JP2000070707A - 光触媒装置 - Google Patents
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- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、物体表面に付着する塵埃を小さな
光エネルギーによって効率的に除去したり、微小物体を
小さな光パワーによってマニピュレートしたりすること
を可能にする光触媒装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 合成石英基板１０上にポリイミド光導波
路層１２及び超親水機能を有するＴｉＯ2 光触媒層１４
が順に積層され、ポリイミド光導波路層１２端面に密着
された半導体レーザ１６から出射された波長１．５μｍ
以上の赤外線１８がポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する際、エバネセント波２４を生成し、その放射圧３０
がＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６に作用するよ
うになっている。水銀ランプ２０から出射した波長４０
０ｎｍ以下の紫外線２２がＴｉＯ2光触媒層１４を照射
して活性化し、その超親水機能によってＴｉＯ2 光触媒
層１４の表面に潤滑性をもつ分子レベルの薄い水膜を形
成するようになっている。
光エネルギーによって効率的に除去したり、微小物体を
小さな光パワーによってマニピュレートしたりすること
を可能にする光触媒装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 合成石英基板１０上にポリイミド光導波
路層１２及び超親水機能を有するＴｉＯ2 光触媒層１４
が順に積層され、ポリイミド光導波路層１２端面に密着
された半導体レーザ１６から出射された波長１．５μｍ
以上の赤外線１８がポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する際、エバネセント波２４を生成し、その放射圧３０
がＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６に作用するよ
うになっている。水銀ランプ２０から出射した波長４０
０ｎｍ以下の紫外線２２がＴｉＯ2光触媒層１４を照射
して活性化し、その超親水機能によってＴｉＯ2 光触媒
層１４の表面に潤滑性をもつ分子レベルの薄い水膜を形
成するようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒装置に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から光の照射によって触媒作用を発
揮する光触媒材料として、二酸化チタン、酸化タングス
テン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、
硫化亜鉛、酸化錫が知られているが、その優れた酸化分
解機能、防汚機能、親水機能などから、近年特に二酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）が注目されている（「特集 ビッグ
バンの予感！光触媒」、ＮＩＫＫＥＩ ＭＥＣＨＡＮＩ
ＣＡＬ １９９８．４ ｎｏ．５２３参照）。
揮する光触媒材料として、二酸化チタン、酸化タングス
テン、酸化バナジウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、
硫化亜鉛、酸化錫が知られているが、その優れた酸化分
解機能、防汚機能、親水機能などから、近年特に二酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）が注目されている（「特集 ビッグ
バンの予感！光触媒」、ＮＩＫＫＥＩ ＭＥＣＨＡＮＩ
ＣＡＬ １９９８．４ ｎｏ．５２３参照）。
【０００３】このような光触媒材料を用いた光触媒装置
は、その用途に応じて種々の構造をとるが、一般には、
例えばタイル、ガラス、プラスチック等からなる基板上
に、ＴｉＯ２ 光触媒層を形成し、その上方から例えば
紫外線等の光触媒の励起光が照射されるようになってい
る。そして、ＴｉＯ2 光触媒層が光触媒の励起光によっ
て照射されると、光電効果によって電子が励起されて、
電子と正孔（ホール）が発生し、ＴｉＯ2 光触媒層表面
に移動する。そして、一方の電子は空気中の酸素を還元
してスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 - ）に変え、他方
の正孔は表面の水分（吸着水）を分解して水酸基ラジカ
ル（・ＯＨ）に変える。これらのスーパーオキサイドイ
オンと水酸基ラジカルは活性酸素種と呼ばれ、強力な酸
化作用を示す。
は、その用途に応じて種々の構造をとるが、一般には、
例えばタイル、ガラス、プラスチック等からなる基板上
に、ＴｉＯ２ 光触媒層を形成し、その上方から例えば
紫外線等の光触媒の励起光が照射されるようになってい
る。そして、ＴｉＯ2 光触媒層が光触媒の励起光によっ
て照射されると、光電効果によって電子が励起されて、
電子と正孔（ホール）が発生し、ＴｉＯ2 光触媒層表面
に移動する。そして、一方の電子は空気中の酸素を還元
してスーパーオキサイドイオン（Ｏ2 - ）に変え、他方
の正孔は表面の水分（吸着水）を分解して水酸基ラジカ
ル（・ＯＨ）に変える。これらのスーパーオキサイドイ
オンと水酸基ラジカルは活性酸素種と呼ばれ、強力な酸
化作用を示す。
【０００４】このため、ＴｉＯ2 光触媒層の表面にに有
機系の汚れが付着すると、スーパーオキサイドイオンが
有機化合物の炭素を奪い、水酸基ラジカルが有機化合物
の水素を奪って分解する。バラバラになった炭素と水素
はそれぞれ酸化されて二酸化炭素と水に変化する。この
ようにして、有機物の酸化分解機能、防汚機能が発揮さ
れる。また、活性酸素種は、ＴｉＯ2 光触媒層の表面の
疎水性分子を二酸化炭素と水に分化し、水酸基を剥き出
しにする。また、ＴｉＯ2 光触媒層の表面のブリッジン
グ酸素と呼ばれる酸素原子が水と置換し、水酸基が発生
する。露出した水酸基には、空気中の水が吸着し、この
物理的吸着水がＴｉＯ2 光触媒層の表面に分子レベルの
薄い水膜を形成する。このようにして、親水機能が発揮
される。
機系の汚れが付着すると、スーパーオキサイドイオンが
有機化合物の炭素を奪い、水酸基ラジカルが有機化合物
の水素を奪って分解する。バラバラになった炭素と水素
はそれぞれ酸化されて二酸化炭素と水に変化する。この
ようにして、有機物の酸化分解機能、防汚機能が発揮さ
れる。また、活性酸素種は、ＴｉＯ2 光触媒層の表面の
疎水性分子を二酸化炭素と水に分化し、水酸基を剥き出
しにする。また、ＴｉＯ2 光触媒層の表面のブリッジン
グ酸素と呼ばれる酸素原子が水と置換し、水酸基が発生
する。露出した水酸基には、空気中の水が吸着し、この
物理的吸着水がＴｉＯ2 光触媒層の表面に分子レベルの
薄い水膜を形成する。このようにして、親水機能が発揮
される。
【０００５】また、微小物体に光を照射した際には、波
数ベクトルに比例した運動量を有するフォトンの衝突に
よって放射圧が生じるが、この光の放射圧を利用して、
微小物体、例えば微小部品や、高分子、バクテリア、ウ
ィルス、細胞、染色体、精子、ＤＮＡ等をマニピュレー
トする技術が従来から知られている（笹木敬司、増原
宏、「マイクロ光マニピュレーション」、Ｏ ｐｌｕｓ
Ｅ １９９８年１月参照）。
数ベクトルに比例した運動量を有するフォトンの衝突に
よって放射圧が生じるが、この光の放射圧を利用して、
微小物体、例えば微小部品や、高分子、バクテリア、ウ
ィルス、細胞、染色体、精子、ＤＮＡ等をマニピュレー
トする技術が従来から知られている（笹木敬司、増原
宏、「マイクロ光マニピュレーション」、Ｏ ｐｌｕｓ
Ｅ １９９８年１月参照）。
【０００６】このようなマニピュレート技術の一つとし
て、基板表面のエバネセント波の放射圧によって微小物
体を移動する技術がある。ここで、エバネセント波と
は、光がプリズム等の界面において全反射したり、基板
上に形成された光導波路中を伝搬したりする際に、その
全反射面の表面や光導波路の表面に沿って進行する平面
波をいう。その強度は、表面においては全反射光や導波
光とほぼ等しいが、表面から離れるに従って減衰し、波
長程度の距離でほぼ消滅する。そして、このエバネセン
ト波を微小物体に照射するとミー散乱光が発生し、それ
に伴うフォトンの運動量の変化の反作用として、微小物
体に力が働く。このエバネセント波と微小物体との相互
作用によって生じる力が放射圧である。特に光導波路に
おいては、薄い導波層中を伝搬するために強いエバネセ
ント波が得られるため、強い放射圧が得られる。従っ
て、小さな光パワーを用いて微小物体をマニピュレート
することが可能になる。
て、基板表面のエバネセント波の放射圧によって微小物
体を移動する技術がある。ここで、エバネセント波と
は、光がプリズム等の界面において全反射したり、基板
上に形成された光導波路中を伝搬したりする際に、その
全反射面の表面や光導波路の表面に沿って進行する平面
波をいう。その強度は、表面においては全反射光や導波
光とほぼ等しいが、表面から離れるに従って減衰し、波
長程度の距離でほぼ消滅する。そして、このエバネセン
ト波を微小物体に照射するとミー散乱光が発生し、それ
に伴うフォトンの運動量の変化の反作用として、微小物
体に力が働く。このエバネセント波と微小物体との相互
作用によって生じる力が放射圧である。特に光導波路に
おいては、薄い導波層中を伝搬するために強いエバネセ
ント波が得られるため、強い放射圧が得られる。従っ
て、小さな光パワーを用いて微小物体をマニピュレート
することが可能になる。
【０００７】なお、マニピュレート技術の別の一つとし
て、水中においてレーザ光の集光光束によって微小物体
をレーザトラッピングして移動する技術がある。ここ
で、レーザトラッピングとは、レーザ光を絞り込むと、
そのレーザ光の焦点位置の方向に放射圧が働くことを利
用して、その集光スポットに微小物体を捕捉する手法を
いう。但し、この技術においては、水による抵抗がある
ために大きな力が必要になることから、大きな光パワー
が必要になる。
て、水中においてレーザ光の集光光束によって微小物体
をレーザトラッピングして移動する技術がある。ここ
で、レーザトラッピングとは、レーザ光を絞り込むと、
そのレーザ光の焦点位置の方向に放射圧が働くことを利
用して、その集光スポットに微小物体を捕捉する手法を
いう。但し、この技術においては、水による抵抗がある
ために大きな力が必要になることから、大きな光パワー
が必要になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光触媒装置
においては、酸化分解機能を利用して物体表面に付着す
る塵埃を除去する際に、その塵埃の有機物を完全に酸化
分解して除去することは可能であるが、それには大きな
光エネルギーと長い時間が必要になり、効率的ではなか
った。また、塵埃のうち、砂ぼこり等の無機物は、光触
媒装置の酸化分解機能によっては分解されない。そのた
め、実際には、塵埃の物体表面への接着剤の役割を果た
している脂質などの有機物のみを分解することによって
塵埃を取れ易くするだけのことが多い。従って、取れ易
くなった塵埃が自然に除去されるためには、雨水など外
部からの力が必要であった。
においては、酸化分解機能を利用して物体表面に付着す
る塵埃を除去する際に、その塵埃の有機物を完全に酸化
分解して除去することは可能であるが、それには大きな
光エネルギーと長い時間が必要になり、効率的ではなか
った。また、塵埃のうち、砂ぼこり等の無機物は、光触
媒装置の酸化分解機能によっては分解されない。そのた
め、実際には、塵埃の物体表面への接着剤の役割を果た
している脂質などの有機物のみを分解することによって
塵埃を取れ易くするだけのことが多い。従って、取れ易
くなった塵埃が自然に除去されるためには、雨水など外
部からの力が必要であった。
【０００９】また、上記従来のマニピュレート技術、特
に光導波路構造をもつ基板表面のエバネセント波の放射
圧によって微小物体を移動する技術においては、小さな
光パワーによってマニピュレートすることが可能になる
とはいっても、実際に微小物体を移動する際には、微小
物体と基板との間に摩擦が生じるため、大きな力が必要
であった。
に光導波路構造をもつ基板表面のエバネセント波の放射
圧によって微小物体を移動する技術においては、小さな
光パワーによってマニピュレートすることが可能になる
とはいっても、実際に微小物体を移動する際には、微小
物体と基板との間に摩擦が生じるため、大きな力が必要
であった。
【００１０】そこで本発明は、上記事情を鑑みてなされ
たものであり、物体表面に付着する塵埃を小さな光エネ
ルギーによって効率的に除去したり、微小物体を小さな
光パワーによってマニピュレートしたりすることを可能
にする光触媒装置を提供することを目的とする。
たものであり、物体表面に付着する塵埃を小さな光エネ
ルギーによって効率的に除去したり、微小物体を小さな
光パワーによってマニピュレートしたりすることを可能
にする光触媒装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る光触媒装置により達成される。即ち、請求項１
に係る光触媒装置は、基板と、この基板上に面状に形成
された光導波路層と、この光導波路層上に形成された光
触媒層と、光導波路層内に所定の波長の光を出射する第
１の光源と、光触媒層に励起光を照射するための第２の
光源と、を有し、第２の光源から出射された励起光によ
って光触媒層を照射して活性化すると共に、第１の光源
から出射された所定の波長の光が光導波路層内を伝搬す
る際の放射圧によって光触媒層上の微小物体を移動させ
ることを特徴とする。
明に係る光触媒装置により達成される。即ち、請求項１
に係る光触媒装置は、基板と、この基板上に面状に形成
された光導波路層と、この光導波路層上に形成された光
触媒層と、光導波路層内に所定の波長の光を出射する第
１の光源と、光触媒層に励起光を照射するための第２の
光源と、を有し、第２の光源から出射された励起光によ
って光触媒層を照射して活性化すると共に、第１の光源
から出射された所定の波長の光が光導波路層内を伝搬す
る際の放射圧によって光触媒層上の微小物体を移動させ
ることを特徴とする。
【００１２】このように請求項１に係る光触媒装置にお
いては、基板上に面状の光導波路層及び光触媒層が順に
積層された構造であることにより、基板として第１の光
源から出射された所定の波長の光を透過し且つ表面がそ
の出射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、こ
