【手続補正書】
【提出日】平成27年5月29日(2015.5.29)
【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】
光学素子の屈折度を変化させる方法において、
光学素子に、前面と後面およびそれらの面と交差する光軸を有する光学高分子レンズ材料を提供する工程、および
前記前面と前記後面との間に配置された第１の軸に沿った第１のレーザ修正屈折率分布（ＧＲＩＮ）層、および前記第１の軸に実質的に平行な第２の軸に沿って前記第１のレーザ修正ＧＲＩＮ層の上かまたは下のいずれかに配置された２から１０のレーザ修正ＧＲＩＮ層を形成する工程であって、前記ＧＲＩＮ層を、可視レーザからの光パルスを前記光学高分子レンズ材料の領域に沿って走査することによって、該光パルスで形成する工程、
を含み、
前記第１および前記２から１０のレーザ修正ＧＲＩＮ層は、非修正高分子レンズ材料の屈折率に対して屈折率が変化している複数の隣接する屈折セグメントを含み、前記ＧＲＩＮ層は、（ｉ）走査方向に直交する前記隣接する屈折セグメントの部分、および（ｉｉ）走査方向に沿った前記屈折セグメントの部分：の少なくとも一方の屈折率の変動を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の軸が、前記光軸に対して約４５°から１３５°の間に向けられ、前記第１のＧＲＩＮ層および前記２から１０のＧＲＩＮ層が、５μｍから１０μｍの範囲のＧＲＩＮ層間の間隔を維持する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記高分子レンズ材料が光増感剤を含み、該光増感剤が、７５０ｎｍから１１００ｎｍのレーザ波長範囲の間で少なくとも１０ＧＭの２光子吸収断面を有する発色団を含み、前記光増感剤が、重合性モノマーの一部であるか、または前記光学高ポリマー内に物理的に分散されている、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記光パルスを光学高分子レンズ材料の領域に沿って走査する工程が、０．０１ｎＪから２０ｎＪのパルスエネルギーを有する連続した一条のレーザパルスを含む、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記複数の隣接する屈折セグメントが１から５μｍの独立した線幅を有し、２つの隣接する屈折セグメントのセグメント間の間隔が、該２つの隣接する屈折セグメントの平均線幅より小さい、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記複数の隣接する屈折セグメントが、（ａ）実質的に平行なセグメントである、（ｂ）前記第１の軸に沿った中心点から外側に突出した同心セグメントである、および（ｃ）弓形または湾曲セグメントである、のいずれか１つである、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ＧＲＩＮ層の複数の隣接する屈折セグメントが、
（ａ）（ｉ）走査方向に直交した屈折セグメントの部分、および（ｉｉ）走査方向に沿った屈折セグメントの部分：の少なくとも一方の屈折率の一定の正の変化；および
（ｂ）（ｉ）走査方向に直交した屈折セグメントの部分、および（ｉｉ）走査方向に沿った屈折セグメントの部分：の少なくとも一方の屈折率の一定の率の増加または減少する正の変化、
の少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのレーザ修正ＧＲＩＮ層が二次プロファイルを有する、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
（ａ）各ＧＲＩＮ層は、２μｍから１０μｍの独立した厚さを有し、（ｂ）前記２から１０のＧＲＩＮ層は、５μｍから１０μｍの厚さを有する非修正高分子レンズ材料の層間の間隔を有し、かつ、（ｃ）前記複数のＧＲＩＮ層はほとんどまたは全く散乱損失を示さない、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
光学素子において、
前面と後面およびそれらの面と交差する光軸を有する光学ヒドロゲル高分子レンズ材料、
