【手続補正書】
【提出日】平成30年10月4日(2018.10.4)
【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】
原料棒から単結晶を育成する単結晶育成装置において、
レーザ電源を有し、前記レーザ電源が供給した電力に基づいて、単一の半導体レーザ光を出射する半導体レーザ装置と、
前記単一の半導体レーザ光をＭ本に分割するレーザ光分割装置と、
前記Ｍ本の半導体レーザ光を原料棒に向けて照射するレーザ照射ヘッドと
を備える単結晶育成装置。
【請求項２】
Ｍ個の入射口とＭ個の出射口を有し、前記Ｍ個の入射口には、前記レーザ光分割装置から前記Ｍ本の半導体レーザ光が入射し、前記Ｍ本の半導体レーザ光を前記レーザ照射ヘッドに前記Ｍ個の出射口から出射するＭ本の光ファイバをさらに備え、
前記レーザ光分割装置は、
前記半導体レーザ装置からの前記半導体レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、
前記半導体レーザ光をＭ本の半導体レーザ光に分割する複数の分割ミラーと、
前記Ｍ本の半導体レーザ光のレーザ光強度を等しくする複数の減衰ミラーと、
前記Ｍ本の半導体レーザ光を前記Ｍ本の光ファイバに集光する集光レンズと
を有する請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項３】
前記半導体レーザ装置は、Ｎ個の半導体レーザ素子を有し、
前記Ｎ個の半導体レーザ素子はそれぞれ、第１方向に幅Ｗ１を有し、且つ、前記第１方向にピッチ間隔Ｐ１で列状に配列したＬ個の発光点を含む半導体チップを有し、
前記Ｎ個の半導体レーザ素子は、前記第１方向に垂直な第２方向にずれて配置する
請求項２に記載の単結晶育成装置。
【請求項４】
前記Ｎ個の半導体レーザ素子は、前記第１方向にずらした階段状に配置し
前記Ｎ個の半導体レーザ素子が出射するそれぞれの前記半導体レーザ光を予め定められた方向に反射させる反射ミラーを有する
請求項３に記載の単結晶育成装置。
【請求項５】
前記Ｎは、
｛（Ｎ−１）×Ｐｃ＋Ｈ１｝×θｖ≦λｃ×θｆ
を満たし、
Ｐｃは、前記Ｎ個の半導体レーザ素子の前記第２方向のピッチ間隔を示し、
Ｈ１は、前記発光点の前記第２方向の高さを示し、
θｖは、前記半導体レーザ光の前記第２方向の拡がり角を示し、
λｃは、前記光ファイバのコア径を示し、
θｆは、前記光ファイバの拡がり角を示す
請求項４に記載の単結晶育成装置。
【請求項６】
前記Ｌは、
｛（Ｌ−１）×Ｐ１＋Ｗ１｝×θｌ≦Ｍ×λｃ×θｆ
を満たし、
θｌは、前記発光点の前記第１方向の拡がり角を示す
請求項４に記載の単結晶育成装置。
【請求項７】
前記コリメータレンズは、
前記半導体レーザ光を、前記第１方向から見て、前記第２方向に垂直な光に変換するシリンドリカルレンズと、
前記半導体レーザ光を、前記第２方向から見て、前記第１方向に垂直な光に変換するレンズアレイと
を有する
請求項３から６のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項８】
前記複数の分割ミラーは、
前記Ｍ本の半導体レーザ光のそれぞれにおいて、前記発光点から前記集光レンズまでの光路長が一定な距離になるように配置する
請求項３から７のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項９】
前記複数の分割ミラーは、
前記複数の分割ミラーにおける第一方向のそれぞれの間隔をＤとすると、
Ｄ＝ｎ×｛（Ｌ−１）×Ｐ１＋Ｗ１｝／Ｍ
を満たし、
ｎは整数である
請求項３から８のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１０】
前記複数の分割ミラーは、
前記半導体レーザ装置の出射する前記半導体レーザ光を、前記第１方向においてＭ本の半導体レーザ光に分割し、
前記第１方向において、中心に位置する前記半導体レーザ光よりも、前記第１方向の正側に位置する前記半導体レーザ光を反射する前記複数の分割ミラーは、前記半導体レーザ光の進行方向に対して略４５度、前記第１方向の負側に傾いた垂直軸を有するミラー反射面を有し、
前記第１方向において、中心に位置する前記半導体レーザ光よりも、前記第１方向の負側に位置する前記半導体レーザ光を反射する前記複数の分割ミラーは、前記半導体レーザ光の進行方向に対して略４５度、前記第１方向の正側に傾いた垂直軸を有するミラー反射面を有する
請求項３から９のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１１】
前記複数の分割ミラーは、
前記半導体レーザ光の進行方向に対して略４５度、前記第１方向の正側又は負側に傾いた垂直軸を有するミラー反射面を有し、
前記半導体レーザ装置の出射する前記半導体レーザ光を、前記第１方向の正側又は負側方向に出射するＭ本の半導体レーザ光に分割する
請求項３から９のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１２】
前記複数の分割ミラーは、前記半導体レーザ光の進行方向に対する前記垂直軸の角度を変更することなく移動するアクチュエータを有する
請求項１０又は１１に記載の単結晶育成装置。
【請求項１３】
