【事件の表示】
　特許第2843129号「多段光増幅器」の請求項１に係る発明の特許に対する特許異議の申立について、　次のとおり決定する。　
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第2843129号の請求項１に係る発明の特許を維持する。
【理　由】
 １．手続の経緯
　本件特許第2,843,129号に係る主な手続の経緯は以下のとおりである。
　特許出願　　　　　　平成2年8月6日
　特許権設定登録　　　平成10年10月23日
　特許公報発行　　　　平成11年1月6日
　異議の申立て　　　　平成11年7月5日
　訂正請求　　　　　　平成11年11月22日
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の目的の適否等について
　(1.1) 訂正事項1
　特許請求の範囲の請求項1において、「後段光ファイバ増幅器を含む」とあるを、「後段光ファイバ増幅器を含み、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくした」と訂正することは、特許請求の範囲の減縮であり、願書に添付した明細書及び図面に記載された範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
  (1.2) 訂正事項2
　明細書第６頁第２行目における「とする」を「とし、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくする」と訂正することは、上記特許請求の範囲の訂正に伴う発明の詳細な説明の訂正であり、明瞭でない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載された範囲内のものであり、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（２）独立特許要件について
　(2.1）本件発明
　訂正後における特許請求の範囲の請求項１に記載されている事項により特定される発明（以下「本件発明」という。）は、以下のとおりのものである。
　「【請求項１】前方向励起構成を有する低雑音の初段光ファイバ増幅器及び後方向励起構成を有する高飽和利得の後段光ファイバ増幅器を含み、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくしたことを特徴とする多段光増幅器。」
  (2.2)引用刊行物に記載された発明
　異議申立人の提示する甲第1号証(Electronics Letters, Vol. 26, NO.10, 1 May l990、第661頁左欄第1〜2行、同欄第16〜23行、同欄第31〜37行、図1、以下「刊行物１」という。）には、その第661頁左欄第16〜17行において、「EDF（Erドープファイバ）は、低雑音特性を得るためには、信号光に対し前方向励起される必要がある。前方向励起されるErドープファイバにおいて、信号利得は、強い増幅された自然放出光（ASE）による利得飽和と、Erドープファイバの後方部の励起パワーの減少によって限定される。この論文では、ASEを除去し、第2段のErドープファイバに沿って強い励起光強度を保持することができる2段光増幅器を報告する。」と記載されている。また、第1図に関して、同頁左欄第31〜3 7行には、「E rドープファイバは、1.48μmのInGaAsレーザーダイオード（LDs）により励起される。2つのLDsからの励起光は、偏光ビーム結合器により接続され、ダイクロイックミラー（DM）によってそれぞれのErドープファイバに送出される。信号波長は、1.535μmまたは1.551μmである。ErドープファイバEDF-1は、前方向励起され、一方、ErドープファイバEDF-2は、高い飽和出力パワーを得るために双方向励起される。」と記載されている。
すなわち、図1及びその説明箇所を参照すると、同号証における多段光増幅器は、第1段光増幅器(lst stage)及び第2段光増幅器(2nd stage)を備えることが記載されており、該第1段光増幅器は、励起用光源pump-1、ダイクロイックミラーDM、アイソレータ、ErドープファイバEDF-1を備え、該第2段光増幅器は、励起用光源pump-2、pump-3、ダイクロイックミラーDM、アイソレータ、ErドープファイバEDF-2を備えることが記載されており、また、入力信号光(signal in)は、第1段光増幅器へ入力されて増幅され、そこからの出力は光バンドパスフィルタ（output）が出力されることが記載されている。
　同じく甲第2号証（15th European Conference on Optical Comunication(ECOC '89)、第30頁第18〜22行、図2、以下「刊行物２」という。)には、「100m、30ppmのErドープファイバ光増幅器が、光後段増幅器として用いられた。図2は、前方向励起、後方向励起及び双方向励起の各構成について、入力パワーに対する出力パワーの特性を表している。双方向励起は、14.4dBmの最高出力を達成するために用いられた。-0.5dBmの入力での総利得は、14.9dBであった。」と記載されている。また、図2を参照すると、後方向励起構成(Backward Pump)は、前方向励起構成(forward Pump)と比較して、高出力・高飽和利得の特性を有することが記載されている。
