【手続補正書】
【提出日】令和3年5月18日(2021.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．各々が０．２５Ｗ以上の出力を有する複数のレーザダイオードであって、それぞれレーザビーム経路に沿ってレーザビームを提供するように構成される複数のレーザダイオードと；
ｂ．該複数のレーザダイオードのそれぞれによって共有される共通の外部キャビティと；
ｃ．該複数のレーザダイオードのそれぞれから平行ビームを生成するためのレーザビーム経路内のコリメーティング光学手段と；
ｄ．該共通の外部キャビティ内でレーザ光路内のビーム結合光学手段であって、各レーザダイオードの波長を決定し、該複数のレーザダイオードからの各レーザビーム経路を同一直線上に位置合わせし、空間で重なり合うようにすることにより、１つの複合出力レーザビームを提供するビーム結合光学手段と、
を有し、
ｅ．該複合出力レーザビームの、合成パワーを開口面積発散角積で除算した空間輝度が、該複数のレーザダイオード内の任意の単一レーザダイオードの輝度のｎ倍となるようにした高出力高輝度レーザシステム。
【請求項２】
該ビーム結合光学手段が、帯域通過フィルタのスペクトルの低域端または高域端のいずれかのエッジで使用される一組の光学フィルタから形成される光学キャビティと、出力カプラまたはミラーを有する請求項１に記載の高出力高輝度レーザシステム。
【請求項３】
１０ワット以上の出力パワー及び０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で、４００−５００ｎｍの範囲で動作する請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項４】
１０ワット以上の出力パワー及び０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で、５００−６００ｎｍ範囲で動作する請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項５】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で７２０−８００ｎｍの範囲で動作する請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項６】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で８００−９００ｎｍの範囲で動作する、請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項７】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で９００−１２００ｎｍの範囲で動作する、請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項８】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で１２００ｎｍ−１１２０ｎｍの範囲で動作する請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項９】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で１４００−１５００ｎｍの範囲で動作する請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１０】
１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で１５００−２２００ｎｍの範囲で動作する、請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１１】
該複数のレーザダイオードはバンド間カスケードレーザであり、１０ワット以上の出力および０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で２２００−３０００ｎｍの範囲で動作する、請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１２】
該ビーム結合光学手段は、複数の体積ブラッグ格子フィルタを含み、第１の体積ブラッグ格子は、該複数のレーザダイオードの第１のレーザダイオードからの第１のレーザビームの光スペクトルの一部を該複数のレーザダイオードの第２のレーザダイオードからのレーザビームと同一線上に向け直すように構成される請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１３】
