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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01S
管理番号 1306187
審判番号 不服2014-9882  
総通号数 191 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2015-11-27 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2014-05-28 
確定日 2015-10-09 
事件の表示 特願2009-549201「信号のモードとは異なる高次モードにおける励起」拒絶査定不服審判事件〔平成20年 8月14日国際公開、WO2008/097968、平成22年 5月27日国内公表、特表2010-518632〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 第1 手続の経緯
本願は、2008年2月5日(パリ条約による優先権主張外国庁受理2007年2月5日 米国)を国際出願日とする出願であって、平成24年10月4日付けで拒絶の理由が通知され、平成25年1月31日に手続補正がなされ、同年3月7日付けで拒絶の理由(以下「最後の拒絶理由通知」という。)が通知され、同年6月7日に手続補正がなされたが、平成26年1月20日付けで拒絶査定がなされ、これに対して、同年5月28日に拒絶査定不服審判が請求されたものである。

第2 本願発明
本願の請求項に係る発明は、平成25年6月7日付けの手続補正により補正された請求項1ないし14に記載された事項により特定されるとおりのものであるところ、その請求項4に係る発明(以下「本願発明」という。)は、次のとおりのものである。

「利得ドープされた領域を有する光ファイバを含み、前記利得ドープされた領域はコアと内側クラッドとを含み、前記光ファイバが高次モード(HOM)信号を伝播する前記利得ドープされた領域の半径方向外側に位置する外側クラッドをさらに有しており、さらに、
信号を第一の高次(HOM)モードに変換する、前記光ファイバに光学的に結合された信号モード変換器と、
励起光を第二のHOMに変換する、前記光ファイバに光学的に結合された励起モード変換器とを含み、前記第二のモードの次数は前記第一のHOMの次数とは異なることを特徴とする装置。」

第3 刊行物の記載
(1)最後の拒絶理由通知に引用され、本願の優先日前に頒布された刊行物である米国特許出願公開第2001/0043388号明細書(以下「引用文献1」という。)には、図とともに以下の記載がある(なお、下線は当審で付した。以下同じ。)。

ア 「1 . A rare-earth doped fiber amplifier apparatus for amplifying an optical input signal having a first spatial mode, said apparatus comprising:
a light pump for generating light pump energy, said light pump energy having a second spatial mode; and
an optical fiber comprising a rare-earth dopant in optical communication with said light pump, said optical fiber supporting said first and second spatial mode,
wherein the optical input signal is amplified in said optical fiber by stimulated emission of said rare-earth dopant, in response to excitation by said light pump energy.
・・・・・・
・・・・・・
9 . The apparatus of claim 1 wherein the rare-earth dopant comprises erbium. 」(第6頁左欄第28行ないし右欄第9行)
(日本語訳:
1.1次空間モードの光入力信号を増幅する希土類元素添加ファイバー増幅装置であり、以下で構成される装置。
該光励起エネルギーが2次空間モードを持つ、光励起エネルギー生成用励起光と、
該励起光と光通信を行う、希土類元素添加物で構成された光ファイバーであり、該光ファイバーでは該1次及び2次空間モードが利用でき、
該光ファイバー中で該希土類元素添加物が、該光励起エネルギーによる励起に反応して生じる誘導放射によって、光入力信号が増幅される。
・・・・・・
・・・・・・
9.請求項1で、添加希土類元素がエルビウム(Er)である装置。)

イ 「[0011]Light energy propagating in an optical fiber can exhibit any one of a number of different modes. Each mode exhibits a specific shape which is dependent among other things on the geometry and characteristics of the fiber. The fundamental mode, which is supported in all optical fibers transmitting light is also known as the LP 01 mode, and is typically a gaussian shape. Other higher order modes may exist, and are typically described utilizing two suffixes with the first number indicating the angular symmetry of the mode, and the second number indicating the number of radial positions where the node power is zero. For example the LP 02 mode describes a circularly symmetric mode with two peaks, one at the center and one radially displaced from the center, and between the peaks a single radial position with zero power. Different fibers with different cross section profiles may exhibit different shapes for like numbered modes. 」(第1頁右欄)
(日本語訳:
【0011】 光ファイバー中を伝搬する光エネルギーは、幾つかある異なったモードのどれか一つを示す。各モードは、他のものの中でファイバーの形状や特性に依存して特定の形状を示す。光を伝送する全ての光ファイバーで利用される基準モードは、またLP01として知られていて、一般的にガウス分布をしている。他の高次元モードもあり得るために、二つの添字を用いて区別する。つまり、最初の数字でモードの回転対称性を、二番目の数字でノードの次元が0である空間位置の数を示す。例えば、モードLP02は、2個のピークを持つ回転対称なモードを示す。2個のピークの1個は中央に、もう1つは中央から半径方向に分布していて、両ピークの間の半径位置で単一で0次元である。異なった断面積形状を持つ、異なったファイバーでは似た番号のモードでも異なった形状を示すことがある。)

