专利名称：受扰环境中的干涉测量的制作方法
技术领域：
这里描述的主题总地涉及干涉测量。在一个实施方案中，这里描述的技术提供了用于测试存储设备的干涉测量法。
背景技术：
在诸如硬盘驱动器一类的存储设备中，头部(head)靠近旋转盘。头部使得(enable)对盘的磁方式访问(而非物理接触)能够进行，以读和/或写数据位。如果头部接触盘表面，就可能损坏以磁方式存储在盘上的数据。同样，如果头部与旋转盘发生物理接触，头部也可能受到损伤。在当前的一些硬盘驱动器中，由于盘可能以每分钟几千转(RPM)的速度在旋转，所以如果头部和旋转盘发生物理接触，它们二者都会招致严重的损坏。
为了在硬盘驱动器的给定占用面积(footprint)中存储尽可能多的数据，头部和旋转盘之间的距离越靠越近。因此，需要对头部和旋转盘之间的距离进行准确的测量，以控制浮动块(slider)制造工艺，并确保记录头在适当的高度上飞行。
发明内容
在多个不同的实施方案中，描述了在受扰环境中进行干涉测量的技术。受扰环境可以包括一种或更多种变化，例如压强变化和/或温度变化。例如，光学飞行(flying)高度测试仪中的旋转盘就可能产生受扰环境。
在一个实施方案中，一种方法包括检测第一光束的光程(optical path)和第二光束的光程之间的差。第一或第二光束中的一束或更多束可在靠近受扰环境的地方被封闭在护罩中，例如，以减小受扰环境的负面影响。所述方法还可以在靠近受扰环境的地方将窗耦合到所述护罩(shroud)，例如，以进一步减小受扰环境的负面影响。
在另一个实施方案中，一种设备包括确定第一光束的光程和第二光束的光程之差的检测器。第一或第二光束中的一束或更多束可以分别从第一物体和第二物体反射而来。可替换地，所述光束之一可以是内部参考光束。所述设备还可以包括在靠近受扰环境的地方封闭第一光束和第二光束的护罩。
在以下详细的描述中部分阐述了本发明的实施方案的其他优点、目的和特征。应当理解，以上总体描述和以下详细描述都只是对本发明的实施方案的示例性说明，是为了理解本发明的实施方案的本质和特性所给出的概述或框架。
附图用来提供对本发明的实施方案的进一步理解，图示说明本发明的多种实施方案，并与说明书的文字部分一起用来解释本发明的原理和操作。在附图中，标号最左侧的数字代表了该标号首次出现的图号。相同标号在不同附图中的使用代表了相似项或相同项。
图1是根据实施方案的光学飞行高度测试系统的各个部分的示意图。
图2图示了用于生成和/或检测一束或更多束光束，例如参考图1讨论的那些光束的系统的实施方案。
图3是用于在受扰环境中测量物体之间的间隙的方法的实施方案的流程图。
具体实施例方式
在以下描述中，阐述了大量具体的细节，以提供对本发明的实施方案的完整理解。本发明的实施方案可以在没有这些具体细节中的一部分或全部的情况下实现。此外，没有详细描述公知的处理操作，以免不必要地模糊了本发明。
另外，在说明书中提及“一个实施方案”或“实施方案”是指结合该实施方案描述的具体特征、结构或特性被包括在至少一种实施方式中。短语“在一个实施方案中”在说明书不同地方的出现可能全是指同一个实施方案，也可能不全是指同一个实施方案。
图1是根据实施方案的光学飞行高度测试系统100的各个部分的示意图。系统100包括对电磁辐射透明的旋转盘102，例如玻璃测试盘。浮动块104靠近盘102，例如在纳米或更小的范围内。在一个实施方案中，浮动块可以是AlTiC(铝钛碳(Aluminum TitaniumCarbide))。盘102可以以相对高的RPM旋转，以模拟实际的旋转盘在硬盘驱动器中的旋转。盘102的旋转可能会干扰靠近盘102附近的环境(106)。受扰环境106可能是湍流(turbulent)的，或者更一般地说，是一个具有压强和/或温度变化的环境。
如图1所示，一束或更多束光束(108和110)可以穿过盘102并且(108)从盘102的下表面和(110)从浮动块104反弹回来。光束108和110可以是准直的。这里将例如参考图2和3进一步讨论，光束108和110之间的光程差可被用来测量盘102和浮动块104之间的间隙(gap)。光束108和110之间的光程差可能受到旋转盘上方的空气的温度和/或压强变化的影响，这是因为每种变化都可能使空气的折射率发生意想不到的改变。这种影响可能随着两束光束108和110之间的物理间隔的增大而变大，因为它们穿过不同并且例如相关性更低的温度和/或压强的不均匀性。
系统100还可以包括将光束108和110聚焦到盘102的下表面和/或浮动块104的物镜112。由于盘102和浮动块104的间隙可能只在纳米甚至更小的范围内，所以在一个实施方案中，透镜112可被用来将光束108和110聚焦到相同的焦平面上。物镜112可以具有任何适当的形状，例如凹透镜(或凸透镜)或半凹透镜(或半凸透镜)，并且可以通过在一个基本上垂直于盘102的旋转平面的平面中移动透镜112来调节物镜112。透镜112可以用任何适当的材料构成，例如玻璃、石英(quartz)、熔融石英(fused Silica)或它们的组合物。另外，在不同的实施方案中可以采用多个透镜，例如每束光束(108和/或110)一个透镜。