前記複数のレーザダイオードは量子カスケードレーザであり、１０ワット以上の出力パワーおよび０．１ｍｍのビームパラメータ積で３０００ｎｍ−１２０００ｎｍの範囲で動作する、請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１４】
ｎが５以上である、請求項１、２、３、４または５のレーザシステム。
【請求項１５】
前記ビーム結合光学手段は、複数の体積ブラッグ格子フィルタを含み、
第１の体積ブラッグ格子は、該複数のレーザダイオードの第１のレーザダイオードからの第１のレーザビームの光スペクトルの一部を該複数のレーザダイオードの第２のレーザダイオードからのレーザビームと同一線上に向け直すように構成されており、前記ｎが５以上である請求項１、２、３、４または５に記載のレーザシステム。
【請求項１６】
該複数のレーザダイオードは、Ｎ個のダイオードからなり、該Ｎ個のダイオードのそれぞれは、発振スペクトルの第１ピークを規定し、該ビーム結合光学手段は、Ｎ−１個の体積ブラッグ格子フィルタからなる複数の体積ブラッグ格子からなり、該複数の体積ブラッグ格子と該レーザダイオードのＮ−１は光学的に関連付けられて該複数の体積ブラッグ格子の各体積ブラッグ格子を通る最大透過点が、該複数のレーザダイオードの該Ｎ−１のレーザダイオードのＮ−１、Ｎ−２からＮ−（Ｎ−１）の第１ピークと一致するように構成されており、前記Ｎがｎに等しくされている請求項１に記載のレーザシステム。
【請求項１７】
Ｎ−１がｎに等しい、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項１８】
レーザダイオードＮ’は、体積ブラッグ格子と光学的に関連付けられておらず、当該レーザシステムは、レーザダイオードＮ’の最大ビーム偏向を提供する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項１９】
放出されたレーザダイオード光の遅軸および個々の反射体積ブラッグ格子のＴＥモードで動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２０】
放出されたレーザダイオード光の速軸および個々の反射体積ブラッグ格子のＴＥモードで動作する、請求項１７に記載のレーザシステム。
【請求項２１】
放出されたレーザダイオード光の遅軸および個々の反射体積ブラッグ格子のＴＭモードで動作する、請求項１８に記載のレーザシステム。
【請求項２２】
放出されたレーザダイオード光の速軸および個々の反射体積ブラッグ格子のＴＭモードで動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２３】
放出されたレーザダイオード光の遅軸および個々の透過体積ブラッグ格子のＴＥモードで動作する、請求項１７に記載のレーザシステム。
【請求項２４】
放出されたレーザダイオード光の速軸および個々の透過体積ブラッグ格子のＴＥモードで動作する、請求項１８に記載のレーザシステム。
【請求項２５】
放出されたレーザダイオード光の遅軸および個々の透過体積ブラッグ格子のＴＭモードで動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２６】
放出されたレーザダイオード光の速軸および個々の透過体積ブラッグ格子のＴＭモードで動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２７】
１ワット以上の出力および０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で４００−５００ｎｍの範囲で動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２８】
１ワット以上の出力および０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で５００−６００ｎｍの範囲で動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項２９】
１ワット以上の出力および０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で７２０−８００ｎｍの範囲で動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項３０】
高出力高輝度のレーザシステムであって：
ａ．複数Ｎのレーザダイオードであって、それぞれが、１つのレーザビームパワーで、出力伝搬方向を含むレーザビーム経路に沿ってレーザビームを提供するように構成されている複数のレーザダイオードと；
ｂ．該複数のレーザダイオードのそれぞれによって共有される共通の外部キャビティと；
