2017-003481

特願２０１２－１３４３０５「大モード面積光導波路デバイス」拒絶査定不服審判事件〔平成２５年１月７日出願公開、特開２０１３－４９７８、請求項の数（１９）〕について、次のとおり審決する。

【結　論】 原査定を取り消す。 本願の発明は、特許すべきものとする。

【理　由】 第１　手続の経緯 本願は、平成２４年６月１３日（パリ条約による優先権主張２０１１年６月１７日、米国）の出願であって、平成２８年２月１６日付け（同年同月２３日発送）で拒絶理由通知がされ、同年５月２３日付けで手続補正がされ、同年１０月３１日付け（同年１１月８日送達）で拒絶査定（原査定）がされ、これに対し、平成２９年３月８日に拒絶査定不服審判の請求がされたものである。 第２　原査定の概要 原査定の概要は次のとおりである。 理由　本願請求項１～１９に係る発明は、以下の引用文献１～３に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者（以下、「当業者」という。）が容易に発明できたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。 引用文献等一覧 １．国際公開第２０１０／０６０４３５号 ２．特開平１０－１９００９７号公報 ３．米国特許第６３２４３２６号明細書 第３　本願発明 本願請求項１～１９に係る発明（以下、それぞれ「本願発明１」～「本願発明１９」という。）は、平成２８年５月２３日付けの手続補正で補正された特許請求の範囲の請求項１～１９に記載された事項により特定されるものと認められるところ、本願発明１は、以下のとおりである。 「　　【請求項１】 １０５０ｎｍと１１２０ｎｍとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、 前記信号源に結合された能動光導波路であり、前記能動光導波路が、 前記信号光を導波するためのコアであり、少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コアと、 ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第１のクラッドであり、前記第１のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅される、第１のクラッドと、 前記第１のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第１のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第１のクラッドを囲む第２のクラッドと を含み、 前記第１のクラッドの前記屈折率構造は、前記信号光の基本空間モードが少なくとも５００平方マイクロメートルの面積を有するようなものであり、 前記ネオジウム・イオンが、７９５ｎｍから８１５ｎｍまたは８８３ｎｍから８８７ｎｍの波長の前記ポンプ光に少なくとも３ｄＢ／ｍの正味の光吸収を与えるための濃度を有する、能動光導波路と を含む、光導波路増幅器アセンブリ。」 第４　引用文献、引用発明等 １　引用文献１について （１）　原査定の拒絶の理由に引用された引用文献１には、図面とともに次の事項が記載されている（なお、括弧内の訳文は、引用文献１に対応する国内公表である特表２０１２－５１０１７６号公報を用いた。下線は、当審が付加した。）。 ア　「CLAIMS 1.A cladding pumped amplifier waveguide for amplifying an optical signal, said cladding pumped amplifier waveguide comprising a) a signal core adapted to guide an optical signal, said signal core having an effective refractive index ncore-i; b) an inner cladding region for guiding pump light, said inner cladding region comprising a first inner cladding having an effective refractive index ninner-clad-i, said first inner cladding comprising a material doped with at least one rare earth element; where ncore-1 > ninner-clad-1, and where ・ the area of said signal core is larger than 25 μm2 , and/or ・ said signal core comprises at least one core feature, and/or ・ said inner cladding region comprises a plurality of inner cladding features. （略） 3. A waveguide according to claim 1 or 2, further comprising an outer cladding region surrounding said inner cladding region, said outer cladding region comprising at least a first outer cladding having an effective refractive index nouter-clad-1. （略） 14. A waveguide according to any of claims 1 to 13, adapted to guide an optical signal at a signal wavelength, λsignal. （略） 27. A waveguide according to any of claims 14 to 26, wherein the signal wavelength, λsignal, of said optical signal is within the interval from 970 nm to 1250 nm, such as within the interval 1020 nm to 1120 nm, such as within the interval 1050 nm to 1090 nm. （略） 35. A waveguide according to any of claims 3 to 34, wherein n in ninner-clad-1 - nouter- clad-1 is less than 1・10-3 , such as less than 5・10-4 , as less than 2・10-4 , as less than 1・10-4 , as less than 1・10-5 , as less than -1・10-4 , as less than -2・10-4 . （略） 72. A waveguide according to any of claims 1 to 71 , wherein said rare earth element is selected from the group of Ytterbium (Yb), Erbium (Er), Praseodymium (Pr), Neodynium (Nd), Holmium (Ho), Thulium (Tm), Dysprosium (Dy), or combinations thereof. 」（特許請求の範囲） （日本語訳：「【特許請求の範囲】 【請求項１】 光信号を増幅するためのクラッドポンプ増幅器導波路において、 ａ）光信号を導くように適合されており、有効屈折率ｎｃｏｒｅ－１を有する信号コアと、 ｂ）ポンプ光を導くための内部クラッド領域であって、有効屈折率ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する第１の内部クラッドを備え、該第１の内部クラッドは１つ以上の希土類元素でドープされた材料を含む、内部クラッド領域と、を備え、 ｎｃｏｒｅ－１＞ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１であり、 次のうちの１つ以上、すなわち、 ＊信号コアの面積は２５μｍ２より大きいことと、 ＊信号コアが１つ以上のコアフィーチャを備えることと、 ＊内部クラッド領域が複数の内部クラッドフィーチャを備えることと、のうちの１つ以上であることを含む、導波路。 （略） 【請求項３】 内部クラッド領域を包囲する外部クラッド領域をさらに備え、外部クラッド領域は有効屈折率ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する１つ以上の第１の外部クラッドを備える、請求項１または２に記載の導波路。 （略） 【請求項１４】 信号波長λｓｉｇｎａｌの光信号を導くように適合されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の導波路。 （略） 【請求項２７】 光信号の信号波長λｓｉｇｎａｌは、１０２０ｎｍ～１１２０ｎｍの間隔内、１０５０ｎｍ～１０９０ｎｍの間隔内など、９７０ｎｍ～１２５０ｎｍの間隔内である、請求項１４～２６のいずれか一項に記載の導波路。 （略） 【請求項３５】 ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１－ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１は、５×１０－４未満、２×１０－４未満、１×１０－４未満、１×１０－５未満、－１×１０－４未満、－２×１０－４未満など、１×１０－３未満である、請求項３～３４のいずれか一項に記載の導波路。 （略） 【請求項７２】 希土類元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１～７１のいずれか一項に記載の導波路。」） イ　「The invention relates to the field of high power light amplification in rare earth doped silica glass waveguides. The invention also relates to reduced signal photo darkening in rare earth doped high power amplifier silica glass amplifier waveguides.」（１頁３～６行） （日本語訳：「【０００１】 本発明は、希土類ドープシリカガラス導波路における高パワー光増幅の分野に関する。また本発明は、希土類ドープした高パワー増幅器シリカガラス増幅器導波路における光黒化信号の低減に関する。」） ウ　「Diode bar arrays are commercially available, and can be arranged to produce many hundreds of watts output power. The power is delivered through multi- mode fibres, or arrays of fibres bundled together. However, a fibre having a low numerical aperture will not efficiently accept the radiation of these devices in such a manner that single mode laser radiation will result, as would occur by having the pump radiation from the diode array serve as the energy source to create an inversion in a rare earth doped optical fibre laser. Since single mode operation is desired for high brightness, with a core typically 5 - 30 μm in diameter, it is not possible to focus the light from the fibre output of the diode array into the single mode core. The brightness theorem specifies that the numerical aperture of the fibres coming from the diode sources, times the fibre area, must be a constant. Thus, the high intensity light from the fibre output of the diode array cannot be focused into the core of a single mode fibre. To circumvent this problem the double clad fibre construction may be applied. In such fibres, a high numerical aperture outer cladding is constructed to accept the pump power whereas the active core (e.g. an ytterbium doped core) with a low numerical aperture is placed in the inner core of the double clad fibre. Hereby the multimode diode low brightness light is effectively brought in overlap with the ytterbium doped core material in which high power single mode light is generated through stimulated emission inside a laser cavity consisting of two fibre gratings constructed either directly in the ytterbium doped fibre or in a separately fibre spliced to the active fibre such as an ytterbium doped fibre. （略） Due to the relative small diameter of the amplifier waveguide core, the optical flux, i.e. the optical lasing power transmitted per unit area of the fibre core, is extremely high. Consequently, absorption effects at gratings or inside the core can result in unwanted degradation of the device within a time frame which is substantially shorter than the lifetime required for the respective application of such lasers. It has been observed experimentally that with constant pump power, the lasing output decreased by several percent during a 1000 hour time period. It has further been observed experimentally that a considerable increase in propagation loss is experienced in un-seeded amplifiers after only a few hours of operation. Due to the high pump power and signal power intensities (optical fluxes), a material that is suitable for relatively low optical fluxes will darken at a relatively high rate as the flux increases. The photo darkening of ytterbium and other rare earth doped silica materials