【事件の表示】
　特許第３２９６５６２号「ファイバ回折格子安定化ダイオードレーザ」の請求項１ないし１３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２９６５６２号の請求項１ないし１２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３２９６５６２号は、１９９５年６月２８日（パリ条約による優先権主張外国庁受理１９９４年６月２８日及び１９９５年３月２１日、米国）を国際出願日として特許出願され、平成１４年４月１２日に特許権の設定登録がなされたが、その請求項１ないし１３に係る特許について小林敏樹及び三菱化学株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１５年９月１６日に訂正請求がなされ、これに対し訂正拒絶理由が通知され、意見書及び訂正請求書についての手続補正書が提出されたが、再度の取消理由が通知され、平成１５年９月１６日になされた訂正請求が取り下げられるとともに、その指定期間内である平成１６年３月２日に新たな訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正事項
　特許権者の請求する訂正の内容は、次のとおりである。
ａ．明細書中の特許請求の範囲の請求項１を「【請求項１】
ファイバ増幅器を光学的に励起する
し、前記ダイオードレーザからの光を前記ファイバ増幅器に伝搬する
前記ダイオードレーザからの光を前記光ファイバへ導く焦点調整手段と、
前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用する
ｂ．明細書中の特許請求の範囲の請求項１１を削除し、請求項１２及び１３をそれぞれ請求項１１及び１２とする。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、特許明細書の請求項１に記載された「複数の縦モードを有する安定したレーザ源を発生する装置」をより下位概念である「
ファイバ増幅器を光学的に励起する
し、前記ダイオードレーザからの光を前記ファイバ増幅器に伝搬する
前記ダイオードレーザからの光を前記光ファイバへ導く焦点調整手段
前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用する
　また、当該訂正事項ａは、特許明細書における第５頁第１〜２行目（特許公報第６欄第３４〜３５行日）、第１０頁第１９〜２１行目（特許公報第１０欄第５０行目〜第１１欄第２行目）、第５頁第２０〜第２１行目（特許公報第７欄第６〜第７行目）、第６頁第１８〜第２１行目（特許公報第７欄第４３〜第４７行目）、第８頁第１０〜第１２行目（特許公報第９欄第１３〜第１５行目）、第９頁第１６〜第１９行目（特許公報第１０欄第１０〜第１４行目）に記載されていたものであるから、新規事項の追加にはあたらない。
　さらに、上記訂正事項ａは、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　上記訂正事項ｂは、請求項を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、新規事項を追加するものではなく、また、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は特許法第１２０条の４第２項の規定並びに同条第３項で準用する平成６年改正前特許法第１２６条第１項ただし書き及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）特許異議申立ての理由の概要
ａ．申立人小林敏樹が申し立てる理由の概要
　申立人小林敏樹は、甲第１号証：Optical Amplifiers and Their Applications July4-6, 1993 Yokohama, Japan 1993 Technical Digest Series Volume 14,p.380-383（以下、「刊行物１」という。）、甲第２号証：米国特許第４７８６１３２号明細書（以下、「刊行物２」という。）、甲第３号証：特開平１−２９１４８０号公報（以下、「刊行物３」という。）、甲第４号証：特開平５−２６７７７５号公報（以下、「刊行物４」という。）及び甲第５号証：Journal of Applied Physics 59(12),15 June 1986,p3958-3961（以下、「刊行物５」という。）を提出して、本件訂正前の請求項１ないし１３に係る発明は、刊行物１ないし５に記載された発明に基いてその発明の属する技術分野における通常の知識を有するものが容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項により特許を受けることができないものであるから、これらについての特許を取り消すべきであり、また、本件訂正前の請求項１１は、特許法第１８４条の１４（平成５年法）の規定に違反しているから、その特許を取り消すべきと主張している。
　
ｂ．申立人三菱化学株式会社が申し立てる理由の概要
　申立人三菱化学株式会社は、甲第１号証：特開昭６２−１５８７０号公報（以下、「刊行物６」という。）、甲第２号証：Electronics Letters, 22[3] (1986) p.134-135（以下、「刊行物７」という。）、甲第３号証：特開平６−１７７４６７号公報（以下、「刊行物８」という。）、甲第４号証：実願昭５６−１２３１７３号（実開昭５８−２９８６１号）のマイクロフィルム（以下、「刊行物９」という。）及び甲第５号証：特開昭５７−５３８０号公報（以下、「刊行物１０」という。）を提出して、本件訂正前の請求項１に係る発明は、刊行物６に記載された発明であり、特許法第２９条第１項第３号の規定により特許を受けることができず、また、本件訂正前の請求項１及び２ないし１３に係る発明は、刊行物６ないし１０に記載された発明に基いて当業者が容易に発明できたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許受けることができないものであるから、これらについての特許を取り消すべきと主張している。
