发明创造名称：一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器
外观设计名称：
决定号：192264
决定日：2019-10-11
委内编号：1F269147
优先权日：
申请（专利）号：201610207621.6
申请日：2016-04-01
复审请求人：北京理工大学珠海学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：白建辉
合议组组长：谭晓波
参审员：任晓东
国际分类号：H01S3/105
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条3款
决定要点
：如果一项权利要求的技术方案与最接近的对比文件之间存在区别特征，而该区别特征属于本领域的常用技术手段，则该权利要求的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610207621.6、名称为“一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器”的发明专利申请（下称本申请），其申请日为2016年04月01日，公开日为2016年06月01日，申请人为北京理工大学珠海学院。
国家知识产权局专利实质审查部门依法对本申请进行了实质审查，以本申请的权利要求1-9不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定为由，于2018年09月04日作出驳回决定。驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN202550278U，公开日期为2012年11月21日。
驳回决定所依据的文本为申请日2016年04月01日提交的摘要附图、说明书附图图1、说明书摘要、说明书第1-43段以及2018年03月29日提交的权利要求第1-9项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，由从输入端到输出端依次设置的泵浦半导体激光器(1)、耦合光学系统(2)、块状固体工作物质(3)、模式匹配透镜(4)、光纤光栅(5)组成；其特征在于：
泵浦半导体激光器(1)发出的光经耦合光学系统(2)聚焦到块状固体工作物质(3)；
块状固体工作物质(3)其左端面镀制泵浦半导体激光器(1)发射波长高透而块状固体工作物质(3)发射波长高反的介质膜，构成该块状固体激光器的全反镜；
模式匹配透镜(4)，用于实现块状固体工作物质(3)和光纤光栅(5)之间的模式匹配；模式匹配透镜(4)两端面镀制块状固体工作物质(3)发射波长的减反膜；
光纤光栅(5)作为输出腔镜。
2. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述光纤光栅(5)是单模单包层或单模双包层光纤，光纤的纤芯上刻写具有块状固体工作物质(3)发射波长的布拉格光纤光栅。
3. 如权利要求2所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述光纤光栅(5)的反射率根据块状固体工作物质(3)发射波长选取在60％到98％之间，3dB反射带宽小于0.2nm。
4. 如权利要求1至3中任一所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述光纤光栅(5)两端为8度楔角。
5. 如权利要求1至3中任一所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述的泵浦半导体激光器(1)工作波长是660nm或793nm或808nm或880nm或980nm。
6. 如权利要求1至3中任一所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述耦合光学系统(2)是光纤或球面透镜或非球面透镜或棱镜，实现泵浦光和激光腔模之间的匹配。
7. 如权利要求1至3中任一所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述块状固体工作物质(3)是掺杂了稀土离子的晶体材料或玻璃材料。
8. 如权利要求7所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述块状固体工作物质(3)右端面镀制块状固体工作物质(3)发 射波长的减反膜。
9. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述模式匹配透镜(4)是非球面透镜或球面透镜或定折射率透镜或渐变折射率透镜。”
驳回决定认为，权利要求1相对于对比文件1的区别在于：a、泵浦半导体激光器101发出的光经耦合光学系统聚焦到块状固体工作物质上；b、模式匹配透镜两端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜。但是区别技术特征a和b均为本领域的常用技术手段，在对比文件1的基础上结合本领域的常用技术手段获得权利要求1的技术方案是显而易见的，因此，权利要求1不具有创造性。权利要求2-9的附加技术特征或者被对比文件1所公开，或者属于本领域的常用技术手段，因此这些权利要求都不具有创造性。
申请人北京理工大学珠海学院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服, 于2018年12月19日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文替换页，具体是将权利要求1、2、3、7、8全部特征和权利要求6中的“所述耦合光学系统(2)是非球面透镜，实现泵浦光和激光腔模之间的匹配”合并形成新的权利要求1，同时删除权利要求2、3、6、7、8，修改后的权利要求书如下：
“1. 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，由从输入端到输出端依次设置的泵浦半导体激光器(1)、耦合光学系统(2)、块状固体工作物质(3)、模式匹配透镜(4)、光纤光栅(5)组成；其特征在于：