has been attributed to the formation of colour centres in the glass material. The exact factor responsible for the increased absorption has not been identified but the effect is observed when irradiating the glass material with high energy photons (such as UV-, x- or γ-rays) or with radiation that is resonant with the absorption bands of the rare earth material comprised in the glass. In connection with Thulium co-doped silicate fibres it has been observed by Brocklesby et al. (Optics Letters, Vol.18, No.24, (1993)) that the fibre material photo darkens when irradiated with (476 nm) radiation resonant with the Thulium absorption band. This photo darkened material can partly be recovered by irradiating with non-resonant radiation at 514 nm or when heating the fibre at temperatures >350°C. For Terbium co-doped silicate fibres, 488 nm resonant radiation is by Atkins et al. (Optics Letters, Vol. 19, No. 13, (1994)) observed to photo darken the fibre material, whereas bleaching can be performed with non resonant radiation at the 514 nm laser line of an argon ion laser. For ytterbium co-doped silicate fibres Gavrilovic et al. (US patent 6,154,598) claims that photo darkening is due to unintentionally incorporated impurities disposed in the lasing medium which up-convert a portion of the lasing radiation to radiation of a shorter wavelength, thereby introducing defects in the medium, which result in increased absorption due to photo darkening. Whatever the factor responsible for the increased absorption is, it is observable after irradiating the glass material with high intensity radiation. Photo darkening of Yb-doped silica fibres has been attributed to the formation of colour centres in the rare-earth doped glass, but the mechanism behind this phenomenon is not understood. As a result, it is difficult to predict how a particular fibre glass material will perform under a given set of operating conditions and further difficult to choose a proper glass material composition for such fibres. 」（１頁２２行～４頁４行） （日本語訳：「【０００４】 ダイオードバーアレイは商業的に入手可能であり、何百ワットもの出力パワーを発生させるように配置されることが可能である。このパワーは、マルチモードファイバ、または束ねられたファイバのアレイを通じて送達される。しかしながら、低い開口数を有するファイバは、エネルギー源として働くダイオードアレイからのポンプ放射を有することによって発生して希土類ドープした光ファイバレーザにおいてシングルモードレーザ光線が転換を生じるであろうようには、それらのデバイスの放射を効率的に受けない。シングルモード動作は、通常、直径の５～３０μｍのコアを用いる高輝度には通常望ましいので、ダイオードアレイのファイバ出力からの光をシングルモードコアへ集束させることは不可能である。輝度定理によって、ダイオードソースからのファイバの開口数とファイバ面積との積は、定数である必要がある。したがって、ダイオードアレイのファイバ出力からの高強度光が、シングルモードファイバのコアへ集束されることは不可能である。この問題を回避するために、二重クラッドファイバ構成が適用される場合がある。そのようなファイバでは、高い開口数の外部クラッドはポンプパワーを受け取るように構成されている一方、低い開口数を有する活性コア（例えば、イッテルビウムをドープしたコア）は二重クラッドファイバの内側のコアに配置されている。これによって、マルチモードダイオード低輝度光はイッテルビウムをドープしたコア材料と有効に重ね合わされ、そこで、イッテルビウムをドープしたファイバにより直接的に構成されている、またはイッテルビウムをドープしたファイバなど活性なファイバに接合された別個のファイバにより構成されている２つのファイバ格子からなるレーザキャビティ内部における誘導放出によって高パワーシングルモード光が生成される。 （略） 【０００７】 増幅器導波路コアの比較的小さな直径のため、光学的流束（すなわち、ファイバコアの 単位面積当たりを透過する光学的なレーザパワー）は極めて高い。その結果、格子またはコア内部の吸収効果は、そのようなレーザのそれぞれの用途に必要な寿命より実質的に短い時間枠内においてデバイスに望ましくない劣化を生じることがある。一定なポンプパワーでは、１０００時間の期間中に数パーセントだけレーザ出力が減少することが、実験的に観察されている。さらに、シードなしの増幅器において、わずか数時間の動作後に伝播損失の有意な増加が見られることが、実験的に観察されている。 【０００８】 高いポンプパワーおよび信号パワー強度（光学的流束）のため、比較的低い光学的流束に適切な材料は流束が増大するにつれ比較的高い割合で黒化する。イッテルビウムおよび他の希土類をドープしたシリカ材料の光黒化は、ガラス材料における色中心の形成に起因している。増加した吸収の原因である正確な因子は識別されていないが、高エネルギー光子（ＵＶ、Ｘ線、またはγ線など）を用いて、またはガラスに含まれる希土類材料の吸収帯で共鳴する放射を用いてガラス材料を照射するとき、その影響が観察されている。 【０００９】 ツリウムを共ドープしたケイ酸ファイバに関連して、ツリウム吸収帯と共鳴する放射（４７６ｎｍ）を用いて照射されたときファイバ材料が光黒化することが、ブロックレスビー（Ｂｒｏｃｋｌｅｓｂｙ）らによって観察されている（非特許文献１）。この光黒化した材料は、５１４ｎｍの非共振放射を用いて放射することによって、または３５０℃より高い温度でファイバを加熱するときに、部分的に回復される。テルビウムを共ドープしたケイ酸ファイバについては、４８８ｎｍの共鳴放射がファイバ材料を光黒化する一方、アルゴンイオンレーザーの５１４ｎｍレーザ線による非共振放射を用いて白化が行われることが、アトキンス（Ａｔｋｉｎｓ）らによって観察されている（非特許文献２）。 【００１０】 イッテルビウムを共ドープしたケイ酸ファイバについて、Ｇａｖｒｉｌｏｖｉｃらは、光黒化はレーザ媒質中に意図せずに含まれている不純物によるものであり、この不純物がレーザ放射の一部を短波長放射に上方変換することによって、媒質中に欠損を導いて、光黒化による吸収の増加を生じる、と述べている（特許文献１）。 