的部分其它部分也被施加光近场时，假如指示已被磁性记录信息的标记存在于这些部分上，象信息记录介质这样的物体的记录保持寿命由于热退磁而减少，这相当影响信息记录介质的可靠性。

例如，公开号为2004-151046(JP2004-151046A)的日本未审专利申请，提出了一种通过象蚀刻这样的手段除去产生光近场的顶点以外的其它部分表面的方法，使得物体和其它部分之间的深度比近场的到达深度更深。

另外，例如，公开号为2004-303299(JP2004-303299A)的日本未审专利申请，提出了综合磁头和光头的改进方法，其中通过在导体中提供一个狭窄的部分使得光近场产生部分和磁场产生部分为相同位置。

JP2004-151046A披露的技术如上所述使用了调整散射体形状的方法，就是说，通过象离子抛光和RIE(活性离子蚀刻)这样的各向异性蚀刻，倾斜地除去光近场产生区域之外的其它部分使得深度比光近场的到达深度更深。光近场产生顶点在这种蚀刻处理中通过使用衬底封闭一部分而形成。既然这样，由于散射体的顶端形成为具有锐角的形状，因而，假如蚀刻的各向异性不准确，那么就有顶点从衬底表面高度移走的危险。结果，存在象记录介质这样的物体和散射体顶端之间的距离改变的可能性。

图3显示了光近场强和相距光近场产生位置距离的关系。据分析使用的散射体模型具有这样的形状，如图4所示，具有恒定厚度的散射体410形成在玻璃制成的衬底401上，并且相互关系使用FDTD(有限差分时域)方法作为分析方法而获得。如图3所示，由于光近场的强度相对于距离呈指数减少，假如距离仅变化数个nm，光近场强度就会极大改变。因此，假如散射体上产生光近场的一部分的高度变化，便有可能使得光近场产生装置的效能受到极大的影响。

进一步，JP2004-151046A提出了一种以逐步方式在靠近光近场产生的散射体表面除去散射体的方法。然而，逐步除去部分的量应该以关于深度方向的数个nm的顺序精确控制，使得之前提到的热致磁记录使用的头具有高精确度。nm级别的高效生产要完成蚀刻是困难的。JP2004-151046A披露了一种使用选择性蚀刻的方法，可以使上述蚀刻得以完成。然而，散射体由两种材料制成，这会提高光近场产生装置的成本。

进一步，在JP2004-151046A中，产生光近场但是不使用的部分被除去，使得散射体以比光近场到达深度更长的距离远离物体，因此减少了这种光近场的影响。这种情况中，假如光近场产生装置具有散射体的纵向平行于物体的结构，光近场产生并被使用的位置的厚度厚于光近场产生但是不使用的区域。如上所述，假如光近场照射的区域比其它区域厚，那么很难高效地产生光近场，并且存在不能完全获得高强度光的问题。

当热致磁记录完成时，光头和磁头具有密切关系是重要的。由于磁头和光头要求高精度地相对直线排列并且高速写入需要快速加热和冷却，磁头和光头应相互靠近放置。然而，JP2004-151046A没有解释具体方法。

JP2004-303299A提出了通过在导体中提供狭窄部分作为磁头和光头结合方法以线性排列光近场产生部分和磁场产生部分的方法。然而，狭窄部分的电阻率会升高并且进而存在JP2004-303299A的结构被过热或者类似问题损坏的可能性。特别地，由于导体的厚度应被选择为入射光波长或者更少，使得引起表面等离子体激元在狭窄部分中被有效激活，并且狭窄部分的宽度应选择为1μm或者更少以加强磁场。因此，根据JP2004-303299A描述的结构，同时获得高强度光近场和大量级磁场是困难的。

发明内容

一种光近场产生装置和光近场产生方法是可预期的，其中产生表面等离子体激元的散射体上的非使用光近场的影响可以被抑制并且光近场产生区域的形状可以被很好的控制和制造。

另外，一种使用光近场产生装置和光近场产生方法的信息记录和再现装置是可预期的，其中光近场可以有效产生并且可以容易地与磁场产生部分相结合。

根据本发明实施例的光近场产生装置，包括：光源，光透射衬底以及被光源发射的光照射以产生光近场的导电散射体。散射体形成在光透射衬底的具有不同高度的平面上，并且包括形成于与被施加光近场的物体最接近的表面上的第一区域和形成于相比第一区域远离物体的表面上的第二区域。光近场从散射体的第一区域朝向物体产生。

根据本发明实施例的光近场产生方法包括步骤：

形成散射体，该散射体具有沉积在以不同高度设置于光透射衬底的平面上的形状；

使形成于衬底最高表面的区域布置成以等于或者小于光近场到达长度(reaching length)的距离接近物体的表面；

施加光近场给所述物体的表面。

根据以上实施例所述的光近场产生装置和光近场产生方法，一种在衬底上形成高差(level differences)的简易方法被使用，其中具有期望形状的散射体被形成。因此，具有这样形状的散射体，只有产生待用光近场的区域位于接近物体而产生非使用光近场的区域远离物体，可以容易地以极好的可控性被制造。

进一步，根据本发明实施例的光近场产生装置中，可以预期散射体从所述第一区域产生光近场，所述第一区域的至少一部分形成为大致平行于物体表面的平坦表面。

当光近场产生装置具有上述排列，物体和产生光近场的第一区域之间的间隔可以被控制不发生变化。

进一步，根据本发明实施例的光近场产生装置中，可预期散射体满足如下关系：

h1≤h2    (1)

h1为第一区域的厚度，h2为距离第一区域最远的第二区域部分的厚度。

作为本发明的以及其它发明的深入研究结果，可以证实光近场的强度在具有非恒定厚度的散射体的薄部分增大，因为散射体上衬底一侧表面的表面等离子体激元和物体一侧表面的表面等离子体激元被耦合。因此可以理解，产生非用光近场的区域的厚度做成不变胜于做薄。进一步，期望产生可用光近场的区域的厚度做得比其它区域更薄也是可理解的。因此，在本发明实施例中，散射体做成结构满足式(1)所述的关系并且因此能够可靠地产生光近场而不降低有效性。

根据本发明实施例的信息记录和再现装置包括：光源；光透射衬底；面对信息记录介质的散射体；以及具有将光源发射的光导入散射体的功能的光学系统。在信息记录和再现装置中，通过将散射体产生的光近场施加给信息记录介质的预定位置，信息被记录到信息记录介质。散射体形成在光透射衬底的具有不同高度的平面上，并且包括形成于与被施加光近场的信息记录介质最接近的表面上的第一区域和形成于相比第一区域远离信息记录介质的表面上的第二区域。光近场从散射体的第一区域朝向信息记录介质的预定位置产生。

根据本发明实施例的上述信息记录和再现装置，信息记录和再现装置使用根据本发明实施例排列的光近场产生装置。因此，只有产生可用光近场的区域接近物体，而产生非用光近场的区域远离物体的散射体可以以极好的可控性和不困难地制造。结果，可以有效地产生光近场并且容易地与提供的磁场产生部分相结合的信息记录和再现装置可以被提供。

