用于HAMR头中VCSEL阵列的光束组合器的制作方法

本公开的实施方案整体涉及用于磁介质驱动器的磁记录头。相关领域的描述计算机的功能和能力的核心是存储数据和将数据写入到数据存储设备诸如磁介质驱动器(例如硬盘驱动器(hdd))。计算机所处理的数据量在迅速增加。需要磁记录介质的更高记录密度来提高计算机的功能和能力。为了实现磁记录介质的更高记录密度(诸如超过2太比特/英寸2的记录密度)，使写磁道的宽度和间距变窄，并因此使每个写磁道中编码的对应磁记录比特变窄。使写磁道的宽度和间距变窄的一个挑战是降低在记录介质的面向介质的表面处的磁记录写入头的主极的表面积。随着主极变得越来越小，记录场也变得越来越小，从而限制了磁记录写入头的有效性。热辅助磁记录(hamr)和微波辅助磁记录(mamr)是两种改善磁记录介质的记录密度的能量辅助记录技术。在hamr中，激光源位于写入元件旁边或附近以产生热量，诸如激发近场换能器(nft)以在磁记录介质的写入位置处产生热量的激光源。hamr通常利用边缘发射激光二极管(eeld)作为光源。eeld存在多个问题，诸如：需要将子安装架安装到滑块，这增加了成本；跳模，这会突然改变记录功率并减少hamr hdd容量；使得几乎不存在对准容差的小直径输出光束；刻面处的大强度光学模式，这会降低可靠性；在制造期间需要老化(burn-in)，这增加了成本；以及滑块上的高轮廓，这增加了盘与盘之间的间距。因此，本领域需要改进的hamr磁介质驱动器。

背景技术：

技术实现思路

1、本公开整体涉及用于磁介质驱动器的磁记录头。磁记录头包括近场换能器(nft)、垂直腔面发射激光器(vcsel)设备以及耦合在nft与vcsel设备之间的波导结构。波导结构包括多个波导通道和耦合到波导通道的多模干涉(mmi)组合器。优化波导通道中的每一个波导通道的曲率、路径长度和传播长度中的一者或多者，使得每个波导通道是可控的，或者与相邻波导通道相位相干。vcsel设备能够通过多个波导通道发射多道激光，并且该多道激光在输入到mmi组合器中时是相位相干的。mmi组合器将输出到nft的多个激光器的功率进行组合。

2、在一个实施方案中，磁记录头组件包括：主极；nft，该nft设置成在面向介质的表面处与主极相邻；vcsel设备，该vcsel设备耦合到磁记录头组件的顶表面，该顶表面与磁记录头组件的面向介质的表面相对；以及波导结构，该波导结构耦合在nft与vcsel设备之间，该波导结构包括：耦合到nft的波导、mmi组合器、多个波导通道，该多个波导通道耦合到与mmi组合器的第一端相对的mmi组合器的第二端，其中该多个波导通道中的每一个波导通道具有不同的曲率，使得多个波导通道中的每一个波导通道与相邻波导通道相位相干。

3、在另一个实施方案中，磁记录头组件包括：主极；nft，该nft设置成在面向介质的表面处与主极相邻；vcsel设备，该vcsel设备耦合到磁记录头组件的顶表面，该顶表面与磁记录头组件的面向介质的表面相对；以及波导结构，该波导结构耦合在nft与vcsel设备之间，该波导结构包括：模式转换器，该模式转换器具有耦合到vcsel设备的第一端；mmi组合器，该mmi组合器设置成与模式转换器相邻；多个波导通道，该多个波导通道耦合在mmi组合器的第一端和与模式转换器的第一端相对的模式转换器的第二端之间，其中多个波导通道中的每一个波导通道的路径长度被配置成使得多个波导通道中的每一个波导通道的相位是可控的；以及波导，该波导耦合在与mmi组合器的第一端相对的mmi组合器的第二端与nft之间。