【００１１】 増加した吸収の原因である因子が何であれ、それは高強度放射を用いてガラス材料を照射した後に観察される。Ｙｂドープシリカファイバの光黒化は希土類元素ドープガラスにおける色中心の形成に起因しているが、この現象の背後の機構は理解されていない。その結果、特定のファイバガラス材料が所与の使用条件の組の下で如何に振る舞うかを予測することは困難であり、さらに、そのようなファイバのための適切なガラス材料組成物を選択することは困難である。」） エ　「The waveguide may be adapted to carry optical signals with a large effective mode area, such as the effective mode area of said optical signal is larger than about 50 μm 2 , such as larger than about 80μm2, such as larger than about 100μm2, such as larger than about 150μm2, such as larger than about 200μm2, such as larger than about 250μm2, such as larger than about 350μm2 such as larger than about 450μm2 such as larger than about 600μm2, such as larger than about 800μm2, such as larger than about 1000μm2」（１０頁３２行～１１頁４行） （日本語訳：「【００４２】 導波路は、大きな有効モード面積を有する光信号を搬送するように適合されてよく、その光信号の有効モード面積が、約８０μｍ２より大きい、約１００μｍ２より大きい、約１５０μｍ２より大きい、約２００μｍ２より大きい、約２５０μｍ２より大きい、約３５０μｍ２より大きい、約４５０μｍ２より大きい、約６００μｍ２より大きい、約８００μｍ２より大きい、約１０００μｍ２より大きいなど、約５０μｍ２より大きくてよい。」） オ　「The rare earth element may also be present in the core. In one embodiment, the signal core and the first inner cladding region comprises a uniform distribution of rare earth elements 」(１６頁２２～２４行） （日本語訳「【００６７】 希土類元素はコア中に存在してもよい。一実施形態では、信号コアおよび第１の内部クラッド領域は希土類元素の一様な分布を含む。」） カ　「Example 8 Fig. 11 shows a diagram of a fiber 110 comprising a doped signal core 113, a doped first inner cladding 112 and second inner cladding 111. The waveguide is formed by the index difference between the doped signal core and the inner cladding. Only the signal guiding structure and the inner cladding is shown. A multimode pump cladding can be defined using low index polymers, doped glass or an airclad. The doped first inner cladding 112 contributes to the pump light absorption when the fiber is used in an amplifier or laser configuration and it provides gain to the optical field confined by the high index regions. Consequently, the pump absorption in a fiber designed according to the present invention will feature higher pump absorption for a given doping level than a fiber with the same core size without doped cladding features. Likewise, for a given pump absorption, a fiber designed according to the present invention can have a lower doping concentration in the signal core compared to a fiber with the same signal core size without RE doped inner cladding. Fig. 11 further shows an example of an index profile 115 and a doping profile 117 for a fiber, where the RE doped first inner cladding region 112 is index matched to the second inner cladding 111. The index difference of a possible multimode pump cladding is not shown. The mode profile 114, 116 of a guided optical signal is also illustrated in Fig. 11.」（３９頁２２行～４０頁７行） （日本語訳：「【０１３８】 ［実施例８］ 図１１には、ドープした信号コア１１３、ドープした第１の内部クラッド１１２および第２の内部クラッド１１１とを含む、ファイバ１１０の図を示す。導波路は、ドープした信号コアと内部クラッドとの間の屈折率差によって形成される。信号を導く構造および内部クラッドのみを示す。マルチモードポンプクラッドは、低屈折率ポリマー、ドープしたガラス、または空気クラッドを用いて形成可能である。ドープした第１の内部クラッド１１２は、ファイバが増幅器またはレーザ構成において用いられるとき、ポンプ光吸収に寄与し、高屈折率領域によって閉じ込められた光学的な場に利得を与える。この結果、本発明により設計されたファイバにおけるポンプ吸収によって、所与のドーピングレベルにおいて、ドープしたクラッドフィーチャのない同じコア寸法のファイバと比べ、より高いポンプ吸収が得られる。同様に、所与のポンプ吸収において、本発明により設計されたファイバは、ＲＥドープした内部クラッドのない同じ信号コア寸法のファイバと比べ、信号コアにおいてより低いドーピング濃度を有することが可能である。図１１には、さらに、ファイバ用の屈折率プロファイル１１５およびドーピングプロファイル１１７の一例を示す。ＲＥドープした第１の内部クラッド領域１１２は第２の内部クラッド１１１と屈折率が一致している。可能なマルチモードポンプクラッドの屈折率差は示されない。