根据本发明的光近场产生装置和光近场产生方法的实施例，在散射体中产生表面等离子体激元的非用光近场的影响可以被抑制并且产生可用光近场的区域的形状可以以极好的控制被制造。

根据本发明信息记录和再现装置的实施例，光近场可以有效产生并且装置可以不困难地用于与磁场产生部分相结合。

附图说明

图1是根据现有技术的散射体示例布置的示意性透视图。

图2是解释利用现有技术的散射体产生光近场的原理的示意图。

图3是光近场强相对于散射体和物体之间距离的分布示意图。

图4是解释在现有技术的散射体表面上产生的光近场的示意图。

图5是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图。

图6是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图。

图7是根据本发明实施例的光近场产生装置布置示意图。

图8是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图。

图9是光近场峰值强度相对于沿着散射体纵向线性延伸位置的分布示意图。

图10是一种散射体示例的布置示意性平面图。

图11A是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图，图11B是根据对比示例的散射体布置的示意性侧视图。

图12是SNR(信噪比)相对于示例和对比示例各自的散射体与信息记录介质之间间隔的变化的示意图。

图13是光近场强度相对于线性方向位置的分布示意图。

图14是标记尺寸在线性方向上相对于示例和对比示例各自的散射体与信息记录介质之间间隔的改变量的示意图。

图15A和15B是散射体示例和对比示例各自产生的电力线分布图。

图16是光近场强度相对于直线方向位置的分布示意图。

图17是电力线相对于对比示例和示例各自的散射体与信息记录介质之间间隔的扩散量的示意图。

图18A是根据对比示例的散射体的电荷分布图，图18B是根据示例的散射体的电荷分布图。

图19是根据对比示例的散射体布置的示意性侧视图。

图20是根据本发明实施例的光近场产生装置中光近场分布图。

图21是根据本发明实施例的光近场产生装置中光近场分布图。

图22是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图。

图23A至23F是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体各主要部分的布置示意性平面图。

图24是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图。

图25A至25G是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体各主要部分的布置示意性平面图。

图26是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图。

图27是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图。

图28是根据本发明实施例的散射体峰值强度相对于谐振器长度的变化示意图。

图29是根据本发明实施例的散射体半最大值时的全宽度相对于谐振器长度的变化示意图。

图30是根据本发明实施例的散射体的SNR相对于谐振器长度的变化示意图。

图31是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置示意图。

图32A至32D分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意图。

图33是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图。

图34是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图。

图35A是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性透视图，图35B根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的布置的示意性侧视图。

图36是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图37是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图38是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图39是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图40是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图41是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图42是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图43是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一种示例的布置的示意性透视图。

图44A至44F分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图45A至45D分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图46A和46B分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图47A和47B分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图48A至48D分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图49A是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一个示例布置示意性侧视图，图49B根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的一个示例布置示意性平面图。

图50A至50E分别是根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体制造方法的一种示例的生产流程图。

图51是根据本发明实施例的信息记录和再现装置布置的示意性透视图。

图52是根据本发明实施例的信息记录和再现装置的主要部分布置示意图。

图53是根据本发明实施例的信息记录和再现装置的光近场强度分布图。

图54是信息记录介质上的记录轨道和散射体之间的位置关系图。

具体实施方式

本发明将在下面进行描述并且需要知道的是本发明不仅限于这些实施例。

图5是根据本发明实施例的光近场产生装置主要部分布置的示意性透视图。如图5所示，根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体10的形状象设置在光透射衬底1的具有不同高度的平面上的棒。散射体10包括第一区域11和第二区域12，所述第一区域11是在衬底1上，并且形成在与被施加光近场的物体最接近的表面上，所述第二区域12形成在相比第一区域11远离物体的表面上。以这样的方式适当地选择根据本发明实施例的散射体10的纵向长度：当入射光被散射体10接收时，表面等离子体激元在散射体10面对象信息记录介质这样的物体的一侧表面被激活。这种结构可以通过在预先提供适当层差的衬底1上形成由金属制成的包括预定样式的散射体10而被容易地制造。图1显示的示例举例说明了第一区域11的至少部分形成为平坦的表面的情形。

图6是散射体10面对被施加光近场的物体50的情形的示意性侧视图。如图6所示，光近场Ln在散射体10的第一区域11的平面完全平行地面对物体50的这种情形下产生。此时，第一和第二区域11和12分别相距物体50的距离D1和D2可选择为满足D1＜D2。这里，假如衬底1具有预先形成的高差，使得距离D2等于光近场到达长度或者比光近场到达长度长，更优选地，超过光近场到达长度，那么可以避免光近场到达物体50。这里，光近场的到达深度定义为光强变为在散射体10表面时1/2的距离。

图7是根据本发明实施例的包括进行上述布置的散射体10的光近场产生装置100的示意图。如图7所示，从光源101发出的光被准直透镜102准直，并且准直光从衬底1后面通过光学透镜这样的聚焦装置103发射到散射体10。此时，光源101、准直透镜102、聚焦装置103和散射体10配置成入射光的偏振方向与散射体10的纵向完全一致的方式。利用这种结构，光近场Lns在散射体10的第一区域11上产生并且朝向物体50发射。虽然散射体10的第二区域12上由于表面等离子体激元的激活产生了光近场，但第二区域12相比第一区域11远离物体50并且距离被选择为比光近场到达长度长。因此，非用光近场的影响被抑制或者避免，使得可以保持极好的记录特性。

进一步，根据本发明实施例，散射体10的光近场产生的第一区域11具有平坦表面，其大致平行于物体50的表面并且光近场可以在这种情形下从第一区域11产生。从制造的角度来看平坦表面很容易形成并且平坦度可以保持高精确度。此外，那种情况下，由于光近场产生的第一区域11和物体50之间的距离基于表面之间的距离而确定，间隔可以被高精确度地控制，并且当施加光近场给物体50时保持合适的间隔成为可能。特别地，从制造的角度和控制的角度来看，产生光近场的第一区域11和物体50之间的间隔都可以容易地保持恒定。与具有朝向物体50的锐角顶点形状的散射体相比，当本实施例应用于信息记录和再现装置时，本实施例不仅可以从制造和控制角度，并且从SNR(信噪比)和涉及距离的标记形状的稳定性角度来看都可以获得极好的特性。

散射体10的第一区域11变得越小，从第一区域11产生的光近场强度越高。因此，最好第一区域11应该等于或者小于面对物体50的全部表面的一半。

进一步，当施加光近场给物体50，最好第一区域11的平坦表面和物体50的表面保持完全平行。然而，本发明实施例不限于此并且第一区域11的平坦表面可以倾斜几度或者更多，例如，大约10度。在实际操作中，第一区域11平坦表面偏离平行状态放置的允许的角度范围根据散射体10的使用改变。例如，当散射体10应用到信息记录和再现装置时，最好允许的角度范围根据记录标记的尺寸、记录轨道间距、散射体10和信息记录介质之间设置的间隔这些条件而被合适选择。