の基板と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積
層構造と更に光触媒層に接する空気層によって４層スッ
テプ構造のスラブ型光導波路が構成されることになり、
第１の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光
は光導波路層内を伝搬する。
いては、基板上に面状の光導波路層及び光触媒層が順に
積層された構造であることにより、基板として第１の光
源から出射された所定の波長の光を透過し且つ表面がそ
の出射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、こ
の基板と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積
層構造と更に光触媒層に接する空気層によって４層スッ
テプ構造のスラブ型光導波路が構成されることになり、
第１の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光
は光導波路層内を伝搬する。
【００１３】この光導波路層内を伝搬する所定の波長の
光は、光導波路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネ
セント波を生成する。そして、このエバネセント波が光
触媒層上の微小物体に照射すると、ミー散乱光が発生す
る。このミー散乱光は、空気層側よりも光触媒層側に強
くなるため、それに伴うフォトンの運動量の変化の反作
用として働く放射圧により、光触媒層上の微小物体は光
導波路層内の光の伝搬方向より斜め空気層側に向かう力
を受ける。また、このとき、第２の光源から出射された
励起光が光触媒層を照射して活性化することにより、光
触媒層の親水機能が発揮され、空気中の水を吸着して、
光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を形成する。
光は、光導波路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネ
セント波を生成する。そして、このエバネセント波が光
触媒層上の微小物体に照射すると、ミー散乱光が発生す
る。このミー散乱光は、空気層側よりも光触媒層側に強
くなるため、それに伴うフォトンの運動量の変化の反作
用として働く放射圧により、光触媒層上の微小物体は光
導波路層内の光の伝搬方向より斜め空気層側に向かう力
を受ける。また、このとき、第２の光源から出射された
励起光が光触媒層を照射して活性化することにより、光
触媒層の親水機能が発揮され、空気中の水を吸着して、
光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を形成する。
【００１４】こうして、光触媒層上の微小物体が光導波
路層内を伝搬する所定の波長の光に起因するエバネセン
ト波の放射圧によって伝搬方向に向かう力を受ける際
に、光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜が形成され
ているため、この水膜の潤滑機能によって光触媒層上の
微小物体は光導波路層内の光の伝搬方向に容易に移動す
ることになる。しかも、この微小物体は水中に浸ってい
る状態ではないため、水中を移動するときのように大き
な水の抵抗が生じることもない。従って、光触媒層上の
微小物体が除去すべき塵埃であれば、光触媒層におる酸
化分解機能のみを利用する場合よりも小さなエネルギー
によって、しかも雨水など外部からの力の補助を必要と
せずにクリーニングされるため、この光触媒装置は種々
のクリーニング機構に有効に応用される。また、光触媒
層上の微小物体が微小部品や高分子等のようなマニピュ
レートする対象であれば、小さな光パワーを用いて移動
させることが可能となるため、この光触媒装置はマイク
ロドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に有効に
応用される。
路層内を伝搬する所定の波長の光に起因するエバネセン
ト波の放射圧によって伝搬方向に向かう力を受ける際
に、光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜が形成され
ているため、この水膜の潤滑機能によって光触媒層上の
微小物体は光導波路層内の光の伝搬方向に容易に移動す
ることになる。しかも、この微小物体は水中に浸ってい
る状態ではないため、水中を移動するときのように大き
な水の抵抗が生じることもない。従って、光触媒層上の
微小物体が除去すべき塵埃であれば、光触媒層におる酸
化分解機能のみを利用する場合よりも小さなエネルギー
によって、しかも雨水など外部からの力の補助を必要と
せずにクリーニングされるため、この光触媒装置は種々
のクリーニング機構に有効に応用される。また、光触媒
層上の微小物体が微小部品や高分子等のようなマニピュ
レートする対象であれば、小さな光パワーを用いて移動
させることが可能となるため、この光触媒装置はマイク
ロドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に有効に
応用される。
【００１５】また、請求項２に係る光触媒装置は、基板
と、この基板上にチャネル状に形成された光導波路層
と、この光導波路層上に形成された光触媒層と、光導波
路層内に所定の波長の光を出射する第１の光源と、光触
媒層に励起光を照射するための第２の光源と、を有し、
第２の光源から出射された励起光によって光触媒層を照
射して活性化すると共に、第１の光源から出射された所
定の波長の光が光導波路層内を伝搬する際の放射圧によ
って光触媒層上の微小物体を移動させることを特徴とす
る。
と、この基板上にチャネル状に形成された光導波路層
と、この光導波路層上に形成された光触媒層と、光導波
路層内に所定の波長の光を出射する第１の光源と、光触
媒層に励起光を照射するための第２の光源と、を有し、
第２の光源から出射された励起光によって光触媒層を照
射して活性化すると共に、第１の光源から出射された所
定の波長の光が光導波路層内を伝搬する際の放射圧によ
って光触媒層上の微小物体を移動させることを特徴とす
る。
【００１６】このように請求項２に係る光触媒装置にお
いては、基板上にチャネル状の光導波路層及び光触媒層
が順に積層された構造であることにより、基板として第
１の光源から出射された光を透過し且つ表面がその出射
光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基板
と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造
と更に光触媒層に接する空気層によって４層ステップ構
造のチャネル型光導波路が構成されることになり、第１
の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光は光
導波路層内を伝搬する。この光導波路層内を伝搬する所
定の波長の光は、上記と請求項１の場合と同様に、光導
波路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネセント波を
生成し、このエバネセント波が光触媒層上の微小物体に
照射した際に発生するミー散乱光に伴って働く放射圧に
より、光触媒層上の微小物体は力を受けるが、チャネル
型光導波路はスラブ型光導波路よりも小さな光パワーで
同等の強度のエバネセント波を生成するため、光触媒層
上の微小物体が受ける力は増大する。
いては、基板上にチャネル状の光導波路層及び光触媒層
が順に積層された構造であることにより、基板として第
１の光源から出射された光を透過し且つ表面がその出射
光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基板
と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造
と更に光触媒層に接する空気層によって４層ステップ構
造のチャネル型光導波路が構成されることになり、第１
の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光は光
導波路層内を伝搬する。この光導波路層内を伝搬する所
定の波長の光は、上記と請求項１の場合と同様に、光導
波路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネセント波を
生成し、このエバネセント波が光触媒層上の微小物体に
照射した際に発生するミー散乱光に伴って働く放射圧に
より、光触媒層上の微小物体は力を受けるが、チャネル
型光導波路はスラブ型光導波路よりも小さな光パワーで
同等の強度のエバネセント波を生成するため、光触媒層
上の微小物体が受ける力は増大する。
【００１７】そして、チャネル型光導波路においては、
上記請求項１のスラブ型光導波路の場合と異なり、光導
波路層内を伝搬する所定の波長の光の強度分布がチャネ
ル型光導波路の中央部において最も高く、中央部から離
れるにつれて低くなるため、光触媒層上の微小物体が光
導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して透明であ
る場合には、光強度分布の高いチャネル型光導波路の中
央部に向かう方向に放射圧が作用し、逆に不透明であっ
たり反射する場合には、光強度分布の高いチャネル型光
導波路の中央部から離れる方向に放射圧が作用する。こ
のとき、第２の光源から出射された励起光は、上記請求
項１の場合と同様に、光触媒層を照射して活性化するこ
とにより、光触媒層の親水機能が発揮され、空気中の水
を吸着して、光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を
形成する。
上記請求項１のスラブ型光導波路の場合と異なり、光導
波路層内を伝搬する所定の波長の光の強度分布がチャネ
ル型光導波路の中央部において最も高く、中央部から離
れるにつれて低くなるため、光触媒層上の微小物体が光
導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して透明であ
る場合には、光強度分布の高いチャネル型光導波路の中
央部に向かう方向に放射圧が作用し、逆に不透明であっ
たり反射する場合には、光強度分布の高いチャネル型光
導波路の中央部から離れる方向に放射圧が作用する。こ
のとき、第２の光源から出射された励起光は、上記請求
項１の場合と同様に、光触媒層を照射して活性化するこ
とにより、光触媒層の親水機能が発揮され、空気中の水
を吸着して、光触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を
形成する。
【００１８】こうして、光触媒層上の微小物体は、チャ
ネル状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に起因
するエバネセント波の放射圧によって力を受け、チャネ
ル状の光導波路層に沿って移動したり、このチャネル状
の光導波路層から排除されるように移動したりするが、
その際に光触媒層の表面には分子レベルの薄い水膜が形
成されているため、この水膜の潤滑機能によって光触媒
層上の微小物体の移動は極めて容易になる。しかも、微
小物体は水中に浸っている状態ではないため、水中を移
動するときのように大きな水の抵抗が生じることもな
い。
ネル状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に起因
するエバネセント波の放射圧によって力を受け、チャネ
ル状の光導波路層に沿って移動したり、このチャネル状
の光導波路層から排除されるように移動したりするが、
その際に光触媒層の表面には分子レベルの薄い水膜が形
成されているため、この水膜の潤滑機能によって光触媒
層上の微小物体の移動は極めて容易になる。しかも、微
小物体は水中に浸っている状態ではないため、水中を移
動するときのように大きな水の抵抗が生じることもな
い。
【００１９】従って、光触媒層上の微小物体がチャネル
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して不
透明であったり反射する場合には、雨水など外部からの
力の補助を必要とすることなく、光触媒層におる酸化分
解機能のみを利用する場合よりも又上記請求項１の場合
よりも小さなエネルギーによりチャネル状の光導波路層
に沿ってクリーニングされるため、この光触媒装置はチ
ャネル状に局所的に清浄化するクリーニング機構に有効
に応用される。また、光触媒層上の微小物体がチャネル
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して透
明である場合には、上記請求項１の場合よりも更に小さ
な光パワーを用いて、チャネル状の光導波路層に沿って
正確に移動させることが可能となるため、この光触媒装
置はマイクロドラックカプセルのコンベアやセルソータ
等に有効に応用される。
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して不
透明であったり反射する場合には、雨水など外部からの
力の補助を必要とすることなく、光触媒層におる酸化分
解機能のみを利用する場合よりも又上記請求項１の場合
よりも小さなエネルギーによりチャネル状の光導波路層
に沿ってクリーニングされるため、この光触媒装置はチ
ャネル状に局所的に清浄化するクリーニング機構に有効
に応用される。また、光触媒層上の微小物体がチャネル
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して透
明である場合には、上記請求項１の場合よりも更に小さ
な光パワーを用いて、チャネル状の光導波路層に沿って
正確に移動させることが可能となるため、この光触媒装
置はマイクロドラックカプセルのコンベアやセルソータ
等に有効に応用される。
【００２０】また、請求項３に係る光触媒装置は、上記
請求項１又は２に係る光触媒装置において、光導波路層
が非酸化性材料からなる構成とすることにより、光触媒
層として例えばＴｉＯ2 光触媒層のように酸化力が著し
く大きいものを用いる場合であっても、光触媒層によっ
て光導波路層が酸化されることが防止されるため、光触
媒装置の特性劣化が防止され、そのライフタイムが長く
なる。
請求項１又は２に係る光触媒装置において、光導波路層
が非酸化性材料からなる構成とすることにより、光触媒
層として例えばＴｉＯ2 光触媒層のように酸化力が著し
く大きいものを用いる場合であっても、光触媒層によっ
て光導波路層が酸化されることが防止されるため、光触
媒装置の特性劣化が防止され、そのライフタイムが長く
なる。
【００２１】また、請求項４に係る光触媒装置は、上記
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