導かれた光信号のモードプロファイル１１４，１１６も、図１１に示す。） キ　「Example 10 This example discloses how the concentration of rare earth atoms, such as Ytterbium, in a double clad optical fiber 130 comprising a silica glass host material can be reduced while keeping the pump light absorption constant in an amplifier or laser configuration. By using the core design principles of the present invention, three different core design examples 136, 137, and 138 are disclosed. The basis configuration for an optical fiber 130 comprising these designs is also seen illustrated in Fig. 13, where an active signal core is centered in a pump cladding surrounded by an air clad 132. The signal core comprises a photosensitive region 133 for Bragg grating formation, in which no Yb ions are doped. The photosensitive region 133 is surrounded by a Yb doped region 134 with similar refractive index. These two core regions form the high index waveguiding part of the step-index signal core. The signal core is surrounded by an Yb doped first inner cladding 135 with the same or similar index as the undoped second inner cladding 131. This doped first inner cladding 135 contributes to the gain in the fiber in an amplifier or laser configuration and it absorbs the pump light in the same way as the core material. The index of the different doped regions is controlled by cross sectional segmenting the regions. The core geometry is formed by the stack and draw technique. The three different waveguide designs 136, 137, and 138 are disclosed in this example. The basic construction is the same for the three signal cores, but the area of the first inner cladding 135 index matched Yb doped material varies. In the table below, the key parameters of three different fibers using the three different waveguide designs are listed together with a fiber with no doped cladding region. All fibers has a core area of 177μm2, corresponding to a 15μm diameter core. The pump cladding is 248μm. The doped cladding area is 480, 258 and 278μm2, respectively. All fibers have pump absorption of 0.6dB/m at 915nm. A fiber with a design as in Example 10 effectively reduces the rare earth doping concentration in the signal core by a factor of three, while maintaining the same pump light absorption compared to the standard design. Reduced rare earth doping concentration in the signal core results in reduced photodarkening. The size of the doped first inner cladding, where the mode overlap is low, is limited by the ability of the signal light to saturate the gain in the gain media. A too low signal load on a particular part of the gain media will lead to temporal instability of an otherwise continuous signal output. An exact low limit has not been determined. For high-power amplifier applications (both pulsed and CW), there is a general interest in fibers with high nonlinear threshold. An important parameter for the threshold is the fiber amplifier length, where a short fiber length means increased nonlinear threshold. The present invention provides means for reducing the fiber length compared to existing cladding-pumped optical fibers. Next, an example of a cladding-pumped fiber with very high pump absorption is presented. A high pump-absorption means a short fiber amplifier length. 」（４０頁２１行～４２頁１６行） (日本語訳：「【０１４０】 ［実施例１０］ この実施例では、増幅器またはレーザ構成におけるポンプ光吸収定数を保持しつつ、シリカガラスホスト材料を含む二重クラッド光ファイバ１３０においてイッテルビウムなどの希土類原子の濃度がいかにして減少されるかについて開示する。本発明のコア設計原理を用いることによる、３つの異なるコア設計の実施例１３６，１３７，１３８を開示する。これらの設計を含む光ファイバ１３０の基礎構成も、図１３に示す。図１３では、活性信号コアは空気クラッド１３２に包囲されたポンプクラッドの中央にある。信号コアは、ブラッグ格子形成用の感光性領域１３３を含む（Ｙｂイオンはドープされていない）。感光性領域１３３は、同様の屈折率を有するＹｂドープ領域１３４によって包囲されている。これらの２つのコア領域は、ステップ屈折率信号コアの高屈折率導波部分を形成する。信号コアは、ドープしていない第２の内部クラッド１３１と同じまたは同様の屈折率を有するＹｂドープした第１の内部クラッド１３５に包囲されている。このドープした第１の内部クラッド１３５は、増幅器またはレーザ構成におけるファイバの利得に寄与し、コア材料と同じようにしてポンプ光を吸収する。異なるドープした領域の屈折率は、領域の断面セグメント化によって制御される。このコア形状は、スタックおよび延伸技術によって形成される。 【０１４１】 ３つの異なる導波路設計１３６，１３７，１３８について、この実施例において開示する。 基本構成は３つの信号コアに対して同じであるが、Ｙｂドープした材料と屈折率を一致させた第１の内部クラッド１３５屈折率の面積が異なる。以下のテーブルでは、３つの異なる導波路設計を用いる３つの異なるファイバの重要なパラメータについて、ドープしたクラッド領域のないファイバと共に示した。全てのファイバのコア領域は１７７μｍ２であり、これは１５μｍの直径コアに相当する。ポンプクラッドは２４８μｍである。ドープしたクラッド面積は、それぞれ４８０，２５８，２７８μｍ２である。全てのファイバは、９１５ｎｍで０．６ｄＢ／ｍのポンプ吸収を有する。 【０１４２】 実施例１０の設計を用いるファイバは、標準設計と比べ、同じポンプ光吸収を維持しつつ、信号コアにおける希土類ドーピング濃度が１／３倍に有効に減少されている。信号コアにおける減少した希土類ドーピング濃度によって、光黒化が減少する。 