　また、訂正前の本件請求項１１に係る発明は、明細書の発明の詳細な説明の欄に記載されていない発明であるから、本件明細書が特許法第３６条第６項第１号の規定を満たしておらず、請求項１１に係る特許を取り消すべきと主張している。
　さらに、本件訂正前の明細書に請求項１１の記載があることにより、請求項１１以外の請求項に係る発明の効果が不明となるので、本件訂正前の請求項１〜１０、１２及び１３に係る発明について、本件明細書に当業者がその実施をできる程度に明確かつ十分に記載されているとはいえず、本件明細書が特許法第３６条第４項第１項に規定する要件を満たしていないから、これらについての特許を取り消すべきと主張している。
　
（２）本件発明
　本件訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし１２に記載される発明（以下、それぞれ、「本件発明１」等という。）は、次のとおりである。
「【請求項１】
ファイバ増幅器を光学的に励起する
し、前記ダイオードレーザからの光を前記ファイバ増幅器に伝搬する
前記ダイオードレーザからの光を前記光ファイバへ導く焦点調整手段と、
前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用する
【請求項２】請求項１記載の複数の縦モードを安定して発生せしめる装置において、希土類元素をドープして得られるファイバ増幅器を用いる際にポンプ型システムの動作で発生するノイズ、モード変動ノイズ及び波長の揺らぎを抑え得るため、ダイオードレーザが複数の縦モードのレーザを誘発し、コヒーレンス崩壊を動作するファイバ回折格子を有することによって、縦モードに生じる変化に起因するノイズの発生を抑制することを特徴とする装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の複数の縦モードを安定して発生せしめる装置がピグテール式ダイオードレーザであることを特徴とする装置。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ファイバ回折格子と出力面との距離がコヒーレンス長より大きいことを特徴とする装置。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、焦点調整手段がダイオードレーザから光ファイバに直接レーザ光を放射するものであることを特徴とする装置。
【請求項６】請求項５において前記焦点調整手段がレンズ手段からなることを特徴とする装置。
【請求項７】請求項１乃至４の何れかに記載の安定したレーザ頻発生装置において、前記導出手段は、ダイオードレーザから放出される光の実質的な部分がファイバによって集められるように、ダイオードレーザの出射面に近接して光ファイバを配置して構成されることを特徴とする装置。
【請求項８】請求項１乃至７の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ブラッグ式ファイバ回折格子は光ファイバの誘導モード部分の領域においてエッチング処理されていることを特徴とする装置。
【請求項９】請求項１乃至８の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ダイオードレーザは960〜1160nmの波長の光を放出することを特徴とする装置。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れかの記載において、ファイバ回折格子の有効反射率ReffはReff＝η2Rgであり、ここでηは光ファイバへのダイオードレーザ光学出力の結合効率で、Rgはブラッグ式ファイバ回折格子のピーク反射率であり、かつ有効反射率はダイオードレーザの出射面の反射率より３〜４倍小さいことを特徴とする装置。
【請求項
１１
１０
【請求項
１２
１1
　
（３）刊行物に記載された発明
　刊行物１（Optical Amplifiers and Their Applications July4-6, 1993 Yokohama, Japan 1993 Technical Digest Series Volume 14,p.380-383）には、その３８１頁の第１図にレーザ光源が開示され、その３８１頁第１〜２行およびその３８２頁の第２図（ａ），（ｃ），（ｄ）に、このレーザ光源から波長安定化されたスペクトルを出力することが記載されている。
　また、３８０頁第４０〜４４行に、９８０ｎｍ帯のpackaged high-power InGaAs QW laser が記載されている。
　さらに、３８１頁の第１図に、ダイオードレーザ型共振器に結合する光ファイバ及びブラッグ式ファイバ回折格子が開示され、その３８１頁第２〜４行に、このブラッグ式ファイバ回折格子の具体的なパラメータが、９７５ｎｍでの反射率が〜６４％、反射帯域が０．０８ｎｍＦＷＨＭと記載されている。
　さらに、３８１頁第１３〜１５行に、コヒーレンス崩壊を起こすことが記載され、３８１頁第１〜２行に、このコヒーレンス崩壊を起こしている状態における光ファイバ導波部分のファイバ回折格子と出力面との距離が３ｍであることが記載されている。
　また、３８２頁第３図に、レーザ源を発生する装置をファイバ増幅器のポンプ光源として用いることが記載されている。
　また、３８１頁第１１〜１３行に、ファイバカプラのロスと、レーザと回折格子との間の結合損失を考慮して見積もった、レーザ１台当りの反射率が１．３％であり、レーザ素子の出射端面反射率が０．２％であることが記載されている。