から出射された所定の波長の光に対して透明であり且つ
光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板と光
導波路層との間に介在している構成とすることにより、
たとえ基板が所定の波長の光を透過しない不透明なもの
であっても、また基板の表面がこの光の波長のオーダー
で平滑でない場合であっても、この第１のバッファ層と
光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光触媒
層に接する空気層によって４層スッテプ構造のスラブ型
光導波路又はチャネル型光導波路が構成されることにな
り、第１の光源から光導波路層に出射された所定の波長
の光は光導波路層内を伝搬すると共に、その際に光導波
路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネセント波を生
成し、このエバネセント波の放射圧が光触媒層上の微小
物体に作用するため、上記請求項１又は２に係る光触媒
装置の場合と同様の作用を奏する。
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
から出射された所定の波長の光に対して透明であり且つ
光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板と光
導波路層との間に介在している構成とすることにより、
たとえ基板が所定の波長の光を透過しない不透明なもの
であっても、また基板の表面がこの光の波長のオーダー
で平滑でない場合であっても、この第１のバッファ層と
光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光触媒
層に接する空気層によって４層スッテプ構造のスラブ型
光導波路又はチャネル型光導波路が構成されることにな
り、第１の光源から光導波路層に出射された所定の波長
の光は光導波路層内を伝搬すると共に、その際に光導波
路層から光触媒層の表面に滲み出すエバネセント波を生
成し、このエバネセント波の放射圧が光触媒層上の微小
物体に作用するため、上記請求項１又は２に係る光触媒
装置の場合と同様の作用を奏する。
【００２２】また、請求項５に係る光触媒装置は、上記
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
が光導波路層の端面に密着して設置されている構成とす
ることにより、第１の光源から出射された所定の波長の
光は無駄なく光導波路層内に入射されると共に、光源と
光触媒層との間に空気や水などの媒質が存在せず、こう
した媒質による光吸収や光散乱のために生じる光量ロス
もないために、その放射圧により光触媒層上の微小物体
を移動させるエバネセント波の生成に光パワーが極めて
有効に利用される。また、第１の光源が基板等と一体に
なっていることになり、第１の光源を独立して設置する
スペースが不必要となり、装置全体としても小型化され
るため、光触媒装置の使用範囲が拡大されると共に、美
感を損なう恐れも殆どなくなる。
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
が光導波路層の端面に密着して設置されている構成とす
ることにより、第１の光源から出射された所定の波長の
光は無駄なく光導波路層内に入射されると共に、光源と
光触媒層との間に空気や水などの媒質が存在せず、こう
した媒質による光吸収や光散乱のために生じる光量ロス
もないために、その放射圧により光触媒層上の微小物体
を移動させるエバネセント波の生成に光パワーが極めて
有効に利用される。また、第１の光源が基板等と一体に
なっていることになり、第１の光源を独立して設置する
スペースが不必要となり、装置全体としても小型化され
るため、光触媒装置の使用範囲が拡大されると共に、美
感を損なう恐れも殆どなくなる。
【００２３】また、請求項６に係る光触媒装置は、上記
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
が光ファイバを介して光導波路層の端面に光学的に接続
されている構成とすることにより、上記請求項５に係る
光触媒装置の場合とほぼ同様の作用を奏する。そして、
この場合、第１の光源は基板等と一体にはならないもの
の、第１の光源を独立して設置するスペースの制約は小
さくなる。
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第１の光源
が光ファイバを介して光導波路層の端面に光学的に接続
されている構成とすることにより、上記請求項５に係る
光触媒装置の場合とほぼ同様の作用を奏する。そして、
この場合、第１の光源は基板等と一体にはならないもの
の、第１の光源を独立して設置するスペースの制約は小
さくなる。
【００２４】なお、ここで、「光ファイバを介して」と
あるのは、単一線の光ファイバの場合のみならず、単一
線の光ファイバが途中から複数本に分岐して光導波路層
の端面に接続されている場合や、複数の光導波路部が円
柱状に束ねられている光ファイバ束が途中から複数の光
導波路部が線状に配列されている光ファイバシートにな
って光導波路層の端面に接続されている場合も含むもの
とする。そして、途中から複数本に分岐する光ファイバ
を使用する場合は、単一線の光ファイバを使用する場合
に比べて、スラブ型光導波路内を伝搬させる所定の波長
の光の強度が面状に均一となり、途中から光ファイバシ
ートになる光ファイバ束を使用する場合は、複数本に分
岐する光ファイバを使用する場合に比べて、スラブ型光
導波路内を伝搬させる所定の波長の光の強度が更に面状
に均一となる。
あるのは、単一線の光ファイバの場合のみならず、単一
線の光ファイバが途中から複数本に分岐して光導波路層
の端面に接続されている場合や、複数の光導波路部が円
柱状に束ねられている光ファイバ束が途中から複数の光
導波路部が線状に配列されている光ファイバシートにな
って光導波路層の端面に接続されている場合も含むもの
とする。そして、途中から複数本に分岐する光ファイバ
を使用する場合は、単一線の光ファイバを使用する場合
に比べて、スラブ型光導波路内を伝搬させる所定の波長
の光の強度が面状に均一となり、途中から光ファイバシ
ートになる光ファイバ束を使用する場合は、複数本に分
岐する光ファイバを使用する場合に比べて、スラブ型光
導波路内を伝搬させる所定の波長の光の強度が更に面状
に均一となる。
【００２５】また、請求項７に係る光触媒装置は、上記
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第２の光源
から出射された励起光が光導波路層に入射され、この光
導波路層内を伝搬する際の励起光の漏洩光によって光触
媒層を照射する構成とすることにより、基板として第２
の光源から出射された励起光を透過し且つ表面がその出
射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基
板と光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層によって４層スッテプ構造のスラ
ブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成されること
になり、第２の光源から光導波路層に出射された励起光
は光導波路層内を伝搬すると共に、その際に光導波路層
から漏洩して光触媒層を裏面全体から照射し、更にその
照射光は光触媒層内を長い距離にわたって透過していく
ため、光触媒層はその全体において高効率に活性化され
る。従って、光触媒層の親水機能がより効果的に発揮さ
れ、空気中の水を吸着して光触媒層の表面に分子レベル
の薄い水膜を形成することから、この水膜の潤滑機能に
よって光触媒層上の微小物体が更に容易に移動するた
め、光触媒層上の塵埃などがより小さなエネルギーによ
ってクリーニングされたり、光触媒層上の微小部品や高
分子等がより小さな光パワーを用いてマニピュレートさ
れる。
請求項１又は２に係る光触媒装置において、第２の光源
から出射された励起光が光導波路層に入射され、この光
導波路層内を伝搬する際の励起光の漏洩光によって光触
媒層を照射する構成とすることにより、基板として第２
の光源から出射された励起光を透過し且つ表面がその出
射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基
板と光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層によって４層スッテプ構造のスラ
ブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成されること
になり、第２の光源から光導波路層に出射された励起光
は光導波路層内を伝搬すると共に、その際に光導波路層
から漏洩して光触媒層を裏面全体から照射し、更にその
照射光は光触媒層内を長い距離にわたって透過していく
ため、光触媒層はその全体において高効率に活性化され
る。従って、光触媒層の親水機能がより効果的に発揮さ
れ、空気中の水を吸着して光触媒層の表面に分子レベル
の薄い水膜を形成することから、この水膜の潤滑機能に
よって光触媒層上の微小物体が更に容易に移動するた
め、光触媒層上の塵埃などがより小さなエネルギーによ
ってクリーニングされたり、光触媒層上の微小部品や高
分子等がより小さな光パワーを用いてマニピュレートさ
れる。
【００２６】また、請求項８に係る光触媒装置は、上記
請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源が光導
波路層の端面に密着して設置されている構成とすること
により、第２の光源から出射された励起光は無駄なく光
導波路層内に入射されると共に、光源と光触媒層との間
に空気や水などの媒質が存在せず、こうした媒質による
光吸収や光散乱のために生じる光量ロスもないために、
光導波路層を介して光触媒層をその裏面から照射して活
性化するために光パワーが極めて有効に利用される。
請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源が光導
波路層の端面に密着して設置されている構成とすること
により、第２の光源から出射された励起光は無駄なく光
導波路層内に入射されると共に、光源と光触媒層との間
に空気や水などの媒質が存在せず、こうした媒質による
光吸収や光散乱のために生じる光量ロスもないために、
光導波路層を介して光触媒層をその裏面から照射して活
性化するために光パワーが極めて有効に利用される。
【００２７】また、光触媒の励起光として紫外光を使用
する場合であっても、第２の光源から光導波路層を経て
光触媒層に至る過程は光触媒の励起光が装置内に閉じ込
められる構造となっており、光触媒層の表面に付着した
塵などによる散乱光以外には励起光が外部に漏れること
はなくなるため、例えばテレビのブラウン管面や自動車
のフロントガラスやのように人が見たり近くに居る時間
が長いものに光触媒装置を用いても、人体に悪影響を及
ぼし、特に皮膚癌の発生原因となるという心配はなくな
る。また、第２の光源が基板等と一体になっていること
から、第２の光源を独立して設置するスペースが不必要
となり、装置全体としても小型化されるため、光触媒装
置の使用範囲が拡大されると共に、美感を損なう恐れも
殆どなくなる。
する場合であっても、第２の光源から光導波路層を経て
光触媒層に至る過程は光触媒の励起光が装置内に閉じ込
められる構造となっており、光触媒層の表面に付着した
塵などによる散乱光以外には励起光が外部に漏れること
はなくなるため、例えばテレビのブラウン管面や自動車
のフロントガラスやのように人が見たり近くに居る時間
が長いものに光触媒装置を用いても、人体に悪影響を及
ぼし、特に皮膚癌の発生原因となるという心配はなくな
る。また、第２の光源が基板等と一体になっていること
から、第２の光源を独立して設置するスペースが不必要
となり、装置全体としても小型化されるため、光触媒装
置の使用範囲が拡大されると共に、美感を損なう恐れも
殆どなくなる。
【００２８】また、請求項９に係る光触媒装置は、上記
請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源が光フ
ァイバを介して光導波路層の端面に光学的に接続されて
いる構成とすることにより、上記請求項８に係る光触媒
装置の場合とほぼ同様の作用を奏する。そして、この場
合、第２の光源は基板等と一体にはならないものの、第
２の光源を独立して設置するスペースの制約は小さくな
る。
請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源が光フ
ァイバを介して光導波路層の端面に光学的に接続されて
いる構成とすることにより、上記請求項８に係る光触媒
装置の場合とほぼ同様の作用を奏する。そして、この場
合、第２の光源は基板等と一体にはならないものの、第
２の光源を独立して設置するスペースの制約は小さくな
る。
【００２９】なお、ここで、「光ファイバを介して」と
あるのは、単一線の光ファイバの場合のみならず、単一
線の光ファイバが途中から複数本に分岐して光導波路層
の端面に接続されている場合や、光ファイバ束が途中か
ら光ファイバシートになって光導波路層の端面に接続さ
れている場合も含むものとする。そして、途中から複数
本に分岐する光ファイバを使用する場合は、単一線の光
ファイバを使用する場合に比べて、スラブ型光導波路内
を伝搬させる所定の波長の光の強度が面状に均一とな
り、途中から光ファイバシートになる光ファイバ束を使
用する場合は、複数本に分岐する光ファイバを使用する
場合に比べて、スラブ型光導波路内を伝搬させる所定の
波長の光の強度が更に面状に均一となる。
あるのは、単一線の光ファイバの場合のみならず、単一
線の光ファイバが途中から複数本に分岐して光導波路層
の端面に接続されている場合や、光ファイバ束が途中か
ら光ファイバシートになって光導波路層の端面に接続さ
れている場合も含むものとする。そして、途中から複数
本に分岐する光ファイバを使用する場合は、単一線の光
ファイバを使用する場合に比べて、スラブ型光導波路内
を伝搬させる所定の波長の光の強度が面状に均一とな
り、途中から光ファイバシートになる光ファイバ束を使
用する場合は、複数本に分岐する光ファイバを使用する
場合に比べて、スラブ型光導波路内を伝搬させる所定の
波長の光の強度が更に面状に均一となる。
【００３０】また、請求項１０に係る光触媒装置は、上
記請求項７に係る光触媒装置において、光導波路層が基
板に接する第１の光導波路層と光触媒層に接する第２の
光導波路層との２層構造になっており、第１の光導波路
層の屈折率は第２の光導波路層の屈折率より低く、第１
の光導波路層の厚さは第２の光導波路層の厚さより厚
