【手続補正書】
【提出日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図３〜図７は、材料の工業的処理に対して好適である（比較および理解のために面内図および断面図とされた）種々の光パワー分布１６を示している。図３は、シルクハット状のパワー分布３１を示している。図４は、リング形状（またはドーナツ状の）分布４１を示している。図５は、外側区域５３より大きなパワー密度を有する中央区画５２を備えたリング形状分布５１を示している。図６は、外側区域６３より大きなパワー密度を有する中央区画６２を有するシルクハット状分布６１を示している。図７は、（ガウス分布のような）鐘状パワー分布７１を示している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
式中、const.は考慮される波長における真空中の伝搬定数であり、Ｐは径方向パワー分布であり、且つ、ｒはファイバにおける動径座標を指している。上記式は、スカラ近似を適用してマックスウェルの方程式から導かれると共に、上記導波路が軸心的に対称的であり、吸収損失が無視できるほどに小さく、且つ、屈折率差が小さいときに有効である。同一の手法を用いれば、単に拡張するだけで非軸心的に対称的な構造の演算が許容される。高い屈折率コントラストで損失性のファイバが考慮されるときには、マックスウェルの方程式の直接的数値転換が必要である。更なる情報に関しては、例えば、K. Morishita, Journal of Liglitwave Technology, vol. 4, no. 8, pp. 1120-1124, Aug. 1986を参照されたい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
（希土類ドーパントを含む導波路、または、ゲインを提供すべく誘導ラマンまたはブリュアン散乱などの非線形効果に頼る導波路などの）能動的な導波路において、屈折率プロフィル２５および利得プロフィル１７（例えば、希土類ドーパント１５の分布）が主として出力パワー分布１６１の原因である。高度にマルチモード化されたファイバに対しては利得プロフィル１７のみが関連し、その場合に利得プロフィル１７は光パワー分布１６１に略々比例する。逆に、シングルモード・ファイバにおいては屈折率プロフィル２５のみが重要であり、その場合には転換を実施すべく上記方程式が使用され得る。モードが少ないファイバ条件では両方が関連する。これらの場合の多くにおいては、必要な利得および屈折率プロフィル１７，２５を計算するために数値モデル化が必要である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
（図２に関して示された）導波路１の開口数２９は、０．０５〜０．２とされ得る。導波路１の開口数２９は好適には、該導波路１のモード面積を、故にパワー処理能力を増大させるために０．０７〜０．１である。約０．０７の開口数を有するファイバは、大きなモード面積のファイバの一例である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図１１は、光放射線１０を提供するレーザ１１０を含む装置を示している。該装置は、光放射線１０の波長を変換する周波数変換器、周波数逓倍器、光パラメトリック発振器または周波数三倍器などの周波数変換デバイス１１３を含み得る。導波路１は、希土類ドーパント１５を含まないレーザ供与ファイバ１１１である。レーザ１１０は、導波路１により放出される光放射線１０と実質的に同一のパワー分布を有する光放射線１０を該レーザが放出され得る。例えば、レーザ１１０は、本発明に従い設計された屈折率プロフィル２５および利得プロフィル１７を以て図１に示された導波路１から成り得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
代替的にレーザ１１０は、ファイバ１１１により放出される光放射線１０とは異なるパワー分布を有するレーザ放射線を放出しても良い。斯かる配置構成は、図１２に示されるように、シングルモード・レーザからファイバ１２３内へと結合する場合に有用である。此処で、スポット１２１はレーザ１１０からの結合パワーを表し、且つ、リング１２２はファイバ１２３のコア７である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
５μｍの直径、２μｍの厚み、および、０．１の開口数を有するリング状コアは、１，０００ｎｍにてシングルモードである。他の設計態様も可能であり、且つ、シングルモード導波路を設計する技術は、光ファイバ導波路理論に関する多くの文献に見出され得る。代替的に導波路１は、更に大きな開口数または更に厚寸のリングのいずれかを有するマルチモード導波路とされ得る。マルチモード導波路が好適である、と言うのも、それによれば材料６の表面上における光パワー分布の更に良好な範囲限定が許容されるからである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図９および図１０は、ファイバ１およびファイバ８５の例示的な断面を示している。ファイバ１は、実質的に矩形の断面を有するクラッド８を有すると共に、ダイオード・スタック８１からの励起放射線１１の断面と整合すべく好適に適合調整される。励起放射線１１は結合用光学機器３によりビーム形状化されても良く、もしそうであれば、ファイバ１の断面はビーム形状化されたプロフィルに整合すべく構成される。クラッド８に対する典型的な寸法は、最小の線形寸法においては０．３ｍｍ〜２ｍｍであり且つ最大の線形寸法においては０．５ｍｍ〜５ｍｍである。ファイバ１はまた、その丈に沿いテーパ付けられても良い。コア７およびクラッド８の屈折率プロフィルは、ファイバ１が材料処理に適した形態の光放射線１０を提供するように構成される。これを行う方法の例は、図２〜図７および上記表に関して上述されている。約１１のビーム・パラメータ積に対し、クラッド８に関するコア７の開口数は約０．０７であり且つコア７の直径は約３００μｍである。但し、ファイバ１のＶ値が同一であるように、他の開口数が０．０５〜０．１の範囲で選択され且つコア半径がスケール調節される。励起供与ファイバ８５は好適には円形であり、且つ、光放射線１０に整合すべく構成されたコア１００およびクラッド１０１を有する。クラッド１０１に関するコア１００の半径と開口数との積は、理想的には、クラッド８に関するコア７の半径と開口数との積に略々等しい。コア７の開口数は、コア１００の開口数以上とされ得る。好適にはコア１００の開口数は、レーザ供与ファイバ８５における曲げ損失を改善するためにコア７の開口数より大きい。ファイバ８５は、ポリマとされ得る被覆１０２を有する。好適には光放射線１０は、図４および図５に示されたようなパワー分布を有する。これは、パワー密度に比例する濃度プロフィル１７により（この場合には図８に示された導波路１である）マルチモード・ファイバを希土類ドーパント１５によりドープすることで、該マルチモード・ファイバにおいて実現され得る。レーザ供与ファイバ８５は、上記マルチモード・ファイバにおける希土類ドーパント１５に比例する屈折率プロフィル２５を有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
レーザ８０は、５００Ｗ〜５０ｋＷの総合出力パワーを有し得るが、好適には約１ｋＷ〜１２ｋＷである。２本のファイバ１の出力パワーは、等しくされ得るか異なり得る。代替的にファイバ１は、図３〜図７に示されたビーム・プロフィルに比例する屈折率プロフィルを有し得る。斯かる高い出力パワーでは、ファイバ１の温度は慎重に制御される必要がある。これは、（例えば、線引きプロセスの間に）ファイバ１上に金属被覆を適用する共に、ファイバ１を熱シンクに半田付けすることで達成され得る。金属被覆の例としては、クロム、金および銀が挙げられる。金属被覆はポリマ被覆に対する適合性が無いことから、クラッド２４は好適には薄寸（５〜５０μｍ）であり且つフルオロケイ酸塩から作成される。代替的にまたは付加的にファイバ１は、クラッド８内でコア７を囲繞する大寸孔であって該ファイバに沿い励起放射線１１を導波すべく設計された大寸孔を有し得る。