发明创造名称:一种光纤合束器以及光纤激光器
外观设计名称:
决定号:200359
决定日:2020-01-10
委内编号:1F269489
优先权日:
申请(专利)号:201510458782.8
申请日:2015-07-30
复审请求人:深圳市欧凌镭射科技有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:陈喜杰
合议组组长:马镯
参审员:彭予泓
国际分类号:G02B6/255
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是区别技术特征部分被另外的对比文件公开并给出了相应的技术启示,其余区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510458782.8,名称为“一种光纤合束器以及光纤激光器”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为深圳市欧凌镭射科技有限公司。本申请的申请日为2015年07月30日,公开日为2015年12月16日。
经实质审查,国家知识产权局专利实质审查部门以权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由于2018年09月07日发出驳回决定,驳回了本申请。驳回决定中引用以下对比文件:
对比文件1:CN203705679U,公告日为2014年07月09日;
对比文件2:CN104678495A,公开日为2015年06月03日。
驳回决定所依据的文本为:申请日2015年07月30日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-3页、说明书摘要以及摘要附图,2018年06月01日提交的权利要求第1-8项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种光纤合束器,其特征在于,包括由多个输入光纤组成的输入光纤束和一个输出光纤,多个所述输入光纤并排紧靠形成所述输入光纤束,所述输入光纤束与所述输出光纤熔接,在所述输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将所述输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的封装结构,所述封装结构包括外封管和填充于所述外封管中的导热介质,所述导热介质的折射率小于所述外封管的折射率,泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出,所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质,所述流体介质为油类物质。
2. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述封装结构放置于流动的水中进行散热。
3. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料。
4. 如权利要求3所述的光纤合束器,其特征在于,所述固体材料为透明的陶瓷材料。
5. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输入光纤为单模光纤、多模光纤或少模光纤。
6. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输出光纤为双包层光纤或大芯径多模单包层光纤。
7. 一种光纤激光器,其特征在于,包括半导体泵浦激光器、权利要求1至6任一项所述的光纤合束器以及增益介质有源光纤,所述半导体泵浦激光器通过泵浦光输出光纤连接所述光纤合束器的输入光纤,所述光纤合束器的输出光纤连接所述增益介质有源光纤。
8. 如权利要求7所述的光纤激光器,其特征在于,还包括用于对所述光纤合束器的封装结构进行冷却的水冷装置。”
驳回决定具体指出:1、权利要求1要求保护一种光纤合束器。该权利要求要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比,其区别技术特征是:(1)多个输入光纤并排紧靠形成输入光纤束;(2)导热介质的折射率小于外封管的折射率,泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出,导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质,流体介质为油类物质。区别技术特征(1)是本领域技术人员的常规设计。对于区别技术特征2),将泄露出来的光依次通过低折射率介质和高折射率介质从而将光导出以避免过热是本领域技术人员的惯用技术手段。为了更好的散热,本领域技术人员很容易想到使得导热介质的折射率小于外封管的折射率,泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出。对比文件2公开了通过液体循环散热,给出了可以使用流体介质作为导热介质的启示。