　(2.3) 比較及び検討
　本件発明に係る増幅器は、「前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくしたこと」を特徴とするが、上記刊行物１及び２には、上記本件発明の特徴点を示す記載がなく示唆もない。
　そして、本件発明は、上記特徴的構成を有することにより、多段光増幅器に供給される電力が制限される場合にも、大きな光増幅率の達成を可能にするという格別の効果を奏するものであるので、上記刊行物１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たこととすることはできない。
　（３）この項のむすび
　以上のとおりであるので、上記訂正請求は、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項において、なお従前の例によるとされる改正前の特許法第１２６条第１項ないし３項の規定に適合するので、これを認める。
３．特許異議の申立てについての判断
　特許異議申立人山下勝は、上記刊行物１乃至刊行物２を提示し、本件発明は、上記刊行物１乃至刊行物２に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たものであるので、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ものであるから、特許を取り消すべきであると主張する。
　しかしながら、上記(2.3)において述べた理由により、本件発明は、上記刊行物１乃至刊行物２に記載された発明に基づいて当業者が容易になし得たこととすることはできない。
　　
４．むすび
　以上のとおりであるので、本件特許は、特許異議申立人の提示した証拠及び理由によっては、取り消すことはできない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年１月２８日（２０００．１．２８）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
（１）訂正事項１
　特許第２，８４３，１２９号明細書における特許請求の範囲の請求項１において、「後段光ファイバ増幅器を含む」とあるところを、特許請求の範囲の減縮を目的にして、「後段光ファイバ増幅器を含み、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくした」と訂正する。
（２）訂正事項２
　同明細書第６頁第２行目において「とする」とあるところを、明瞭でない記載の釈明を目的として、「とし、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくする」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
多段光増幅器
（５７）【特許請求の範囲】
　１．前方向励起構成を有する低雑音の初段光ファイバ増幅器及び後方向励起構成を有する高飽和利得の後段光ファイバ増幅器を含
み、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくした
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
　本発明は、光信号を、光−電気変換することなく、光のまま直接増幅するファイバ型光増幅器の構成に関するものである。
（従来の技術）
　Ｅｒ等の希土類元素をドープした光ファイバを増幅用媒体とし、波長１．４８μｍ、０．９８μｍ等のレーザ光を励起光源として、１．５μｍ帯の光信号を増幅するファイバ型光増幅器は、光通信用直接増幅器として有望である。従来、この光増幅器の構成として、▲１▼増幅用ファイバ内で、光信号の伝搬方向と励起光のそれとが同一な「前方向励起構成」、▲２▼光信号の伝搬方向に対し、励起光を増幅用ファイバの光信号出力端から入力端に向けて、逆方向に励起する「後方向励起構成」が用いられている。また、さらに高出力化をはかるため、▲３▼増幅用ファイバを光信号入力端、出力端の双方向から励起して全励起電力を増大させる「双方向励起構成」が用いられている。
　第６図は、これらの構成を説明した図で、第６図（ａ）は、前方向励起構成、（ｂ）は後方向励起構成、（ｃ）は双方向励起構成を示す。第６図において、１は入力光信号、２はファイバ型増幅器により増幅された増幅光出力、３はＥｒ等の希土類をドープした増幅用光ファイバ、４は前方向励起用光源、５は光信号と励起光を合波する合波用光結合器、６，７は発振防止用の光アイソレータであり、８は後方励起用光源、９は増幅された光信号と後方励起光を合波する合波用光結合器、１０，１１は発振防止用の光アイソレータである。光増幅器では、低入力の光信号に対し、低雑音であること、安定であること、増幅利得の大きいこと、また飽和光出力が大きいことが重要である。