所述系统还可以包括护罩114，用于减小在盘102的附近(例如，由于盘102的旋转)发生的环境扰动106的负面影响。护罩114可以减小前面讨论的不均匀性(inhomogeneity)，例如，以提高测量的可重复性。护罩114可以以两种方式提高测量的可重复性。第一，它可以减小在受扰环境106中穿行的距离，从而减小温度和/或压强的不均匀性对光束108和110之间的光学相位差的影响。第二，护罩114可以提高光束108和110所途经的光程的一致性。例如，护罩114的存在可以在检测器(例如，图2的检测器212)和靠近层流(laminar flow)的旋转盘102之间提供气流，大大减小受扰环境106的负面影响。此外，存在于护罩114中的气体可以进行压强和温度控制，以提供基本等温的环境。在一个实施方案中，护罩114可以附接到透镜112，例如提供一个密封的环境和/或为了便于组装或安装。
此外，护罩114可被耦合到可选的窗116。窗116可在靠近受扰环境106的地方被耦合到护罩114，例如通过限制或防止因盘102的旋转而产生的空气(或其他气体)流进入护罩114并扰乱护罩114内部的空气(或其他气体)，从而进一步减小环境扰动106的负面影响。窗116在护罩114上的存在可有助于在检测器(例如，图2的检测器212)和靠近层流的旋转盘102之间提供气流，进一步减小受扰环境106的负面影响。在一个实施方案中，窗116可位于盘102附近，尽可能贴近到系统100的安全操作所允许的程度。例如，窗116和盘102的紧密贴近例如可以通过使扰动区域(106)中的气体(例如空气流)的温度和压强进一步趋向一致，从而提高光束108和110传播经过的稳定气流(例如内部空气)的比例，和/或增大对所述流的约束，以减小光束108和110穿过的扰动(106)所产生的测量噪声。
窗116可以是(对电磁辐射)透明的，并且可以具有抗反射膜。窗116可以用任何适当的材料来构成，例如玻璃、熔融石英、石英或它们的组合物。此外，窗116可以与盘102之间保持相对倾斜(未示出)，例如，减小光束108和110的反射。另外，在一个实施方案中，窗116可以是透镜。
图2图示了用于生成和/或检测一束或更多束光束，例如参考图1讨论的光束108和110的系统200的实施方案。在一个实施方案中，图1的系统100和图2的系统200可以合在一起形成干涉测量仪，该仪器可以利用波(例如电磁射线)的干涉来精确确定距离。在一个实施方案中，系统100和200可被用来在测试记录头浮动块的飞行高度之前测量盘102和浮动块104之间的间隙。
辐射源202可以提供电磁辐射，例如激光束。因此，源202可以是激光二极管。另外，在一个实施方案中可以使用一个以上的辐射源。源202所提供的辐射可以穿过源202内部的准直透镜，以将准直光束206导向到分束器208。准直光束可以穿过平板分束器204，该分束器204可被用来将反射光束重新引导到检测器212上。分束器208可以使光束206分束，以提供参考图1所讨论的光束108和110。分束器208可以包括适当的偏振器(polarizer)，例如沃拉斯顿(Wollaston)棱镜，用于使光束206分束。在一个实施方案中，图2中的箭头示出了参考图2讨论的模块之间的光束方向。
在图1的盘102和浮动块104反射光束108和110之后，这些光束的反射光可以通过分束器208被重新合并在一起，并被分束器204以及可选地被平面镜210反射，如图2所示。检测器212可以接收所述反射光，并且检测光束108和110的光程之间的空间差。如图2所示，光束108和110可以在穿过分束器208时自己折回(retrace)。在一个实施方案中，非聚焦射线(例如未被图1的透镜112聚焦的射线)会会聚并且不到达检测器212。因此，光束108和110之间的光程差可被用来确定图1的浮动块104和盘102下表面之间的间隙。
图3是用于在受扰环境中测量物体之间的间隙的方法300的实施方案的流程图。例如，方法300可被用来在图1的受扰环境中测量盘102和浮动块104之间的间隙。例如由图2的源202生成(302)源光束(例如，图2的光束206)。源光束(206)可以由分束器(例如图2的分束器208)来分束(304)。一束或更多束光束(例如从图1的盘102下表面和浮动块104反射回来的光束108和110)例如可以由检测器(例如图2的检测器212)来接收(306)。可以检测出(308)光束(例如图1的光束108和110)的光程之间的差，例如，用于确定图1的盘102下表面和浮动块104之间的间隙。
虽然图1和2的系统100和200讨论了对外部参考光束(例如，从盘102的下表面反射回来的光束108)的利用，但是由于盘102的位置可以足够准确地获知，所以可使用内部参考光束来确定图1的浮动块104的位置，例如在图2的检测器212之内或之外提供的参考光束。