く、基板が第２の光源から出射された励起光に対して透
明であり且つ第１の光源から出射された所定の波長の光
に対して不透明である構成とすることにより、基板と第
１の光導波路層と第１の光導波路層より屈折率の高い第
２の光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層とが第１の光源から出射された所
定の波長の光に対する５層スッテプ構造のスラブ型光導
波路又はチャネル型光導波路が構成されることになり、
第２の光源から光導波路層に出射された励起光は第２の
光導波路層より厚い第１の光導波路層内を主要に伝搬す
ることになるため、光触媒層に入射される励起光の光量
が相対的に小さくなる。従って、光触媒層における光吸
収による減衰が抑制され、大面積の光触媒層であっても
光触媒層全体が均一に活性化される。
記請求項７に係る光触媒装置において、光導波路層が基
板に接する第１の光導波路層と光触媒層に接する第２の
光導波路層との２層構造になっており、第１の光導波路
層の屈折率は第２の光導波路層の屈折率より低く、第１
の光導波路層の厚さは第２の光導波路層の厚さより厚
く、基板が第２の光源から出射された励起光に対して透
明であり且つ第１の光源から出射された所定の波長の光
に対して不透明である構成とすることにより、基板と第
１の光導波路層と第１の光導波路層より屈折率の高い第
２の光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層とが第１の光源から出射された所
定の波長の光に対する５層スッテプ構造のスラブ型光導
波路又はチャネル型光導波路が構成されることになり、
第２の光源から光導波路層に出射された励起光は第２の
光導波路層より厚い第１の光導波路層内を主要に伝搬す
ることになるため、光触媒層に入射される励起光の光量
が相対的に小さくなる。従って、光触媒層における光吸
収による減衰が抑制され、大面積の光触媒層であっても
光触媒層全体が均一に活性化される。
【００３１】なお、このとき、第１の光導波路層と第１
の光導波路層より屈折率の高い第２の光導波路層と光触
媒層とからなる積層構造と更に光触媒層に接する空気層
とが第１の光源から出射された所定の波長の光に対する
４層スッテプ構造のスラブ型光導波路が構成されること
になり、第１の光源から光導波路層に出射された所定の
波長の光は第１の光導波路層より薄い第２の光導波路層
内を主要に伝搬することになるが、光触媒層上の微小物
体に放射圧を作用させるエバネセント波は吸収による減
衰がないため、この微小物体に作用する放射圧が弱くな
ることはない。
の光導波路層より屈折率の高い第２の光導波路層と光触
媒層とからなる積層構造と更に光触媒層に接する空気層
とが第１の光源から出射された所定の波長の光に対する
４層スッテプ構造のスラブ型光導波路が構成されること
になり、第１の光源から光導波路層に出射された所定の
波長の光は第１の光導波路層より薄い第２の光導波路層
内を主要に伝搬することになるが、光触媒層上の微小物
体に放射圧を作用させるエバネセント波は吸収による減
衰がないため、この微小物体に作用する放射圧が弱くな
ることはない。
【００３２】また、請求項１１に係る光触媒装置は、上
記請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源から
出射された励起光が入射される光導波路層の端面に対向
する光導波路層の端面に、光導波路層内を伝搬してきた
励起光を反射するためのミラーが設置されている構成と
することにより、光導波路層内を伝搬してきた励起光は
このミラーによって反射され、再び光導波路層内を戻っ
ていくため、励起光の光量ロスが少なくなる。また、光
導波路層内を一回伝搬する間だけで励起光を吸収する必
要がなくなり、伝搬中の励起光の吸収を小さくして減衰
を抑制することが可能になるため、大面積の光触媒層で
あっても光触媒層に入射される励起光の強度が面内にお
いて一様になる。そして、光触媒層の活性度は、励起光
の強度がある強度以上になるとほぼ一様になり、それ以
上は殆ど大きくならないため、励起光の強度分布が面内
において不均一にならず一様であって一定の強度を保持
していることは光量ロスを少なくするためにも好まし
い。
記請求項７に係る光触媒装置において、第２の光源から
出射された励起光が入射される光導波路層の端面に対向
する光導波路層の端面に、光導波路層内を伝搬してきた
励起光を反射するためのミラーが設置されている構成と
することにより、光導波路層内を伝搬してきた励起光は
このミラーによって反射され、再び光導波路層内を戻っ
ていくため、励起光の光量ロスが少なくなる。また、光
導波路層内を一回伝搬する間だけで励起光を吸収する必
要がなくなり、伝搬中の励起光の吸収を小さくして減衰
を抑制することが可能になるため、大面積の光触媒層で
あっても光触媒層に入射される励起光の強度が面内にお
いて一様になる。そして、光触媒層の活性度は、励起光
の強度がある強度以上になるとほぼ一様になり、それ以
上は殆ど大きくならないため、励起光の強度分布が面内
において不均一にならず一様であって一定の強度を保持
していることは光量ロスを少なくするためにも好まし
い。
【００３３】また、請求項１２に係る光触媒装置は、上
記請求項７に係る光触媒装置において、第１の光源から
出射された所定の波長の光及び第２の光源から出射され
た励起光の双方に対して透明であり且つ光導波路層より
も屈折率の小さいバッファ層が基板と光導波路層との間
に介在している構成とすることにより、このバッファ層
と光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光触
媒層に接する空気層によって多モード４層スッテプ構造
のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成され
ることになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出
射された光を透過しない不透明なものであっても、基板
の表面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合
であっても、上記請求項７に記載の光触媒装置の場合と
同様の作用を奏する。
記請求項７に係る光触媒装置において、第１の光源から
出射された所定の波長の光及び第２の光源から出射され
た励起光の双方に対して透明であり且つ光導波路層より
も屈折率の小さいバッファ層が基板と光導波路層との間
に介在している構成とすることにより、このバッファ層
と光導波路層と光触媒層とからなる積層構造と更に光触
媒層に接する空気層によって多モード４層スッテプ構造
のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成され
ることになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出
射された光を透過しない不透明なものであっても、基板
の表面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合
であっても、上記請求項７に記載の光触媒装置の場合と
同様の作用を奏する。
【００３４】また、請求項１３に係る光触媒装置は、上
記請求項１２に係る光触媒装置において、光導波路層が
基板に接する第１の光導波路層と光触媒層に接する第２
の光導波路層との２層構造になっており、第１の光導波
路層の屈折率は第２の光導波路層の屈折率より低く、第
１の光導波路層の厚さは第２の光導波路層の厚さより厚
く、バッファ層が第２の光源から出射された励起光に対
して透明であり、第１の光源から出射された所定の波長
の光に対して不透明である構成とすることにより、バッ
ファ層と第１の光導波路層と第１の光導波路層より屈折
率の高い第２の光導波路層と光触媒層とからなる積層構
造と更に光触媒層に接する空気層とが第１の光源から出
射された所定の波長の光に対する５層スッテプ構造のス
ラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成されるこ
とになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出射さ
れた光を透過しない不透明なものであっても、基板の表
面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合であ
っても、上記請求項７に記載の光触媒装置の場合と同様
の作用を奏する。
記請求項１２に係る光触媒装置において、光導波路層が
基板に接する第１の光導波路層と光触媒層に接する第２
の光導波路層との２層構造になっており、第１の光導波
路層の屈折率は第２の光導波路層の屈折率より低く、第
１の光導波路層の厚さは第２の光導波路層の厚さより厚
く、バッファ層が第２の光源から出射された励起光に対
して透明であり、第１の光源から出射された所定の波長
の光に対して不透明である構成とすることにより、バッ
ファ層と第１の光導波路層と第１の光導波路層より屈折
率の高い第２の光導波路層と光触媒層とからなる積層構
造と更に光触媒層に接する空気層とが第１の光源から出
射された所定の波長の光に対する５層スッテプ構造のス
ラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成されるこ
とになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出射さ
れた光を透過しない不透明なものであっても、基板の表
面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合であ
っても、上記請求項７に記載の光触媒装置の場合と同様
の作用を奏する。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る光触媒装置を示す概略斜視図である。図１に示される
ように、本実施形態に係る光触媒装置においては、赤外
線及び紫外線を透過する透明で表面が平滑な合成石英基
板１０上に、例えばフッ化ポリイミドからなるポリイミ
ド光導波路層１２が形成されており、更にこのポリイミ
ド光導波路層１２上に、超親水機能を有するアナターゼ
型のＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されている。
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る光触媒装置を示す概略斜視図である。図１に示される
ように、本実施形態に係る光触媒装置においては、赤外
線及び紫外線を透過する透明で表面が平滑な合成石英基
板１０上に、例えばフッ化ポリイミドからなるポリイミ
ド光導波路層１２が形成されており、更にこのポリイミ
ド光導波路層１２上に、超親水機能を有するアナターゼ
型のＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されている。
【００３６】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６がその射出開口をポリイミド光導波路層１２の端面に
密着して設置され、波長１．５μｍ以上の赤外線１８を
ポリイミド光導波路層１２に出射するようになってい
る。更に、第２の光源としての水銀ランプ２０が合成石
英基板１０の下方に設置され、波長４００ｎｍ以下の紫
外線２２をＴｉＯ2 光触媒層１４に向けて出射するよう
になっている。ここで、合成石英基板１０の屈折率は
１．５、ポリイミド光導波路層１２の屈折率は１．７、
ＴｉＯ2 光触媒層１４の屈折率は２．５である。このた
め、これら合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１
２とＴｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にこ
のＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層によって、半導
体レーザ１６から出射される赤外線１８に対する多モー
ド４層ステップ構造のスラブ型光導波路とみなすことが
できる。
６がその射出開口をポリイミド光導波路層１２の端面に
密着して設置され、波長１．５μｍ以上の赤外線１８を
ポリイミド光導波路層１２に出射するようになってい
る。更に、第２の光源としての水銀ランプ２０が合成石
英基板１０の下方に設置され、波長４００ｎｍ以下の紫
外線２２をＴｉＯ2 光触媒層１４に向けて出射するよう
になっている。ここで、合成石英基板１０の屈折率は
１．５、ポリイミド光導波路層１２の屈折率は１．７、
ＴｉＯ2 光触媒層１４の屈折率は２．５である。このた
め、これら合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１
２とＴｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にこ
のＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層によって、半導
体レーザ１６から出射される赤外線１８に対する多モー
ド４層ステップ構造のスラブ型光導波路とみなすことが
できる。
【００３７】次に、図１に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から波長１．５μｍ以上の赤外線１８を出射し、その射
出開口に密着しているポリイミド光導波路層１２に入射
する。このポリイミド光導波路層１２に入射された赤外
線１８は、多モード４層ステップ構造のスラブ型光導波
路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬すると
共に、その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2
光触媒層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生
成する。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光
触媒層１４上の微小物体２６に照射すると、ミー散乱光
２８が発生する。このミー散乱光２８は、空気層側より
もＴｉＯ2 光触媒層１４側に強くなるため、それに伴う
フォトンの運動量の変化の反作用としての放射圧３０が
微小物体２６に作用し、ポリイミド光導波路層１２内の
赤外線１８の伝搬方向に向かう力を受ける。
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から波長１．５μｍ以上の赤外線１８を出射し、その射
出開口に密着しているポリイミド光導波路層１２に入射
する。このポリイミド光導波路層１２に入射された赤外
