【事件の表示】
　平成１１年特許願第２０７０７７号「分布帰還型半導体レーザ」拒絶査定不服審判事件〔平成１３年　２月　９日出願公開、特開２００１−　３６１９２〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　本件審判の請求は、成り立たない。
【理　由】
第１　手続の経緯・本願発明
　本願は、平成１１年７月２２日の特許出願であって、平成１５年１月７日付で拒絶査定がなされ、これに対し、同年２月２０日に拒絶査定に対する審判請求がなされたものである。
　そして、請求項１乃至請求項１０に係る発明は、願書に添付した明細書及び図面、並びに平成１４年１１月２５日付の手続補正書の記載からみて、特許請求の範囲の請求項１乃至請求項１０に記載された事項により特定されるとおりのものであるところ、その請求項１に係る発明（以下「本願発明１」という。）は、次のとおりである。
「周期的に屈折率が変化する導波路を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、
　主光出力を得る側を前記レーザ素子前方とした場合、前記レーザ素子の中央より前記レーザ素子後方側の位置に位相シフトを有し、前記レーザ素子前方側から前記レーザ素子後方側にかけて結合係数が連続的に大きくなっている回折格子が形成されていることを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。」
　
第２　引用例
　これに対して、原査定の拒絶の理由に引用した本願出願前に日本国内において頒布された刊行物である特開平１１−１６３４６４号公報（以下「引用例」という。）には、図面とともに次の事項が記載されている。
「【０００８】
　また、ＡＲ−ＡＲコーティングのλ／４位相シフトＤＦＢレーザにおいても、前方光出力と後方光出力を異ならせようとする研究がなされている。例えば、Asymmetric λ/4-Shifet InGaAsP/InP DFB Lasers M.Usami et.(IEEE J. Quantum Electron., QE-23, p.815〜821，１９８７年６月) では、共振器軸方向の中央からλ／４位相シフト点を前方にずらすことにより、それ程シングルモード性を損なわずに前方光出力を向上させる方法を開示している。」、
「【００１１】
　図９に示すλ／４位相シフトＤＦＢレーザの特徴的なとことは、回折格子２の山の高さをλ／４位相シフト位置から前方側では低くし、後方側では高くしている点である。この回折格子２を形成した基板１の上には、厚さが100nm でバンドギャップ波長が1.15μmの(1.15μm 組成の) ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３、活性層、ｐ−ＩｎＰクラッド層５が積層される。近年では、活性層にＳＣＨ−歪ＭＯＷ層４が用いられる。ＳＣＨとは、Separate Confinement Heterostructureの略であり、歪ＭＱＷの両側にＩｎＧａＡｓＰ層が設けられて光閉じ込め効果を有しており、ＭＯＷとは、Multi-Quantum Wellの略であり、多重量子井戸構造と呼ばれるものである。
【００１２】
　このような回折格子を有した光導波路では、共振器軸方向に等価屈折率が例えば、 n =n0+n1・cos( ２β0z+ Ω) のように周期的に変動している。ここで真空中の光の波数をk0とおいて、κ =k0n1/2  と定義されるκを結合係数と呼ぶ。図９に示すレーザは、λ／４シフト点の前後で結合係数κを変化させるために、回折格子の高さを変化させている例であるが、結合係数κを変化させるために回折格子のデューティを変える構成のものもある。」、
「【００４８】
【発明の実施の形態】実施形態１．以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１を説明するための分布帰還型半導体レーザの構造を示す断面図であり、従来の分布帰還型半導体レーザの図９と対応する図である。図１において、１はｎ型ＩｎＰ基板、２は回折格子、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層、４はＳＣＨ−歪ＭＱＷ層（活性層）、５はｐ−ＩｎＰクラッド層、６はｐ−コンタクト層、７はｐ側電極、８はｎ側電極、９はＡＲコーティング膜を示す。
【００４９】
　図１に示すように、本発明の実施形態１では、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に、回折格子２が設けられ、その上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３，活性層４，ｐ−ＩｎＰクラッド層５が設けられている。回折格子２には、共振器長ＬをＬ1 とＬ2 に分ける点に、λ／４の位相シフト点が設けられている。ここでＬ1 側を後方，Ｌ2 側を前方とし、後方側の結合係数をκ1 ，前方側の結合係数をκ2 とすると、回折格子２は、 κ1 ＞κ2 ，  L1＜L2  であり、且つ  κ1L1 ＞κ2L2 の条件を満たすように形成されている。
【００５０】