ｃ．該複数のレーザダイオードのそれぞれから平行ビームを作るための該レーザビーム経路に設けられるコリメーティング光学手段；
ｄ．共通外部キャビティ内で出力伝搬方向の該レーザビーム経路内に設けられるビーム結合光学手段と；
を有し、
ｅ．該ビーム結合光学手段は、光学コーティングを含むＮ−１個の光学素子を含み、該光学素子が、該複数のレーザダイオード内の１つのレーザダイオードからのレーザビームの光スペクトルの一部を、該レーザビーム経路に対して、９０°までの角度で方向を変え、これにより１つの輝度を画定する複合出力レーザビームを提供し、
ｆ．これにより、該複合出力レーザビームの、合成パワーを開口面積発散角積で除算した輝度が、複数のレーザダイオード内の任意の単一レーザダイオードの輝度のｎ倍になるようにした高出力高輝度のレーザシステム。
【請求項３１】
放出されたレーザダイオード光の遅軸で個々の反射光学コーティングのＴＥモードで動作する、請求項３０に記載のレーザシステム。
【請求項３２】
放出されたレーザダイオード光の遅軸で個々の反射光学コーティングのＴＭモードで動作するようにされており、該反射光学コーティングは単一の材料片への光学結合または他の低損失方法によって製造されている、請求項３０に記載のレーザシステム。
【請求項３３】
放出されたレーザダイオード光の速軸で個々の反射光学コーティングのＴＭモードで動作するようにされており、該反射光学コーティングは単一の材料片への光学結合または他の低損失方法によって製造されている、請求項３０に記載のレーザシステム。
【請求項３４】
Ｎ＝ｎである、請求項３０に記載のレーザシステム。
【請求項３５】
Ｎ−１＝ｎである、請求項３０に記載のレーザシステム。
【請求項３６】
１０Ｗ以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で４００−５００ｎｍの範囲で動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項３７】
１０Ｗ以上の出力パワーおよび０．１ｍｍ−ｍｒａｄ以上のビームパラメータ積で５００−６００ｎｍの範囲で動作する、請求項１６に記載のレーザシステム。
【請求項３８】
レーザビーム出力が０．５Ｗ以上である、請求項３０、３６および３７に記載のレーザシステム。
【請求項３９】
レーザビーム出力が１Ｗ以上である、請求項３０、３６および３７に記載のレーザシステム
【請求項４０】
高出力、高輝度のレーザシステムであって、
ａ．Ｎ個の複数のレーザダイオードであって、それぞれは、１つのレーザビームパワーで１つの出力伝搬方向を含む１つのレーザビーム経路に沿ってレーザビームを提供するように構成される複数のレーザダイオードと；
ｂ．該複数のレーザダイオードのそれぞれによって共有される共通の外部キャビティと；
ｃ．該複数のレーザダイオードからのそれぞれの平行ビームを作成するための該複数のレーザダイオードの該レーザビーム経路内にあるコリメーティング光学手段と；
ｄ．該外部キャビティ内で該複数のレーザダイオードのレーザビーム経路内にある１つのビーム結合光学手段と；を有し
ｅ．該ビーム結合光学手段はＮ−１個の光学素子を含み；
ｆ．該光学要素は、体積ブラッグ格子と光学コーティング要素で構成され、該体積ブラッグ格子と光学コーティング要素は、該複数のレーザダイオードのレーザビーム経路に前後して配置されており、該光学コーティングからの出力光の方向は、体積ブラッグ格子からの出力光の方向に対して最大９０°であり、それにより、１つの輝度を画定する結合出力レーザビームを提供するようにされており；
ｇ．該ブラッググ格子と該光学コーティングで結合された後の個々の該レーザダイオードビームの合計の輝度は、個々のレーザダイオードビームの輝度のｎ倍となるようにされており、この場合、ｎ＝Ｎまたはｎ＝Ｎ−１、Ｎは個々のレーザダイオードビームの数、Ｃは光学コーティングの数とした場合、Ｎ／Ｃは体積ブラッグ格子によって結合される個々のレーザダイオードビームの数となる、高出力、高輝度のレーザシステム。
【請求項４１】
前記体積ブラッグ格子により結合されたレーザダイオードの個々の光学帯域幅は相互に排他的である、請求項４０に記載のレーザシステム。
【請求項４２】
任意の中心青色波長λｃ、体積ブラッグ格子Ｍからの光学帯域幅＝ΔλＭ、体積ブラッグ格子Ｍ−１の光学帯域幅＝ΔλＭ−１とした場合、ΔλＭ−１≒  ΔλＭ、λｃ（ΔλＭ）−λｃ（ΔλＭ−１）≧ΔλＭ−１となり、 体積ブラッグ格子Ｍ−２からの光学帯域幅＝ΔλＭ−２とした場合、ΔλＭ−２≒ΔλＭ、λｃ（ΔλＭ−１）−λｃ（ΔλＭ−２）≧ΔλＭ−２などとなる請求項４１に記載のレーザシステム。
【請求項４３】