4、在又一个实施方案中，磁记录头组件包括：主极；nft，该nft设置成在面向介质的表面处与主极相邻；vcsel设备，该vcsel设备耦合到磁记录头组件的顶表面，该顶表面与磁记录头组件的面向介质的表面相对；以及第一波导结构，该第一波导结构耦合在nft与vcsel设备之间，该第一波导结构包括：多个第一波导通道，该多个第一波导通道中的每一个第一波导通道具有不同曲率和不同传播长度中的至少一者，其中vcsel能够通过多个第一波导通道发射第一多道激光；第一多模干涉(mmi)组合器，该第一多模干涉(mmi)组合器具有耦合到多个第一波导通道的第一端，其中，通过多个第一波导通道发射的第一多道激光在输入到第一mmi组合器中时是相位相干的，并且其中，该第一mmi组合器将第一多道激光中的每一道激光的功率组合成第一总功率；以及第一波导，该第一波导耦合到与第一mmi组合器的第一端相对的第一mmi组合器的第二端。

技术特征：

1.一种磁记录头组件，所述磁记录头组件包括：

2.根据权利要求1所述的磁记录头组件，其中，所述vcsel能够通过所述多个波导通道发射多道激光。

3.根据权利要求1所述的磁记录头组件，所述磁记录头组件还包括模式转换器，所述模式转换器具有耦合到所述vcsel设备的第一端和与耦合到所述多个波导通道的所述模式转换器的所述第一端相对的第二端。

4.根据权利要求1所述的磁记录头组件，其中，所述多个波导通道中的每一个波导通道具有不同的光程长度。

5.根据权利要求4所述的磁记录头组件，其中，具有更大s形弯曲长度的波导通道具有更大的传播长度。

6.根据权利要求1所述的磁记录头组件，其中，所述多个波导通道中的每一个波导通道具有相同的空间长度。

7.一种磁介质驱动器，所述磁介质驱动器包括根据权利要求1所述的磁记录头组件。

8.一种磁记录头组件，所述磁记录头组件包括：

9.根据权利要求8所述的磁记录头组件，其中，所述多个波导通道中的每一个波导通道具有不同的路径长度和不同的弯曲曲率。

10.根据权利要求8所述的磁记录头组件，其中，所述多个波导通道中的每一个波导通道具有大于约20μm的曲率半径，并且其中，具有更大曲率半径的波导通道具有更大的传播长度。

11.根据权利要求8所述的磁记录头组件，其中，所述vcsel能够发射多道激光，所述多道激光在通过所述多个波导通道传播到所述mmi组合器的所述第一端中时是相位相干的。

12.根据权利要求11所述的磁记录头组件，其中，所述mmi组合器组合所述多个激光器中每一个激光器的功率。

13.根据权利要求8所述的磁记录头组件，其中，所述mmi组合器和所述模式转换器竖直对准。

14.根据权利要求8所述的磁记录头组件，其中，所述mmi组合器设置成垂直于所述模式转换器。

15.一种磁介质驱动器，所述磁介质驱动器包括根据权利要求8所述的磁记录头组件。

16.一种磁记录头组件，所述磁记录头组件包括：

17.根据权利要求16所述的磁记录头组件，所述磁记录头组件还包括设置成与所述第一波导结构相邻的第二波导结构，所述第二波导结构包括：

18.根据权利要求17所述的磁记录头组件，所述磁记录头组件还包括：

19.根据权利要求17所述的磁记录头组件，其中，所述第一波导结构和所述第二波导结构是多维的。

20.一种磁介质驱动器，所述磁介质驱动器包括根据权利要求16所述的磁记录头组件。

技术总结本公开整体涉及用于磁介质驱动器的磁记录头。磁记录头包括近场换能器(NFT)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)设备以及耦合在NFT与VCSEL设备之间的波导结构。波导结构包括多个波导通道和耦合到波导通道的多模干涉(MMI)组合器。优化波导通道中的每一个波导通道的曲率、路径长度和传播长度中的一者或多者，使得每个波导通道是可控的，或者与相邻波导通道相位相干。VCSEL设备能够通过多个波导通道发射多道激光，并且该多道激光在输入到MMI组合器中时是相位相干的。MMI组合器将输出到NFT的多个激光器的功率进行组合。技术研发人员：N·N·史,松本拓也,B·C·斯蒂普受保护的技术使用者：西部数据技术公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18