前記前面と前記後面との間に配置され、前記光軸に対して４５°から１３５°の第１の軸に沿って配置された第１のレーザ修正ＧＲＩＮ層、および
前記第１の軸に対して実質的に平行な第２の軸に沿って、前記第１のレーザ修正ＧＲＩＮ層の上かまたは下のいずれかに配置された２から１０のレーザ修正ＧＲＩＮ層、
を含み、
前記第１および前記２から１０のレーザ修正ＧＲＩＮ層が、非修正高分子材料の屈折率に対して屈折率が変化した複数の隣接する屈折セグメントを含み、前記ＧＲＩＮ層が、（ｉ）前記隣接する屈折セグメントの横(transverse)断面、および（ｉｉ）前記屈折セグメントの側(lateral)断面：の少なくとも一方の方向に沿った屈折率の変動を有する、
光学素子。
【請求項１１】
前記複数の隣接する屈折セグメントが、（ａ）線セグメントである、または（ｂ）弓形または湾曲セグメントである、請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
前記高分子レンズ材料が増感剤を含み、該光増感剤が、７５０ｎｍと１１００ｎｍの間で少なくとも１０ＧＭの２光子吸収断面を有する少なくとも１つの２光子吸収発色団を含む、請求項１０または１１記載の光学素子。
【請求項１３】
各ＧＲＩＮ層の複数の隣接する屈折セグメントが、１から５μｍの独立した線幅を有することができ、２つの隣接する屈折セグメントのセグメント間の間隔が、該２つの隣接する屈折セグメントの平均線幅より小さい、請求項１０から１２いずれか１項記載の光学素子。
【請求項１４】
前記屈折率の変化が、
（ａ）屈折セグメントの横断面、および屈折セグメントの側断面の少なくとも一方に沿った、屈折率の一定の正の変化、および
（ｂ）屈折セグメントの横断面、および屈折セグメントの側断面の少なくとも一方に沿った、屈折率の一定の率の増加または減少する正の変化、
の少なくとも１つである、請求項１０から１３いずれか１項記載の光学素子。
【請求項１５】
眼内レンズまたは角膜内レンズから選択される、請求項１０から１４いずれか１項記載の光学素子。
【請求項１６】
前記第１および前記２から１０のレーザ修正ＧＲＩＮ層が、放射対称屈折率分布を有する、請求項１０記載の光学素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
１次、２次および０次の回折次数の光強度を比較することにより、格子線内の屈折率変化を決定することができる。ＰＶ２５２６−１６４における格子の０次回折次数の光強度に対する１次回折次数および２次回折次数の光強度の比は、それぞれ、０．１３７４および０．０８４２であり、分析により決定される対応する屈折率変化は約０．０６である。同じ方法を用いて、ＲＤ１８１７およびＨＥＭＡ  Ｂの平均屈折率変化は０．０５±０．０００５および０．０３±０．０００５であると決定した。このように、材料の屈折率変化は超高速レーザを適用することにより変更できることが示された。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
図２２は、図２１に関して記載したばかりのプロセスによって光学材料内に書き込まれたＧＲＩＮ層を表している。図２２は、図２１の最初の分布層６０５−１を見下ろした平面図として最もよく記載される。図示されるように、ＧＲＩＮ層６０５−１は、実質的に平行な複数のＮ個の線セグメント７０５−１，７０５−２，７０５−３，・・・７０５−Ｎを含み、各線セグメントは、約１から５μｍ（例えば、２μｍ、３μｍ、または４μｍ）の線幅およびセグメントの線幅（図示されるような、ほぼ等しい線幅のセグメントについて）より小さいセグメント間の間隔を有するか、または２つの隣接する走査セグメントのセグメント幅が変わる場合には、セグメント間の間隔は、２つの隣接する走査セグメントの平均線幅より小さい。図２１を参照すると、セグメントは、ｘ方向に沿って４ｍｍに亘り走査することによって形成され、各セグメントは、走査方向に沿って一定の屈折率変化で書き込まれる。説明目的のためだけに、セグメントは、７０５−１，７０５−２，７０５−３，・・・７０５−Ｎと番号がふられているが、各代表的な線セグメントは、実際には、材料に書き込まれた数百の線セグメントの集合である。