ウ 「[0021]The invention further provides an amplifying optical fiber including a core region doped with a rare-earth dopant, and a cladding surrounding the core, the cladding including at least one refractive index step and wherein the amplifying optical fiber supports a high order spatial mode. In one embodiment, the rare-earth dopant is erbium. In another embodiment, the high order spatial mode is the LP 02 mode. 」(第2頁左欄)
(日本語訳:
【0021】 本発明は、更に、希土類元素を添加したコア部と、そのコア部を囲み、少なくとも一つの屈折率のステップを持つクラッドから構成される、増幅用光ファイバーも提供する。ここで、この増幅用光ファイバーでは、高次空間モードが利用できる。一つの実施例では、添加する希土類元素はErである。別の実施例では、高次空間モードはLP02である。)

エ 「[0043]Similarly, the invention will be described with the optical signal converted to a high order mode, specifically the LP 02 mode, however this is not intended to be limiting in any way. In another embodiment the optical signal may be converted to a different high order mode than the pump energy, and in yet another embodiment the optical signal may be input in the fundamental mode. In another embodiment the pump energy may be input in the fundamental mode and the signal may be in a high order mode, in an exemplary embodiment the LP 02 mode, all without exceeding the scope of the invention.」(第3頁右欄)
(日本語訳:
【0043】 同様に、発明が高次モード、特にLP02に変換する光信号で説明されるが、このことは特に何らかの制限をするものではない。別の実施例では、光信号が励起エネルギー以上の異なる高次モードに変換されるかもしれないし、更に別の実施例では、光信号が基準モードに入力されるかもしれない。別の実施例では、励起エネルギーが基準モードであるかもしれないし、信号が高次モード、代表的な実施例ではLP02であるかもしれないが、これらは本発明の範囲を超えるものではない。)