进一步，由于产生光近场的第一区域11的平面形状和尺寸反映了光近场射束点的形状，期望第一区域11的平面形状和尺寸适应所最好光近场射束点形状。

当散射体示例和对比示例的各自SNR被测量时，获得的对比和评价结果将在下面描述。这里，如图8所示，作为记录光施加到作为信息记录介质的物体50上的光近场Lns为记录光，而其它不使用的光近场Lne是噪声光。接着，如图9所示，光近场Lns的强度峰值a1与光近场Lne的强度峰值a2的比率(a1/a2)作为SNR评价。图9中的水平轴表示图8中箭头t显示的直线方向位置。

形状上具有不同光近场产生区域的散射体作为示例和对比示例并进行分析。图10显示了散射体的平面形状并且图11A和11B分别显示了散射体的侧表面形状。示例和对比示例的散射体各自形成如图10所示的棒状平面形状并且具有表示为w的24nm宽度和表示为l的100nm长度。进一步，如图11A和11B所示，h1表示光近场施加区域的一端(示例中的第一区域11)的厚度，h2表示另一端(示例中第二区域12)的厚度，并且g表示第一和第二区域11和12之间的高差。示例和对比示例的散射体分别为h1＝h2＝30nm并且g＝20nm。进一步，θ1表示示例和对比示例在面对物体表面的倾斜平面与高差12S的角度，θ2表示示例和对比示例的后平面的角度，并且示例和对比示例中都是θ1＝θ2＝45°。a表示施加光近场的区域的纵向长度，并且在示例中a是10nm而在对比示例中a是0。特别地，根据对比示例，散射体形状为朝向物体具有锐角形成的顶点。值得注意的是，在示例和对比示例中，衬底由SiO₂制成，散射体10和210由Au制成，信息记录介质的记录薄膜由TbFeCo制成并且光源发出的光波长选择为780nm。

关于示例和对比示例的散射体的每一个，当光近场产生区域和信息记录介质之间的距离改变，信息记录介质表面分布的强度通过FDTD方法分析，因此SNR被测量。在图12中，虚线b1表示对比示例的测量结果，实线b2显示示例的测量结果。根据图12，使用形状象平面的光近场产生区域的散射体的示例可以在任何距离获得高SNR。

作为改进SNR的方法，不使用的光近场产生区域在相关技术中远离信息记录介质。然而，如那些结果所示，为了获得相同的SNR，形状象平面的用于使用的光近场产生区域的例子具有离信息记录介质较短的距离。因此，衬底上的高差的差量可以减少，换句话说，进行诸如蚀刻这种处理的时间在该示例中可以被减少，与对比示例相比显示了生产率的改进。

接着，当本申请实施例的情形中磁记录标记尺寸的稳定性被评估时，获得的结果可以应用到磁记录系统信息记录和再现装置。这里，分析在磁记录标记形成在光强比固定阈值高的位置的基础上获得。如图13所示，当光近场产生区域和信息记录介质之间的间隔变化，信息介质表面的光强分布变化。实线c1、c2和c3显示了信息记录介质和散射体的光近场产生区域之间的间隔分别变为8nm、10nm和12nm的情形。由于间隔的改变程度依据光近场产生区域的形状变化，间隔差作为标记尺寸的改变量来评估。依据图10和图11A和11B所示的上述示例和对比示例的散射体被使用。用于形成记录标记的阈值被选择为当光近场产生区域和信息记录介质之间的间隔为10nm时所获得的光强分布峰值的一半。图14显示了获得的结果。在图14中，水平轴表示光近场产生区域和信息记录介质之间的间隔，并且纵轴表示沿直线方向(沿记录轨道的延伸方向)标记尺寸的改变量。在图14中，虚线d1显示了对比示例的测量结果，实线d2显示了示例的测量结果。如图14所示，形状为平面的光近场产生区域的示例的角度变化比对比示例低。特别地，记录标记尺寸在示例中可以更稳定的被记录。

接下来描述原因。图15A和15B显示了对比示例和示例中的电荷分布，以及这些电荷分布产生的电力线。如图15A所示，由于对比示例是具有锐角顶点的光近场产生区域，电荷集中分布在形成顶点的倾斜平面上。另一方面，如图15B所示，示例的情形中，电荷集中分布在平面内部。由于电力线从电荷集中分布的表面放射延伸，电力线的密度在对比示例的信息记录介质50的表面变得相对低，而电力线的密度在示例的信息记录介质50的表面变得相对高。由于光强和电力线密度成比例，具有平面形状的光近场产生区域容易在狭窄区域聚光。

当散布的电力线从其它角度评估时，获得的结果将在接下来描述。关于具有如图16所示的强度分布的射束点，下式被定义：

(1/e²强度宽)÷(FWHM)＝(散布量)

其中FWHM(半最大值全宽)表示强度峰值一半(显示为箭头e2)的区域的宽度(显示为箭头e1)，并且1/e²强度宽表示强度峰值的1/e²(显示为箭头e4)的宽度(显示为箭头e3)。接着，图10和图11A和11B显示的上述对比示例和示例被分析。图17显示了结果。

根据前述定义，由于强度分布将随着散布量变小而变得陡峭接近100％，理想地期望强度分布形状象阶梯式强度分布(特别地，散布量等于100％)。例如，当热致磁记录进行时，具有极好的照射区域选择性的快速加热和冷却变得可能。如图17所示，实线f2显示的示例的结果与从这个角度来看的虚线f1显示的对比示例的结果相比改进了。

当想要从根据本发明实施的光近场产生装置产生更强的光近场时，散射体可能形成为这种形状，其宽度朝着产生光近场的第一区域的尖端部分逐渐减少。进一步，当想要降低第二区域中非使用光近场的强度，最好散射体形成为具有第二区域的平面形状而没有锐角部分。电荷集中在逐渐减少宽度以形成锐角形的部分使得电力线密度增加。

进一步，当对比散射体厚度方向的横截面形状，更薄的区域比厚区域产生更强光近场。因此，根据本发明实施例的光近场产生装置，期望散射体中的光近场产生的第一区域的厚度h1小于特别是第二区域末端部分的厚度h2，就是说，h1≤h2可以如上式(1)所示被满足。图18A根据散射体不用于产生光近场的一端减少厚度的对比示例的散射体示意性侧视图。图18A显示了产生光近场的第一区域221为平坦表面而不用于产生光近场的第二区域222比第一区域221薄的散射体220。此时，与箭头g1显示的相对厚的第一区域221的上表面和下表面之间产生的表面等离子体激元连接相比，箭头g2显示的第二区域222的上表面和下表面之间的表面等离子体激元连接变得更强，因此光近场强升高。结果，第一区域221输出的SNR比第二区域222的更低。另一方面，如图18B所示，根据本发明实施例的散射体中，由于第二区域12做得不比第一区域11薄，非使用的光近场强可以被抑制并且可以避免SNR被降低。关于SNR，图19所示形状的散射体220作为对比示例使用并且SNRs基于FDTD方法被比较。