　
　刊行物２（米国特許第４７８６１３２号明細書）には、その第６カラム、第４０行に、外部共振器の縦モード間隔を求める周知の式、Δλ＝λ２／２ｎＬが記載されており、この式に刊行物１に記載された外部共振器の長さＬ＝３ｍ、波長λ＝９８０ｎｍ、通常のコアの屈折率ｎ＝１．５を代入すると、外部共振器の縦モード間隔が０．０００１ｎｍとなることが導かれる。
　また、刊行物２には、その第７カラム，第３０〜４６行に、エッチングにより形成されたファイバ回折格子が記載されている。
　
　刊行物３（特開平１−２９１４８０号公報）には、第３頁左下欄第９〜１６行およびその第４図（ａ）に、ダイオードレーザから放出される光の実質的な部分がファイバによって集められるように、ダイオードレーザの出射面に近接して光ファイバを配置する構成が記載され、また、第３頁左下欄第１７〜２０行およびその第４図（ｂ）に、ＬＤ３９とファイバ３５の間にレンズ３８を設けることが記載されている。
　また、３頁右下欄第１２〜１７行およびその第５図にファイバをコア近傍まで露出させて、回折格子を形成することが記載されている。
　さらに、第３頁右上欄第１０行〜左下欄第８行に、ファイバ回折格子を用いた外部共振器付半導体レーザにおいて、レーザからの出射光の偏波面と回折格子からの偏波面とを一致させるため、光ファイバとして単一偏波ファイバを使用し、レーザ光の偏波面と単一偏波ファイバの固有偏波面とを一致させることが記載されている。
　
　刊行物４（特開平０５−２６７７７５号公報）には、図３に、ピグテール式ダイオードレーザが記載され、また、レーザと光ファイバとの間に設けられる光結合のための光学系が記載されている。
　また、図２に、偏波面保存光ファイバをピグテールとする構成が記載されている。
　
　刊行物５（Journal of Applied Physics 59(12),15 June 1986,p.3958-3961）には、Ｆｉｇ．３に、ダイオードレーザの利得帯域がブラッグ式ファイバ回折格子の帯域とその一部において重複することが記載されている。
　
　
　刊行物６（特関昭６２−１５８７０号公報）には、光輝反射格子を形成した単一モードオプチカルファイバと、半導体レーザチップとを組み合わせた装置が記載され（請求項１、Ｆｉｇ．４他）、請求項１には、「出力ファセットを有する半導体レーザチップと、前記レーザチップの前記出力ファセットに光学的に結合された一端を有すると共にコアとオプチカルファイバ側部領域において前記コアへ近接を許容するクラッドとを備えてなる単一モードオプチカルファイバと、前記オプチカルファイバの前記側部領域に並置され前記オプチカルファイバ及び前記レーザチップと共に前記レーザチップ内へ光学的帰還を行うための波長選択性部品を形成する光輝反射格子とを備えた出力周波数安定化半導体レーザ」と記載されている。
　
　刊行物７（Electronics Letters, 22[3] (1986) p.134-135）には、ブラッグ式ファイバ回折格子をＬＤから２ｍ離して設置することが記載されている（Ｆｉｇ．１および２）。
　
　刊行物８（特開平６−１７７４６７号公報）には、光屈折技術を用いて形成しうるインファイバーブラッグ回折格子について記載されている（第７欄３４行〜第８欄３行）。
　
　刊行物９（実願昭５６−１２３１７３号（実開昭５８−２９８６１号）のマイクロフィルム）には、レーザと回折格子を組み合わせることによって、特定波長の光を回折格子により選択的に反射しうることが記載されている（第８頁１１〜１７行）
　
　刊行物１０（特開昭５７−５３８０号公報）には、ファイバレンズと、そのファイバレンズをダイオードレーザの出射面に近接して設置した構成が記載されている（第７，８，１０，１２図など）。
　
（４）判断
ａ．申立人小林敏樹が主張する本件訂正前の請求項１１が特許法第１８４条の１４（平成５年法）の規定に違反しているとの取消理由及び申立人三菱化学株式会社が主張する本件訂正前の請求項１１が特許法第３６条第６項第１号の規定を満たしておらず、また、本件訂正前の明細書が特許法第３６条第４項第１項に規定する要件を満たしていないとの取消理由については、訂正請求によって訂正前の請求項１１が削除されたことにより、理由のないものとなった。
　
ｂ．特許法第２９条に係る申立人小林敏樹の主張についての判断
　本件発明１と刊行物１に記載された発明を比較するに、刊行物１のものは、９７５ｎｍでの反射率が〜６４％で反射帯域が０．０８ｎｍのファイバ回折格子をダイオードレーザの出力面から３ｍの距離に設けることにより、コヒーレンス崩壊を起こし、波長安定化されたスペクトルを出力し、これをファイバ増幅器のポンプ光源として用いるものであるから、両者は、ともに「ファイバ増幅器を光学的に励起する複数の縦モードを有する安定したレーザ源を発生する装置であって、実質的に単一の空間モードで光を放出し、ダイオードレーザ型共振器及び当該ダイオードレーザ共振器の一方の先端を定める出力面を有し、レーザ型共振器内において縦モードでレーザ光を放出するダイオードレーザと、該ダイオードレーザ型共振器に結合する光ファイバと、該光ファイバの導波部分にダイオードレーザに光学帰還し得る反射帯域幅を有するブラッグ式ファイバ回折格子と、で構成され、複数の縦モードに対して該ファイバ回折格子の帯域幅内で動作してダイオードレーザにコヒーレンス崩壊を誘発することにより、ファイバ回折格子が存在しない場合に生じるモード変動ノイズが低減するように、光ファイバ導波部分のファイバ回折格子と出力面とを充分の距離を保つべく位置せしめ、前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射する装置。」の発明である点で一致すると認められるものの、本件発明１は、ダイオードレーザからの光を焦点調整手段によって光ファイバに導き、ファイバ回折格子が反射した残りの光をファイバ増幅器に伝搬するものであるのに対し、刊行物１の光ファイバは、レーザダイオードからの光の一部だけをファイバ回折格子に伝搬するものであり、また、そのファイバ回折格子は、伝搬された光の大部分を反射するものであって、本件発明１のように、ファイバ格子を通過した光でファイバ増幅器を励起することについては記載も示唆もない。