オ 「[0044]FIG. 4 a depicts an embodiment of an EDFA designed in accordance with the principles of the invention and including a high order mode EDF 78 (EDF’), which utilizes a reverse pumping apparatus. The system consists of a single mode fiber (SMF) 10 having an input 9 and an output 11 , coupled to the input port 13 of an optical isolator 14 . The output port 15 of the optical isolator 14 is coupled to the input 85 of mode converter 84 , and output port 81 of mode converter 84 is connected to the input port 77 of high order mode EDF’78 . The output 79 of EDF’78 is coupled to port 21 of coupler 50 .
[0045]Coupler 50 has three ports 21 , 23 and 24 . Port 23 functions as an output port, port 21 functions as both an input and output port, and port 24 functions as an input port. Port 24 of coupler 50 is coupled to output port 81 of second mode converter 84 . The output port 25 of light pump 26 is coupled to the input port 85 of second mode converter 84 through fiber 56 . Output port 23 of coupler 50 is coupled through fiber 65 to the input port 85 of the third mode converter 84 . The output 81 of third mode converter 84 is connected to through fiber 51 to input 27 of optical isolator 28 . Output port 29 of optical isolator 28 is coupled to the input 31 of SMF 32 .
[0046]In operation, an optical signal having energy in the LP 01 mode propagates in SMF 10 . The optical signal is typically in the wavelength range of 1550 nm, other wavelengths may be utilized without exceeding the scope of the invention. The optical signal than propagates through optical isolator 14 , which prevents any signal in the system from propagating back through SMF 10 . The signal then enters first mode converter 84 , which is an exemplary embodiment may be a tranverse mode transformer as described in copending U.S. patent application Ser. No. 09/248,969 whose contents are incorporated by references. Other spatial mode converters or transformers may be utilized; including longitudinal mode converters and those described in U.S. Pat. No. 4,974,931 and U.S. Pat. No. 5,261,016 whose contents are incorporated by reference without exceeding the scope of the invention.
[0047]In another embodiment (not shown) the input signal is in a high order mode and no mode transformation is required. The output of mode converter 84 appears at output port 81 and consists of the signal substantially in a single high order mode. In an exemplary embodiment, the high order mode is the LP 02 mode. Upon exiting mode converter 84 the optical signal in the high order mode enters EDF’78 where it will be amplified.
[0048]Light pump 26 generates light pump energy which exits light pump 26 through output 25 . The light pump energy then enters second mode converter 84 , where the light pump energy from light pump 26 is mode converted from the LP 01 spatial mode to a higher order spatial mode. In another exemplary embodiment, the higher order spatial mode is the LP 02 mode.
[0049]Other modes may be utilized as well, and there is no requirement that the mode of the signal match the mode of the pump energy. The actual mode to be chosen depends on the desired overlap integral, pump energy and desired gain as well as the characteristic profile of the EDF. The output port 81 of mode converter 84 is coupled to input port 24 of coupler 50 , which has been designed to handle high order modes and will be further described herein below.