流体介质的具体类型和折射率选择是本领域技术人员的常规选择。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、从属权利要求2-6的附加技术特征为本领域的常规设计或常规选择,因此权利要求2-6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求7要求保护一种光纤激光器。对比文件1公开了可以用于大功率光纤激光器的光纤合束器;光纤激光器包括半导体泵浦激光器、光纤合束器及增益介质有源光纤,半导体泵浦激光器通过泵浦光输出光纤连接到光纤合束器的输入光纤,光纤合束器的输出光纤连接增益介质有源光纤是本领域技术人员的常规设计;权利要求1-6中任一项的光纤合束器相对于对比文件1和对比文件2以及本领域的公知常识不具备创造性。因此,权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。4、权利要求8的附加技术特征是本领域的常规设计。因此权利要求8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人深圳市欧凌镭射科技有限公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年12月21日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文修改替换页。修改涉及:1、将权利要求1中的技术特征“多个所述输入光纤并排紧靠形成所述输入光纤束,所述输入光纤束与所述输出光纤熔接”修改为“所述输入光纤束与所述输出光纤熔接”,将权利要求1中的技术特征“泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出”修改为“所述外封管由一管状壳体两端设置密封胶体构成,所述输入光纤束和输出光纤穿过所述密封胶体,所述熔接端位于所述封装结构的内部空间且与所述导热介质接触”;2、将从属权利要求3的附加技术特征“所述外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料”加入权利要求1,并删除从属权利要求3;3、删除权利要求1中的技术特征“所述流体介质为油类物质”,并将上述技术特征作为新的从属权利要求4的附加技术特征;4、适应性修改权利要求序号以及引用关系。
提交复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 一种光纤合束器,其特征在于,包括由多个输入光纤组成的输入光纤束和一个输出光纤,所述输入光纤束与所述输出光纤熔接,在所述输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将所述输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的封装结构,所述封装结构包括外封管和填充于所述外封管中的导热介质,所述导热介质的折射率小于所述外封管的折射率,所述外封管由一管状壳体两端设置密封胶体构成,所述输入光纤束和输出光纤穿过所述密封胶体,所述熔接端位于所述封装结构的内部空间且与所述导热介质接触;所述外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质。
2. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述封装结构放置于流动的水中进行散热。
3. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述固体材料为透明的陶瓷材料。
4. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述流体介质为油类物质。
5. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输入光纤为单模光纤、多模光纤或少模光纤。
6. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输出光纤为双包层光纤或大芯径多模单包层光纤。
7. 一种光纤激光器,其特征在于,包括半导体泵浦激光器、权利要求1至6任一项所述的光纤合束器以及增益介质有源光纤,所述半导体泵浦激光器通过泵浦光输出光纤连接所述光纤合束器的输入光纤,所述光纤合束器的输出光纤连接所述增益介质有源光纤。
8. 如权利要求7所述的光纤激光器,其特征在于,还包括用于对所述光纤合束器的封装结构进行冷却的水冷装置。”。