　したがって、本件発明１について、刊行物１に記載された発明に基いて当業者が容易に発明できたとすることはできない。
　また、本件発明２ないし１２に係る発明は、本件発明１が有する全ての事項を含んで構成されるものであるから、刊行物２ないし５に記載の事項を参照しても、刊行物１に記載された発明に基いて当業者が容易に発明できたということはできない。
　
ｃ．特許法第２９条に係る申立人三菱化学株式会社の主張についての判断
　本件発明１と刊行物６に記載された発明を比較するに、刊行物６には出力周波数が安定化された半導体レーザが記載され、光輝反射格子が本件発明１のブラッグ式ファイバ回折格子に相当しているものと認められ、また、半導体レーザと光輝反射格子の距離は明示されていないものの、同様の構成が示される刊行物７にはこの距離が２ｍと記載され、この距離は、本件特許公報第５頁第１０欄第１７〜１８行に記載される「ファイバ回折格子はダイオードレーザの前面から少なくとも５０ｃｍ距離を置いて配置される」との要件を満たしているから、両者はともに「安定したレーザ源を発生する装置であって、実質的に単一の空間モードで光を放出し、ダイオードレーザ型共振器及び当該ダイオードレーザ共振器の一方の先端を定める出力面を有し、レーザ型共振器内において縦モードでレーザ光を放出するダイオードレーザと、該ダイオードレーザ型共振器に結合する光ファイバと、前記ダイオードレーザからの光を前記光ファイバへ導く手段と、該光ファイバの導波部分にダイオードレーザに光学帰還し得る反射帯域幅を有するブラッグ式ファイバ回折格子と、で構成され、ファイバ回折格子が存在しない場合に生じるモード変動ノイズが低減するように、光ファイバ導波部分のファイバ回折格子と出力面とを充分の距離を保つべく位置せしめた装置。」の発明である点で一致するものと認められる。
　一方、次の点で相違する。
・本件発明１は、「ファイバ増幅器を光学的に励起する複数の縦モードを有する」ものであるのに対し、刊行物６には、このような記載がない点。
・本件発明１は、前記光ファイバが前記ダイオードレーザからの光を前記ファイバ増幅器に伝搬するものであるのに対し、刊行物６においては、ダイオードレーザからの光が前記光ファイバ側から出力されるとの記載がなく、また、その出力光がファイバ増幅器に伝搬されるとの記載もない点。
・本件発明１は、レーザダイオードからの光を前記光ファイバへ導く焦点調整手段を有しているのに対し、刊行物６にはこの点についての記載がない点。
・本件発明１は、複数の縦モードに対して該ファイバ回折格子の帯域幅内で動作してダイオードレーザにコヒーレンス崩壊を誘発するものであるのに対し、刊行物６には、この点についての記載がない点。
・本件発明１は、前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用するとされているのに対し、刊行物６にはこのような記載がない点。
　そこで、上記相違点について検討するに、刊行物６には、「数々の用途に対して、レーザの出力は、周波数安定化、即ち、この種出力は単色性であるか、或いは可能な限り単色性であることが望ましい。この見地からして、特に、例えば駆動電流の変調の結果の様なレーザ駆動用供給電力の変化で各種長手モード間、即ち周波数間でジャンプを生じる傾向のある半導体レーザに関して、この目的達成のために各種の試みが提案されている。然し、図面を参照して後述するこれらの試案は、これも後述する様な若干の欠点に悩まされている。[発明が解決すべき問題点]従って、先行技術の欠点を除去することが本発明の一般的な目的である。」（第１頁右下欄第５〜１７行）と記載されているように、刊行物６では駆動電流を変調するような用途が想定されており、この出力をファイバ増幅器の励起に使用することについては記載も示唆もない。
　また、刊行物６と同様な構成が示されている刊行物７においては、コヒーレントシステムにおいて使用されるものである旨記載され、得られたスペクトルもそのFig.2に示されるように単一のものであって、複数の縦モードを有しているものではなく、これが本件発明１のようなファイバ増幅器を光学的に励起する複数の縦モードを有するものを示唆しているとはいえない。
　したがって、刊行物６の出力周波数安定化半導体レーザにおいても、本願発明１のようなファイバ増幅器を光学的に励起する複数の縦モードを有するものが示唆されているとはいえず、さらには「複数の縦モードに対して該ファイバ回折格子の帯域幅内で動作してダイオードレーザにコヒーレンス崩壊を誘発」し、「前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用する」という事項が示唆されているともいえない。
　以上のとおりであるから、本件発明１について、刊行物６に記載されたものであるとはいえず、また、刊行物７ないし１０を参照しても、上記の相違点について本件発明１のようにすることが示唆されているとはいえず、刊行物６ないし１０に基いて本件発明１を当業者が容易に発明できたものであるということはできない。
　また、本件発明２ないし１２に係る発明は、本件発明１が有する全ての事項を含んで構成されるものであるから、同様な理由により刊行物６ないし１０に記載された発明に基いて当業者が容易に発明できたということはできない。
　
４．むすび