[0050]In an alternative embodiment, pump energy for light pump 26 is in the desired high order mode, and second mode converter 84 is not required. In this alternative embodiment (not shown) output 25 of pump 26 is connected directly to input 24 of coupler 50 .
[0051]The light pump energy in the LP 02 mode is coupled to EDF# 78 using coupler 50 through port 21 . As previously discussed, optical isolator 14 functions to prevent the flow of ASE generated in the EDF’78 , and any light pump energy generated m light pump 26 ’, from traveling back down input fiber 10 . Light pump 26 outputs energy in a wavelength band which is compatible with the absorption spectrum of the erbium ions, typically either at around 980 nm or 1480 nm. The optical signal is then amplified using EDF’78 by transferring light pump energy from light pump 26 to the input optical signal.
[0052]The amplified signal is then coupled using coupler 50 entering through port 21 and exiting through port 23 where it is connected to third mode converter 84 , which reconverts the signal from the single high order mode to the LP 01 mode. The signal in the LP 01 mode exits the third mode converter 84 at port 81 and enters optical isolator 28 at port 27 , which prevents backscattering and optical noise at the output of the system from entering the EDF’78 . The amplified signal in the LP 01 mode appears at the output 29 of optical isolator 28 where it is connected through input 31 to SMF 32 and propagates through SMF 32 to the output 33 . 」(第3頁右欄ないし第4頁左欄)
(日本語訳:
【0044】 図4aは、本発明の原理に従い設計されたEDFAの実施例で、逆方向の励起装置を使用する高次元モードのEDF 78(EDF’)を含む。この系は、入力9及び出力11を備え、光絶縁器14の入力端子13に接続している単一モードのファイバー(SMF)から成る。光絶縁器14の出力端子15 は、モード変換器84の入力85に接続し、モード変換器84の出力端子81は、高次元モードのEDF’78の入力端子77に接続している。EDF’78の出力端子79は、結合器50の端子21に接続している。
【0045】 結合器50には、21,23,24の3つの端子がある。端子23は出力端子として、端子21は入力・出力の両端子として、端子24は入力端子として機能する。結合器50の端子24は、二次変換器84の出力端子81に接続している。励起光源26の出力端子25は、ファイバー56を経由して2次モード変換器84の入力端子85に接続している。結合器50の出力端子23は、ファイバー65を経由して3次モード変換器84の入力端子85に接続している。3次モード変換器84の出力端子81は、ファイバー51を経由して光絶縁器28の入力27に接続している。光絶縁器28の出力29は、SMF32の入力31に接続している。
【0046】 動作中は、LP01モードのエネルギーを持った光信号が、SMF 10中を伝搬する。光信号の代表的な波長は、およそ1550nmであるが、その他の波長であっても本発明の範囲を超えるものではない。その後、光信号は、系中のどのような信号もSMF 10を通って逆流しないように働く光絶縁器14を経由して伝搬する。信号は、次に1次モード変換器84に入る。この変換器は、内容が引用により合体された、同時係属中の米国出願特許シリアル番号09/248,969で示される代表的な実施例である、縦方向モードの変換器でもよい。他の空間モード変換器も使用してもよい。例えば、横方向の変換器や、その内容が引用により合体された米国特許No.4, 974, 931及びNo.5, 261, 016も、本発明の範囲を超えることなく含まれる。
【0047】 別の実施例(図示せず)では、入力信号は高次モードで、モード変換の必要がない。モード変換器84の出力は出力端子81に現れ、実質的に単一の高次モードの信号から成る。代表的な実施例では、高次モードはLP02である。モード変換器84から出力された後、高次モードの光信号はEDF’78に入り、そこで増幅される。
【0048】 励起光源26で生成された光励起エネルギーは、出力25を経由して励起光源26から出力される。その後、2次モード変換器84に入った光励起エネルギーは、そこで空間モードLP01から高次空間モードに変換される。他の代表的な実施例では、高次空間モードはLP02モードである。
【0049】 他のモードも同様に使用されて構わない。信号のモードが励起エネルギーのモードと一致する必要はない。実際のモードは、EDFの特性プロフィールと同じく、望みの重なり積分の値、励起エネルギー、望みの利得の値によって選ばれる。モード変換器84の出力端子81は、高次空間モードが使えるように設計された後述する結合器50の入力端子24に接続している。
【0050】 別の実施例では、励起光源26から出力された励起エネルギーは望みの高次モードで、2次モード変換器84を必要としない。この実施例(図示せず)では、励起光源26からの出力25は、直接に結合器50の入力端子24に接続している。
【0051】 LP02モードの光励起エネルギーは、結合器50を使って、その端子21を経由してEDF’78に接続している。前に説明したように、光絶縁器14は、EDF’78中で生成されたASEの流れや、励起光源26’で生成されたどのような光励起エネルギーも入力ファイバー10中を逆流しないように働く。励起光源26は、Erイオンの吸収スペクトルに一致する波長帯、すなわち、約980nm或いは1480nm、のエネルギーを出力する。その後、励起光源26からの光励起エネルギーを光入力信号に移動することによって、光信号はEDF’78を使って増幅される。
【0052】 増幅信号は、更に、端子21を経由して結合器50に入力され、端子23を経由して出力される。ここで、結合器50は、単一の高次モードからLP02モードに再変換する3次モード変換器84に接続している。LP01モードの信号は、3次モード変換器84の端子81から出力されて、次に、系の出力部で後方散乱や光雑音がEDF’78に入らないように機能する光絶縁器28に端子27から入る。LP01モードの信号は、入力31を経由してSMF32に接続している光絶縁器28の出力29に現われ、SMF32を通過して出力33に至る。)