【０１４３】 ドープした第１の内部クラッドの寸法（モード重なり合いが低い）は、信号光が利得媒質の利得を飽和させる能力によって制限される。利得媒質の特定の部分に対する低過ぎる信号負荷は、連続的な信号出力の一時的な不安定性を導く。正確な低い制限は決定されていない。」 ク　上記「オ」及び「カ」の記載からみて、信号コアは、希土類元素でドープされていることが読みとれる。 （２）　これらの記載によると、引用文献１には、以下の発明（以下、「引用文献１発明」という。）が記載されている。 「光信号を増幅するためのクラッドポンプ増幅器導波路において、 ａ）前記光信号を導くように適合されており、有効屈折率ｎｃｏｒｅ－１を有し、希土類元素でドープされた信号コアと、 ｂ）ポンプ光を導くための内部クラッド領域であって、有効屈折率ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する第１の内部クラッドを備え、前記第１の内部クラッドは１つ以上の希土類元素でドープされた材料を含む、内部クラッド領域と、 前記内部クラッド領域を包囲する外部クラッド領域をさらに備え、前記外部クラッド領域は有効屈折率ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する１つ以上の第１の外部クラッドを備え、 光信号の信号波長λｓｉｇｎａｌは、９７０ｎｍ～１２５０ｎｍの間隔内であり、 ｎｃｏｒｅ－１＞ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１であり、 ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１－ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１は、１×１０－３未満であり、 前記光信号の有効モード面積が、約４５０μｍ２より大きく、 前記希土類元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、 導波路。」 ２　引用文献２について （１）　原査定の拒絶の理由に引用された引用文献２には、図面とともに次の事項が記載されている。 ア　「【００３９】（実施例４）この実施例にかかるレーザ装置は、長さ約２０Ｋｍの連続した１本の長いレーザファイバを織って布状に形成した例である。すなわち、例えば、まず、レーザファイバを縦に繰り返し往復させて先に縦糸になる部分を面状に並べ、次に、この縦糸の上下を交互に通過させるように横糸となる部分を繰り返し往復させることによって布状に形成する。この実施例では、この方法によって、３０×３０ｃｍの大きさの布状のレーザ装置を作製した。 【００４０】ここで用いるレーザファイバは、コア径が５μｍ、クラッド径が１０μｍ、開口数が０．２の石英系ガラスファイバである。この場合、コア内部には０．５ａｔ％のＮｄ3+イオンをドープされている。また、クラッドの周囲には、波長０．５～１．４μｍの光に対して透明である紫外線硬化性樹脂が被覆してある。この紫外線硬化性樹脂の屈折率は１．４５でクラッドに一致させてある。さらにレーザファイバの両端部の端面のうち、一方の端面には、波長１．０６μｍのコア内部からの光に対して反射率が１００％の回折格子が形成してあるが、他方の端面は破断面のままにする。 【００４１】この布に１ＯＯ倍の集光能率のミラーで快晴時に太陽光を集光したところ、波長１．０６μｍで出力が平均０．５Ｗのレーザ発振を確認できた。 【００４２】（実施例５）図４は本発明の実施例５に係るレーザ装置の全体構成を示す斜視図、図５は図４に示されるレーザ装置を中央部で切断した切断モデルを示す図である。 【００４３】図４及び図５に示されるように、この実施例は、導光部を光ファイバの一部を構成するコア部材で構成した例である。すなわち、上述の各実施例では、導光部をコア及びクラッドが一体となった光ファイバで構成したが、この実施例では、光ファイバの一部であるコア部材で導光部を構成したものである。 【００４４】図４及び図５において、導光部を構成するコア部材５５は、コア径１００μｍ、長さ１００ｍのりん酸塩系レーザガラスファイバー（Ｎｄ3+イオンを１．０ａｔ％の濃度でドープ）を互いに隣接するファイバーどうしが接触しないように所定の平面に平行に渦巻状に巻いて塊状に形成されたものである。 【００４５】この塊状に形成されたコア部材５５は、屈折率１．５１の紫外線硬化性樹脂からなるクラッド部材５６でその周囲が覆われるとともに隣接するコア部材５５の間が満されるように円盤状に固められている。そして、円盤状に形成されたクラッド部材５６の外周部端面を除く表裏の面が屈折率１．４９の紫外線硬化性樹脂からなる第２のクラッド部材５７で覆われている。なお、渦巻状に巻いたコア部材５５の渦巻きの内側の端面はレーザ光を反射させるべく平面研磨後、レーザ発振波長１．０６μｍにおいて反射率９９％以上の多層膜コートが施されており、また、渦巻きの外側の端面は発振レーザ光取出部とされる。 【００４６】この実施例のレーザ装置においては、図４に示されるように、円盤状クラッド部材５６の外周部端面から励起光がクラッド５６内に導入される。導入された励起光は、第２クラッド５７によって反射され、クラッド５６内をジグザグに進行しながら、コア部材５５に吸収されてレーザ発振がなされる。 【００４７】励起光源として、発振波長０．８μｍ、出力２０Ｗの半導体レーザアレイを１６個用い、レーザ装置の周囲に配置して励起光をクラッド５６内に導入したところ、出力部から波長１．０６μｍで出力が１２０Ｗの良好なレーザ発振を得ることができた。なお、この出力値は、このレーザ装置の限界ではなく、励起用に用いた半導体レーザアレイが少ないために１２０Ｗであるが、半導体レーザアレイをより多数用いることによって、２ＫＷ以上の出力を得ることができるものと予想される。このレーザ装置の出力を、焦点距離５０ｍｍのレンズ系で集光したところ、直径１２０μｍ以内に出力の９０％以上のエネルギーを集中させることができた。」 ３　引用文献３について （１）　原査定の拒絶の理由に引用された引用文献３には、図面とともに次の事項が記載されている（訳文は、当審が作成した。）。 ア　「As illustrated in the cross-sectional view of FIG. 2, an input side of a tapered fiber amplifier 30 is irradiated with a pump signal at wavelength λp. The input side includes a length LMM of doped multi-mode fiber 32, preferably for our stated purposes doped with ytterbium ions (Yb3+). The multi-mode fiber 32 includes a core 34 and a cladding 36. No attempt has been made to accurately illustrate their relative diameters. Also, it is possible to use air (n=1) as the cladding. The output side includes a length of single-mode fiber 40, also composed of a core 42 and a cladding 44. The single-mode length is relatively unimportant beyond its being very long compared to the wavelengths involved so that any higher-order modes are adequately attenuated over its length. In most circumstances 1 cm of single-mode length is more than adequate. The multi-mode section 32 is joined to the single-mode section 40 through an adiabatically tapered section 48 composed of a core 52 and a cladding 54. The tapered section 48 has a length LT, but a more relevant parameter is a taper angle θT which is of the order of tens of milliradians (1/2°), as will be discussed later.」