　これらの特性を実現するために、従来、第６図に示した各基本構成において増幅用ファイバの長さを最適化したり、励起光出力を増大する工夫がされてきた。また光増幅器の出力側に、さらに光フィルタを接続して、不要な自然放出光成分を除去し、これによる利得の飽和や雑音を除去することが行われている。前記の基本構成では、前方向励起構成より、後方向励起構成、さらに、後方向励起構成よりも双方向励起構成の方が約２ｄＢ程度高い飽和出力や増幅利得が得られることが知られている。
　しかし、実際には現在の増幅用光ファイバでは、これらの方法でも、励起用光源の光電力を約１００ｍＷとした時でさえ、最大光出力は高々＋１５ｄＢｍ程度であった。また、さらに増幅利得や光出力を大きくするには、増幅用光ファイバを選定することや、励起用光源の光電力をさらに増大したり、損失が少ない光合波器や光アイソレータを用いることしか手段はなかった。また、前方向励起構成に比べ後方向励起構成や双方向励起構成では、安定化のための光アイソレータは原理的に増幅用光ファイバの光信号入射部にしか配置できず、高い後方励起光が入射し、増幅された光信号が通過する出力部では、本質的に光結合器等からの反射光を生じることになる。この反射光は、入力光信号電力が＋１０ｄＢｍ程度と十分大きい場合は通常問題はないが、入力光信号電力が小さい場合（−１０ｄＢｍ以下）や増幅用ファイバの利得の中心と光信号周波数が一致しない場合、自然放出光成分の一部を誘起し、発振を生じ易くするので、不安定で雑音増加の原因となる。このため、特に低入力信号に対し安定な高い光出力を実現するような高利得・高飽和出力を得る上からは本質的に大きな欠点となっている。
　以上述べたように、第６図に示した基本構成に基づいて、それぞれの特徴を有効に生かした高出力光増幅器の構成は実現されておらず、例えば−２０ｄＢｍの低入力光信号を＋１５ｄＢｍを超えた光信号に安定で低雑音で増幅するような、低入力光信号から直接安定な高出力信号に増幅することは不可能だった。
（発明が解決しようとする課題）
　本発明は、ファイバ型光増幅器における基本構成を組み合わせ、多段構成とすることにより、低入力信号を安定で高出力の信号に増幅する多段光増幅器を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
　本発明の多段光増幅器は、低入力信号を０〜１０ｄＢｍ程度まで増幅する初段の光増幅器と、それにつづく高出力な光出力を実現する後段の光増幅器等により構成される。すなわち初段の光増幅器は、前方向励起構成を有する低雑音で高利得な増幅機能を有する構成とし、次段の光増幅器は、後方向励起構成を有する飽和利得の高い増幅特性を有する構成と
し、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きく
　本発明は、高出力な多段光増幅器を構成するにあたり、雑音、利得、飽和の観点から基本構成を組み合わせ配置することにより、安定な高い光出力を実現するので、従来の単に基本構成を用いて、増幅用光ファイバを選定し、励起光源の光電力を増大にする方法とは本質的に大きく異なる。
（実施例）
　以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
　第１図は本発明の一実施例の構成図であって、１は入力光信号、２は増幅光出力、３は増幅用光ファイバ、４は前方向励起用光源、５は合波用光結合器、６は光アイソレータ、８は後方向励起用光源、９は合波用光結合器、１１，１２は光アイソレータ、１３は後方向励起増幅用光ファイバを示す。これらのうち、１，３，４，５，６，１２により、前方向励起による光ファイバ増幅器を構成し、２，８，９，１１，１２，１３により後方向励起による光ファイバ増幅器を構成する。すなわちこの構成は前方向励起構成と後方向励起構成を縦続接続した構成であり、光アイソレータ１２は、前方向励起構成の出力側アイソレータであると同時に、後方向励起構成の入射側アイソレータでもある。
　基本構成における前方向励起構成では、雑音特性を表わす雑音指数ＮＦは、ＮＦ＝３〜４ｄＢ程度と後方向励起構成のＮＦ＝３〜８ｄＢに比べ小さい。さらに、この構成では、増幅用光ファイバの両端に原理的に光アイソレータを接続することが可能であるので、増幅用光ファイバと合波用光結合器や励起用光源等との接続部での残留反射による発振を抑圧し、容易に安定化を行うことができる。次に後方向励起構成では雑音指数は大きいものの飽和出力は前方向励起構成に比べ２ｄＢ以上、利得も５〜１０ｄＢ近く大きくなる（参考文献、例えばＯｐｔｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１９，ｐｐ．１０６２〜１０６４，１９８９など）。