カ 上記オで引用する図4aは、以下のものである。


キ 「[0057]FIG. 5 a depicts a refractive index profile of an EDF’78 designed according to the principles of the invention. The x-axis depicts the radial position and the y-axis depicts the refractive index at the operative wavelength of 1550 nm in units of 1/micron 2 . FIG. 5 a illustrates a core region (r core ) with reactive index 100 , in the exemplary embodiment 1.479 versus the cladding of 1.444. The radial width of the total core region is 1.2 microns, consisting of sub-region 102 containing an erbium dopant and sub-region 104 which substantially does not contain erbium. Adjacent to area 104 is a depressed area 106 , which has a refractive index of 1.429 indicating a reduction of refractive index of 0.015 as compared to the cladding. The radial width of region 106 is 4 microns.
[0058]Adjacent to region 106 is a second ridge area 108 with substantially the same refractive index as in areas 102 and 104 , which exhibits a radial width of 1.8 microns. The refractive index profile of the fiber is designed to maximize the intensity of the LP 02 pump mode at the center of the fiber. Sub-region 102 of the core area 100 is doped with erbium and in only embodiment, has an erbium-doped sub-region radius of 1.05 #m. The profile is designed to compress the pump energy which is in the LP 02 mode. By maximizing the pump intensity at the center of the core,Γpump is maximized for a given erbium distribution.
[0059]FIG. 5 b depicts the pump energy 122 optical signal 120 in the fiber of FIG. 5 a . The x-axis depicts the radial position in micron, and the y-axis depicts the normalized intensity in units of 1/micron 2 . The graph is shown with the same scale as the graph of FIG. 3 b . The light pump energy 122 and the signal 12 are both in the LP 02 mode. The normalized intensity of the pump power has a maximum value of approximately 2.6μm -2, and an overlap integral Γpump of 0.8086 in the LP 02 mode, which compares favorably with the # pump of 0.62848 of the prior art EDFA shown in FIG. 3 b . The pump power is confined by the refractive index profile to the erbium-doped region which causes N 2 to be close to one. As mentioned above, maintaining N 2 as close to one as possible minimizes the noise.
[0060]In addition, due to the concentration of the power in the central core area, less pump power can be utilized to achieve the sane amplification. A further advantage is that an increase in gain is achieved per unit length to EDF. The signal which is in the LP 02 mode and is shown as curve 120 , exhibits an # signal of 0.60477, which is significantly higher that the Γsignal of 0.3994 of the prior art FDFA shown in FIG. 3 b . The curves 120 and 122 are both shown in the LP 02 mode, which can be verified despite their overall appearance by computer simulation. Other high order modes are supported by the fiber of FIG. 5 a , as shown in Table I. The overlap integrals of the other nodes are however quite small, and thus any portion of the signal appearing in the undesired modes is not significantly amplified.」(第4頁右欄ないし第5頁左欄)
(日本語訳:
【0057】 図5aは、本発明の原理に従い設計されたEDF’78の屈折率プロフィールを示す。X軸は半径の位置を、Y軸は動作波長1550nmでの屈折率をμm-2単位で示す。図5aは、屈折率1.444のクラッド領域に対して、代表的な屈折率値が1.479のコア領域(rcore)100を示す。コア領域全体の半径は1.2μmで、Er添加物を含む副領域102と、実質的にErを含まない副領域104からなる。領域104に隣接して、その屈折率の値がクラッドの屈折率より0.015だけ少ない1.429の低屈折率領域106がある。この領域106の半径は4μmである。
【0058】 副領域102, 104と実質的に同じ屈折率を持ち、半径1.8μmの第2の高屈折率領域108が領域106に隣接している。ファイバーの屈折率プロフィールは、LP02の励起モードの強度をファイバー中央で最大になるように設計されている。コア領域100の副領域102にはErが添加されていて、半径が1.05μmであるのが、唯一の実施例である。プロフィールは、LP02モードの励起エネルギーを圧縮するように設計されている。励起強度をコア中央で最大にすることで、所定のEr分布に対してΓpumpは最大となる。
【0059】 図5bは、図5aのファイバー中の光信号120の励起エネルギー122を示す。X軸は半径の位置をμm-単位で、Y軸は規格化された強度をμm-2単位で示す。図3bの図と同じ目盛で図を示している。光励起エネルギー122及び信号12は共に、LP02にある。励起出力の規格化強度の最大値は約2.6μm-2であり、LP02モードの重なり積分Γpumpの最大値は0.8086である。この値は、図3bで示した公知例でのEDFAのΓpumpの値である0.62848と比べて有利である。屈折率プロフィールによって、励起強度をEr添加領域内に閉じ込め、そのことでN2の値を1に近づけている。前述のように、N2の値をできる限り1に近く保つことは、雑音を最小限に抑える。
【0060】 加えて、強度が中央のコア領域に集中するために、少ない励起エネルギーでもって同じ増幅度を得ることができる。更に、EDFの単位長さ当たりの利得が上昇するのも特長である。曲線120で示されるLP02モードの信号は、図3bに示された公知例のFDFAでのΓsignalの値0.3994よりもかなり大きいΓsignal値0.60477を示す。曲線120及び122は共にLP02モードであり、コンピューター・シミュレーションで、包括的な見かけにも拘わらず証明されうる。他の高次元モードは、表1に示すように図5aのファイバーで利用される。しかし、他のノードでの重なり積分の値はかなり小さいため、望まないモードで現れる信号は、どの部分もたいして増幅されない。)

ク 上記キで引用する図5aは、以下のものである。


ケ 上記キで引用する図5bは、以下のものである。


(2)引用文献1に記載された発明
ア 上記(1)アないしウの記載によれば、
引用文献1には、
「エルビウム(Er)を添加したコア部と、そのコア部を囲み、少なくとも一つの屈折率のステップを持つクラッドから構成される増幅用光ファイバーを備えた、
希土類元素添加ファイバー増幅装置。」
が記載されているものと認められる。

イ 上記(1)オの記載に照らして、図4aを見ると、
上記アの「希土類元素添加ファイバー増幅装置」は、
光信号を、例えば、LP02モードの高次空間モードに変換する1次モード変換器84と、
励起光源からの光励起エネルギーを、例えば、LP02モードの高次空間モードに変換する2次モード変換器84と、を備えるものであってもよいものと認められる。

ウ 上記(1)キの記載に照らして、図5a及び図5bを見ると、
以下のことが理解できる。
(ア)上記アの「クラッド」は、低屈折領域106と、第2の高屈折率領域108と、第2の高屈折率領域108よりも屈折率の低い領域112とを含むものであってもよいこと。