（５欄６３行～６欄１４行） （日本語訳：「図２の断面図に示されるように、テーパ型ファイバー増幅器３０の入力側が、波長λpのポンプ信号によって照射される。入力側は、長さがLMMで、ドープされたマルチモードファイバー３２、我々が述べた目的からみて好ましくは、イットリウムイオン(Yb3+)でドープされたもの、を有している。マルチモードファイバー３２は、コア３４とクラッド３６とを有している。それらの相対的な径を正確に図示する試みは行っていない。また、クラッドとして空気（n=1)を利用することも可能である。出力側は、コア４２とクラッド４４を有し、所定の長さのシングルモードファイバー４０を有している。シングルモード長さは、関与する波長に比べてとても長くなることは比較的重要ではないため、いかなる高次モードも、その長さにおいて適切に減衰される。ほとんどの環境では、シングルモード長さ１ｃｍ以上で十分です。マルチモード部分３２は、コア５２とクラッド５４を有し、断熱されたテーパー部４８を介してシングルモード部４０に結合されている。テーパー部４８は、長さ LTであるが、より関連するパラメータは、後述する数十ミリラジアンのオーダーのテーパー角である。」） 第５　対比・判断 １　本願発明１について （１）　対比 本願発明１と、引用文献１発明とを対比すると、次のことがいえる。 ア　本願発明１の「１０５０ｎｍと１１２０ｎｍとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、前記信号源に結合された能動光導波路」と、引用文献１発明の「光信号を増幅するためのクラッドポンプ増幅器導波路」、及び、「光信号の信号波長λｓｉｇｎａｌは、９７０ｎｍ～１２５０ｎｍの間隔内であ」る構成とを対比する。 引用文献１発明の「クラッドポンプ増幅器導波路」で増幅される光信号は、「クラッドポンプ増幅器導波路」に結合した信号源から伝送されることは自明であるから、「クラッドポンプ増幅器導波路」で増幅される「光信号」も信号源から供給されるものである。 そして、引用文献１発明の「クラッドポンプ増幅器導波路」は、ポンプ光により増幅するという能動機能を有する光導波路である。 したがって、両者は、「１０５０ｎｍと１１２０ｎｍとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、前記信号源に結合された能動光導波路」という点で一致する。 イ　本願発明１の「前記信号光を導波するためのコアであり、少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープされている、コア」と、 引用文献１発明の「前記光信号を導くように適合されており、有効屈折率ｎｃｏｒｅ－１を有し、希土類元素でドープされた信号コア」、及び、「前記希土類元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される」を対比すると、 両者は、「前記信号光を導波するためのコアであり、希土類元素でドープされている、コア」という点で一致する。 ウ　本願発明１の「ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第１のクラッドであり、前記第１のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅される、第１のクラッド」と、引用文献１発明の「ポンプ光を導くための内部クラッド領域であって、有効屈折率ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する第１の内部クラッド」、及び、「ｎｃｏｒｅ－１＞ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１であ」る構成とを対比する。 引用文献１発明の「第１の内部クラッド」は、第１の内部クラッドの有効屈折率と、信号コアの有効屈折率の大小関係により、信号コア内の信号光を閉じ込めるための屈折率構造を有している。そして、クラッドからのポンプ光が、信号コアにドープされた希土類元素で吸収されて反転分布が生成され、信号光が増幅されることは、「クラッドポンプ増幅器導波路」の構成からみて自明のことである。 よって、両者は、「ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第１のクラッドであり、前記第１のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記希土類元素に生成されるとき、前記信号光が前記希土類元素によって増幅される、第１のクラッド」という点で一致する。 エ　引用文献１発明の「前記内部クラッド領域を包囲する外部クラッド領域をさらに備え、前記外部クラッド領域は有効屈折率ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１を有する１つ以上の第１の外部クラッド」、及び、「ｎｉｎｎｅｒ－ｃｌａｄ－１－ｎｏｕｔｅｒ－ｃｌａｄ－１は、１×１０－３未満であ」る構成は、「信号コア」、「第１の内部クラッド」、「第１の外部クラッド」の各々の有効屈折率の大小関係からみて、第１の外部クラッドが、第１の内部クラッドの光を閉じ込める機能を有することからみて、本願発明１の「前記第１のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第１のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第１のクラッドを囲む第２のクラッド」に相当する。 オ　引用文献１発明の「導波路」は、クラッドポンプ増幅器導波路と光信号の信号源を含むものであるから、本願発明１の「光導波路増幅器アセンブリ」に相当する。 したがって、本願発明１と引用文献１発明との間には、次の一致点、相違点があるといえる。 （一致点） 「１０５０ｎｍと１１２０ｎｍとの間の波長の信号光を供給するための信号源と、 前記信号源に結合された能動光導波路であり、前記能動光導波路が、 前記信号光を導波するためのコアであり、希土類元素でドープされている、コアと、 ポンプ光を導波するための、前記コアを囲む第１のクラッドであり、前記第１のクラッドが、前記コア内に前記信号光を閉じ込めるために屈折率構造を有し、動作中、前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記希土類元素に生成されるとき、前記信号光が前記希土類元素によって増幅される、第１のクラッドと、 前記第１のクラッドおよび前記コアに前記ポンプ光を閉じ込めるために、前記第１のクラッドの実効屈折率よりも低い実効屈折率を有する、前記第１のクラッドを囲む第２のクラッドと を含む、光導波路増幅器アセンブリ。」 （相違点１） コアが、本願発明１は、「少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープされている」ものであるのに対し、 引用文献１発明の「信号コア」は、「希土類元素でドープされた」ものであり、希土類元素として、ネオジム（Ｎｄ）（当審注：ネオジウムの異表記。）が列挙されているのみであり、かつ、ドープする濃度について限定されていない点。 （相違点２） 本願発明１は、「前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅される」ものであるのに対し、 引用文献１発明は、ポンプ光の吸収に際して反転分布が、信号コアの希土類元素により生成されるとき、信号光が前記希土類元素によって増幅されるものであるが、希土類元素として、ネオジムが列挙されているのみである点。 （相違点３） 本願発明１は、「前記第１のクラッドの前記屈折率構造は、前記信号光の基本空間モードが少なくとも５００平方マイクロメートルの面積を有するようなもの」であるのに対し、 引用文献１発明は、「前記光信号の有効モード面積が、約４５０μｍ２より大きく」とあるが、「光信号の有効モード面積」が「基本空間モード」に関するものとして限定されていない点。 （相違点４） 本願発明１は、「前記ネオジウム・イオンが、７９５ｎｍから８１５ｎｍまたは８８３ｎｍから８８７ｎｍの波長の前記ポンプ光に少なくとも３ｄＢ／ｍの正味の光吸収を与えるための濃度を有する」のに対し、 引用文献１発明は、そのような限定がない点。 （２）　相違点についての判断 ア　相違点１、２及び４についてまとめて検討する。 