前記複数の分割ミラーは、斜辺の長さがＴである三角柱形状を有し、前記三角柱形状の斜面にミラー反射面を有する
請求項２から９のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１４】
前記斜辺の長さＴは、
Ｔ＝｛（Ｌ−１）×Ｐ１＋Ｗ１｝×√２／Ｍ
を満たす
請求項１３に記載の単結晶育成装置。
【請求項１５】
前記複数の減衰ミラーは、前記複数の分割ミラーと前記集光レンズとの間に位置し、
前記複数の分割ミラーからの前記半導体レーザ光の少なくとも一部を反射する
請求項２から１４のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１６】
前記複数の減衰ミラーは、前記複数の分割ミラーからの前記半導体レーザ光の進行方向に対して、略４５度傾いた垂直軸を有するミラー反射面を備える
請求項１５に記載の単結晶育成装置。
【請求項１７】
前記複数の減衰ミラーは、前記半導体レーザ光の進行方向に対する前記垂直軸の角度を変更することなく移動するアクチュエータを有する
請求項１６に記載の単結晶育成装置。
【請求項１８】
前記集光レンズは、前記Ｍ本の半導体レーザ光をそれぞれＭ本の光ファイバに集光する球面レンズと複数のシリンドリカルレンズを一体的に形成したレンズアレイを有する
請求項２から５のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項１９】
前記レーザ光分割装置は、
前記半導体レーザ装置からの半導体レーザ光を集光するレンズ系と、
前記レンズ系の集光した前記半導体レーザ光を伝搬する１本の光ファイバと、
前記１本の光ファイバからの前記半導体レーザ光をＭ本に分割する複数の分割ミラーと
を備える請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項２０】
前記レーザ光分割装置は、
前記半導体レーザ装置からの半導体レーザ光を平行光にするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズからの前記半導体レーザ光をＭ本に分割する複数のハーフミラーと
を備える請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項２１】
前記レーザ光分割装置は、
前記半導体レーザ装置からの半導体レーザ光を集光するレンズ系と、
前記レンズ系の集光した前記半導体レーザ光を伝搬する１本の光ファイバと、
前記１本の光ファイバからの前記半導体レーザ光をＭ本に分割する複数のハーフミラーと
を備える請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項２２】
前記レーザ光分割装置は、
複数のハーフミラーと、複数の全反射ミラーと
を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項２３】
前記レーザ光分割装置は、
少なくとも１つの上流段のハーフミラー及び少なくとも１つの下流段のハーフミラーを有する複数のハーフミラーと、
複数の全反射ミラーと
を備え、
前記上流段のハーフミラーを透過した前記半導体レーザ光、及び前記上流段のハーフミラーを反射した前記半導体レーザ光のいずれか１方を前記複数の全反射ミラーに入射し、
前記上流段のハーフミラーを透過した前記半導体レーザ光、及び前記上流段のハーフミラーを反射した前記半導体レーザ光の他方を前記下流段のハーフミラーに入射する
請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項２４】
前記レーザ光分割装置は、
頂点から入射する半導体レーザ光を複数に分割する角錐状の分割プリズムを備える
請求項１に記載の単結晶育成装置。
【請求項２５】
前記レーザ光分割装置は、
前記半導体レーザ装置からの半導体レーザ光を集光するレンズ系と、
１個の入射口及びＭ個の出射口を有し、前記１個の入射口には前記レンズ系の集光した前記半導体レーザ光が入射し、前記Ｍ個の出射口からは入射した前記半導体レーザ光をＭ本に分割して出射する分割ファイバと
を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項２６】
前記Ｍ個の出射口の形状が略四角形である
請求項２５に記載の単結晶育成装置。
【請求項２７】
前記レーザ照射ヘッドは、
入射した前記半導体レーザ光の進行方向を、略垂直に曲げる折り返しミラーを有する
請求項１から２４のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項２８】
前記Ｍ本の半導体レーザ光を前記原料棒に向けて照射するＭ個のレーザ照射ヘッドと、
前記Ｍ本の半導体レーザ光の少なくとも一部を吸収するＭ個のダンパと、
前記Ｍ個のレーザ照射ヘッドよりも上方に位置し、前記Ｍ個のレーザ照射ヘッド及び前記Ｍ個のダンパを固定する天井部と
をさらに備える請求項１から２４のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。
【請求項２９】
前記半導体レーザ装置及び前記レーザ光分割装置をそれぞれ１台ずつ備える
請求項１から２７のいずれか一項に記載の単結晶育成装置。