(イ)また、光励起エネルギーと光信号は、エルビウム(Er)を添加したコア部から低屈折領域106の一部にかけて重なること。

エ 上記アないしウより、引用文献1には、次の発明(以下「引用発明1」という。)が記載されているものと認められる。

「光信号を、例えば、LP02モードの高次空間モードに変換する1次モード変換器84と、
励起光源からの光励起エネルギーを、例えば、LP02モードの高次空間モードに変換する2次モード変換器84と、
エルビウム(Er)を添加したコア部と、そのコア部を囲み、少なくとも一つの屈折率のステップを持つクラッドから構成される増幅用光ファイバーと、を備えた希土類元素添加ファイバー増幅装置であって、
クラッドは、低屈折領域106と、第2の高屈折率領域108と、第2の高屈折率領域108よりも屈折率の低い領域112とを含み、
光励起エネルギーと光信号は、エルビウム(Er)を添加したコア部から低屈折領域106の一部にかけて重なる、
希土類元素添加ファイバー増幅装置。」

(3)同様に、最後の拒絶理由通知に引用され、本願の優先日前に頒布された刊行物である特開平11-145539号公報(以下「引用文献2」という。)には、図とともに以下の記載がある。

ア 「【請求項1】 所定の基準軸に沿って伸びたコア領域、当該コア領域の外周に設けられたクラッド領域、前記コア領域及び前記クラッド領域の双方にエルビウムを添加することにより構成したエルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバと、
このエルビウム添加光ファイバの入力側及び出力側の少なくとも一方側に接続されたWDMカプラと、
このWDMカプラに接続された励起用光源と、
前記エルビウム添加光ファイバを飽和させ、信号光の波長略1570nm?略1600nmの範囲において、光ファイバ増幅器の利得を平坦化するエルビウム添加光ファイバ飽和手段と、
を具備したことを特徴とする光ファイバ増幅器。」

イ 「【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ファイバ増幅器は、所定の基準軸に沿って伸びたコア領域、当該コア領域の外周に設けられたクラッド領域、コア領域及びクラッド領域の双方にエルビウムを添加することにより構成したエルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバと、このエルビウム添加光ファイバの入力側及び出力側の少なくとも一方側に接続されたWDMカプラと、このWDMカプラに接続された励起用光源と、エルビウム添加光ファイバを飽和させ、信号光の波長略1570nm?略1600nmの範囲において、光ファイバ増幅器の利得を平坦化するエルビウム添加光ファイバ飽和手段と、を具備した。
【0011】この光ファイバ増幅器によれば、エルビウム添加光ファイバ飽和手段により、エルビウム添加光ファイバを強く飽和させる(エルビウム添加光ファイバの長手方向に平均化した反転分布を低下させる)ため、信号光の波長略1570nm?略1600nmの範囲において、平坦化された増幅器利得が得られるようになる。ここで、従来技術では、EDFを強く飽和させることにより単位長当たりの利得が低下するため、所望の利得を得るべく、EDF長を長く設定する必要があったが、一方、本発明では、エルビウム添加範囲がクラッド領域にまで広げられるため、信号光とエルビウム添加部分との重なり合う部分が大きくなり、単位長さ当たりの利得が増やされるようになる。従って、エルビウム添加光ファイバの長さを長くして利得の増加を図るという必要がなくなり、短尺化が図られるようになると共に、エルビウム添加光ファイバの長さの短尺化を図るべくホストガラスに例えばフッ化物ガラスを用いるという必要がなくなり、信頼性の確保及び製造コストの上昇防止が図られるようになる。また、エルビウム添加範囲を広げることにより単位長さ当たりの利得を増やすようにすれば、短尺化が図られると共に、この短尺化により背景損失の影響が低減されるようになる。従って、従来技術のようにエルビウム添加光ファイバの長さを長くすることにより利得を増やす場合に比して、短尺化により背景損失の影響が抑えられる分、さらに有利となる。
【0012】このとき、エルビウムのファイバ断面の半径方向の分布が、入射される信号光のモードフィールド径より外に及んでいると、上述した信号光とエルビウム添加部分との重なり合う部分が非常に大きくなるため、エルビウム添加光ファイバの必要長が非常に短くなり、ホストガラスを例えばフッ化物ガラスとした場合と同程度まで短くされるようになる。」