　活性層４は、バルクでも構わないが光出力特性に優れたＳＣＨ−歪ＭＱＷ層４が望ましい。またｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３とＳＣＨ−歪ＭＱＷ層４との間には、歪ＭＱＷの結晶性を向上させるために、ｎ−ＩｎＰスペーサを挟んでも良い。この活性層４は、横幅を1.5μm 程度とし、その両サイドに電流ブロック層を設けたＢＨ(Buried Heterostructure)構造とするのが望ましい。そして、活性層４，ＢＨ構造の上部には、ｐ−コンタクト層６を積層して、ｐ側電極７を形成し、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面にはｎ側電極８を形成し、また両端面には反射率が２％以下のＡＲコーティング膜９を設けた構造としている。
【００５１】
　このような構造とすることにより、前方の光出力を後方の光出力より大きくすることができ、且つ良好な閾値利得差を得ることができるようになる。すなわち前方の光出力をＰf ，後方の光出力をＰr としたとき、Pf/Prがおよそexp(a(κ1L1−κ2L2)) になる。κL=1.8 の対称型λ／４シフトレーザを基準に考えて、非対称にしていった場合、上式の中のａは約2.2 である。
【００５２】
　対称型λ／４シフトＤＦＢレーザにおいても端面の残留反射により、端面位相によっては前方／後方比が１ではなくなるため、実際に製造するときのチップ選別工程において、両端面から光出力を測定して、大きいパワーの出る方を前方とする工程が必要であり、チップの選別工程が均一グレーティングＤＦＢレーザより長くなる。従ってλ／４シフトＤＦＢレーザにおいて、決まった一方の端面からの光出力を大きく出来ることは、チップ選別工程を短縮する上からも有効である。
【００５３】
　従って図１に示すような非対称型λ／４シフトＤＦＢレーザにおいて、端面位相による前方後方出力比のバラツキを上回って、必ず一方からの出力を大きくさせるためには、設計上最低1.2 倍の前方後方比を持たせる必要がある。この要求は、κ1L1−κ2L2 ＞0.1 を満たすように回折格子を形成すれば良い。
【００５４】
　一方、前方後方比を際限なく大きくすることはできない。ＡＲ−ＡＲコーティングを前提としている以上、前方後方比の比率で両端面近傍の光のパワー密度は異なっている。この比率が大きいと、スペーシャルホールバーニングによりキンク(kink)が発生する。これを防ぐためには前方後方出力比を１０倍以上にすることはできない。 従ってκ1L1-κ2L2 ＜１  を満たす必要がある。また、良好な閾値利得差と余裕のある製造トレランスを得るためには、L1/(L1+L2)＞0.1 を満たしておいた方が良い。
【００５５】
　また、残留反射による端面位相の影響は、閾値利得差，前方後方比などに及ぶので、端面反射率は出来れば0.5 ％以下に抑えるのが良い。そうすれば全ての端面位相で良好な閾値利得差が得られ、シングルモード歩留まりは、理論的には、100 ％となる。
【００５６】
　上述の実施形態１の説明では、活性層４の下に回折格子２のある下グレーティング構造について述べたが、上グレーティングでも、また活性層の横にグレーティングのある構造でも良い。また上述の実施形態１の説明では、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰの界面を波打たせることにより回折格子を形成しているが、ＩｎＰの中に飛び飛びにＩｎＧａＡｓＰを形成する方法で回折格子を形成することとしても良い。また上述の実施形態１の説明では、基板の導電型をｎ型としているが、勿論ｐ型でも構わないし、その素材もＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系以外の、例えばＩｎＧａＡＩＡｓ系などの半導体材料でも構わない。また、このような分布帰還型半導体レーザを変調器などと集積化することも可能である。
【００５７】
　なお、最初に必要な条件として、κ1 ＞κ2 ，  L1＜L2， κ1L1 ＞κ2L2 という３つの条件を挙げているが、κ1 ＞κ2 は他の２つの条件より導けることから、必要条件としては、L1＜L2， κ1L1 ＞κ2L2 の２つの条件で十分である。但し、ここで言うκ1 ，κ2 はそれぞれ結合係数の平均値であり、本明細書で使用するκは、結合係数又は結合係数の平均値を言うこととする。κがもう少し細かく変化するときの場合に拡張すると、その条件は、L1＜L2　と、  ０からL1までのκの積分値＞L1からL までのκの積分値、となり、積分形式で一般化することもできる。
【００５８】
　すなわちλ／４位相シフトＤＦＢレーザの前方光出力を向上させる目的で前方後方非対称構造とする場合、κを非対称とする場合でもＬを非対称とする場合でも、対称なλ／４位相シフトＤＦＢレーザよりシングルモード歩留りが悪化する。具体的には閾値利得差Δαが対称なλ／４位相シフトＤＦＢレーザより悪化し、光のフィールド分布も大きくなるため、キンクが生じたりサイドモード抑制比(SMSR)が悪化し、通信用途では雑音が大きく使用できなくなる。本実施形態１では、前方光出力を向上させるため、κ1L1 ＞κ2L2 とするが、且つ　L1＜L2　とすることで、良好な閾値利得差を得ることができ、最適ポイントでは、対称なλ／４位相シフトＤＦＢレーザより大きな閾値利得差Δαを得ることができ、且つフィールドの強度分布を一様にさせることとしたものである。このことにより本実施形態の分布帰還型半導体レーザは、従来のλ／４位相シフトＤＦＢレーザに比べ、サイドモード抑圧比、キンク歩留まり、単一軸モード歩留まりが向上し、全体で従来３０％程度であった歩留まりを７０％程度に向上させることができるようになる。
【００５９】