任意の中心青色波長λｃ、光学コーティングＸからの光学帯域幅＝ΔλＸ、光学コーティングＸ−１の光学帯域幅＝ΔλＸ−１とした場合、ΔλＸ−１≒ΔλＸ、λｃ（ΔλＸ）−λｃ（ΔλＸ−１）≧ΔλＸ−１となり、光学コーティングＸ−２からの光学帯域幅＝ΔλＸ−２とした場合、ΔλＸ−２≒ΔλＸ、λｃ（ΔλＸ−１）−λｃ（ΔλＸ−２）≧ΔλＸ−２などとなる請求項４１に記載のレーザシステム。
【請求項４４】
任意の中心青色波長λｃ、光学コーティングＸからの光学帯域幅＝ΔλＸ、体積ブラッグ格子の合計の光学帯域幅ΣΔλＭ１とした場合、ΔλＸ≧ΣΔλＭ１、λｃ（ΔλＸ）≒λｃ（ΣΔλＭ１）となり、光学コーティングＸ−１からの光学帯域幅＝ΔλＸ−１、および体積ブラッグ格子の合計の光学帯域幅ΣΔλＭ２とした場合、ΔλＸ−１≧ΣΔλＭ２、λｃ（ΔλＸ−１）≒λｃ（ΣΔλＭ２）などとなる請求項４１に記載のレーザシステム。
【請求項４５】
レーザダイオード遅軸でＴＥモードで動作する反射体積ブラッグ格子と、それに続きレーザダイオードの速軸でＴＥモード動作する光学コーティングとを使用する、請求項４０に記載のレーザシステム。
【請求項４６】
レーザダイオード遅軸でＴＥモードで動作する反射体積ブラッグ格子と、それに続きレーザダイオードの速軸でＴＭモードで動作する光学コーティングとを使用する、請求項４１に記載のレーザシステム。
【請求項４７】
レーザダイオード遅軸でＴＭモードで動作する反射体積ブラッグ格子と、それに続きレーザダイオードの速軸でＴＥモードで動作する光学コーティングとを使用する、請求項４２記載のレーザシステム。
【請求項４８】
レーザダイオード遅軸でＴＭモードで動作する反射体積ブラッグ格子と、それに続きレーザダイオードの速軸でＴＭモードで動作する光学コーティングとを使用する、請求項４３に記載のレーザシステム。
【請求項４９】
レーザダイオードの速軸でＴＭモード動作する反射体積ブラッグ格子と、それに続きレーザダイオードの遅軸でＴＭモードで動作する光学コーティングを使用する、請求項４０に記載のレーザシステム。
【請求項５０】
高出力高輝度のレーザシステムであって、
ａ．Ｎ個の複数のレーザダイオードであって、それぞれ、１つのレーザビームパワーで１つの出力伝搬方向を含むレーザビーム経路に沿って１つのレーザビームを提供するように構成された複数のレーザダイオードと；
ｂ．複数のレーザダイオードのそれぞれによって共有される１つの共通の外部キャビティと
ｃ．複数のレーザダイオードのそれぞれからの平行ビームを作成するため複数の該レーザビーム経路内の１つのコリメーティング光学手段と；
ｄ．該外部キャビティ内で該複数のレーザビーム経路内のビーム結合光学手段と；
ｅ．該ビーム結合光学手段はＮ−１個の光学素子を含み、
ｆ．該光学要素は、複数の体積ブラッグ格子と複数の光学コーティング要素からなり、該体積ブラッグ格子と光学コーティング要素は、該複数のレーザ光路に沿って設けられ、該体積ブラッグ格子からの出力光の方向は、該光学コーティング要素からの出力光の方向に対して最大９０°であり、それにより、１つの輝度を有する結合出力レーザビームを提供するものであり、
ｇ．該体積ブラッググ格子と該光学コーティングで結合された後の個々のレーザダイオードビームの合計の輝度は、個々のレーザダイオードビームの輝度のｎ倍であり、ここで、ｎ＝Ｎまたはｎ＝Ｎ−１、Ｂを体積ブラッグ格子の数として、Ｎ／Ｂがグループとして光学コーティングによって結合される個々のレーザダイオードビームの数とされている高出力高輝度のレーザシステム。
【請求項５１】
前記体積ブラッグ格子により結合されたレーザダイオードの個々の結合光学帯域幅は相互に排他的である、請求項５０に記載のレーザシステム。
【請求項５２】
任意の中心青色波長λｃ、体積ブラッグ格子Ｍからの光学帯域幅＝ΔλＭ、体積ブラッグ格子Ｍ−１の光学帯域幅＝ΔλＭ−１として、ΔλＭ−１≒ΔλＭおよびλｃ（ΔλＭ）−λｃ（ΔλＭ−１）≧ΔλＭ−１となり、体積ブラッグ格子Ｍ−２からの光帯域幅＝ΔλＭ−２としてΔλＭ−２≒ΔλＭおよびλｃ（ΔλＭ−１）−λｃ（ΔλＭ−２）≧ΔλＭ−２となるようにされた請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項５３】
任意の中心青色波長λｃ、光学コーティングＸからの光学帯域幅＝ΔλＸ、および光学コーティングＸ−１からの光学帯域幅＝ΔλＸ−１として、ΔλＸ−１≒ΔλＸおよびλｃ（ΔλＸ）−λｃ（ΔλＸ−１）≧ΔλＸ−１となり、光学コーティングＸ−２からの光学帯域幅＝ΔλＸ−２として、ΔλＸ−２≒ΔλＸおよびλｃ（ΔλＸ−１）−λｃ（ΔλＸ−２）≧ΔλＸ−２などとなるようにされた請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項５４】