泵浦半导体激光器(1)发出的光经耦合光学系统(2)聚焦到块状固体工作物质(3)；
块状固体工作物质(3)其左端面镀制泵浦半导体激光器(1)发射波长高透而块状固体工作物质(3)发射波长高反的介质膜，构成该块状固体激光器的全反镜；
模式匹配透镜(4)，用于实现块状固体工作物质(3)和光纤光栅(5)之间的模式匹配；
光纤光栅(5)作为输出腔镜；
所述耦合光学系统(2)是非球面透镜，实现泵浦光和激光腔模之间的匹配；
所述块状固体工作物质(3)是掺杂了稀土离子的晶体材料或玻璃材料；
所述块状固体工作物质(3)右端面镀制块状固体工作物质(3)发射波长的减反膜；
所述模式匹配透镜(4)两端面镀制块状固体工作物质(3)发射波长的减反膜；
所述光纤光栅(5)是单模单包层或单模双包层光纤，光纤的纤芯上刻写具有块状固体工作物质(3)发射波长的布拉格光纤光栅；所述光纤光栅(5)的反射率根据块状固体工作物质(3)发射波长选取在60％到98％之间，3dB反射带宽小于0.2nm。
2. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述光纤光栅(5)两端为8度楔角。
3. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述的泵浦半导体激光器(1)工作波长是660nm或793nm或808nm或880nm或980nm。
4. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其特征在于：所述耦合光学系统(2)是光纤或球面透镜或非球面透镜或棱镜，实现泵浦光和激光腔模之间的匹配。
5. 如权利要求1所述的光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，其 特征在于：所述模式匹配透镜(4)是非球面透镜或球面透镜或定折射率透镜或渐变折射率透镜。”
复审请求人认为：修改后的权利要求1与对比文件1至少包括以下6个区别技术特征：（1）所述耦合光学系统是非球面透镜；（2）包括块状固体光学物质；（3）所述块状固体工作物质右端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜；（4）块状固体工作物质是掺杂了稀土离子的晶体材料或玻璃材料；（5）模式匹配透镜的两端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜；（6）所述光纤光栅(5)是单模单包层或单模双包层光纤，光纤的纤芯上刻写具有块状固体工作物质(3)发射波长的布拉格光纤光栅。所述光纤光栅(5)的反射率根据块状固体工作物质(3)发射波长选取在60％到98％之间，3dB反射带宽小于0.2nm。上述区别均不是本领域的公知常识并产生了相应的技术效果，所以认为修改后的权利要求1具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。原审查部门坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年06月03日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1之间的区别在于：（1）耦合光学系统2是非球面透镜；（2）模式匹配透镜两端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜；（3）光纤光栅是单包层或双包层光纤的纤芯上刻写的布拉格光栅，反射率为60%-98%之间，3dB反射带宽小于0.2nm；（4）固体工作物质还可以选择玻璃基质。基于上述区别特征可以确定，本发明实际解决的技术问题是减小光损失并获得窄线宽输出。但是上述区别技术特征均属于本领域常用技术手段，因此，权利要求1不具有创造性。权利要求2-5的附加技术特征均属于本领域的常用技术手段，因此，权利要求2-5也都不具有创造性。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年07 月18日提交了意见陈述书，未提交修改文件。
复审请求人认为：权利要求1与对比文件1之间至少存在以下区别技术特征：1）模式匹配透镜两端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜；2）光纤光栅的反射率根据块状固体工作物质发射波长选取在60%到98%之间，3dB反射带宽小于0.2nm。区别技术特征1）在增加了光透率，减小腔内损耗的同时，减少反射回的光，增强泵浦光的稳定性，使光纤光栅直接作为激光器腔镜，使得光经过的光学元件减少。区别技术特征2）的60%到98%之间的反射率以及3dB反射带宽小于0.2nm是发明人经过多次实验和测试得到，保证光纤要求具有中心波长与工作物质匹配精确。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2018年12月19日提交了权利要求书的修改替换页，经审查，其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。因此，本决定是基于以下文本做出的：
复审请求人于申请日2016年04月01日提交的摘要附图、说明书附图图1、说明书摘要、说明书第1-43段以及2018年12月19日提交的权利要求第1-5项。
2、具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求的技术方案与最接近的对比文件之间存在区别特征，而该区别特征属于本领域的常用技术手段，则该权利要求的技术方案不具备创造性。
具体到本案：