　以上のとおりであって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、訂正後の本件請求項１ないし１２に係る発明の特許を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１６年３月５日（２００４．３．５）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
ファイバ回折格子安定化ダイオードレーザ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
ファイバ増幅器を光学的に励起する複
し、前記ダイオードレーザからの光を前記ファイバ増幅器に伝搬する光
前記ダイオードレーザからの光を前記光ファイバへ導く焦点調整手段と、
前記ファイバ回折格子は、コヒーレンス崩壊を維持するために十分な前記ダイオードレーザからの光の一部を反射し、残りの光はファイバ増幅器へ伝搬していくことにより、使用可能なパワーを最大限活用する
　【請求項２】請求項１記載の複数の縦モードを安定して発生せしめる装置において、希土類元素をドープして得られるファイバ増幅器を用いる際にポンプ型システムの動作で発生するノイズ、モード変動ノイズ及び波長の揺らぎを抑え得るため、ダイオードレーザが複数の縦モードのレーザを誘発し、コヒーレンス崩壊を動作するファイバ回折格子を有することによって、縦モードに生じる変化に起因するノイズの発生を抑制することを特徴とする装置。
　【請求項３】請求項１又は２記載の複数の縦モードを安定して発生せしめる装置がピグテール式ダイオードレーザであることを特徴とする装置。
　【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ファイバ回折格子と出力面との距離がコヒーレンス長より大きいことを特徴とする装置。
　【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、焦点調整手段がダイオードレーザから光ファイバに直接レーザ光を放射するものであることを特徴とする装置。
　【請求項６】請求項５において前記焦点調整手段がレンズ手段からなることを特徴とする装置。
　【請求項７】請求項１乃至４の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、前記導出手段は、ダイオードレーザから放出される光の実質的な部分がファイバによって集められるように、ダイオードレーザの出射面に近接して光ファイバを配置して構成されることを特徴とする装置。
　【請求項８】請求項１乃至７の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ブラッグ式ファイバ回折格子は光ファイバの誘導モード部分の領域においてエッチング処理されていることを特徴とする装置。
　【請求項９】請求項１乃至８の何れかに記載の安定したレーザ源発生装置において、ダイオードレーザは９６０〜１１６０ｎｍの波長の光を放出することを特徴とする装置。
　【請求項１０】請求項１乃至９の何れかの記載において、ファイバ回折格子の有効反射率ＲｅｆｆはＲｅｆｆ＝η２Ｒｇであり、ここでηは光ファイバへのダイオードレーザ光学出力の結合効率で、Ｒｇはブラッグ式ファイバ回折格子のピーク反射率であり、かつ有効反射率はダイオードレーザの出射面の反射率より３〜４倍小さいことを特徴とする装置。
　
【請求項１１】
１０の
　
【請求項１２】
１１の
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
　本願発明は、例えば、固体ファイバ増幅器またはファイバレーザなどのレーザを光学的に励起するのに適した安定した光度と波長とを有する狭帯域幅で強力な光を放出する安定化レーザ源に関する。
発明の背景
　光ファイバ増幅器やレーザが急速に光通信システムの重要な構成要素になってきている。光ファイバ増幅器はファイバ・オプティック通信経路に沿って減衰した光信号を強めるのに用いられる。ファイバ・オプティック通信システムにおいてはこれらが取り扱いの容易でない電気中継器に取って代わり、本当の全ファイバの光通信システムの実現が可能になっている。同様に、ファイバ・オプティック通信システム用の光キャリア生成のために光ファイバのレーザが提案されている。これらのレーザは外部的に変調可能であったりモード固定可能であったりするが、場合によってはファイバ・オプティック通信システムの強力な光源としてダイオードレーザの代わりに用いられることもある。
　ファイバ増幅器及びレーザはいずれも似たような原理に基づいて動作する。光ファイバの導波部分の石英ガラスには、例えば、エルビウムなど希土類元素のイオンがドープされている。エルビウムイオンの励起状態の分布は誘導放出率が自然放出と吸収を超えた場合、エルビウムイオンのエネルギー構造ではおよそ１５３０〜１５６５ｎｍの波長を有する信号の光がファイバ内で増幅されるといった具合である。そうした状況において、光ファイバに入射する利得帯域幅内の光は純利得を得て、増大したパワーをもってファイバから出射することになる。例えば、ファイバの両端に適当な反射器を設置することによってファイバでこの増幅された信号を再循環させるような機構になっていれば、純利得が光学帯域幅内の光の損失と等しい場合にファイバでレーザ作用が発生する。いずれにおいても、エルビウムイオンを励起して利得が発生するのに適した励起状態にもっていくことが極めて重要である。これは波長が９８０ｎｍ近傍の光でエルビウムイオンを励起（ポンピング）することによって達成できるが、この光は光ファイバの導波部分に結合された強力ダイオードレーザから供給されるのが最も都合がよい。この部分の断面積が比較的小さければ確実に高光度にすることができ、そのため信号波長のかなりの利得を見込める。しかしながら、当業者は、そうした増幅器やレーザによって生成される信号の特性は、ファイバ自体を励起するのに用いられるダイオードレーザの性質によって大きく左右されることを認識するであろう。