線１８は、多モード４層ステップ構造のスラブ型光導波
路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬すると
共に、その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2
光触媒層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生
成する。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光
触媒層１４上の微小物体２６に照射すると、ミー散乱光
２８が発生する。このミー散乱光２８は、空気層側より
もＴｉＯ2 光触媒層１４側に強くなるため、それに伴う
フォトンの運動量の変化の反作用としての放射圧３０が
微小物体２６に作用し、ポリイミド光導波路層１２内の
赤外線１８の伝搬方向に向かう力を受ける。
【００３８】なお、ここで、ポリイミド光導波路層１２
はその厚さが薄い方がその内部を伝搬する赤外線１８の
光強度が大きくなるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面
に生成するエバネセント波２４の光強度も大きくなる。
従って、小さな光パワーであってもＴｉＯ2 光触媒層１
４上の微小物体２６にエバネセント波２４の放射圧３０
を強く作用させるためには、ポリイミド光導波路層１２
の厚さが薄い方が好ましい。また、このとき、合成石英
基板１０の下方に設置されている第２の光源としての水
銀ランプ２０からは、光触媒の励起光として波長４００
ｎｍ以下の紫外線２２を出射し、合成石英基板１０及び
ポリイミド光導波路層１２を透過して、ＴｉＯ2 光触媒
層１４をその裏面から照射する。この光触媒の励起光と
しての紫外線２２によって照射されたＴｉＯ2 光触媒層
１４は、その紫外線２２を吸収して活性化され、その光
触媒作用により超親水機能を発揮する。即ち、空気中の
水を吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベ
ルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
はその厚さが薄い方がその内部を伝搬する赤外線１８の
光強度が大きくなるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面
に生成するエバネセント波２４の光強度も大きくなる。
従って、小さな光パワーであってもＴｉＯ2 光触媒層１
４上の微小物体２６にエバネセント波２４の放射圧３０
を強く作用させるためには、ポリイミド光導波路層１２
の厚さが薄い方が好ましい。また、このとき、合成石英
基板１０の下方に設置されている第２の光源としての水
銀ランプ２０からは、光触媒の励起光として波長４００
ｎｍ以下の紫外線２２を出射し、合成石英基板１０及び
ポリイミド光導波路層１２を透過して、ＴｉＯ2 光触媒
層１４をその裏面から照射する。この光触媒の励起光と
しての紫外線２２によって照射されたＴｉＯ2 光触媒層
１４は、その紫外線２２を吸収して活性化され、その光
触媒作用により超親水機能を発揮する。即ち、空気中の
水を吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベ
ルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
【００３９】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線１８によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によって伝搬方向に向かう力を受ける際に、ＴｉＯ
2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が形成
され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エバネセ
ント波２４の放射圧３０が小さなものであっても、即ち
半導体レーザ１６から出射される赤外線１８の光パワー
が小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
はポリイミド光導波路層１２内の赤外線１８の伝搬方向
に容易に移動する。
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線１８によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によって伝搬方向に向かう力を受ける際に、ＴｉＯ
2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が形成
され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エバネセ
ント波２４の放射圧３０が小さなものであっても、即ち
半導体レーザ１６から出射される赤外線１８の光パワー
が小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
はポリイミド光導波路層１２内の赤外線１８の伝搬方向
に容易に移動する。
【００４０】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ１６から出射された赤外線１８がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、水銀ランプ２０から出射された紫外
線２２がＴｉＯ2 光触媒層１４を活性化し、その超親水
機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成される分子
レベルの薄い水膜の潤滑性を利用して、ＴｉＯ2 光触媒
層１４上の微小物体２６をポリイミド光導波路層１２内
の赤外線１８の伝搬方向に容易に移動させることができ
る。しかも、このとき、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６は水中に浸っている状態ではないため、水中を
移動するときのような大きな抵抗を受けることもない。
レーザ１６から出射された赤外線１８がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、水銀ランプ２０から出射された紫外
線２２がＴｉＯ2 光触媒層１４を活性化し、その超親水
機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成される分子
レベルの薄い水膜の潤滑性を利用して、ＴｉＯ2 光触媒
層１４上の微小物体２６をポリイミド光導波路層１２内
の赤外線１８の伝搬方向に容易に移動させることができ
る。しかも、このとき、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６は水中に浸っている状態ではないため、水中を
移動するときのような大きな抵抗を受けることもない。
【００４１】従って、この微小物体２６が除去すべき塵
埃等である場合には、ＴｉＯ2 光触媒層１４による酸化
分解機能によって完全に分解するに至らなくとも、また
酸化分解機能のみを利用する場合よりも小さなエネルギ
ーによって、しかも雨水など外部からの力の補助を必要
とせずにクリーニングすることが可能となるため、例え
ばテレビの管面や自動車のウィンドウガラス、バックミ
ラー等に有効に応用して、その透明基板の表面を清浄に
保ちクリーンな視界を確保することができる。また、こ
の微小物体２６が例えば微小部品や高分子等のマニピュ
レートする対象である場合には、小さな光パワーを用い
て移動させることが可能となるため、マイクロドラック
カプセルのコンベアやセルソータ等に有効に応用するこ
とができる。
埃等である場合には、ＴｉＯ2 光触媒層１４による酸化
分解機能によって完全に分解するに至らなくとも、また
酸化分解機能のみを利用する場合よりも小さなエネルギ
ーによって、しかも雨水など外部からの力の補助を必要
とせずにクリーニングすることが可能となるため、例え
ばテレビの管面や自動車のウィンドウガラス、バックミ
ラー等に有効に応用して、その透明基板の表面を清浄に
保ちクリーンな視界を確保することができる。また、こ
の微小物体２６が例えば微小部品や高分子等のマニピュ
レートする対象である場合には、小さな光パワーを用い
て移動させることが可能となるため、マイクロドラック
カプセルのコンベアやセルソータ等に有効に応用するこ
とができる。
【００４２】また、ポリイミド光導波路層１２が非酸化
性材料からなることにより、酸化力が著しく大きいＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４によっても酸化されないため、光触媒
装置の特性劣化を防止して、そのライフタイムを長くす
ることができる。
性材料からなることにより、酸化力が著しく大きいＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４によっても酸化されないため、光触媒
装置の特性劣化を防止して、そのライフタイムを長くす
ることができる。
【００４３】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６がポリイミド光導波路層１２の端面に密着して設置さ
れていることにより、この半導体レーザ１６から出射さ
れる指向性の高い赤外線１８は無駄なくポリイミド光導
波路層１２に入射されると共に、半導体レーザ１６とポ
リイミド光導波路層１２との間には空気や水などの光吸
収や光散乱を生じる媒質が存在しないため、こうした光
吸収や光散乱による光量ロスもなく、その放射圧３０に
よって微小物体２６を移動させるエバネセント波２４を
生成するために半導体レーザ１６から出射される赤外線
１８の光パワーを極めて有効に利用することができる。
同時に、半導体レーザ１６から出射される波長１．５μ
ｍ以上の赤外線１８は、皮膚や眼などの人体に有害な紫
外線等と異なり、人体に対して安全である。また、この
波長域の赤外線１８は、容易にその出射強度を高めるこ
とができるという利点がある。
６がポリイミド光導波路層１２の端面に密着して設置さ
れていることにより、この半導体レーザ１６から出射さ
れる指向性の高い赤外線１８は無駄なくポリイミド光導
波路層１２に入射されると共に、半導体レーザ１６とポ
リイミド光導波路層１２との間には空気や水などの光吸
収や光散乱を生じる媒質が存在しないため、こうした光
吸収や光散乱による光量ロスもなく、その放射圧３０に
よって微小物体２６を移動させるエバネセント波２４を
生成するために半導体レーザ１６から出射される赤外線
１８の光パワーを極めて有効に利用することができる。
同時に、半導体レーザ１６から出射される波長１．５μ
ｍ以上の赤外線１８は、皮膚や眼などの人体に有害な紫
外線等と異なり、人体に対して安全である。また、この
波長域の赤外線１８は、容易にその出射強度を高めるこ
とができるという利点がある。
【００４４】（第２の実施形態）図２は本発明の第２の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図１の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図１の光触媒装置において
合成石英基板１０の下方に設置されている第２の光源と
しての水銀ランプ２０の代わりに、半導体レーザがその
射出開口をポリイミド光導波路層の端面に密着して設置
されている点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図１の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図１の光触媒装置において
合成石英基板１０の下方に設置されている第２の光源と
しての水銀ランプ２０の代わりに、半導体レーザがその
射出開口をポリイミド光導波路層の端面に密着して設置
されている点に特徴がある。
【００４５】即ち、図２に示されるように、透明で表面
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。また、第
１の光源としての半導体レーザ１６がその射出開口をポ
リイミド光導波路層１２の端面に密着して設置され、波
長１．５μｍ以上の赤外線１８をポリイミド光導波路層
１２に出射するようになっている。そして、第２の光源
としての２個の半導体レーザ３２ａ、３２ｂがそれらの
射出開口をポリイミド光導波路層１２の互いに対向する
両端面に密着してそれぞれ設置され、波長４００ｎｍ以
下の紫外線（図示せず）をポリイミド光導波路層１２に
出射するようになっている。
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。また、第
１の光源としての半導体レーザ１６がその射出開口をポ
リイミド光導波路層１２の端面に密着して設置され、波
長１．５μｍ以上の赤外線１８をポリイミド光導波路層
１２に出射するようになっている。そして、第２の光源
としての２個の半導体レーザ３２ａ、３２ｂがそれらの
射出開口をポリイミド光導波路層１２の互いに対向する
両端面に密着してそれぞれ設置され、波長４００ｎｍ以
下の紫外線（図示せず）をポリイミド光導波路層１２に
出射するようになっている。
【００４６】ここで、合成石英基板１０の屈折率はポリ
イミド光導波路層１２の屈折率よりも小さい。このた
め、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2光触媒層１４との積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層とによって、半導体レーザ１６か
ら出射される赤外線１８及び半導体レーザ３２ａ、３２
ｂから出射される紫外線の双方に対する多モード４層ス
テップ構造のスラブ型光導波路が構成される。
イミド光導波路層１２の屈折率よりも小さい。このた
め、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2光触媒層１４との積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層とによって、半導体レーザ１６か
ら出射される赤外線１８及び半導体レーザ３２ａ、３２
ｂから出射される紫外線の双方に対する多モード４層ス
テップ構造のスラブ型光導波路が構成される。
【００４７】次に、図２に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、上記第１の実施形態の場合と同様にし
て、第１の光源としての半導体レーザ１６から波長１．
５μｍ以上の赤外線１８をポリイミド光導波路層１２に