ウ 「【0021】当該EDF1は、図2に示すように、所定の基準軸1cに沿って伸び(紙面に垂直な方向に伸び)、屈折率n1を有するコア領域1aと、当該コア領域1aの外周に設けられ、屈折率n2(＜n1)を有するクラッド領域1bと、後述の所定領域(所定位置)にEｒが添加されたEｒ(エルビウム)層12と、から構成されており、利得平坦化の目的で、上記Eｒ層12と同じ領域にさらにAl(アルミニウム)が所定量添加されている。」

エ 上記ウで引用する図2は、以下のものである。


オ 「【0024】このEDF1における信号光強度分布及び添加Eｒ濃度分布を示したのが図3であり、この図において、横軸はEDF1の縦断面における半径方向位置を表し、縦軸は信号光光強度と添加Eｒ濃度をともに表している。図3より明らかなように、コア領域1aの外側部分までEｒが添加されている。」

カ 上記オで引用する図3は、以下のものである。


(4)引用文献2に記載された発明
ア 上記(3)アの記載によれば、
引用文献2には、
「コア領域、コア領域の外周に設けられたクラッド領域、コア領域及びクラッド領域の双方にエルビウムを添加することにより構成したエルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバを備えた、光ファイバ増幅器。」
が記載されているものと認められる

イ 上記(3)イ、ウ及びオの記載に照らして、図2及び図3を見ると、
上記アの「エルビウム添加光ファイバ」においては、信号光とエルビウム添加部分との重なり合う部分が大きくなり、単位長さ当たりの利得が増え、ファイバの必要長を短くすることのできることが理解できる。

ウ 上記ア及びイより、引用文献2には、次の発明(以下「引用発明2」という。)が記載されているものと認められる。

「コア領域、コア領域の外周に設けられたクラッド領域、コア領域及びクラッド領域の双方にエルビウムを添加することにより構成したエルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバを備え、
信号光とエルビウム添加部分との重なり合う部分が大きくなり、単位長さ当たりの利得が増え、ファイバの必要長を短くすることのできる、
光ファイバ増幅器。」

第4 対比・判断
1 対比
本願発明と引用発明1とを対比する。
(1)ア 引用発明1の「エルビウム(Er)を添加したコア部」は、本願発明の「利得ドープされた領域」に相当するから、引用発明1の「増幅用光ファイバー」は、本願発明の「利得ドープされた領域を有する光ファイバ」に相当する。

イ 引用発明1の「低屈折領域106」及び「領域112」は、それぞれ、本願発明の「内側クラッド」及び「外側クラッド」に相当する。

ウ また、引用発明1の「増幅用光ファイバー」のコア部は、高次空間モードに変換された光信号を伝播するものであることは、当業者にとって明らかである。

エ してみると、引用発明1と本願発明とは、
「利得ドープされた領域を有する光ファイバを含み、利得ドープされた領域はコアを含み、光ファイバが高次モード(HOM)信号を伝播する利得ドープされた領域の半径方向外側に位置する外側クラッドをさらに有している」
点で一致する。

(2)ア 引用発明1の「光励起エネルギー」は、本願発明の「励起光」に相当する。
また、引用発明1の「1次モード変換器84」及び「2次モード変換器84」は、それぞれ、「増幅用光ファイバー」と光学的に結合されていることは、当業者にとって明らかである。

イ してみると、引用発明1と本願発明とは、
「信号を第一の高次(HOM)モードに変換する、光ファイバに光学的に結合された信号モード変換器と、
励起光を第二のHOMに変換する、光ファイバに光学的に結合された励起モード変換器とを含む、装置。」
である点で一致する。

(3)上記(1)及び(2)より、
引用発明1の「希土類元素添加ファイバー増幅装置」は、本願発明の「装置」に相当する。

(4)以上のことから、本願発明と引用発明1とは以下の点で一致する。
＜一致点＞
「利得ドープされた領域を有する光ファイバを含み、利得ドープされた領域はコアを含み、光ファイバが高次モード(HOM)信号を伝播する利得ドープされた領域の半径方向外側に位置する外側クラッドをさらに有しており、さらに、
信号を第一の高次(HOM)モードに変換する、光ファイバに光学的に結合された信号モード変換器と、
励起光を第二のHOMに変換する、光ファイバに光学的に結合された励起モード変換器とを含む、装置。」

(5)一方で、本願発明と引用発明1とは、以下の点で相違する。
＜相違点1＞
利得ドープされた領域に関し、
本願発明は、「コア」と「内側クラッド」とを含むのに対して、
引用発明1は、コア部にはエルビウム(Er)が添加されているが、「低屈折領域106」(「内側クラッド」に相当する。)には利得ドープされていない点。