在这种情况下，与图10和11A相比，根据图19所示的对比示例的散射体220选择相同条件的情况下，在纵向具有长度l，宽度w，上表面倾斜角θ1，第二区域末端厚度h2，第一区域纵向长度a以及第一区域和第二区域之间的不平差g。特别地，示例和对比示例都假定以下条件：

l＝95nm

w＝24nm

θ1＝45°

h2＝30nm

a＝10nm

g＝20nm

此外，选择SiO₂作为示例和对比示例中的衬底的材料。选择金(Au)作为示例和对比示例中的散射体的材料。选择TbFeCo作为示例和对比示例中信息记录介质的记录薄膜的材料。选择示例和对比示例中的光源波长为780nm。

另一方面，根据对比示例散射体220的第一区域末端厚度h1选择为h1＝50nm(也就是，h1＞h2)，而根据示例散射体10的第一区域末端厚度h1选择为h1＝30nm(也就是，h1＝h2)。进一步，根据对比示例散射体220的下表面形成平坦，而在示例中，通过高差部分的倾斜形成的角度θ2选择为θ2＝45°。

当在示例中强度分布峰值和强度分布的FWHM变得完全相同时，对比示例中SNR＝30而示例中SNR＝49。因此，可以确定第一区域厚度不比第二区域厚的示例可以获得极好的SNR。

在实际制造过程中，依靠金属堆叠处理，有可能衬底高差附近部分的厚度不同于其它部分的厚度。然而，散射体中心附近的厚度差不会显著影响SNR。这里，散射体可以是电偶极，并且因此相对于光入射散射体上的偏振方向，各末端部分电荷极大极化，并且这种各末端的厚度是重要的。特别地，从SNR角度来说，第二区域，特别是产生光近场从而导致噪声的部分不应比第一区域变薄，这很重要。产生光近场而引起噪声的典型部分是产生光近场的第一区域相对侧的末端，并且因此，只要高差不出现在第二区域的光近场产生部分附近，问题就不会出现。因此，即使散射体的厚度在极化方向，也就是说，在纵向改变，这种散射体厚度的变化也可以不是问题，而在各自末端的厚度可能需要相互完全平行。

根据本发明实施例使用光近场产生装置的信息记录和再现装置中，导体在散射体周围形成，该散射体至少在衬底一部分上。接着，电流施加到导体上，因此形成为在第一区域附近的部分产生磁场的磁场产生部分。这种情况下，当形成上面具有散射体的衬底时，导体以这种样式形成，供应电流到导体产生磁场的部分覆盖第一区域。因此，这种磁头可以容易地用于组合。假如散射体和作为磁场产生部分的导体由相同材料制成，散射体和磁场产生部分具有可以用相同的沉积和样式处理来制造的优点。

在这种布置中，由于从信息记录介质观察，散射体和磁场产生导体各自距离完全相同，垂直于信息记录介质的磁场可以从散射体产生光近场的第一区域产生，并且因此热致垂直磁记录可以实现。进一步，由于散射体和磁场产生部分的导体做成在同一衬底上，它们可以使用象相对位置匹配为高精度状态的模式技术这样的技术制造，并且因此无需进行匹配相对位置的调整处理。

进一步，最好从信息记录介质的记录区域到散射体第一区域的距离可以被制造地完全统一。然而，具有统一距离的区域位于一个范围中，其中垂直磁场成分可以在散射体的第一区域产生，并且上述相距散射体的间距制造为与作为磁场产生部分的导体的部分相统一。

假如散射体和磁场产生部分的导体由相同材料制成，接着通过沉积和样式处理制造高度相等的散射体和磁场产生部分变得可能。散射体和磁场产生部分的导体根据使用的目的和环境可以不由相同材料制造。此外，为了降低磁场产生部分的导体的阻值，磁场产生部分的导体的厚度局部增大。从这方面考虑，导电薄膜可以提前局部制造在衬底仅厚度增大的部分上。选择性的，在散射体和磁场产生部分的导电样式被形成之后，可能增加这样的处理，仅在磁场产生部分的期望区域堆叠导电材料。

进一步，通过适当地选择样式作为磁场产生部分的导体可以提供为光屏蔽膜，以防信息记录介质这样的物体被来自衬底后面的光线中不使用的入射光照射。这样，由光源发射的光线中，没有照射在散射体上的其它光可以被抑制使其不到达信息记录介质这样的物体。因此，本发明实施例被应用到信息记录和再现装置时存在这种优势，由于热破坏性施加到信息记录介质的不好影响可以被有效抑制。

根据本发明实施例的光近场装置使用的散射体中，假如第一区域减少，则光近场射束点的形状很强地反映了第一区域的平面形状，使得射束点的形状容易被控制。图20和21是当图10和11A显示的散射体10的第一区域的纵向长度a选择为20nm(a＝20nm)时光近场的射束点的形状被测量时，获得的分析结果的微观表现。图20和21显示了位于距离第一区域11为8nm的物体表面上的射束点的形状。分别地，图20显示了朝向第一区域11一端的宽度逐渐减少的射束点的形状的例子，图21显示了形状为半圆形的射束点形状的例子。如上述两个例子所示，当第一区域的区域尺寸到达大约20nm时，平面形状和物体表面的射束点的形状变得几乎相等。

接着，根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的平面形状的例子将进行描述。图23A至23F分别显示了当图22的虚线包围的区域从图22中的箭头j1的方向观察时获得的散射体的平面形状的例子。在图22和图23A至23F中，相应于图5中的元件和部分以相同的附图标记表示并且不需要重复描述。图23A显示了平面形状形成为圆形一部分例如半圆形的例子。图23B显示了平面形状形成为椭圆形一部分的例子。图23C至23E分别显示了平面形状形成为三角形、矩形或者正方形、以及象六边形这种多边形的一部分的例子。进一步，图23F显示了圆形一部分与三角形一部分结合并且宽度朝着顶端部分减少的平面形状的例子。如上所述，散射体可以为由圆形、椭圆和多边形的一部分形成的或者由这些形状的组合形成的任何平面形状。因此，光近场得以产生的平面上的射束点的形状或者最适宜制造方法的形状可以被合适地选择。

相似地，根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体的第二区域的平面形状可以被适当选择。图25A至25G分别显示了当图24的虚线显示的区域从图24中的箭头j2的方向观察时获得的散射体的平面形状的例子。在图24和图25A至25G中，相应于图5中的元件和部分以相同的附图标记表示并且不需要重复描述。如图25A所示，第二区域的平面形状可以形成半圆形。如图25B所示第二区域的平面形状可以形成棒状并且顶端部分形成半圆形。可选择的，如图25C所示，第二区域的平面形状可以形成为除去圆形部分的形状。此外，如图25D所示，第二区域的平面形状可以形成为矩形的一部分。如图25E所示，第二区域的平面形状可以形成为除去矩形部分的形状。如图25F所示，第二区域的平面形状可以形成为结合矩形和三角形一部分获得的形状。进一步，如图25G所示，第二区域的平面形状可以形成为扇形。如上所述，第二区域的平面形状可以形成为圆形一部分，椭圆一部分，多边形或者扇形这些形状的组合。