入射し、多モード４層ステップ構造のスラブ型光導波路
を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬させると
共に、その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2
光触媒層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生
成する。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光
触媒層１４上の微小物体２６に照射する際に発生するミ
ー散乱光２８に伴い、ポリイミド光導波路層１２内の赤
外線１８の伝搬方向に向かう放射圧３０が微小物体２６
に作用する。
説明する。先ず、上記第１の実施形態の場合と同様にし
て、第１の光源としての半導体レーザ１６から波長１．
５μｍ以上の赤外線１８をポリイミド光導波路層１２に
入射し、多モード４層ステップ構造のスラブ型光導波路
を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬させると
共に、その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2
光触媒層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生
成する。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光
触媒層１４上の微小物体２６に照射する際に発生するミ
ー散乱光２８に伴い、ポリイミド光導波路層１２内の赤
外線１８の伝搬方向に向かう放射圧３０が微小物体２６
に作用する。
【００４８】また、このとき、第２の光源としての半導
体レーザ３２ａ、３２ｂから、波長４００ｎｍ以下の紫
外線を光触媒の励起光として出射し、それらの射出開口
に両端部がそれぞれ密着しているポリイミド光導波路層
１２に入射する。このポリイミド光導波路層１２に入射
された紫外線は、多モード４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬
すると共に、その際に、ポリイミド光導波路層１２から
の漏洩光がＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する。即ち、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４は、ポリイミド光導波路層１２に接
する裏面全体から紫外線を照射される。この光触媒の励
起光としての紫外線によって裏面全体から照射されたＴ
ｉＯ2 光触媒層１４は、その紫外線を吸収して活性化さ
れ、その光触媒作用により超親水機能を発揮する。即
ち、空気中の水を吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表
面に分子レベルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
体レーザ３２ａ、３２ｂから、波長４００ｎｍ以下の紫
外線を光触媒の励起光として出射し、それらの射出開口
に両端部がそれぞれ密着しているポリイミド光導波路層
１２に入射する。このポリイミド光導波路層１２に入射
された紫外線は、多モード４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬
すると共に、その際に、ポリイミド光導波路層１２から
の漏洩光がＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する。即ち、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４は、ポリイミド光導波路層１２に接
する裏面全体から紫外線を照射される。この光触媒の励
起光としての紫外線によって裏面全体から照射されたＴ
ｉＯ2 光触媒層１４は、その紫外線を吸収して活性化さ
れ、その光触媒作用により超親水機能を発揮する。即
ち、空気中の水を吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表
面に分子レベルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
【００４９】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線１８によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によって伝搬方向に向かう力を受ける際に、ＴｉＯ
2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が形成
され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エバネセ
ント波２４の放射圧３０が小さなものであっても、即ち
半導体レーザ１６から出射される赤外線１８の光パワー
が小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
はポリイミド光導波路層１２内の赤外線１８の伝搬方向
に容易に移動する。
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線１８によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によって伝搬方向に向かう力を受ける際に、ＴｉＯ
2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が形成
され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エバネセ
ント波２４の放射圧３０が小さなものであっても、即ち
半導体レーザ１６から出射される赤外線１８の光パワー
が小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
はポリイミド光導波路層１２内の赤外線１８の伝搬方向
に容易に移動する。
【００５０】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ１６から出射された赤外線１８がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出
射された紫外線がポリイミド光導波路層１２内を伝搬す
る際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ2 光触媒層１
４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成
される分子レベルの薄い水膜の潤滑性を利用して、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４上の微小物体２６をポリイミド光導波
路層１２内の赤外線１８の伝搬方向に容易に移動させる
ことができるため、上記第１の実施形態の場合と同様の
効果を奏することができる。このとき、ＴｉＯ2 光触媒
層１４はポリイミド光導波路層１２内を伝搬する紫外線
の漏洩光によって裏面全体から照射されることから、こ
の光触媒の励起光としての紫外線はＴｉＯ2 光触媒層１
４内を長い距離にわたって透過していくことになり、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１６をその全体において高効率に活性化
することが可能になるため、ＴｉＯ2 光触媒層１６の超
親水機能を上記第１の実施形態の場合よりも効果的に発
揮することができる。
レーザ１６から出射された赤外線１８がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出
射された紫外線がポリイミド光導波路層１２内を伝搬す
る際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ2 光触媒層１
４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成
される分子レベルの薄い水膜の潤滑性を利用して、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４上の微小物体２６をポリイミド光導波
路層１２内の赤外線１８の伝搬方向に容易に移動させる
ことができるため、上記第１の実施形態の場合と同様の
効果を奏することができる。このとき、ＴｉＯ2 光触媒
層１４はポリイミド光導波路層１２内を伝搬する紫外線
の漏洩光によって裏面全体から照射されることから、こ
の光触媒の励起光としての紫外線はＴｉＯ2 光触媒層１
４内を長い距離にわたって透過していくことになり、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１６をその全体において高効率に活性化
することが可能になるため、ＴｉＯ2 光触媒層１６の超
親水機能を上記第１の実施形態の場合よりも効果的に発
揮することができる。
【００５１】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６のみならず、第２の光源としての半導体レーザ３２
ａ、３２ｂもポリイミド光導波路層１２の端面に密着し
て設置されていることにより、これらの半導体レーザ１
６、３２ａ、３２ｂから出射された指向性の高い赤外線
１８及び紫外線は無駄なくポリイミド光導波路層１２に
入射されると共に、半導体レーザ１６、３２ａ、３２ｂ
とポリイミド光導波路層１２との間には空気や水などの
光吸収や光散乱を生じる媒質が存在しないため、こうし
た光吸収や光散乱による光量ロスもなく、その放射圧３
０によって微小物体２６を移動させるエバネセント波２
４の生成や ＴｉＯ2 光触媒層１４の超親水機能を発揮
させるための活性化に半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂからの光パワーを極めて有効に利用することができ
る。
６のみならず、第２の光源としての半導体レーザ３２
ａ、３２ｂもポリイミド光導波路層１２の端面に密着し
て設置されていることにより、これらの半導体レーザ１
６、３２ａ、３２ｂから出射された指向性の高い赤外線
１８及び紫外線は無駄なくポリイミド光導波路層１２に
入射されると共に、半導体レーザ１６、３２ａ、３２ｂ
とポリイミド光導波路層１２との間には空気や水などの
光吸収や光散乱を生じる媒質が存在しないため、こうし
た光吸収や光散乱による光量ロスもなく、その放射圧３
０によって微小物体２６を移動させるエバネセント波２
４の生成や ＴｉＯ2 光触媒層１４の超親水機能を発揮
させるための活性化に半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂからの光パワーを極めて有効に利用することができ
る。
【００５２】同時に、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから
出射される紫外線は皮膚や眼などの人体に対して有害で
あり、皮膚癌の発生原因ともなるが、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂからポリイミド光導波路層１２を経てＴｉＯ
2 光触媒層１４に至る過程は紫外線が装置内に閉じ込め
られる構造となっているため、ＴｉＯ2 光触媒層１６の
表面に付着した塵などによる散乱光以外には紫外線が外
部に漏れることはなくなるため、例えばテレビのブラウ
ン管面や自動車のフロントガラスやのように人が見たり
近くに居る時間が長いものに本実施形態に係る光触媒装
置を用いても、人体に悪影響を及ぼし、特に皮膚癌の発
生原因となるという心配はなくなる。
出射される紫外線は皮膚や眼などの人体に対して有害で
あり、皮膚癌の発生原因ともなるが、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂからポリイミド光導波路層１２を経てＴｉＯ
2 光触媒層１４に至る過程は紫外線が装置内に閉じ込め
られる構造となっているため、ＴｉＯ2 光触媒層１６の
表面に付着した塵などによる散乱光以外には紫外線が外
部に漏れることはなくなるため、例えばテレビのブラウ
ン管面や自動車のフロントガラスやのように人が見たり
近くに居る時間が長いものに本実施形態に係る光触媒装
置を用いても、人体に悪影響を及ぼし、特に皮膚癌の発
生原因となるという心配はなくなる。
【００５３】更に、これらの半導体レーザ１６、３２
ａ、３２ｂは共に合成石英基板１０等と一体になってい
ることから、例えばテレビのブラウン管面や自動車のフ
ロントガラスの枠に埋め込むことが可能になり、独立し
て設置するためのスペースが不必要となって目立たなく
なるため、光触媒装置が更に小型化されてその使用範囲
を益々拡大することが可能になると共に、美感を損なう
恐れも殆どなくすことができる。
ａ、３２ｂは共に合成石英基板１０等と一体になってい
ることから、例えばテレビのブラウン管面や自動車のフ
ロントガラスの枠に埋め込むことが可能になり、独立し
て設置するためのスペースが不必要となって目立たなく
なるため、光触媒装置が更に小型化されてその使用範囲
を益々拡大することが可能になると共に、美感を損なう
恐れも殆どなくすことができる。
【００５４】（第３の実施形態）図３は本発明の第３の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図２の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図２の光触媒装置における
合成石英基板１０の代わりに、表面が紫外線の波長のオ
ーダーで平滑でない不透明なセラミック基板上に赤外線
及び紫外線を透過し且つポリイミド光導波路層１２より
も屈折率の小さいバッファ層が積層されているものを用
いる点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図２の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図２の光触媒装置における
合成石英基板１０の代わりに、表面が紫外線の波長のオ
ーダーで平滑でない不透明なセラミック基板上に赤外線
及び紫外線を透過し且つポリイミド光導波路層１２より
も屈折率の小さいバッファ層が積層されているものを用
いる点に特徴がある。
【００５５】即ち、図３に示されるように、表面が紫外
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、例えばアモルファスフルオロポリマからな
る赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３６が紫外線