复审请求人认为:1、修改后的权利要求1与对比文件1相比,至少存在以下区别技术特征:所述输入光纤束与所述输出光纤熔接,在所述输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将所述输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的封装结构,所述封装结构包括外封管和填充于所述外封管中的导热介质,所述导热介质的折射率小于所述外封管的折射率,所述外封管由一管状壳体两端设置密封胶体构成,所述输入光纤束和输出光纤穿过所述密封胶体,所述熔接端位于所述封装结构的内部空间且与所述导热介质接触;所述外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质。上述区别技术特征可以归纳为以下几点:1)本申请的光纤合束器为输入、输出光纤熔接的熔接光纤合束器;2)流体导热介质直接包绕接触输入、输出光纤的熔接处,接触式散热;3)外封管结合密封胶体构成密封结构,导热介质填充于该密封结构之中,但不进行循环;4)外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质。2、对比文件1的防潮减震导热材料为金属粉末,必须采用保护管将金属粉末和光纤熔接端隔离。保护管无可取代,不能去除,熔接端并未接触金属粉末,金属粉末不能相当于本申请的流体导热介质,并且熔接端位于气体或真空中,依然存在局部升温的可能。进而对比文件1的金属封管、保护管和防潮减震导热材料的组合结构也不能对应于本申请的封装结构。对比文件1中保护管无法去除,其他对比文件的导光或者导热结构应用于对比文件1得到的只能是在保护管和金属封管之间更换导热减震材料,不能得到本申请的技术方案。对比文件2虽然公开了流体可以散热,与对比文件1相结合,得到的是在保护管和金属封管之间填充液体,其与本申请的结构具有明显的区别。对比文件2中的液体是匹配液,用于非熔接光纤的输入输出光纤之间,以实现光耦合,其折射率要求和光纤折射率接近,使之不会在匹配液处发生全反射,将输入光纤的光导出并耦合进入输出光纤。而本申请中,导热介质要求对工作波长低吸收但高导热,低吸收意味着期望其发生全反射,即折射率不能和光纤接近,而是要明显低于光纤折射率,才能抑制光的泄露。当本申请的导热介质中进入了部分光的情况下,通过匹配高折射率的外封管,将光线及时导出,避免升温。而对比文件2的匹配液如果用于熔接光纤周围,则容易导致光的泄露,不适合用于熔接光纤的周围进行散热。进一步地,对比文件2中的输入输出光纤对接端位于非封闭环境中,壳体具有通孔,连通匹配液更换装置,其结构复杂,体积庞大,不利于随机摆放或者运输等。非封闭环境的洁净度不足,这对于非熔接光纤的影响或许可以忽略,但是熔接光纤的熔接处十分脆弱,通过杂质摩擦、挤压都会对表面造成损伤,破坏传导结构,导致光能从损伤处泄露进而温升,同时熔接处的结构脆弱,也不宜活动。因此需要稳定的、封闭的液态环境,液体不流动。对比文件2的匹配液及其对流结构以及壳体结构均不适用于本申请。单独的光纤段与光纤合束器的熔接端的结构差异较大,用于光纤段的折射率匹配结构难以直接应用于熔接端。与对比文件1相结合不能得到本申请的技术方案。与本领域惯用技术相结合,其折射率匹配材料的状态(固态,无法直接包绕熔接端)、折射率(大于包层折射率,不能对光低吸收)均不适用本申请的合束器,不能解决本申请的技术问题。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年12月26日依法受理了该复审请求,并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年08月23日向复审请求人发出复审通知书,其中指出:1、权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比,其区别技术特征是:1)熔接端与导热介质接触,导热介质为易导热的流体介质;2)导热介质的折射率小于外封管的折射率,外封管材料折射率大于1.45且对工作波长低吸收,导热介质折射率小于1.4且对工作波长低吸收。基于上述区别技术特征,该权利要求实际解决的技术问题是1)导热结构复杂且导热效率低;2)避免封装结构吸光升温。对于区别技术特征1),对比文件2公开了通过流体介质作为导热介质与输入输出光纤接触的方式进行散热,并给出了将这种方式应用对比文件1中从而将保护管、防潮减震导热材料替换为具有易导热的流体介质以简化封装结构提高散热效率的技术启示。对于区别技术特征2),将泄露出来的光依次通过低折射率介质和高折射率介质从而将光导出是本领域技术人员的常用技术手段,具体的材料折射率是本领域的常规选择。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、从属权利要求2-6的附加技术特征或者被对比文件2公开,或者为本领域的公知常识,因此权利要求2-6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求7要求保护一种光纤激光器。对比文件1公开了可以用于大功率光纤激光器的光纤合束器;光纤激光器包括半导体泵浦激光器、光纤合束器及增益介质有源光纤,半导体泵浦激光器通过泵浦光输出光纤连接到光纤合束器的输入光纤,光纤合束器的输出光纤连接增益介质有源光纤是本领域技术人员的常用技术手段;权利要求1-6中任一项的光纤合束器相对于对比文件1和对比文件2以及本领域的公知常识不具备创造性。因此,权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。4、权利要求8的附加技术特征是本领域的常用技术手段。因此权利要求8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。5、针对复审请求人的意见陈述进行了回应。