　実施例１．次に本発明の実施例１を図１を参照して説明する。図１に示すように本実施例１の分布帰還型半導体レーザは、（１００）の面方位のｎ型ＩｎＰ基板１の上に、［０１１］方向に波打っている回折格子２が形成されているものとする。この回折格子２のピッチは、1.3μm 帯ＤＦＢレーザでは203nm 、1.55μm帯のＤＦＢレーザでは243nmとする。 共振器長Ｌは450μmとし、この後端面側からL1=171μmの位置に、λ／４位相シフトが設けられている。従ってこの位相シフト位置から前端面までの距離は、L2=l79μmで、L1/(L1+L2)=L1/L=0.38  としている。
【００６０】
　回折格子２の高さは、後方側で45nm，前方側で15nmとする。この回折格子２の上には、厚さが100nm で1.15μm組成のｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層３と、ＳＣＨ−歪ＭＱＷ層４が形成され、ｐ−ＩｎＰグラッド層５が積層されている。ＳＣＨ−歪ＭＱＷ層４は、５層の圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層と、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層からなる応力歪補償型の歪ＭＱＷである。圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層の厚さを4.5nm 、引っ張り歪ＩｎＧａＡｓＰバリア層の厚さを10nmとする。
【００６１】
　このような層構造において結合係数を、後方部，前方部それぞれにおいて、 κ1 L=3.3 、κ2 L=1.1 とすると、前方後方出力比は Pf /Pr =　4 となり、閾値利得差ΔαＬは、ΔαL=0.76と十分大きな値が得られる。この構造のＤＦＢレーザと同じ閾値利得が得られる対称型λ／４シフトＤＦＢレーザを考えると、κL=1.8とした場合、ΔαL=0.73となるので、対称型λ／４シフトＤＦＢレーザより良い閾値利得差が得られることが解る。」
　
第３　対比・判断
　本願発明１と引用例記載の発明とを対比すると、
（１）上記引用例の記載事項「回折格子を有した光導波路では、共振器軸方向に等価屈折率が例えば、 n =n0+n1・cos( ２β0z+ Ω) のように周期的に変動している」によれば、引用例記載の発明は、周期的に屈折率が変化する導波路を有する分布帰還型半導体レーザを前提としていることは明らかであり、
（２）上記引用例の記載事項「このような層構造において結合係数を、後方部，前方部それぞれにおいて、 κ1 L=3.3 、κ2 L=1.1 とすると、前方後方出力比は Pf /Pr =　4 となり」によれば、引用例記載の発明において、図１の Pf 側が、光出力が大きい側、つまり主光出力を得る側がレーザ素子前方であることは明らかであり、
（３）上記引用例の記載事項「回折格子２には、共振器長ＬをＬ1 とＬ2 に分ける点に、λ／４の位相シフト点が設けられている。」及び図１から、引用例記載の発明は、前記レーザ素子の中央より前記レーザ素子後方側の位置に位相シフトを有しているので、
　両者は、「周期的に屈折率が変化する導波路を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、
　主光出力を得る側を前記レーザ素子前方とした場合、前記レーザ素子の中央より前記レーザ素子後方側の位置に位相シフトを有し、前記レーザ素子前方側から前記レーザ素子後方側にかけて結合係数が大きくなっている回折格子が形成されている分布帰還型半導体レーザ」である点で一致し、次の点で相違している。
［相違点］
　本願発明１では、レーザ素子前方側から前記レーザ素子後方側にかけて結合係数が連続的に大きくなっているのに対し、引用例記載の発明では、レーザ素子前方側から前記レーザ素子後方側にかけて結合係数が段階的に大きくなっている点
　以下、上記相違点につき検討する。
　従来、位相シフトを有する分布帰還型半導体レーザにおいて、段階的に設定された結合係数（結合定数）をなめらかに変化、つまり連続的に変化させることは、慣用された技術手段（例、特開平２−２８０３９４号公報）第３頁上欄参照）であるばかりか、上記引用例の記載、
「【請求項８】回折格子上にλ／４の位相シフト点を有する分布帰還型半導体レーザにおいて、周期又は位相差を異ならせた複数のグレーティングの組合せにより、結合係数が共振器軸方向で変化する回折格子を備えたことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
【請求項９】請求項８に記載の分布帰還型半導体レーザにおいて、
前記複数のグレーティングの各周期は一定とし、前記共振器軸方向の所定領域ごとそれぞれのグレーティングの位相差を変化させ、
前記回折格子の結合係数を前記共振器軸方向で段階的に変化させる
【請求項１１】請求項８に記載の分布帰還型半導体レーザにおいて、
前記複数のグテーティングの周期をそれぞれ僅かに異ならせ、
結合係数が前記共振器軸方向に連続的に変化する回折格子
　そして、本願発明１の奏する作用効果は上記引用例記載の発明及び慣用技術から当業者が予測できる範囲のものである。
　
第４　むすび
　したがって、本願発明１は、引用例記載の発明及び慣用技術に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、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。
　よって、請求項２乃至請求項１０に係る発明について検討するまでもなく結論のとおり審決する。