需要注意的是，当想要产生强光近场时，散射体可以制作为使得通过第一区域形成宽度朝着其中顶端逐渐减少的平面形状而获得会聚的效果。进一步，当想要在第二区域末端降低非使用的光近场强，最好散射体的平面形状不形成有锐角部分或者在第二区域的末端不形成有狭窄区域以使得在该区域不获得会聚的效果。

接着，当散射体在厚度方向的形状被检测，获得的结果将被描述。

根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体可以有这样的布置：散射体形成在衬底的三个或更多个具有不同高度的平面上。图26是这种情形下获得的散射体的一个示例的主要部分的示意性透视图。如图26所示，这种情形下，棒状散射体10形成在设置于衬底1的高差1S1和1S2上，第二区域12上具有多阶梯的高差。当如之前图5中所示的，第二区域12只具有一个阶梯的一个高差时，高差量被散射体10的厚度限制。另一方面，如图26所示，两个或多个阶梯的高差设置在衬底1上，并且散射体10形成在具有不同高度的三个或者更多平面上。因此，第二区域12上的不使用的产生光近场的末端可以不考虑散射体10的厚度布置为足够远离物体，从而SNR可以被改进。进一步，当散射体10的高差的数目增大，也就是，衬底1上的高差的数目增大时，可能减少每个阶梯的高度差以保持散射体10的第一区域11和第二区域12非使用的产生光近场的末端之间的高度差。由于当高差之间的高度差减少，电荷可以在散射体10上更流畅地移动，因而表面等离子体激元可以被充分激活使得光近场产生装置变得可以产生更强的光近场。

此外，如图27所示，根据本发明实施例的用于光近场产生装置的散射体可以形成在设置于衬底1的一个或多个平面和一个或多个相对于上述平面倾斜的斜面上，图示例子中的斜面1S。上述布置的情形中，散射体10的第一区域11和第二区域12的末端可以相互分开使得产生非使用光近场的区域可以位于更远离物体的位置。第二区域12单独由高差12S制成。然而，由于第二区域12不需要形成平行于信息记录介质这样的物体表面的平面，衬底表面的一部分可以切除或者其中一端形成凹部以获得作为倾斜表面的侧面，则图27所示的布置可以容易地制造。

接着，当在根据本发明实施例用于光近场产生装置的散射体中，获得高度差所需的角度被测量时，获得的结果将进行说明。这种情况下，当之前提到的图10和11A所示的面对物体的上侧斜面与高差12S的角度θ1以及下侧斜面的角度θ2改变时，特性的改变被评估。需要注意的是第一区域11纵向长度a，宽度w，厚度h1和h2以及高差12S的高度差g进行如下的选择。第一区域11和物体10之间的间隔，在该情形下，即第一区域11和信息记录介质表面的间隔选择为8nm。选择光源发出的光波长为780nm。选择SiO₂作为衬底1的材料，选择Au作为散射体10的材料并且选择TbFeCo作为信息记录介质的记录薄膜的材料。

a＝10nm

w＝24nm

h1＝h2＝30nm

g＝20nm

在散射体10的纵向长度(＝谐振器长度)l在85nm至100nm范围内变化并且上述角度θ1和θ2选择为θ1＝θ2并分别变为45°、60°和75°的情况下，特征的变化被分析。

图28、29和30显示了在上述条件下分析峰值强度，半最大值全宽(FWHM)和SNR获得的结果。如图28所示，由于峰值强度在谐振器长度l调整范围内显著变化使得峰值强度不可能变成最高，角度θ1不需要严格控制在范围45°到75内。通过比较峰值，当角度θ1为60°(θ1＝60°)并且谐振器长度l为95nm(l＝95nm)时，最高峰值被获得。

进一步，如图28所示，强度取峰值时的谐振器长度l的值随着角度θ1的升高而减少。图31显示了散射体10的透视部分的长度这样的参数，并且在图31中散射体10面对物体的表面的长度显示为箭头ls。在图31中，与图10和11A相对应的元件和部分由相同附图标记表示并且在这里不重复描述。表面长度ls可以表达为：

ls＝l-g/tan(θ1)+g/sin(θ1)

特别地，当谐振器长度l的值不变时，存在等离子体激元的散射体10的表面长度ls随着高差12S的倾斜角θ1的增大而显著的增大。因此，如前所设，当倾斜角θ1增大时，具有峰值强度的谐振器长度l减少。

对比基于图29的强度分布的FWHM，FWHM随着倾斜角θ1的增大而减少，但是FWHM变化不是很大。进一步，如图30所示，SNR随着倾斜角θ1的增大而改进。此外，这种改进的影响在倾斜角为60°或更多的时候更强。

从上述的结果，很明显，为了获得光点的稳定形状，倾斜角不需要严格控制，因为当散射体10的高差12S的倾斜角θ1变化时，产生的影响相对小。因此，在实际操作中使用没有各向异性或者类似处理的蚀刻处理制造具有完全高性能的散射体是可能的。在倾斜角θ1可以被控制的环境下，从SNR的角度和FWHM的角度来看最好满足θ1＞60°。若认为峰值强度重要，优选地，倾斜角θ1选择为大约θ1＝60°。

接着，当根据本发明实施例用于光近场产生装置的散射体的厚度改变时，获得的示例将被描述。图32A至32D是散射体各示例的示意性侧视图。在实际制造过程中，假如高差提前形成在衬底上并且金属薄膜形成在那里以形成散射体10，根据沉积方法和沉积条件，衬底的高差的图形以及散射体10面对物体的表面的高差的图形并不经常相互匹配。图32A显示了跟衬底的高差12R的位置有关而引起高差12S的厚度增大的示例。图32B显示了跟衬底的高差12R的位置有关而引起高差12S的厚度减少的示例。进一步，图32C显示了高差12S的角度与衬底的高差12R的角度不同的示例，并且显示了衬底的高差12R完全垂直和面对物体的高差12S形成为角度大约45°的斜面的情况。

如前所设，根据本发明实施例的光近场产生装置中，最好光近场产生部分也就是第一区域的厚度h1和产生非使用光近场的第二区域的末端的厚度h2可以被选择使其满足h1＞h2。厚度h1和h2之间的厚度没有限制，除了与厚度h1和h2相比，厚度非常小的情况。

进一步，在第二区域，最好厚度h2比厚度h1大，使得在厚度方向不会获得聚焦效果。如图32D所示，例如，假如第二区域的末端的厚度制造的比第一区域厚使得满足h1＜h2，那么可以改进SNR。

例如Au、Pt、Ag、Cu、Al、Ti、W、Ir、Pd、Mg和Cr这样的金属，Si和GaAs这样的半导体以及碳纳米管这样的导电材料可以用于散射体的材料。进一步，散射体可以不由单一材料形成而是包含上述的多种导电材料。最好其上形成散射体的衬底可以使用具有波长透射性的材料制成，使得光可以通过衬底有效地入射到散射体上，最好衬底由透射性为70％或者以上的材料制成。例如，Si和Ge这样的IV-族半导体，GaAs、GaN、InGaN、InSb、GaSb和AlN这样的III-V-族复合半导体，ZnTe、ZeSe、Zns和ZnO这样的II-VI-族复合半导体，ZnO、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、CrO₂和CeO₂这样的氧化物绝缘体，SiN这样的氮化物绝缘体，玻璃，塑料等可以用作衬底的材料。进一步，为了改进散射体和衬底之间的粘性，最好由在由氧化物绝缘体和氮化物绝缘体构成的散射体和衬底之间形成Zn、Ti、Cr和Al材料构成的粘接层。结果，可以防止散射体从衬底脱落，散射体的强度可以改进并且散射体的产品寿命可以延长。