　実際のシステムにおいては、ダイオードレーザは光学機械装置を用いて恒久的且つ強固にドープ処理されていない光ファイバに接続され、続いて光増幅器またはレーザのドープ処理されたファイバに接続される。ダイオードレーザ、光学機械装置及び光ファイバで構成される組立品をピグテール式ダイオードレーザと呼んでいる。現在、ピグテール式ダイオードレーザの多くは、ポンプ型システムでノイズを発生する波長や光度の不安定といった望ましくない特性を有している。波長９８０ｎｍのダイオードレーザにおける最も厄介なダイオードレーザのノイズ源は、ダイオードレーザへの好ましくない可変性の光学的帰還や温度または投入電流の変化によって発生するモード変動ノイズ及び波長の揺らぎである。このノイズは、光通信増幅信号のエラーを増大させ装置の実用性を落とすから、ファイバ増幅器においては特に好ましくない。
　そうしたダイオードレーザのノイズの影響を少なくする技術はいろいろある。例えば、ダイオードレーザ特性の揺れによって起きるファイバ増幅器の出力の変動を検出して正しい位相で信号をダイオードレーザに帰還し、レーザの揺れを減らす能動的な電気システムである。あいにく、この技術は増幅器のコストを上げると共にさらにそれを複雑なものにしてしまう。ダイオードレーザの揺れを減らす受動的な方法を用いるのが好ましい。一つの魅力的な解決法はポンプダイオードレーザにそれ自身の光の一部を帰還させることである。これらのレーザは光学的帰還に対して非常に反応しやすく、そうした帰還を正しく制御すればレーザ動作を向上させることができる。帰還は通常の場合、鏡や回折格子など外部反射器によってなされ、光を操作・誘導してダイオードレーザ共振器から出したりそこに戻したりするにはレンズなどの外部光学素子が必要である。外部光学素子や外部反射器はかなりコンパクトなものが多いが、そうしたシステムを調整するのは困難であると同時に費用もかかり、また機械的温度的安定性についてもファイバ増幅器やレーザに用いるには適当でないことが多い。ダイオードレーザの特性を制御するもっと堅固な技術が必要である。
発明の概要
　本願発明は、ピグテール式ダイオードレーザにブラッグ式ファイバ回折格子を用いてダイオードレーザ共振器への光学的帰還を行ない、そうすることによってダイオードレーザの周波数をファイバ回折格子の周波数に固定することによりレーザのモード変動による縦方向のノイズを減らすものである。ブラッグ式ファイバ回折格子は、ファイバに沿って伝播する或る特定の波長の光を反射する光ファイバの誘導モード部内か又はその近傍における屈折率変化の周期的構造である。反射光はファイバ内を入射光の方向とは反対の方向に伝播する。ダイオードレーザはブラッグ式ファイバ回折格子を備えるファイバにピグテールで接続され、しかも回折格子の帯域幅の中心がレーザの利得帯域幅以内であれば、ダイオードレーザの光のスペクトルに影響する。その影響の程は、回折格子の反射性の大きさや帯域幅、レーザに対する回折格子の中心波長、レーザと回折格子との間の間隔、ダイオードレーザへの投入電流の大きさなどのパラメータによって左右される。多くの場合、レーザの特性は、所定の応用装置によって改善させることができる。
　本願発明による装置は、ダイオードレーザ、光ファイバにレーザ光放出の焦点を合わせる手段、及び光ファイバの導波部内かまたはその近傍に形成される回折格子とで構成される。
　これらの態様の一つにおいて、本願発明は、非常に狭い帯域幅で複数の縦モードを有する安定したレーザ源を生成する装置からなり、その装置は実質的に単一の空間モードで光を放出するダイオードレーザからなる。光ファイバを設置し、そのファイバの一部分においてダイオードレーザの少なくとも一つのモードで誘導が可能である。ダイオードレーザから放出された光を光ファイバへと方向指示する手段を備える。ブラッグ式ファイバ回折格子は光ファイバの誘導モード部分の領域に形成されている。
図面の簡単な説明
　第１図は、先行技術でのファイバ増幅器に接続されたピグテール式ダイオードレーザの概略図である。第２図は、本願発明のピグテール式ダイオードレーザの概略図である。第３図は、先行技術のピグテール式ダイオードレーザと本願発明のピグテール式ダイオードレーザとの出力スペクトルの比較を表すグラフである。
発明を実施する為の最良の形態
　第１図は、先行技術によるピグテール式ダイオードレーザを含むファイバ増幅器１０を表す。光ファイバ１４は、増幅効果を得るためにエルビウム（数字１６で示す）でドープ処理され、そしてドープ処理されていないファイバ１３に連結されている。増幅効果はエルビウム原子をおよそ９８０ｎｍの光で励起することによって得られる。これは、オプトエレクトロニクス・カプラ１８を用いて９８０ｎｍの光源を透過ファイバ１５からの透過光（１５５０ｎｍ）を結合することによって達成される。
　９８０ｎｍの光源は先行技術においてはレンズ２３によってドープ処理されていないファイバ２４に結合されたレーザダイオード２２で構成されるピグテール式レーザダイオード２０によって提供される。先行技術におけるピグテール式レーザダイオードの限界については先に説明した。
　第２図は、本願発明によるピグテール式ダイオードレーザの概略図である。
　第３図は、先行技術のピグテール式ダイオードレーザと本願発明のピグテール式ダイオードレーザとの出力のスペクトルを比較するグラフである。
　第１図は、先行技術によるピグテール式ダイオードレーザを含むファイバ増幅器１０を表す。光ファイバ１４は、増幅効果を出すためにエルビウム（数字１６で示す）でドープ処理され、そしてドープ処理されていないファイバ１３に連結されている。増幅効果はエルビウム原子をおよそ９８０ｎｍの光で励起することによって得られる。これは、オプトエレクトロニクス・カプラ１８を用いて９８０ｎｍの光源を透過ファイバ１５からの透過光（１５５０ｎｍ）に結合することによって達成される。