1.权利要求1请求保护一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器，对比文件1（CN202550278U）公开了一种腔内光纤耦合激光器，并具体（参见说明书第0025-0027段，附图1）公开了其包括作为泵浦源的半导体激光器101、泵浦光学系统、谐振腔和激光元件。其中，谐振腔由一反射腔镜103和作为激光器输出腔镜的光纤光栅105构成，谐振腔内设有与光纤光栅105连接的传输光纤107，以及将受激辐射耦合到传输光纤107的耦合光学系统；激光元件至少包括一个激光增益介质104，位于谐振腔内；泵浦光学系统将半导体激光器101发出的泵浦光整形并耦合到激光增益介质104内，激发其产生受激辐射，耦合光学系统将受激辐射耦合到传输光纤107进而传输到光纤光栅105，最终由光纤光栅105一端输出激光。采用Nd:YAG晶体作为激光增益介质104。光学会聚透镜102作为泵浦光学系统，会聚透镜102将泵浦光会聚到Nd:YAG晶体内。在Nd：YAG晶体的一端面镀激光全反射膜，作为反射腔镜103，并对泵浦光增透。耦合光学系统采用一光学耦合透镜106，将受激辐射耦合到传输光纤107，进而传输到光纤光栅105，最终由光纤光栅105输出激光，光纤光栅105的反射率根据需要可设为1%~99%之间。其中传输光纤107与光纤光栅105采用相同的光纤类型。可以采用相同的单模光纤或者大模场光纤，在激光增益介质104的通光面还镀有激光增透膜108，对激光波长具有增透作用。
将对比文件1公开的内容与权利要求1进行比较可知，对比文件1中的泵浦源的半导体激光器101相当于权利要求1中的泵浦半导体激光器，光学会聚透镜102相当于权利要求1中的耦合光学系统，对比文件1的Nd:YAG晶体相当于权利要求1的作为块状固体工作物质的掺杂了稀土离子的晶体材料，会聚透镜102将泵浦光会聚到Nd:YAG晶体内相当于权利要求1中的泵浦半导体激光器发出的光经耦合光学系统2聚焦到块状固体工作物质，也即实现了泵浦光与激光腔模之间的匹配。Nd：YAG晶体一端面镀制的对泵浦光增透的反射腔镜103相当于权利要求1中块状固体工作物质左端面镀制的泵浦半导体激光器发射波长的高透而块状固体工作物质发射波长的高反的介质膜，也是作为了全反射腔镜。光学耦合透镜106相当于权利要求1中的模式匹配透镜4，也是位于Nd:YAG晶体和光纤光栅105之间，作用也是实现激光增益介质与光纤光栅之间的模式匹配。对比文件1中的光纤光栅105也即权利要求1中的光纤光栅5，都是作为输出腔镜，其反射率必定是根据Nd:YAG晶体的发射波长来选择的，都可选择单模光纤来制作。激光增益介质104的通光面镀有的激光增透膜108相当于权利要求1中的块状固体工作物质右端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜。
因此，权利要求1与对比文件1的区别特征在于：（1）耦合光学系统2是非球面透镜；（2）模式匹配透镜两端面镀制块状固体工作物质发射波长的减反膜；（3）光纤光栅是单包层或双包层光纤的纤芯上刻写的布拉格光栅，反射率为60%-98%之间，3dB反射带宽小于0.2nm；（4）固体工作物质还可以选择玻璃基质。基于上述区别特征可以确定，本发明实际解决的技术问题是减小光损失并获得窄线宽输出。
对于区别特征（1），对于泵浦源与固体激光增益介质之间的耦合光学系统选择为非球面透镜属于本领域常用技术手段，例如CN102025100A，CN103633542A，CN101232148A，CN101299510A，CN102299471A作为现有技术均公开了可使用非球面透镜将泵浦光耦合进固体激光增益介质。
对于区别特征（2），为了减少界面处的光反射所引起的光损失而在端面上镀制增透膜属于本领域常用的技术手段，例如对比文件1的增益介质的右端面就镀制了增透膜，人们日常佩戴的眼镜上一般也都镀制有增透膜。
对于区别特征（3），在纤芯上刻写光纤布拉格光栅作为反射镜属于本领域最为常用的反射光栅，单包层和双包层光纤又属于最为常用的两种光纤，对比文件1已经公开了其反射率可根据需要在1%-99%之间选择，在此基础上选择出60%-98%则是显而易见的。反射带宽的具体参数则是本领域技术人员根据实际需要可简单确定的，如果追求高单色性则可将带宽设置得窄一点，如果追求多模输出，则可将反射带宽设置得宽一点。
对于区别特征（4），玻璃基质作为固体激光的增益材料基质属于本领域常用的技术手段。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域常规技术手段来获得权利要求1所请求保护的技术方案相对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
针对复审请求人的意见，合议组认为：1）减反膜又称增透膜，其作用就是用于增加透射减少反射，其被广泛应用于各种透射光的光学元件器上，特别是各种透镜表面和各种晶体的端面上，例如人们日常所佩戴的眼镜上的透镜上都广泛存在，其能够产生增加透射，减少反射属于其基本的器件属性，这属于本领域技术人员所公知的。2）关于光纤光栅的反射率，对比文件1已经公开了其反射率可根据需要在1%-99%之间选择，那么本领域技术人员有动机在上述范围内选择任何一个数值，反射带宽的具体参数则是本领域技术人员根据实际需要可简单确定的，如果追求高单色性则可将带宽设置得窄一点，如果追求多模输出，则可将反射带宽设置得宽一点，本领域技术人员可通过简单试验来验证数值的选取是否合适，但是这种常规的实验手段和尝试并不具有创造性，因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
2.权利要求2-5均引用权利要求1，对于本领域技术人员来说，在光纤两端设置8度楔角以避免端面反射的干扰，是本领域常用技术手段，如常规的光纤跳线端面；根据具体的工作物质设置泵浦半导体激光器工作波长是660nm或793nm或808nm或880nm或980nm是本领域常用技术手段；为了实现泵浦光耦合进入激光增益介质，设置耦合光学系统是光纤或球面透镜或非球面透镜或棱镜，均是本领域常用技术手段；为了将工作物质输出的激光耦合进光纤，设置模式匹配透镜是非球面透镜或球面透镜或定折射率透镜或渐变折射率透镜，均是本领域常用技术手段。由此可见，在其引用的权利要求不具备创造性时，这些权利要求均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上，该申请的权利要求1-5均不具有创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年09月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