このことは、各々が、例えば、それぞれ、２μｍおよび１μｍの線幅およびセグメント間の間隔を有する、描写された１５のセグメントは、約４５μｍのｙ方向の距離しか及ばないのに対し、形成された実際の構造は、ｙ方向に約１．８ｍｍ延在することが直ちに認識されるので、当業者には十分に理解される。したがって、書き込まれたセグメントの実際の数は、合計で６００に近いセグメントがある（描写されたセグメントの各々は、約４０個の書き込まれたセグメントを表す）。また、各セグメントの間に描かれた白い線セグメントは、それぞれのセグメントの書込みを区別するためだけに表されている。実際に、セグメント間には、非屈折率変更材料の間隔はないかまたはほとんどない。特に、分布層６０５−１の一番左側から始めると、各隣接するセグメントは、ｙ方向に横に移動しながら書き込まれる。この一例において、所望の幅の分布層が達成されるまで、合計で１５のセグメントが表されているまたは描かれている。図示されるように、分布層６０５−１は、１．８ｍｍの幅を有し、ｙ方向に沿った屈折率分布変化およびｘ方向に沿った一定の屈折率変化を含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
ｙ方向に沿って書き込まれた屈折率分布プロファイルに加えて、またはそれに代わって、走査方向に沿って屈折率分布層を書き込むこともできる。図２５Ａから２５Ｃは、走査方向に沿った分布層のいくつかの好ましい屈折率分布プロファイルを例示している。記載されるように、そのような分布層は、走査中、すなわち、各セグメントが書き込まれているときに、レーザ出力を変調することにより、または走査速度を変えることにより、形成することができる。図２５Ａは、材料の屈折率変化が、全走査方向に沿って実質的に一定の比率でどのように増加できるかを例示している。同様に、当業者には、材料の屈折率変化が、全走査方向に沿って実質的に一定の比率でどのように減少できるかも考えられる（図示せず）。図２５Ｂは、材料の屈折率変化が、セグメントの中点まで、走査方向の半分に沿って実質的に一定の比率で増加し、次いで、セグメントの端部まで実質的に一定の比率で減少できるかを例示している。同様に、当業者には、材料の屈折率変化が、セグメントの中点まで、走査方向の半分に沿って実質的に一定の比率で減少し、次いで、セグメントの端部まで実質的に一定の比率で増加できるかも考えられる（図示せず）。図２５Ｃは、材料の屈折率変化が、走査方向に沿ってある転移点まで実質的に一定の比率で増加し、次いで、セグメントの端部まで異なる比率で減少するかを例示している。同様に、当業者には、材料の屈折率変化が、走査方向に沿ってある転移点まで実質的に一定の比率で減少し、次いで、セグメントの端部まで同じ比率で増加するかも考えられる（図示せず）。記載された屈折率分布プロファイルは、説明目的のためだけに与えられており、当業者は、いくつの屈折率分布プロファイルもきっと考えられるであろう。例えば、セグメントに沿った材料の屈折率変化は、一定である、または複数の変化比率でセグメントに沿って連続的にまたは段階的に増減しても差し支えないことが、当業者には十分に理解される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５９】
４）ガルバノメータ制御システム。ガルバノメータタイプの制御システムに依存する走査システムの場合、無作為のパターンの高速でサンプル内の様々な点にアドレスし、複雑な屈折率分布の可能性をもたらすこともできる。この場合、局所的な屈折率変化は、レーザ出力変調および局所走査速度に依存する。特注の光学リレーレンズ系を有する二次元ガルボシステムを使用して、ＩＴＸが添加されたチオール・エンタイプの光学材料に二次元屈折率分布構造を書き込むことができた。図３１は、位相が異なる反復パターンでガルバノメータを駆動することによって得られたいくつかの予備結果を示している。これらは通常、リサジュー・パターンと称される。そのようなシステムを使用して、放射対称屈折率分布を有する二次元屈折率分布パターンを書き込むことが可能であり、そのような書き込む手法のための制御システムは、ｘｙｚ走査の場合について先に記載したように、可変の走査速度制御および光学出力制御の組合せを使用して差し支えない。