复审请求人于2019年09月18日提交了意见陈述书以及权利要求书的全文修改替换页。修改涉及:将权利要求1中的特征“所述输入光纤束与所述输出光纤熔接”修改为“所述输入光纤束并排紧靠成为一束所述输入光纤束,在所述输入光纤束的熔接端,将其拉细并熔接于所述输出光纤的端部”。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种光纤合束器,其特征在于,包括由多个输入光纤组成的输入光纤束和一个输出光纤,所述输入光纤束并排紧靠成为一束所述输入光纤束,在所述输入光纤束的熔接端,将其拉细并熔接于所述输出光纤的端部,在所述输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将所述输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的封装结构,所述封装结构包括外封管和填充于所述外封管中的导热介质,所述导热介质的折射率小于所述外封管的折射率,所述外封管由一管状壳体两端设置密封胶体构成,所述输入光纤束和输出光纤穿过所述密封胶体,所述熔接端位于所述封装结构的内部空间且与所述导热介质接触;所述外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收且易导热的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收且易导热的流体介质。
2. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述封装结构放置于流动的水中进行散热。
3. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述固体材料为透明的陶瓷材料。
4. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述流体介质为油类物质。
5. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输入光纤为单模光纤、多模光纤或少模光纤。
6. 如权利要求1所述的光纤合束器,其特征在于,所述输出光纤为双包层光纤或大芯径多模单包层光纤。
7. 一种光纤激光器,其特征在于,包括半导体泵浦激光器、权利要求1至6任一项所述的光纤合束器以及增益介质有源光纤,所述半导体泵浦激光器 通过泵浦光输出光纤连接所述光纤合束器的输入光纤,所述光纤合束器的输出光纤连接所述增益介质有源光纤。
8. 如权利要求7所述的光纤激光器,其特征在于,还包括用于对所述光纤合束器的封装结构进行冷却的水冷装置。”
复审请求人在意见陈述书中陈述了权利要求具备创造性的理由。
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
(一)、审查文本的认定
复审请求人于2019年09月18日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,所做修改符合专利法第33条的规定。本复审请求审查决定依据的文本为:申请日2015年07月30日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-3页、说明书摘要以及摘要附图,2019年09月18日提交的权利要求第1-8项。
(二)、关于专利法第22条第3款规定的创造性
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。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,但是区别技术特征部分被另外的对比文件公开并给出了相应的技术启示,其余区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求不具备创造性。
1、权利要求1要求保护一种光纤合束器,对比文件1公开了(参见说明书第[0021]-[0029]段,附图2)一种光纤合束器,多根光纤与单根光纤熔接耦合形成光纤3,其中多根光纤形成输入光纤束,单根光纤构成输出光纤,在输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的金属封管1(对应于外封管)和填充于金属封管1中的防潮减震导热材料(对应于导热介质),还设有光纤保护管2,金属封管1、防潮减震导热材料和光纤保护管2共同构成封装结构,金属封装管1(即管状壳体,其为易导热的固体材料)两端设置有用于密封防潮减震导热区的封盘7和密封金属封装管1两端的封装管光纤保护胶层8(即密封胶体),熔接好的光纤3穿过封盘7和封装管光纤保护胶层8,结合附图2可以确定,熔接端位于金属封管1内部。