任意の中心青色波長λｃ、光学コーティングＸからの光学帯域幅Ｘ＝ΔλＸおよび体積ブラッグ格子の合計の光学帯域幅ΣΔλＭ１として、ΔλＸ≧ΣΔλＭ１およびλｃ（ΔλＸ）≒λｃ（ΣΔλＭ１）、光学コーティングＸ−１からの光学帯域幅＝ΔλＸ−１および体積ブラッグ格子の合計の光学帯域幅ΣΔλＭ２として、ΔλＸ−１≧ΣΔλＭ２およびλｃ（ΔλＸ−１）≒λｃ（ΣΔλＭ２）となるような請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項５５】
レーザダイオード速軸でＴＥモード動作する光学コーティング、及びその後に続くレーザダイオード遅軸でＴＥモード動作する反射体積ブラッグ格子を利用する、請求項５１記載のレーザシステム。
【請求項５６】
レーザダイオードの速軸でＴＥモード動作する光学コーティングと、それに続くレーザダイオードの遅軸でＴＭモード動作する反射体積ブラッグ格子を利用する、請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項５７】
レーザダイオード速軸でＴＭモード動作する光学コーティングと、それに続くレーザダイオードの遅軸でＴＥモード動作する反射体積ブラッグ格子を利用する、請求項５１に記載のレーザシステム。反射軸ブラッグ格子。
【請求項５８】
レーザダイオード速軸でＴＭモード動作する光学コーティングと、その後に続くレーザダイオードの遅軸でＴＭモード動作する反射体積ブラッグ格子を利用する、請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項５９】
レーザダイオード遅軸でＴＭモード動作する光学コーティングと、その後に続くレーザダイオード速軸でＴＭモード動作する透過体積ブラッグ格子を利用する、請求項５１記載のレーザシステム。
【請求項６０】
レーザダイオード速軸でＴＭモード動作する光学コーティングと、その後に続くレーザダイオード遅軸でＴＭモード動作する透過体積ブラッグ格子を使用する、請求項５１に記載のレーザシステム。
【請求項６１】
高輝度レーザシステムであって、
ａ．Ｎ個の複数のレーザダイオードであって、それぞれ、出力伝搬方向を含むレーザビーム経路に沿って１つのレーザビームパワーでレーザビームを提供するように構成された複数のレーザダイオードと；
ｂ．該複数のレーザダイオードのそれぞれによって共有される共通の外部キャビティと；
ｃ．該複数のレーザダイオードのそれぞれから平行ビームを作成するため該レーザビーム経路内のコリメーティング光学手段と；
ｄ．該外部キャビティ内で該レーザビーム経路内のビーム結合光学手段であって、
ｅ．Ｎ−１個の光学素子を含むビーム結合光学手段と；
を含み、
ｆ．該光学素子は以下を含む：
ｉ．レーザダイオードビームの波長を決定し、レーザダイオードビーム経路を出力経路に向ける第１の手段；
ｉｉ．レーザダイオードビームの波長を決定し、レーザダイオードビーム経路を出力経路に向ける第２の手段と、
ｉｉｉ．ここで、第１の手段の出力経路は、第２の手段の出力経路に対して９０°であり、それにより、１つの輝度を有する結合出力レーザビームを提供するようにされており、
ｇ．第１の手段および第２の手段によって結合された後の個々のレーザダイオードビームの合計の輝度は、個々のレーザダイオードビームの輝度よりもｎ倍明るいものであり、ここで、ｎ＝Ｎまたはｎ＝Ｎ−１、Ｎは個々のレーザダイオードビームの数、Ｅ’は第１または第２の手段の数、Ｎ／Ｅ’は第１または第２の手段によってグループとして結合される個々のレーザダイオードビームの数のとされている高輝度レーザシステム。
【請求項６２】
前記第１の手段が一次体積ブラッグ格子である、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記第２の手段が二次体積ブラッグ格子である、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６４】
前記第２の手段は、二次体積ブラッグ格子である、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
前記第１の手段が一次コーティングである、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６６】
前記第２の手段が二次コーティングである、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６７】
前記第２の手段が二次コーティングである、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
４００−５００ｎｍの範囲で動作する請求項６１に記載のシステム。
【請求項６９】
５００−６００ｎｍの範囲で動作する請求項６１に記載のシステム。
【請求項７０】
７２０−８００ｎｍの範囲で動作する請求項６１に記載のシステム。
【請求項７１】
８００−９００ｎｍの範囲で動作する請求項６１に記載のシステム。