为了提高光近场强，具有导电性的另一散射体可以单独形成在衬底上的散射体的第一区域附近部分。图33是这种情况示例的示意性透视图。如图33所示，第一和第二区域10A和10B位于衬底1上使得其中产生光近场的第一区域相互靠近。在这个例子中，脊形凹部位于衬底1上，形成在高差1S1上的第一散射体10A和形成在高差1S2上的第二散射体10B以上述方式布置。

这里，假如第一和第二散射体10A和10B的第一区域之间的间隔选择为等于或者小于光源发射的光的波长，那么集中在第一散射体10A的第一区域的电荷与集中在第二散射体10B的第一区域的电荷相互作用以形成在两个散射体10A和10B之间产生的强光近场。

假如第二散射体10B的产生非使用的光近场的第二区域的末端不在来自光源的入射光射束点的直径内，则第二散射体10B无需形成在具有高差的衬底上。图34显示了这种情况的示意性透视图。

相反，假如第二散射体10B的第二区域在入射光射束点直径内，最好如图33所示那样两个散射体10A和10B都形成在高差1S1和1S2上，从而远离有高差的如信息记录介质这样的物体。

需要注意的是第一和第二散射体10A和10B在形状上无需相同。然而，假如第一和第二散射体10A和10B具有相同形状，则可能在散射体10A和10B中同时激活表面等离子体激元，并且因此在两散射体10A和10B之间可能产生更强的光近场。

进一步，根据本发明实施例用于光近场产生装置的散射体可以埋入衬底。图35A和35B分别是这种情况下示例的示意性透视图和示意性侧视图。图35A和35B显示了散射体10埋入衬底1的示例，特别地，产生光近场的第一区域11与衬底1表面齐平。

在根据本发明实施例的光近场产生装置应用到信息记录和再现装置的情况中，具有例如之前图5显示形状的散射体10形成在衬底1上。然后，假如作为物体的信息记录介质高速旋转，信息记录介质可能由于信息记录介质表面的不平整性而与第一区域11碰撞。那么，存在第一区域11可能被磨损或者散射体10被损坏的可能性。为了避免这些问题，如图35A和35B所示，优选地，散射体10需要形成为埋入衬底1中。进一步，优选地，第一区域11完全与衬底1表面齐平。假如高度差在10nm内，第一区域11可能与衬底1表面完全齐平。假如不平整度大约为10nm或者更少，这种高度差引起的摩擦损耗和损坏的缺点可以在散射体和信息记录介质相对运转时尽量避免。

为了防止散射体被之前提到的信息记录介质这样的物体碰撞，如图36所示，衬垫可以形成在散射体10周围。在图36显示的示例中，一侧面形成为倾斜表面上高差1S的凹部1a形成在衬底1上，并且棒状散射体10形成在高差1S上。那么例如，具有厚度大约与散射体10相同的矩形或者正方形平面形状的衬垫20(21至24)，形成在散射体10和凹部1a周围。

当上述衬垫20被提供，可以防止散射体与信息记录介质这样的物体碰撞，并且上述碰撞带来的损坏可以被消除，从而保护散射体10。进一步，假如衬垫20的位置和形状被合适地设计，信息记录和再现装置可以获得保持信息记录介质在高速旋转时与散射体10的第一区域11的间隔恒定的功能。

需要注意的是，当衬垫20由强抗震的弹性材料制成时，衬垫20和散射体10由同一材料制成可以使衬垫20和散射体10以形成散射体10的沉积和样式处理方式同时形成。

图37的示意性透视图显示一个例子，其中，选择衬垫20的高度H比第一区域11高度h1高，使得散射体10的第一区域11的表面与衬垫20表面相比远离信息记录介质这样的物体表面。在图37中，与图36相对应的元件和部分以相同附图标记表示并且不重复描述。图37显示了成为衬垫21至24的底部的高差1b分别位于衬底1上的示例，衬垫21至24布置在高差1b上。特别地，衬垫21至24形成在高差1b的最高表面，散射体10的第一区域11形成在中等高度的表面上，并且散射体10的第二区域12形成在高差1S和最低凹部1a的底面上。当散射体10和衬垫20由相同材料制成，具有图37显示布置的散射体10和衬垫20通过沉积和样式处理形成在具有上述高差的衬底1上。假如关于衬底1上的高差的高度差被高精度制造，即使当之后过程中形成的导电薄膜的薄膜厚度变化，衬垫20表面和散射体10的第一和第二区域的高度差还可以高精度制造。

图38是相似于图37的示意性透视图，并且显示了散射体10的第一区域11的表面相比衬垫20表面远离物体的布置情形。图38显示了底部31至34由不同于衬垫21至24的材料制成并且位于衬垫21至24下部的例子。例如，假如与衬垫20和散射体10的形成材料相比具有更好薄膜厚度可控性的材料被使用，由这种材料制成的底部31至34被堆叠到衬垫形成部上。因此，衬垫21至24表面与第一区域11表面的位置关系，即，高度差可以被精确控制。需要注意的是以上具有薄膜厚度可控性的材料层可以堆叠在与散射体10相同材料制成的衬垫21至24上。

图39显示了与衬垫21至24相比散射体10的第一区域11的表面远离物体的布置情形的类似的示意性透视图。假如散射体10和衬垫20的材料在薄膜厚度可控性方面极好，仅通过增大衬垫20的堆叠数量到一定量来控制这些高度关系是可能的。在图38和39中，与图37相应的元件和部分用相同附图标记表示并且不重复描述。

图40是当散射体10埋入衬底1，衬垫21和22形成在衬底1上时获得的示例的示意性侧视图。根据这种布置，可靠地防止物体与散射体10的第一区域11碰撞是可能的。在这个示例中，衬垫21和22由与衬底1相同或者不同的材料制成。

图41是当散射体10埋入衬底1，衬垫21形成在衬底1上在散射体10的纵向上最远离第二区域时的末端时获得的示例的示意性侧视图。上述布置的情况中，仅在衬底1一侧提供衬垫21的顶端，而不提供衬垫21的另一侧的衬底1的末端作为保持散射体10和信息记录介质这样的物体50之间间隔的机构。这里，如图41所示，假如相对于物体50表面的衬底1表面的倾斜角α足够小，那么可获得下面的关系：

D≌H×(x2/x1)

x1表示从衬底1接近散射体10第一区域的一侧末端到衬垫21的距离，x2表示从衬底1这一侧到散射体10的第一区域的距离，D表示第一区域端和物体50之间的间隔并且H表示衬垫21的厚度。这里，满足(x2/x1)＜1。特别地，即使当衬垫21的高度H不具有高精度，散射体10中产生光近场的第一区域11和物体50之间的间隔D的变化也能被抑制。