权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比,其区别技术特征是:(1)熔接端与导热介质接触,导热介质采用易导热的流体介质;(2)、外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收的流体介质;(3)输入光纤束并排紧靠成为一束所述输入光纤束,将所述输入光纤束的熔接端拉细并熔接于所述输出光纤的端部。基于上述区别技术特征,该权利要求实际解决的技术问题是:(1)导热结构复杂且导热效率低;(2)封装结构吸光升温;(3)输入光纤束和输出光纤尺寸不匹配。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了(参见说明书第[0027]-[0041]段,附图1-6C)一种大功率光纤功能合束器,它由壳体1、N根粘接在一起的输入光纤2、输出光纤3、匹配液4和匹配液交换装置5组成,输入光纤2和输出光纤3均穿过壳体上的孔密封固定在壳体1上,匹配液4位于壳体1内并与输入光纤2和输出光纤3接触,匹配液交换装置5内部装有匹配液,它通过壳体1上位于壳体1内的两个光纤附近与壳体内的匹配液连通,用于实现匹配液的交换以带走耦合区的光产生的热量,匹配液可以采用甘油、松节油、橄榄油或者水等(都是易导热的流体介质)。可见对比文件2公开了通过流体介质作为导热介质与输入输出光纤接触的方式进行散热,这种方式比对比文件1中的方式结构简单且散热效果好,因此本领域技术人员能够从对比文件2中得到启示将对比文件1中的保护管、防潮减震导热材料替换为具有易导热的流体介质以简化封装结构提高散热效率。
对于区别技术特征(2),光纤熔接处之所以会温度升高,是因为光纤中的光泄露出来。将热量导出或者将泄漏出来的光导出都是常见的降温散热方式。具体的将泄露出来的光依次通过低折射率介质和高折射率介质从而将光导出是本领域技术人员的常用技术手段,在光纤包层残余光导出以实现散热时,通常会设置折射率较低的包层匹配层以及折射率较高的外层,从而将包层的残余光折射散出到周围介质中。所以为了更好的散热,本领域技术人员很容易想到使得导热介质的折射率小于外封管的折射率,且导热介质和外封管均采用对工作波长低吸收的材料,从而将泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出。具体的,外封管采用折射率大于1.45的材料,导热介质采用折射率小于1.4的介质,只是本领域技术人员根据实际需要对折射率的常规选择。
对于区别技术特征(3),对比文件1公开了多根光纤与单根光纤熔接耦合形成光纤3,其中多根光纤形成输入光纤束,单根光纤构成输出光纤,输入光纤束与输出光纤耦合。此时,必然存在多根光纤与单根光纤之间耦合时尺寸不匹配的问题,而通过将尺寸较大一端的光纤拉细然后熔接尺寸较小的光纤端部是本领域解决上述技术问题的常用技术手段,所以本领域技术人员很容易想到将多根光纤并排紧靠形成输入光纤束然后将输入光纤束的熔接端拉细后熔接于输出光纤的端部。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到该权利要求要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、权利要求2对权利要求1做了进一步限定。将散热器放入流动的水中散热是本领域技术人员提高散热效果的常用技术手段,为了更好的散热,本领域技术人员很容易想到将封装结构放置于流动的水中进行散热。因此,在引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3对权利要求1做了进一步限定。透明的陶瓷材料是一种常用的封装材料,是本领域对封装管固定材料的常规选择。为了满足对工作波长低吸收以及特定的折射率要求,本领域技术人员很容易想到使用透明的陶瓷材料作为外封管材料。因此,在引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求4对权利要求1做了进一步限定。对比文件2公开了(说明书第[0038]-[0040]段)匹配液可以采用甘油、松节油或橄榄油。因此,在引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求5和6均对权利要求1做了进一步限定。对比文件2公开了(说明书第[0033]段)输入光纤类型为多模光纤,输出光纤为双包层增益光纤;而单模光纤、少模光纤和大芯径多模单包层光纤均是常用类型的光纤,本领域技术人员很容易想到选择合适类型的光纤作为输入光纤和输出光纤。因此,在引用的权利要求不具备创造性时,权利要求5、6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求7要求保护一种光纤激光器,对比文件1公开了(参见说明书第[0021]-[0029]段,附图2)可以用于大功率光纤激光器的光纤合束器,并且在背景技术部分(说明书第[0002]段)记载了,光纤合束器是大功能激光器的核心组件之一。所以本领域技术人员很容易想到使其应用到光纤激光器。光纤激光器包括半导体泵浦激光器、光纤合束器及增益介质有源光纤,半导体泵浦激光器通过泵浦光输出光纤连接到光纤合束器的输入光纤,光纤合束器的输出光纤连接增益介质有源光纤是最常见的光纤激光器的构成形式,属于本领域的常用技术手段。