の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成され、この
バッファ層３６上に、バッファ層３６よりも屈折率の大
きいポリイミド光導波路層１２と超親水機能を有するア
ナターゼ型のＴｉＯ2光触媒層１４とが順に積層されて
形成されている。
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、例えばアモルファスフルオロポリマからな
る赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３６が紫外線
の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成され、この
バッファ層３６上に、バッファ層３６よりも屈折率の大
きいポリイミド光導波路層１２と超親水機能を有するア
ナターゼ型のＴｉＯ2光触媒層１４とが順に積層されて
形成されている。
【００５６】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６が、その射出開口をポリイミド光導波路層１２の端面
に密着して設置され、波長１．５μｍ以上の赤外線１８
をポリイミド光導波路層１２に出射するようになってい
る。また、第２の光源としての２個の半導体レーザ３２
ａ、３２ｂが、それらの射出開口をポリイミド光導波路
層１２の互いに対向する両端面に密着してそれぞれ設置
され、波長４００ｎｍ以下の紫外線（図示せず）をポリ
イミド光導波路層１２に出射するようになっている。
６が、その射出開口をポリイミド光導波路層１２の端面
に密着して設置され、波長１．５μｍ以上の赤外線１８
をポリイミド光導波路層１２に出射するようになってい
る。また、第２の光源としての２個の半導体レーザ３２
ａ、３２ｂが、それらの射出開口をポリイミド光導波路
層１２の互いに対向する両端面に密着してそれぞれ設置
され、波長４００ｎｍ以下の紫外線（図示せず）をポリ
イミド光導波路層１２に出射するようになっている。
【００５７】ここで、バッファ層３６の屈折率はポリイ
ミド光導波路層１２の屈折率よりも小さいため、これら
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線１８及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂ
から出射される紫外線の双方に対する４層ステップ構造
のスラブ型光導波路が構成される。
ミド光導波路層１２の屈折率よりも小さいため、これら
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線１８及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂ
から出射される紫外線の双方に対する４層ステップ構造
のスラブ型光導波路が構成される。
【００５８】なお、図３に示される光触媒装置の動作
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線１
８及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図２に示され
る第２の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線１
８及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図２に示され
る第２の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
【００５９】以上のように本実施形態によれば、第１及
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線及び紫外線を透過し且つポリイ
ミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ層３
６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１２と
の間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間に平
滑な境界面を形成していることにより、このバッファ層
３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造がステ
ップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１６、
３２ａ、３２ｂからポリイミド光導波路層１２に入射さ
れた赤外線及び紫外線をポリイミド光導波路層１２内に
伝搬させることが可能になるため、セラミック基板３４
のように赤外線及び紫外線を透過しない不透明なもの
や、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でないも
のを基板として使用しても、上記第２の実施形態に係る
光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができる。
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線及び紫外線を透過し且つポリイ
ミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ層３
６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１２と
の間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間に平
滑な境界面を形成していることにより、このバッファ層
３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造がステ
ップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１６、
３２ａ、３２ｂからポリイミド光導波路層１２に入射さ
れた赤外線及び紫外線をポリイミド光導波路層１２内に
伝搬させることが可能になるため、セラミック基板３４
のように赤外線及び紫外線を透過しない不透明なもの
や、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でないも
のを基板として使用しても、上記第２の実施形態に係る
光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができる。
【００６０】（第４の実施形態）図４は本発明の第４の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図２の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図２の光触媒装置において
第１及び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２
ａ、３２ｂがポリイミド光導波路層１２の端面に密着し
て設置されている代わりに、これらの半導体レーザ１
６、３２ａ、３２ｂが光ファイバを介してポリイミド光
導波路層１２の端面に接続されている点に特徴がある。
即ち、図４に示されるように、透明で表面が平滑な合成
石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層１２と超親水
機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが
順に積層されて形成されている。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図２の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図２の光触媒装置において
第１及び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２
ａ、３２ｂがポリイミド光導波路層１２の端面に密着し
て設置されている代わりに、これらの半導体レーザ１
６、３２ａ、３２ｂが光ファイバを介してポリイミド光
導波路層１２の端面に接続されている点に特徴がある。
即ち、図４に示されるように、透明で表面が平滑な合成
石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層１２と超親水
機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが
順に積層されて形成されている。
【００６１】そして、第１の光源としての半導体レーザ
１６は、その射出開口が集光用のレンズ３８を介して単
一線の光ファイバ４０に接続されている。この光ファイ
バ４０はその途中にある分岐カップラ４２によって３本
の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに３分岐されてい
る。そして、これら３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に接続
されている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波
長１．５μｍ以上の赤外線４４は、レンズ３８、光ファ
イバ４０、分岐カップラ４２、及び３本の光ファイバ４
０ａ、４０ｂ、４０ｃを介して、ポリイミド光導波路層
１２に入射されるようになっている。
１６は、その射出開口が集光用のレンズ３８を介して単
一線の光ファイバ４０に接続されている。この光ファイ
バ４０はその途中にある分岐カップラ４２によって３本
の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに３分岐されてい
る。そして、これら３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に接続
されている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波
長１．５μｍ以上の赤外線４４は、レンズ３８、光ファ
イバ４０、分岐カップラ４２、及び３本の光ファイバ４
０ａ、４０ｂ、４０ｃを介して、ポリイミド光導波路層
１２に入射されるようになっている。
【００６２】また、第２の光源としての２個の半導体レ
ーザ３２ａ、３２ｂは、それらの射出開口がそれぞれレ
ンズ４６ａ、４６ｂを介して単一線の光ファイバ４８
ａ、４８ｂに接続されている。そして、これらの光ファ
イバ４８ａ、４８ｂの他端がポリイミド光導波路層１２
の互いに対向する両端面にそれぞれ接続されている。こ
うして、半導体レーザ３２ａ、３２ｂが出射する波長４
００ｎｍ以下の紫外線（図示せず）は、レンズ４６ａ、
４６ｂ及び光ファイバ４８ａ、４８ｂを介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。こ
こで、上記第２の実施形態の場合と同様に、合成石英基
板１０とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2 光触媒層
１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に
接する空気層によって、半導体レーザ１６から出射され
る赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線の双方に対する４層ステップ構造のスラブ
型光導波路が構成される。
ーザ３２ａ、３２ｂは、それらの射出開口がそれぞれレ
ンズ４６ａ、４６ｂを介して単一線の光ファイバ４８
ａ、４８ｂに接続されている。そして、これらの光ファ
イバ４８ａ、４８ｂの他端がポリイミド光導波路層１２
の互いに対向する両端面にそれぞれ接続されている。こ
うして、半導体レーザ３２ａ、３２ｂが出射する波長４
００ｎｍ以下の紫外線（図示せず）は、レンズ４６ａ、
４６ｂ及び光ファイバ４８ａ、４８ｂを介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。こ
こで、上記第２の実施形態の場合と同様に、合成石英基
板１０とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2 光触媒層
１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に
接する空気層によって、半導体レーザ１６から出射され
る赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線の双方に対する４層ステップ構造のスラブ
型光導波路が構成される。
【００６３】次に、図４に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線４４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ４０、分岐カ
ップラ４２、及び３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４
０ｃを経由してポリイミド光導波路層１２に入射し、４
層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成するポリイミ
ド光導波路層１２内を伝搬する。その際に、３本の光フ
ァイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層
１２の端面との接続点が３つの点光源として機能するた
め、上記第２の実施形態のように半導体レーザ１６がポ
リイミド光導波路層１２の端面に密着して設置され、そ
の接点が単一の点光源として機能する場合と比較する
と、ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエバネセント波
２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたってほぼ同
一方向に均一な光強度で生成される。このため、微小物
体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの位置において
も、ほぼ同一の伝搬方向に向かう均一な強度の放射圧３
０の作用を受けることになる。
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線４４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ４０、分岐カ
ップラ４２、及び３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４
０ｃを経由してポリイミド光導波路層１２に入射し、４