在说明书和权利要求书中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。在本发明的一些实施方案中，“连接”可被用来指两个或更多个元件相互直接物理接触。“耦合”可以指两个或更多个元件直接物理接触。然而，“耦合”也可以指两个或更多个元件相互之间可以不直接接触，但仍然相互协同或交互。
虽然已经用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了多个实施方案，但是应当理解，所要求保护的主题可不限于所描述的具体特征或动作。相反，所公开的具体特征和动作是实现多种实施方案的示例形式。虽然上面结合一个或更多个具体实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不想被限制到一个实施方案。本发明想要覆盖可被包括在本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物，例如由所附权利要求书限定的部分。
权利要求
1.一种设备，包括检测器(212)，所述监测器用来确定第一光束(108)的光程和第二光束(110)的光程之差；以及护罩(114)，所述护罩在靠近受扰环境(106)的地方封闭所述第一或第二光束中的一束或更多束。
2.如权利要求1所述的设备，还包括分束器(208)，所述分束器用于将辐射源(202)产生的单束光束(206)分束成所述第一和第二光束。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述受扰环境包括一个或更多个压强变化或温度变化。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述受扰环境是湍流环境。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述护罩减小所述受扰环境的影响。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述受扰环境靠近反射所述第一光束的至少一个物体(102，104)。
7.如权利要求1所述的设备，还包括靠近所述受扰环境并且耦合到所述护罩的窗(116)，用于减小所述受扰环境的影响。
8.如权利要求1所述的设备，还包括聚焦所述第一和第二光束的物镜(112)。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述第一光束或第二光束中的至少一束是外部参考光束。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述第一光束或第二光束中的至少一束是内部参考光束。
11.一种方法，包括检测第一光束的光程和第二光束的光程之间的差；以及在靠近受扰环境的地方将所述第一或第二光束中的一束或更多束光束封闭在护罩中。
12.如权利要求11所述的方法，其中检测所述差的步骤提供了对反射所述第一光束的第一物体和反射所述第二光束的第二物体之间的间隙的测量。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述受扰环境是由反射所述第一光束的物体的运动而产生的。
14.如权利要求13所述的方法，还包括将窗耦合到所述护罩的步骤，其中所述窗位于所述物体附近，并且在安全操作允许的情况下尽可能地贴近。
15.如权利要求11所述的方法，其中检测所述差的步骤测量头部在透明盘上的飞行高度。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述受扰环境是由所述旋转硬盘产生的。
17.如权利要求11所述的方法，还包括在靠近所述受扰环境的地方将窗耦合到所述护罩。
18.一种用于测量第一物体和第二物体之间的间隙的系统，其中所述第一或第二物体中的至少一个靠近受扰环境，所述系统包括检测器，所述检测器用来检测第二光束的光程和从第一物体反射回来的第一光束的光程之差；护罩，所述护罩在靠近所述受扰环境的地方封闭所述第一光束或第二光束中的一束或更多束；以及窗，所述窗在靠近所述受扰环境的地方耦合到所述护罩，以减小所述受扰环境的影响。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述第二光束是内部参考光束。
20.如权利要求18所述的系统，其中所述检测器检测所述第一光束的所述光程和从第二物体反射回来的所述第二光束的所述光程之间的差。
全文摘要
在实施方案中描述了用于在受扰环境中进行干涉测量的技术。受扰环境(106)可以包括一种或更多种变化，例如压强变化和/或温度变化。在一个实施方案中，检测第一光束(108)的光程和第二光束(110)的光程之间的差。第一或第二光束中的一束或更多束可以在靠近受扰环境的地方被封闭在护罩(114)中。该方法还可以在靠近受扰环境的地方将窗(116)耦合到护罩，例如，以减小受扰环境的负面影响。
文档编号G11B5/48GK1862220SQ200610078709
公开日2006年11月15日 申请日期2006年5月10日 优先权日2005年5月12日
发明者罗曼·萨裴 申请人:恪纳腾技术公司