本願発明１は、明細書の段落【０００７】、【００１８】～【００１９】に、 「【０００７】 （略） コアを大きくすると、次の２つの方法で、すなわち、レーザ放射のパワー密度を低減すること、および大きいコアは単位長当たり多くのドーパントを保持することができるので、より短いファイバ長を使用できるようにすることで、非線形性および損傷が低減される。」、 「【００１８】 先行技術は、ＶＬＭＡ能動光導波路におけるポンプ・ブリーチングおよびに光黒化の問題に対する低コストで低い非線形性の解決策を欠いている。本発明の目的はそのような解決策を提供することである。 【００１９】 この問題への本発明の解決策は、１０５０～１１２０ｎｍの範囲で動作するデバイスのＹｂ３＋ドーパントをＮｄ３＋と取り替えることである。この手法は、Ｙｂ３＋がＮｄ３＋より優れたドーパントという１５年間の「一般通念」と矛盾する。ドーパントとしてのＹｂ３＋の前述の利点は有効なままであるが、ＶＬＭＡ導波路の領域では、Ｎｄ３＋の利点はポンプ・ブリーチングおよび光黒化に関してＹｂ３＋より勝っている。２ｍ未満の所望の短いファイバ長および少なくとも３ｄＢ／ｍの高いポンプ吸収のために、Ｎｄ３＋は、Ｙｂ３＋よりも極めて低い反転レベルの下で動作することが発見された。低い反転レベルの結果、Ｎｄ３＋はポンプ・ブリーチングまたは光黒化という問題がほとんどない。」と記載されている。 上記の記載からみて、本願発明１は、Ｙｂ３＋ドープされたコアを有する能動光導波路における光黒化の問題を解決するために、「２ｍ未満の所望の短いファイバ長および少なくとも３ｄＢ／ｍの高いポンプ吸収のために、Ｎｄ３＋は、Ｙｂ３＋よりも極めて低い反転レベルの下で動作する」知見を用いて、本願発明１のコアを「少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープ」された構成と、「前記ネオジウム・イオンが、７９５ｎｍから８１５ｎｍまたは８８３ｎｍから８８７ｎｍの波長の前記ポンプ光に少なくとも３ｄＢ／ｍの正味の光吸収を与えるための濃度を有する」構成を有することが読みとれる。 一方、引用文献１発明は、「希土類ドープした高パワー増幅器シリカガラス増幅器導波路における光黒化信号の低減」を課題とした発明であり、本願発明１の課題と同一のものである。 しかしながら、引用文献１の段落【００１１】に「Ｙｂドープシリカファイバの光黒化は希土類元素ドープガラスにおける色中心の形成に起因しているが、この現象の背後の機構は理解されていない。その結果、特定のファイバガラス材料が所与の使用条件の組の下で如何に振る舞うかを予測することは困難であり、さらに、そのようなファイバのための適切なガラス材料組成物を選択することは困難である。」とあるように、引用文献１の出願時にファイバの光黒化の現象の機構が解明されていないことが読みとれるため、ファイバの光黒化の現象と、ファイバにドープされる希土類元素の種類との関係について、記載も示唆もないといえる。 そして、引用文献１の段落【０１４０】に「この実施例では、増幅器またはレーザ構成におけるポンプ光吸収定数を保持しつつ、シリカガラスホスト材料を含む二重クラッド光ファイバ１３０においてイッテルビウムなどの希土類原子の濃度がいかにして減少されるかについて開示する。」、「感光性領域１３３は、同様の屈折率を有するＹｂドープ領域１３４によって包囲されている。これらの２つのコア領域は、ステップ屈折率信号コアの高屈折率導波部分を形成する。信号コアは、ドープしていない第２の内部クラッド１３１と同じまたは同様の屈折率を有するＹｂドープした第１の内部クラッド１３５に包囲されている。このドープした第１の内部クラッド１３５は、増幅器またはレーザ構成におけるファイバの利得に寄与し、コア材料と同じようにしてポンプ光を吸収する。」、 段落【０１４１】に、「実施例１０の設計を用いるファイバは、標準設計と比べ、同じポンプ光吸収を維持しつつ、信号コアにおける希土類ドーピング濃度が１／３倍に有効に減少されている。信号コアにおける減少した希土類ドーピング濃度によって、光黒化が減少する。」と記載されているように、上記のファイバの光黒化の課題を、信号コアのドーピング濃度を減少させ、その代わりに、内部クラッドへ希土類元素（Ｙｂ）をドープすることにより解決しているといえる。 また、段落【０１４１】に、「全てのファイバは、９１５ｎｍで０．６ｄＢ／ｍのポンプ吸収を有する。」とあるように、信号コアへのドーピング濃度は、ポンプ吸収を０．６ｄＢ／ｍとなるような濃度とする実施例が読みとれる。 よって、引用文献１には、信号コアに希土類元素をドープすることが記載されており、希土類元素としてネオジム（ネオジウム）が列挙されているものの、光黒化の課題を解決するために、信号コアへのドーピング濃度を、ポンプ光の光吸収を考慮しつつ、信号コアへドープする希土類元素をネオジムとすることについて、記載も示唆もない。 そして、引用文献１には、ファイバの光黒化の課題を解決する手段として、信号コアのドーピング濃度を減少させ、その代わりに、内部クラッドへ希土類元素（Ｙｂ）をドープするものが記載されている。 そして、引用文献２には、ネオジウムイオン（Ｎｄ３＋）でドープしたコアを、クラッド及び第２クラッドで被覆し、クラッドに励起光を導入する構造のレーザ装置が記載され、引用文献３には、コアをイットリウムイオンでドープしたテーパ型ファイバー増幅器が記載されており、光黒化の課題を解決するために、信号コアへのドーピング濃度を、ポンプ光の光吸収を考慮しつつ、信号コアへドープする希土類元素をネオジムとすることについて、記載も示唆もない。 したがって、引用文献１発明の信号コアを、ファイバの光黒化の課題を解決するために、 「少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープされ」、「前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅され」、「前記ネオジウム・イオンが、７９５ｎｍから８１５ｎｍまたは８８３ｎｍから８８７ｎｍの波長の前記ポンプ光に少なくとも３ｄＢ／ｍの正味の光吸収を与えるための濃度を有する」構成を採用することの動機付けを、引用文献２～３から見いだすことができず、また、引用文献１発明において、他の解決手段により、ファイバの光黒化の課題を解決している点からみて、上記構成を採用することが、当業者が容易に想到し得る設計事項ともいえない。 イ　上記のとおりであるから、相違点１、３及び４に係る本願発明１の構成は、引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて当業者が容易に想到し得るものとはいえない。 （３）　まとめ 相違点２について判断するまでもなく、本願発明１は、当業者であっても、引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。 ２．本願発明２～１４について 本願発明２～１４は、相違点１、３及び４に係る本願発明１の構成を備えるものであるから、本願発明１と同じ理由により、当業者であっても、引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。 ３．本願発明１５～１９について 本願発明１５、１８は、本願発明１に対応する方法の発明であり、本願発明１の「コア」を「少なくとも０．１重量％の濃度のネオジウム・イオンでドープされ」、「前記ポンプ光の吸収に際して反転分布が前記ネオジウム・イオンに生成されるとき、前記信号光が前記ネオジウム・イオンによって増幅され」、「前記ネオジウム・イオンが、７９５ｎｍから８１５ｎｍまたは８８３ｎｍから８８７ｎｍの波長の前記ポンプ光に少なくとも３ｄＢ／ｍの正味の光吸収を与えるための濃度を有する」構成に対応する構成を備えるものであるから、本願発明１と同様の理由により、当業者であっても、引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。 そして、本願発明１６～１７は、本願発明１５の構成の一部を限定したものであり、本願発明１９は、本願発明１８の構成の一部を限定したものであり、本願発明１の上記構成に対応する構成を備えるものであるから、本願発明１と同様の理由により、当業者であっても、引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて容易に発明できたものとはいえない。 第６　むすび 以上のとおり、本願発明１－１９、当業者が引用文献１発明及び引用文献２～３に記載された技術的事項に基づいて容易に発明をすることができたものではない。したがって、原査定の理由によっては、本願を拒絶することはできない。 また、他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。 よって、結論のとおり審決する。