参见权利要求1-6的评述可知,权利要求1-6限定的光纤合束器相对于对比文件1和对比文件2以及本领域公知常识的结合不具备创造性。因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到该权利要求要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7、权利要求8对权利要求7做了进一步限定。将散热器冷却水中散热是本领域技术人员提高散热效果的常用技术手段,为了更好的散热,本领域技术人员很容易想到将封装结构放置于能够进行冷却的水冷装置中进行散热。因此,在引用的权利要求不具备创造性时,该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8、针对复审请求人意见陈述的评述
复审请求人在答复复审通知书时指出:
(1)修改后的权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于:1)光纤合束器的输入、输出光纤熔接,且熔接处接触流体导热介质,外封管结合密封胶体构成密封结构,导热介质填充于该密封结构之中,外封管采用易导热的固体材料,导热介质采用易导热的流体材料;2)外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收的流体介质。
(2)对于区别技术特征(1),首先,本申请权利要求1要求保护的光纤合束器的结构,与对比文件1或者对比文件2的光纤合束器相比结构更为简单。对比文件1的光纤合束器至少需要两层的管结构和相应的密封结构,为了增强对光纤合束器的散热能力,还需将熔接好的光纤置于金属基板上,用于接触光纤并对光纤的熔接点等易发热的部分进行散热;对比文件2中的光纤合束器需要匹配液交换装置连通光纤合束器内部,对匹配液进行循环以提高合束器的散热能力,而匹配液交换装置至少需要一个匹配液储存装置和一个泵结构,因此设备比较复杂。本申请的光纤合束器,采用外封管和密封胶体包裹导热介质、导热介质直接接触熔接的输入、输出光纤的方案,保证了光纤合束器的散热效果的同时,极大地简化了光纤合束器的结构,具有突出的实质性特点与显著的进步。其次,对比文件1给出了不能与对比文件2的技术特征相结合得到本申请的技术方案的反向技术启示。对比文件1中保护管的作用是将金属粉末和光纤熔接端隔离,该隔离是极其必要的,金属粉末与光纤如果直接接触,一方面金属会吸收光,另一方面会破坏其全反射结构,导致光能的泄露,严重影响合束器的性能,因此对比文件1不能与对比文件2的技术特征相结合。另外,对比文件1中,金属粉末具有较大的密度,而在保护管中则是真空或者空气,由于保护管内外填充物质的密度差异极大,这样的结构的抗震性差,保护管容易损坏并进一步导致光纤的损伤;在对比文件2中,匹配液循环装置会对合束器输入、输出光纤的对准造成影响,甚至容易影响到光纤合束器的正常使用,即使采用交叉方向进行匹配液循环的方案,匹配液中可能夹杂的颗粒也容易直接对输入、输出光纤的连接处造成损坏,这样的损坏会直接导致光纤合束器的藕合效率下降和局部发热的增加;而本申请中,光纤与填充液体的密度相互接近且在一个数量级,且光纤外围填充的是具有较好导热性的流体,使得光纤合束器具有较好的抗震性能,而且流体通过热对流的形式将光纤产生的热能传递至外封管,进而传递至外界环境中,这样的热对流相对于用匹配液流动散热的方案而言,具有足够高的传热效率且不存在光纤受力变形的风险,更不可能夹杂杂质冲刷光纤造成光纤的损坏。因此,与对比文件1和对比文件2公开的方案相比,本申请权利要求1中的光纤合束器可以更好地保护内部的光纤结构。最后,对比文件1中散热路径的表界面过多,存在多个固体与固体之间的接触面,难以保证接触面积,进而影响其散热效率,其中的防潮减震导热材料采用的是铜粉、铝粉或其合金粉,其散热能力必然不及液态导热介质;对比文件2的光纤合束器散热装置设备结构复杂且庞大,难以直接将该光纤合束器及其散热装置完全置于易于散热的外界环境中;而本申请的方案中,光纤合束器结构简单,易于散热,可以完全置于液体环境中进行散热,因此,本申请权利要求1要求权利保护的光纤合束器的结构,与对比文件1和对比文件2公开的方案中的光纤合束器相比具有更强的散热能力。
(3)针对区别技术特征2),对于光纤合束器而言,常用的技术手段是利用金属或者塑料材料制成其外壳,这样的外壳结构通常是不透光的,目的在于防止激光逸出,是作为一种光防护的技术措施,对于本申请权利要求1给出的技术方案,通过设置外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收的固体材料,所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收的流体介质,可以使得光纤中泄露的激光可以经过导热介质和外封管发散至外界环境中,在外界环境中发生光热转换,避免了光能在光纤合束器处过多地转化为热能,造成光纤合束器过热影响其正常工作,配合本申请权利要求1中的光纤合束器本身高效的热传导散热,能够极大地提升光纤合束器的散热能力,避免局部升温,提升了光纤合束器的工作稳定性。该区别技术特征并未被对比文件1或者对比文件2公开,也不属于本领域公知常识,具备突出的实质性特点;采用该区别技术特征能够进一步加强光纤合束器的散热能力,进而达到对光纤合束器的熔接处进行快速散热,避免局部升温,提高光纤合束器工作稳定性的技术效果,具备突出的实质性特点与显著的进步。