　９８０ｎｍの光源は先行技術においてはレンズ２３によってドープ処理されていないファイバ２４に結合されたレーザダイオード２２で構成されるピグテール式レーザダイオード２０によって提供される。先行技術におけるピグテール式レーザダイオードの限界については先に説明した。
　第２図は、本願発明の好適な実施例によるピグテール式レーザダイオードを示したものである。ダイオードレーザ２６は単一空間モードで放射し、典型的にはＩｎＧａＡｓ半導体材から量子ウェルエピタキシャル型構造もしくは指数ガイド型構造によって製造される。ダイオードレーザは電流の投入によって励起するのが最も都合がよい。必要な特性を有するダイオードレーザが市販されている。
　ダイオードレーザ２６は前面２７から主として放射する構成になっている。拡散されたレーザ発散光２８は焦点調整システム３０によって光ファイバ３２の誘導モード部分に向けられるが、この光ファイバ３２は心線内にブラック式ファイバ回折格子を有する。好適な実施例の焦点調整システムでは、レーザダイオード出力をファイバ３２に焦点を合わせるために数字３６で表示したレンズ・システムからなっている。代替として、放射された光の実質的な一部分をファイバで集めるようにダイオードレーザの近傍にファイバを設置することもできる。
　光ファイバ３２は典型的にはファイバの光導特性の向上を図るため極微量の添加物を含有する石英ガラスから作られている。ファイバ回折格子３４はダイオードレーザに対して光学的帰還を行なう。このファイバ回折格子３４はリソグラフィ技術を用いてファイバ３４の誘導モード部分近傍をエッチングするか、もっと一般的には、高フルエンスの紫外線の周期的光度変動パターンにファイバを露光して作成できる。後者の技術を用いて回折格子を製造する場合、心線が回折格子を形成する紫外線に反応しやすくなるようにファイバの心線はゲルマニウム濃度を有しているのがよい。ファイバ３４はダイオードレーザの発光波長で単一または複数の空間モードを保持するものでもよい。ファイバ回折格子３４は最大反射率がダイオードレーザの発光波長の１０ｎｍ以内になるように選択されるが、その反射率はダイオードレーザの出射面の反射率と類似している。回折格子の反射率の帯域幅は典型的には０．０５ｎｍから１ｎｍである。レーザへの光学的帰還の量が或る特定の大きさ以上である場合、回折格子３４とレーザダイオード２６とが数百ミクロメートルから数キロメートル離して配置されていればシステムはうまく機能する。そのような構成を用いると、ダイオードレーザは固体増幅器やレーザを励起するのに適した向上した改善特性を有するようになる。
　ファイバ３４が捕える光は、ファイバの損失特性によって限定される以外、通常の場合ファイバを限りなく伝播していく。ブラッグ式ファイバ回折格子３４はこのファイバの誘導モード部もしくは心線の中に作られる。この回折格子は最大反射の波長がダイオードレーザの利得帯域幅以内になるように作られ、この回折格子はダイオードレーザの放射光の一部がファイバ及び焦点調整システムを通ってダイオードレーザに戻るように反射する。残りの光学出力はファイバ回折格子を通ってファイバをずっと伝わっていく。
　ダイオードレーザの光学出力の特性に対するファイバ回折格子の影響はファイバ回折格子から形成される結合された共振器の波長依存型損失を考慮することによって説明がつく。当業者であれば、ファイバ回折格子からの光学的帰還はファイバ回折格子の帯域幅内でレーザ共振器からの光の損失を低減するのに有効であることを認識するであろう。レーザは最低損失波長の近傍で優先的に動作することはよく知られている。従って、ダイオードレーザの波長をレーザのフリーランの値からファイバ回折格子の波長にシフトすることが可能である。このシフトは、回折格子からの反射率の大きさが十分である場合、ファイバ回折格子の波長がダイオードレーザの利得帯域幅内であれば、発生し得る、光学的帰還の条件外でのダイオードレーザの動作はレーザ共振器自体の影響によって複雑になることがあるが、それはレーザ共振器自体が半導体チップの端面で形成されている場合である。
　本願発明の好適な実施例においては、回折格子の反射率並びに波長は、ダイオードレーザ共振器からの広帯域幅帰還がファイバ回折格子からの帰還より大きくなるように、選択される。この状況において、ファイバ回折格子からの帰還はダイオードレーザ共振器内で形成されるコヒーレントな電界の摂動としての働きをする。この摂動はダイオードレーザ発光のコヒーレンスを破る働きをし、それによって発光帯域幅が数桁分広がり、その結果第３図の曲線Ａで示すような分光分布になる。ブラッグ式ファイバ回折格子はダイオード共振器の出力を回折格子の固定波長に固定すると共に外部共振器の複数の縦モードをその波長を中心として設定するのに有効である。この複数の縦モードがあることによってダイオードレーザのモード変動ノイズが低減する。これは、ダイオードレーザのコヒーレンス崩壊と呼ばれる。さらに、発光の中心波長は依然としてフイバ回折格子からの最大反射の波長の近傍値のままである。ダイオードレーザはこのように回折格子の帯域幅内で動作すべく制約されるので、温度や電流の変化が原因でダイオードレーザの波長が大きく揺れることがない。さらに、レーザはファイバ回折格子を越えて配置される反射型構成要素からの外来的な光学的帰還によって摂動を起こされることはないが、それはその外来的な光学的帰還がファイバ回折格子による光学的帰還より小さいことを前提とした場合である。