　前述したように、この構成では原理的に高い励起光が入射し、増幅された高光信号が通過する増幅用光ファイバの信号出力部に光アイソレータを接続することは不可能である。しかし、初段で増幅された高光信号の場合、後段の増幅用光ファイバの自然放出光成分は十分抑圧されているので、反射による不安定な現象は生ぜず、安定に高出力化を図ることができる。このため、低入力光信号、例えば−２０ｄＢｍ以下の光信号に対して、＋１５ｄＢｍ以上の高い増幅光出力を、安定かつ低雑音で得るには、初段として前方向励起構成により一たん増幅し、さらに後段で飽和出力の大きい後方向励起構成により増幅することが有効となる。
　第２図に実際の測定値を示す。励起用光源としては、波長１．４８μｍで光出力約１００ｍＷの半導体レーザを用い、増幅用光ファイバとして通常一般に用いられている約２５ｐｐｍのＥｒをドープした長さ約９８ｍのファイバと、Ｅｒのドープ量９６ｐｐｍの長さ１４０ｍのファイバを用いた。ここでは前者の増幅用光ファイバを前方向励起構成とし、後者の増幅用ファイバを後方向励起構成として用いた場合の特性と、本発明の構成による特性も示した。これから明らかなように、本発明による構成では入力光信号＋９ｄＢｍに対し、増幅光出力は＋１８．７ｄＢｍと明らかに前方向励起構成に比べ約３ｄＢ、後方向励起構成に比べ約２ｄＢ高出力が得られることがわかる。また、この構成では入力光信号が小さいほど前方向励起構成、後方向励起構成に比べ、大きい増幅光出力が得られることが明らかである。
　なお第２図には入力光信号−２０ｄＢｍ以上の場合しか示さなかったが、さらに低入力光信号についても発振をせず安定な特性が得られた。
　次に、第３図を用いて本発明における増幅光出力の励起用光源の光電力比依存性を説明する。第３図において、Ｐｆ，Ｐｂは、それぞれ前方向励起用光源の光電力、後方向励起用光源の光電力である。これから、全励起用光源の光電力を一定とした場合（Ｐｆ＋Ｐｂ＝一定）では、前方向励起用光源の光電力に比べ、後方向励起用光源の光電力を大きくした方が、大きい光出力が得られることがわかる。すなわち本発明の構成では全励起電力が制限される場合は、後方向励起用光源の光電力を前方向励起のそれよりも大きくした方が、効率良く大きな増幅光出力を得ることができる。
　なお、この構成のうち安定性上問題が生じなければ、光アイソレータ６を省略することも可能である。
　第４図は他の実施例を示した図である。本発明の構成の簡易化をはかるため、第１図における増幅用光ファイバ３と光アイソレータ１２を省略し、光ファイバ１３により前方向励起と後方向励起の構成を実現しようとするもので、励起用光源の光電力の比を最適化するなどして、効率良く大きい増幅光出力を得るとともに、光アイソレータ６により接続部の反射光や励起光の影響を抑圧し、安定な動作を可能とする構成である。この構成は、励起用光源の光出力比や安定化用アイソレータを用いているので、基本構成に述べた単なる双方向励起構成とは異なる。
　第５図は、さらに別の実施例を示した図である。この構成では、初段に前方向励起構成を採用し、後段に本発明で提案した構成を採用する構成である。すなわち安定により増幅光出力を実現するため、第１図で説明した原理に基づいて後段で、さらに高利得となる構成としたものである。第５図において、１４，１７，１９は光アイソレータ、１５は前方向励起用光源、２１は後方向励起用光源、１６，２２は合波用光結合器、１８，２０はそれぞれ前方向、後方向の増幅用光ファイバである。また、後段として第４図に述べた構成や前段で第１図に述べた構成等を採用することも可能である。
（発明の効果）
　以上説明したように、本発明の多段光増幅器は、低雑音特性を有する構成を初段に採用し、それに続く後段の飽和出力の大きい特性を有する構成を縦続に接続して、光増幅器を構成することで、安定で高い光出力を実現することができる。本発明では、単に光電力に着目すれば、光信号だけでなく、高い光電力を実現するのにも有効である。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明の一実施例の構成図、
　第２図は前方向励起構成、後方向励起構成および本発明の構成による光信号の増幅特性の測定結果を示す図、
　第３図は本発明の構成において、前方向励起用および後方向励起用光源の光電力と増幅光出力の測定結果を示す図、
　第４図は構成の簡易化を図った本発明の他の実施例の構成図、
　第５図は後段として第１図の構成を用いて、さらに高出力化を図った本発明の別の実施例の構成図、
　第６図は従来の構成例を示す図である。
１…入力光信号　　　　　　２…増幅光出力
３…増幅用光ファイバ　　　４…前方向励起用光源
５…合波用光結合器　　　　６…光アイソレータ
７…光アイソレータ　　　　８…後方向励起用光源
９…合波用光結合器　　　１０…光アイソレータ
１１…光アイソレータ　　１２…光アイソレータ
１３…増幅用光ファイバ　１４…光アイソレータ
１５…前方向励起用光源　１６…合波用光結合器
１７…光アイソレータ　　１８…増幅用光ファイバ
１９…光レイソレータ　　２０…増幅用光ファイバ
２１…後方向励起用光源　２２…合波用光結合器