＜相違点2＞
第一と第二のモードの次数に関し、
本願発明は、「異なる」ものであるのに対して、
引用発明1は、異なるものであるか否か不明である点。

2 判断
(1)上記＜相違点1＞について検討する。
ア 上記第3(4)によれば、引用文献2に記載された引用発明2は、以下のものである。

「コア領域、コア領域の外周に設けられたクラッド領域、コア領域及びクラッド領域の双方にエルビウムを添加することにより構成したエルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバを備え、
信号光とエルビウム添加部分との重なり合う部分が大きくなり、単位長さ当たりの利得が増え、ファイバの必要長を短くすることのできる、
光ファイバ増幅器。」

イ 引用発明1の「希土類元素添加ファイバー増幅装置」と引用発明2の「光ファイバ増幅器」とは、「エルビウム添加部を有するエルビウム添加光ファイバを備えた、光信号を増幅するための増幅装置」である点で共通するものである。

ウ そして、引用発明1は、「低屈折領域106の一部」にエルビウム(Er)が添加されていないものであるところ、光励起エネルギーと光信号が、エルビウム(Er)を添加したコア部から低屈折領域106の一部にかけて重なるものであることに照らせば、
「コア部」と「低屈折領域106の一部」の双方にエルビウム(Er)を添加し、光励起エネルギーと光信号との重なり合う部分を大きくすることで、単位長さ当たりの利得を増やし、ファイバの必要長を短くすることは、当業者が引用発明2に基づいて容易に着想し得たことである。

エ したがって、引用発明1において、上記＜相違点1＞に係る本願発明の構成を採用することは、当業者が引用発明2に基づいて容易になし得たことである。

(2)上記＜相違点2＞について検討する。
ア 引用文献1には、引用発明1における、光信号と光励起エネルギーの高次空間モードに関して、以下の記載がある(摘記エを参照。)。

「[0043]Similarly, the invention will be described with the optical signal converted to a high order mode, specifically the LP 02 mode, however this is not intended to be limiting in any way. In another embodiment the optical signal may be converted to a different high order mode than the pump energy, and in yet another embodiment the optical signal may be input in the fundamental mode. In another embodiment the pump energy may be input in the fundamental mode and the signal may be in a high order mode, in an exemplary embodiment the LP 02 mode, all without exceeding the scope of the invention.」
(日本語訳:
【0043】 同様に、発明が高次モード、特にLP02に変換する光信号で説明されるが、このことは特に何らかの制限をするものではない。別の実施例では、光信号が励起エネルギー以上の異なる高次モードに変換されるかもしれないし、更に別の実施例では、光信号が基準モードに入力されるかもしれない。別の実施例では、励起エネルギーが基準モードであるかもしれないし、信号が高次モード、代表的な実施例ではLP02であるかもしれないが、これらは本発明の範囲を超えるものではない。)

イ 上記アの記載からして、
光信号が変化される高次空間モードと励起エネルギーが変換される高次空間モードとは、異なるものであってもよいことが理解できる。

ウ してみると、引用発明1において、
1次モード変換器84により変換される高次空間モードの次数と、2次モード変換器84により変換される高次空間モードの次数とを異なるものとすることは、当業者が引用文献1の記載事項に基づいて容易になし得たことである。

エ したがって、引用発明1において、上記＜相違点2＞に係る本願発明の構成を採用することは、当業者が引用文献1の記載事項に基づいて容易になし得たことである。

(3)効果
本願発明の奏する効果は、当業者が引用発明1、引用発明2及び引用文献1の記載事項から予測し得る範囲内のものである。

3 まとめ
本願発明は、当業者が引用文献1に記載された発明、引用文献2に記載された発明及び引用文献1の記載事項に基づいて容易に発明をすることができたものである。

第5 むすび
以上のとおり、本願発明は、当業者が引用文献1に記載された発明、引用文献2に記載された発明及び引用文献1の記載事項に基づいて容易に発明をすることが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。

よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2015-05-15 
結審通知日 2015-05-19 
審決日 2015-06-01 
出願番号 特願2009-549201(P2009-549201)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H01S)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 傍島 正朗、瀬川 勝久  
特許庁審判長 吉野 公夫
特許庁審判官 星野 浩一
近藤 幸浩
発明の名称 信号のモードとは異なる高次モードにおける励起  
代理人 吉澤 弘司  
代理人 岡部 讓  

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