　本願発明のよるダイオードレーザには、フリーラン型のダイオードレーザに見られるようなレーザ共振器の単一縦モードの遷移がない。そうした遷移は遷移期間中２つのモード間の競合によって引き起こされるダイオードレーザ出力の光度が大きく揺れる原因となる。そうしたモードの遷移は、例えば、レーザの投入電流や温度の変化が原因で起こり、光学増幅器やファイバレーザの動作を害する。本願発明の光学的出力は外部共振器の２０以上の縦モードからなる。これらのモード間の光学的出力の振り分けが変化することがあるが、単一モード、フリーラン型のダイオードレーザに比べるとレーザ光度の揺れは遥かに小さい。
　ダイオードレーザ・システムのファイバの先端からの出力パワーはファイバ内の回折格子の存在によってほんのわずかな影響しか受けない。反射の弱い回折格子では、ファイバからの出力パワーはおよそ（１−Ｒｇ）だけ低下する。ここで、Ｒｇは回折格子の最大反射率である。レーザのしきい値での投入電流は回折格子があることによってわずかに低下する。この影響によってファイバからの出力パワーが上がるので前述のパワーの低下が取り消される。
　本願発明の範囲は，ファイバ回折格子がダイオードレーザからの任意の長さであるようなシステムからなる。但し、この長さはダイオードレーザの動作に影響する。レーザ発光のコヒーレンス崩壊を確実に保持するため、ファイバ回折格子はダイオードレーザの前面から十分に光学距離を置いたところに配置されている。この距離は、前述した光学的帰還の条件下でダイオードレーザのコヒーレント長よりはるかに長くなければならない。そうすることでファイバ回折格子からの光学的帰還がインコヒーレンスを維持し、それ故にコヒーレンス崩壊の状態を維持するレーザが保証される。回折格子がダイオードレーザの数センチメートル以内に配置されると、ファイバ回折格子からの帰還はレーザ共振器内部の電界とコヒーレントになることがあり、その結果ダイオードレーザが非常に狭い線幅で動作することになる。応用分野によってはそうした放射が非常に有効であるが、ファイバ増幅器やレーザを励起するのに用いるには安定性に欠ける。それはレーザの動作特性が変化するとレーザ共振器のモード遷移ノイズが発生するためである。さらに、ダイオードレーザのコヒーレンスからインコヒーレンスの動作への遷移を避けられないので光度の揺れを生じることになり、ファイバ光学増幅器及びレーザの動作を害する。
　本願発明は、低複屈折の光ファイバを用いており、これは応力が与えられると誘導領域の電磁界の極性を維持することができない。従って、例えば、ファイバが曲がって応力を受けると、ファイバ内を伝播しかつ反射されてダイオードレーザに戻る光の偏りは、レーザから放出される光のそれとは異なる偏光状態にある。ダイオードレーザは異なる偏光の光学的帰還に対しては有効に反応しないから、ダイオードレーザ・システムの特性は最適ではないかもしれない。しかしながら、共振器の長さが数メートル以下で湾曲の半径が１０ｃｍ以上の長さであれば、一般的にレーザシステムの特性は先に述べた改善を達成するのに依然として十分である。従って、本願発明では光学的帰還の偏光を制御する対策を講ずる必要がない。
　本願発明の好適な実施例においては、応力変形層ＩｎＧａＡｓ多量子ウェルダイオードレーザを効率６０％の非球面レンズシステムを有する光ファイバに結合させている。効率は６０％である。レーザは一般的に９６５〜１０２５ｎｍで光を放出する。ファイバ回折格子は反射の帯域幅が０．２〜０．３ｎｍで最高反射率はおよそ３％である。従って、ファイバ回折格子からみた有効反射率Ｒｅｆｆは一般的に以下のようになる。Ｒｅｆｆ＝η２Ｒｇここで、ηは単一のダイオードレーザから光ファイバへの光の結合効率で、Ｒｇはファイバ回折格子の最大反射率である。例えば、この特定値に対して、（０．６）２（３％）＝１．０８％が成り立つ。これに対してダイオードレーザの前面は、公称反射率４％である。この程度の光学的帰還は、十分な光がファイバ回折格子を通過できると共にダイオードレーザのコヒーレンス崩壊を保持するのに十分であるから、使用可能なパワーを最大限活用する。回折格子の反射率の波長は名目上ではダイオードレーザの波長の１０ｎｍ以内である。回折格子は長さ１〜２ｍｍである。レーザ放射のコヒーレンス崩壊の保持を確実にするために、ファイバ回折格子はダイオードレーザの前面から少なくとも５０ｃｍ距離を置いて配置される。レーザシステムのコヒーレンスを保持するのが望ましければ、ファイバ回折格子はダイオードレーザの出射面に極力近づけて配置すべきで、数センチメートル以上の距離を置くべきではない。
　好適な実施例における光ファイバからの出力パワーは最高で数パーセント低下する。最高反射率が３％のファイバ回折格子を備えるファイバでピグテールにした１５０Ｍｗのダイオードレーザは、実験上の不確実さの範囲ではファイバからの出力パワーが９０Ｍｗを越えることがあり、それは回折格子を有しないファイバからの出力パワーとほぼ同じである。
　第３に本願発明の光学的出力のスペクトルを示す。この図から解かるように、曲線Ｂはファイバ回折格子を有しない９８０ｎｍのＩｎＧａＡｓピグテール型ダイオードレーザの出力スペクトルである。広帯域幅の外部反射器からダイオードレーザへおよそ０．５％の帰還があり、それが原因でレーザの波長が不安定になる。曲線Ａにおいて、ダイオードレーザは同じ条件で動作しているが、最高反射率３％、帯域幅０．３ｎｍのファイバ回折格子がある。出力スペクトルの向上は明らかである。本願発明の出力はレーザダイオードの投入電流や温度が大きく変化した場合でも安定している。
　従って、場合によってはレーザダイオードの温度制御が不要になり、引いてはレーザの冷却器や関連制御電子装置が不要になる。レーザの温度の制御に要するパワーもその分低下する。
産業上の利用可能性
　以上のように本願発明は非常に安定した強力な光の放出源を提供するものであり、そうした放出源を用いて励起しなければならない光学増幅器やレーザの特性及び安定性を向上させることが今や明らかである。
　好適に実施例については第１図を参照したファイバ増幅器との使用において説明したが、これは当業者であれば、ファイバレーザとの組み合わせでも使用できることを認識するであろう。