根据图36至41显示的上述各自示例，任何示例中，衬垫表面可以覆盖薄的薄膜以便改进摩擦阻力和绝缘特性。衬垫的形状不限于图36至41显示的那些示例，并且只要衬垫具有上述功能，衬垫的数目可以随意选择。

接着，磁场产生部分形成在散射体周围的例子将被描述。图42是由导体制成的磁场产生部分40位于散射体10周围以包围根据本发明实施例的光近场产生装置中的散射体10的示例的示意性透视图。假如磁场产生部分40和散射体10之间的间隔比要求求相互更接近，那么光近场产生的效率会降低。另一方面，假如磁场产生部分40和散射体10比要求相互更远离，那么对于物体的垂直磁场部分减少。因此，磁场产生部分40和散射体10放置的位置可以依据上述要点根据使用目的适当选择。当电流加到磁场产生部分40上述被调整的位置，磁场可以如图43箭头显示的在磁场产生部分40的导电图案周围产生，并且垂直磁场H在散射体10的第一区域11产生。因此，信息基于热致磁记录被记录在信息记录介质上。

需要注意的是，当图42和43显示的磁场产生部分40的导电图案包围散射体10仅一圈的情况时，导电图案可在散射体10周围缠绕两圈或者更多都可以起到相似作用。当多个导电图案包围散射体10时，它们可以提供在衬底1表面或者形成堆叠结构。当提供多个导电图案时，由于那些导电图案各自产生的磁场相互交迭，可能产生大磁场。

需要注意的是磁场产生部分40由导体制成，也就是说，例如，金属可以用作光屏蔽膜以防止信息记录介质这样的物体照射非使用光。进一步，导电图案不限于围绕散射体10的形状，弯曲或者平直导体也可以放置为它和散射体10之间具有预定间隔使得磁场可以通过施加电流到导体而产生。例如，在与棒状散射体10纵向平行的方向延伸的平直导电图案以距离散射体10恒定距离提供在衬底1上。

进一步，到目前为止参考图36至41描述的上述衬垫可以提供在磁场产生部分上，并且磁场产生部分也可以用作衬垫。

接着，将描述制造上述散射体的方法的各自示例。

图44A至44F和图45A至45D显示了制造过程的示例，此时散射体10和磁场产生部分40具有之前参考图42和43描述的布置，由相同材料制造。

首先，如图44A所示，例如参照使用光的波长，准备具有透射度大于或者等于70％的光透射材料制成的衬底1。

其次，如图44B所示，通过涂覆或者其它方法抗蚀剂2沉积在衬底1上，然后抗蚀剂2通过掩模(未示出)曝光和处理，由此如图44C所示形成具有预定形状的开口2w。

接下来，凹部1a经由图44D箭头所示的抗蚀剂1的开口2w进行象RIE(活性离子蚀刻)这样的各向异性蚀刻而形成在衬底1上。在抗蚀剂2被除去后，如图44E所示，由形成散射体的材料制成的金属层通过溅镀或者其它方法沉积在整个表面。对应于衬底1上形成的凹部1a侧面形状的高差3S形成在金属层3上。接着，如图44F所示，抗蚀剂4通过涂覆或者其它方法沉积在金属层3的整个表面。

接着，如图45A所示，开口4w在除散射体外的区域上选择性地形成为抗蚀剂4，并且磁场产生部分通过掩模暴露并且展开或者其它方法形成。象RIE这样的各向异性蚀刻经由开口4w进行，因此如图45B所示选择性地蚀刻金属层3。

然后，如图45C和图45C的示意性平面图45D所示，通过除去抗蚀剂4，包括第一和第二区域11和12的散射体10形成在衬底1高差上，并且磁场产生部分40可以作为围绕散射体10的导电图案。

接着，图46A和46B显示了当散射体埋入衬底时制造方法示例的流程图。参考之前图44A至44F和45A至45D描述的上述过程中，图44A至44F和45A和45B显示的过程使用假衬底91代替光透射材料制成衬底1。随后，如图46A所示，由紫外线固化树脂或者热固树胶这种材料制成的光透射材料层5堆叠在金属层3上。进一步，如图46B所示，形成衬底的光透射材料层5的表面和散射体10的第一区域11可以通过除去假衬底91获得完全同样平坦的表面。

接下来，衬底通过喷射模塑法制造的示例制造方法将参考图47A和47B描述。在该示例中，如图47A所示，热固树胶这样的光透射材料61被喷射入具有凹凸形状的与期望高差形状相反形状的金属膜62和63。在固化处理后，金属膜62和63被除去并且具有期望高差1S形状的衬底1如图47B那样形成。随后，与到目前为止参考图44A至44F和45A至45D描述的例子相似，散射体形成在衬底1上。

根据这种喷射模塑的情形，即使当衬底1的不平整形状比较复杂时，只要制造了金属模具，这种不平整形状便可以以极好再现性被生产。进一步，由于即使不平整形状比较复杂用于喷射模塑的时间周期也不会变化很大，所以该方法具有高生产率。

接下来，将描述的是当具有极好环境抵抗性材料制成的衬底被使用时的制造方法的示例。如图48A所示，准备由例如具有足够使用光波长透射性以及极好环境抵抗性的石英材料制成的衬底71。如图48B所示，由石英或者类似材料制成的衬底71被光硬化或者热硬化树脂这样的光透射材料层72涂敷。随后，如图48B空形箭头所示，即将形成的具有凹凸度的相反形状的传递模73相对光透射材料层72设置。接着，如图48C所示，传递模73压向光透射材料层72，因此在光透射材料层72上形成期望凹凸度以获得在其表面上具有期望凹凸度的衬底1。可以采用一种通过将热传递模73压向热硬化树脂制成的光透射材料层72来形成衬底1的方法，将传递模73压向树脂并且还未硬化之后，用来自衬底1一侧的光照射热致树脂制成的光透射材料层72形成衬底1的方法等作为传递方法。之后进行的制成过程与之前参考图44A至44F和图45A至45D描述的那些示例相似。图49A和49B分别是散射体10和由金属层73制成的磁场产生部分40形成在衬底71和光透射材料层72上的示意性侧视图和示意性平面图。

根据上述制造方法，即使当衬底1上高差的凹凸度形状比较复杂，凹凸的形状可以以极好再现性和高精度被生产。此外，当树脂制成的具有减少的厚度的光透射材料层被使用，由石英或者其它材料制成的衬底的抵抗环境特性可以大体获得。因此，与仅由石英制成的衬底的情形相比，可以获得难以覆盖或者变形的高可靠布置。

需要注意的是，上述示例是凹部或者高差仅形成在衬底1一个表面上的例子。然而，本发明实施例不限于此并且凹凸形状可以形成在与散射体形成表面相反的表面上。例如，衬底可以具有凸透镜、凹透镜和衍射光栅这样的光学功能。进一步，具有改变或者控制偏振方向功能的光学功能薄膜以及类似具有光学功能的抗反射薄膜的薄膜可以被沉积在衬底上。