对此,合议组认为:
(1)对比文件1公开了(参见说明书第[0021]-[0029]段,附图2)多根光纤与单根光纤熔接耦合形成光纤3,其中多根光纤形成输入光纤束,单根光纤构成输出光纤。可见对比文件1公开了所述输入光纤成为一束所述输入光纤束,在所述输入光纤束的熔接端熔接于所述输出光纤的端部。对比文件1还公开了(参见说明书第[0021]-[0029]段,附图2)在输入光纤束和输出光纤的熔接处设置将输入光纤束和输出光纤的熔接端密封的具有导热功能的金属封管1(对应于外封管)和填充于金属封管1中的防潮减震导热材料(对应于导热介质),两端设置有用于密封防潮减震导热区的封盘7和密封金属封装管1两端的封装管光纤保护胶层8(即密封胶体),金属封装管1为易导热的固体材料。可见,对比文件1公开了“外封管结合密封胶体构成密封结构,导热介质填充于该密封结构之中外封管采用易导热的固体材料”。因此,结合前述对权利要求1的评述可知,权利要求1与对比文件1区别技术特征应为:1)熔接端与导热介质接触,导热介质采用易导热的流体介质;2)、输入光纤束并排紧靠成为一束所述输入光纤束,将所述输入光纤束的熔接端拉细并熔接于所述输出光纤的端部;3)外封管采用折射率大于1.45的对工作波长低吸收的固体材料;所述导热介质采用折射率小于1.4的对工作波长低吸收的流体介质。而上述区别技术特征1)被对比文件2公开并给出了结合启示,上述区别技术特征2)和3)是本领域的公知常识。
(2)针对区别技术特征1):首先,对比文件1中之所以结构复杂、散热效率低,是因为使用了金属粉末作为导热介质,导热介质不能直接接触熔接端,导热效率较低,因此需要使用保护管,保护管的设置也使得封装结构比较复杂。鉴于对比文件1中存在的上述问题,本领域技术人员才有动机去寻找散热效果更好、结构相对简单的封装结构。对比文件2中公开了采用流体介质进行散热,本领域技术人员在对比文件2的启示下,容易想到采用流体介质的封装结构散热,且不需要使用保护管。因此对比文件2能够给出采用易导热的流体介质使之与熔接端接触进行散热的启示。其次,对比文件1中保护管之所以不可去除,是因为使用了金属粉末作为导热介质。在对比文件2给出了采用流体介质的封装结构散热的启示下,自然就不需要使用保护管。再者,采用流体介质作为导热介质,自然也就提高了散热效率。当然对比文件2中由于采用循环的流体介质,因此结构相对复杂,而结构简单是本领域的普通技术追求,因此本领域技术人员完全有动机对其进行改进。在采用流体介质进行散热时,为了保持散热效率,通常有两种选择,第一种是增加流体介质的体积,保持流体介质的环境稳定性,第二种就是使流体介质循环,第一种方式优点是流体介质环境稳定,缺点是体积大散热效果差,对比文件2采用的第二种方式优点存在结构复杂的缺点,而第一种方式的结构相对简单,因此,本领域技术人员为了使得散热结构简单很容易想到采用第一种方式,即流体介质密封不循环的方式,这种方式由于能够保持环境稳定性,因此可以更好的保护光纤,这种效果也是本领域技术人员完全可以预期的。进一步来说,流体介质不循环时,散热效率自然会有所下降,而将散热器放入流动的水中进行散热是本领域提高散热效果的常用技术手段,所以为了提高散热效果,本领域技术人员很容易想到把密封管放入流动的水中进一步实现热传导散热。
(3)针对区别技术特征2),将热量导出或者将泄漏出来的光导出都是光纤领域常见的降温散热方式。具体的将泄露出来的光依次通过低折射率介质和高折射率介质从而将光导出是本领域实现光导出的常用技术手段,在光纤包层残余光导出以实现散热时,通常会设置折射率较低的包层匹配层以及折射率较高的外层,从而将包层的残余光折射散出到周围介质中。所以为了更好的散热,本领域技术人员很容易想到使得导热介质的折射率小于外封管的折射率,且导热介质和外封管均采用对工作波长低吸收的材料,从而将泄露进所述导热介质的光折射进入所述外封管并经过所述外封管射出,采用这种方式自然可以加强光纤合束器的散热能力,进而达到对光纤合束器的熔接处进行快速散热,避免局部升温,从而达到了提高光纤合束器工作稳定性的技术效果。具体的,外封管采用折射率大于1.45的材料,导热介质采用折射率小于1.4的介质,只是本领域技术人员根据实际需要对折射率的常规选择。
因此,复审请求人关于本申请具备创造性的理由合议组不予接受。
基于上述事实和理由,合议组依法作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月07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,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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