进一步，根据本发明实施例用于光近场产生装置的散射体可以形成在聚焦装置上的焦点，光波导末端，谐振器附近，半导体激光发射表面附近，光检测器的光接收表面等。具有这些布置的情况中，散射体的可靠性和生产率可以通过从光源到散射体的光路整体装配得到改进。

当散射体形成在光波导一端表面上时，制造方法的一个示例将参考图50A至50E的制造流程描述。首先，如图50A所示，准备一个光波导芯82在光波导包层81中心部的光波导。图50B显示了这种情况的示意性侧视图。接着，如图50C所示高差82S形成在光波导一端表面上。随后，如图50D所示，散射体10通过金属层构图的方法形成在高差82S上。图50E显示了这种情况的示意性透视图。上述流程与到目前为止参考图44A至44F和图45A至45D描述的相似。在这种方式中，当散射体形成在光波导一端表面上时，光近场可以由光波导中传播的光有效产生。

图51显示了应用根据本发明实施例光近场产生装置的信息记录和再现装置示例的布置示意图。

如图51所示，信息记录和再现装置200包括衬底1和光学系统110，所述衬底1具有面对信息记录介质51的散射体，所述光学系统110具有将从光源发射的光导入散射体的功能。需要注意的是散射体形成在以不同高度设置于光透射衬底1的平面上，并且包括形成于与信息记录介质最接近的表面上的第一区域和形成于相比第一区域远离信息记录介质的表面上的第二区域。接着，光近场从散射体的第一区域朝向信息记录介质的预定位置产生。

在图51显示的示例中，信息记录介质51形状类似盘，例如，安装和固定于旋转驱动机构120上的盘固定器(未示出)并且可以以高速围绕旋转轴121旋转。提供散射体的衬底1形状象例如滑块，并连接悬挂物122。因此，衬底1可以相比信息记录介质51高速运行而例如信息记录介质51和散射体第一区域之间的间隔可以保持为数十个纳米或者更少。在悬挂物122的弹性力下，衬底1被推向信息记录介质51。悬挂物122在信息记录和再现装置200中被支承，虽然未示出。接着，光通过具有光源(未示出)的光学系统110从与提供散射体的表面相反的衬底1的后面入射到信息记录介质51。

图52是光学系统110示例的布置示意图。图52显示的示例中，提供了光源101，其中象聚焦透镜这样的聚焦装置103和分束器104位于发射光的光路上。偏振器105，聚焦装置106和光接收部分107按顺序位于通过分束器104的反射光路上。从光源101发射的光聚焦到聚焦装置103，通过分束器104并且照射到衬底1的散射体10上以激活表面等离子体激元，从而能够施加光近场给信息记录介质51的预定区域，即记录轨道的预定位置。来自信息记录介质51的反射光被光学系统110的分束器104反射，经过偏振器105并且通过聚焦装置106聚焦到光接收部分107，从而被检测。需要注意的是光学系统110与衬底1一体化，使得与衬底1一起连接到图51所示的悬挂物122。

磁光记录介质用作信息记录介质51，记录标记被形成。特别地，利用根据本发明实施例布置的信息记录和再现装置的散射体施加光近场磁给光记录介质，并且，磁记录薄膜的磁化方向随着磁场产生部分所提供的磁场的施加而改变。再现通过具有如图52所示布置的光学系统110的光接收部分107检测信息记录介质51返回的光的强度变化而进行。特别地，由于被信息记录介质51散射的光近场比率依据记录标记的存在或者不存在而改变，再现可以通过检测散射光的强度变化而进行。图52显示的光学系统110中，来自信息记录介质51的信号光被分束器104分束，通过偏振器105和聚焦装置106并且被光接收部分107检测。这里，假如来自信息记录介质51的信号光的偏振方向不同于入射光的偏振方向，偏振器105位于光路上。假如偏振器105的偏振方向垂直于入射光的偏振方向，那么可以改进对比度。

图53微观显示了图10和图11A和11B所示上述散射体10在如下形状的情形中信息记录介质51表面上的光近场强分布。特别地，在这种情况中，散射体10形状满足如下条件：

a＝10nm

w＝24nm

h2＝30nm

g＝20nm

l＝100nm

θ1＝θ2＝60°

这里，选择SiO₂作为衬底1的材料，选择金(Au)作为散射体10的材料并且选择TbFeCo作为信息记录介质51的记录膜的材料。进一步，选择散射体10的第一区域和信息记录介质51之间的间隔为8nm并且选择光源101发射光的波长为780nm。需要注意的是虽然未示出，散射体10和形成在散射体10周围并且功能作为磁场产生部分的导电图案可以形成在衬底1表面。

如图53所示，由于该示例中的第一区域的平面形状类似为主轴方向在散射体宽度方向的椭圆，光近场的强度分布形状也类似为散射体10宽度方向延伸的椭圆。

为了便于在信息记录和再现装置中寻迹伺服，优选地，记录标记可以形成为在垂直于记录轨道延伸方向的长形。因此，为了使这种标记以类似图53所示的椭圆形的光近场记录，优选地，散射体10的纵向为沿着图54所示的信息记录介质51上的记录轨道方向。根据上述布置，记录标记53可以形成垂直于记录轨道52方向延伸的形状。

在上述信息记录和再现装置200中，信息记录介质51不限于磁光记录介质并且磁记录介质也可以被使用。此外，象相变型介质和染料介质(dyemedium)这样的其它介质可以用作信息记录介质51。

进一步，根据本发明实施例的信息记录和再现装置中，只读磁再现头可以被使用。当使用了磁再现头，用于光学检测的光学组件可以从上述光学系统110移去使得装置小型化。进一步，信息记录和再现装置可以配置为只写信息记录装置。

如之前所述，根据本发明光近场产生装置和光近场产生方法的实施例，可以获得以下效果：

由于不同高度提供在衬底上以及散射体形成在其上，光近场产生装置可以以非常简单的方法形成；

由于散射体在产生并且向物体照射光近场的区域的的厚度比产生非用光近场的部分大，可能有效抑制非使用的光近场强使其不增大；

由于光近场产生区域可以作为小区域形成，可以获得较高光利用率的光近场产生装置；

由于光近场产生装置形成平面，容易控制散射体和信息记录介质这样的物体之间的间隔，并且光近场产生装置可以以高生产率制造。进一步，光近场射束点形状的稳定性可以不管间隔变化而提高；

由于制造方法包括一般工艺，光近场产生装置容易制造；并且

由于必要时光近场产生部分和光屏蔽膜能够同时生产，散射体和磁场产生部分的相对位置关系可以容易地高精度形成。

需要注意的是本发明不限于上述各实施例并且可以不脱离本发明布置进行不同修改和变形，并且不同示例中描述的布置可以适当组合。

可以理解，本领域技术人员可以根据设计需求和其它因素进行的不同修改、组合、次组合和变形都在附加的权利要求范围内或者等同其范围。

本发明包括于2006年10月2日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-271009的主题，在此通过参考并入其全部内容。