層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成するポリイミ
ド光導波路層１２内を伝搬する。その際に、３本の光フ
ァイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層
１２の端面との接続点が３つの点光源として機能するた
め、上記第２の実施形態のように半導体レーザ１６がポ
リイミド光導波路層１２の端面に密着して設置され、そ
の接点が単一の点光源として機能する場合と比較する
と、ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエバネセント波
２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたってほぼ同
一方向に均一な光強度で生成される。このため、微小物
体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの位置において
も、ほぼ同一の伝搬方向に向かう均一な強度の放射圧３
０の作用を受けることになる。
【００６４】また、このとき、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ４８ａ、４８ｂを経由してポリイミド光導波路層
１２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を
構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。そし
て、その際に、ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光
がＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する。即ち、ＴｉＯ2 光
触媒層１４は、ポリイミド光導波路層１２に接する裏面
全体から紫外線を照射され、活性化されて、その光触媒
作用により超親水機能を発揮する。即ち、空気中の水を
吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの
薄い水膜（図示せず）を形成する。
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ４８ａ、４８ｂを経由してポリイミド光導波路層
１２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を
構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。そし
て、その際に、ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光
がＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する。即ち、ＴｉＯ2 光
触媒層１４は、ポリイミド光導波路層１２に接する裏面
全体から紫外線を照射され、活性化されて、その光触媒
作用により超親水機能を発揮する。即ち、空気中の水を
吸着して、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの
薄い水膜（図示せず）を形成する。
【００６５】こうして、上記第２の実施形態の場合と同
様に、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６がポリイ
ミド光導波路層１２内を伝搬する赤外線４４によって生
成されるエバネセント波２４の放射圧３０によりその伝
搬方向に向かう力を受ける際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の
表面には分子レベルの薄い水膜が形成され、この水膜が
潤滑剤として機能するため、エバネセント波２４の放射
圧３０が小さなものであっても、即ち半導体レーザ１６
から出射される赤外線４４の光パワーが小さくても、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導
波路層１２内の赤外線４４の伝搬方向に容易に移動す
る。
様に、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６がポリイ
ミド光導波路層１２内を伝搬する赤外線４４によって生
成されるエバネセント波２４の放射圧３０によりその伝
搬方向に向かう力を受ける際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の
表面には分子レベルの薄い水膜が形成され、この水膜が
潤滑剤として機能するため、エバネセント波２４の放射
圧３０が小さなものであっても、即ち半導体レーザ１６
から出射される赤外線４４の光パワーが小さくても、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導
波路層１２内の赤外線４４の伝搬方向に容易に移動す
る。
【００６６】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ１６から出射された赤外線４４が光ファイバ４０
や３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ等を経由し
てポリイミド光導波路層１２内を伝搬する際に生成する
エバネセント波２４の放射圧３０と、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂから出射された紫外線が光ファイバ４８ａ、
４８ｂを経由してポリイミド光導波路層１２内を伝搬す
る際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ2 光触媒層１
４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成
される分子レベルの薄い水膜の潤滑性とを利用して、上
記第２の実施形態の場合と同様に、ＴｉＯ2 光触媒層１
４上の微小物体２６をポリイミド光導波路層１２内の赤
外線４４の伝搬方向に容易に移動させることができるた
め、上記第２の実施形態に係る光触媒装置の場合と同様
の効果を奏することができる。
レーザ１６から出射された赤外線４４が光ファイバ４０
や３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ等を経由し
てポリイミド光導波路層１２内を伝搬する際に生成する
エバネセント波２４の放射圧３０と、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂから出射された紫外線が光ファイバ４８ａ、
４８ｂを経由してポリイミド光導波路層１２内を伝搬す
る際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ2 光触媒層１
４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４表面に形成
される分子レベルの薄い水膜の潤滑性とを利用して、上
記第２の実施形態の場合と同様に、ＴｉＯ2 光触媒層１
４上の微小物体２６をポリイミド光導波路層１２内の赤
外線４４の伝搬方向に容易に移動させることができるた
め、上記第２の実施形態に係る光触媒装置の場合と同様
の効果を奏することができる。
【００６７】このとき、３本の光ファイバ４０ａ、４０
ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層１２の端面との接続
点がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外線４４
の３つの点光源として機能するため、上記第２の実施形
態のように半導体レーザ１６とポリイミド光導波路層１
２の端面との密着した接点が単一の点光源として機能す
る場合と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たってほぼ同一方向に均一な光強度のエバネセント波２
４を生成することが可能になるため、ＴｉＯ2光触媒層
１４上のどの位置においても、ほぼ同一の伝搬方向に向
かう均一な強度の放射圧３０を微小物体２６に作用させ
ることができる。従って、微小物体２６として微小部品
や高分子等を対象にする場合に、そのマニピュレーショ
ンを高精度に制御することが可能になる。
ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層１２の端面との接続
点がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外線４４
の３つの点光源として機能するため、上記第２の実施形
態のように半導体レーザ１６とポリイミド光導波路層１
２の端面との密着した接点が単一の点光源として機能す
る場合と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たってほぼ同一方向に均一な光強度のエバネセント波２
４を生成することが可能になるため、ＴｉＯ2光触媒層
１４上のどの位置においても、ほぼ同一の伝搬方向に向
かう均一な強度の放射圧３０を微小物体２６に作用させ
ることができる。従って、微小物体２６として微小部品
や高分子等を対象にする場合に、そのマニピュレーショ
ンを高精度に制御することが可能になる。
【００６８】また、半導体レーザ１６は、フレキシブル
な光ファイバ４０や３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ等を介してポリイミド光導波路層１２に接続され
ていることにより、上記第２の実施形態のように半導体
レーザ１６が合成石英基板１０等と一体になっている場
合と比較すると、独立して設置するためのスペースは必
要となるものの、その設置の位置や方法の自由度は高く
なるため、上記第２の実施形態の場合とは異なる形態に
おいてその使用範囲を拡大することが可能になる。
な光ファイバ４０や３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ等を介してポリイミド光導波路層１２に接続され
ていることにより、上記第２の実施形態のように半導体
レーザ１６が合成石英基板１０等と一体になっている場
合と比較すると、独立して設置するためのスペースは必
要となるものの、その設置の位置や方法の自由度は高く
なるため、上記第２の実施形態の場合とは異なる形態に
おいてその使用範囲を拡大することが可能になる。
【００６９】（第５の実施形態）図５は本発明の第５の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図３及び図４の光触媒装置の構成要素と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形
態に係る光触媒装置においては、上記図４の光触媒装置
における合成石英基板１０の代わりに、上記図３の光触
媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長のオーダ
ーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上に赤外線
及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が積層され
ているものを用いる点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図３及び図４の光触媒装置の構成要素と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形
態に係る光触媒装置においては、上記図４の光触媒装置
における合成石英基板１０の代わりに、上記図３の光触
媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長のオーダ
ーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上に赤外線
及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が積層され
ているものを用いる点に特徴がある。
【００７０】即ち、図５に示されるように、表面が紫外
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３
６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成
され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６よりも
屈折率の大きいポリイミド光導波路層１２と超親水機能
を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に
積層されて形成されている。
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３
６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成
され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６よりも
屈折率の大きいポリイミド光導波路層１２と超親水機能
を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に
積層されて形成されている。
【００７１】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して単一線の光ファイバ
４０に接続され、この光ファイバ４０は分岐カップラ４
２によって３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに
３分岐されてポリイミド光導波路層１２の端面に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線４４は、レンズ３８、光ファイ
バ４０、分岐カップラ４２、及び３本の光ファイバ４０
ａ、４０ｂ、４０ｃを介して、ポリイミド光導波路層１
２に入射されるようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して単一線の光ファイバ
４０に接続され、この光ファイバ４０は分岐カップラ４
２によって３本の光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに
３分岐されてポリイミド光導波路層１２の端面に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線４４は、レンズ３８、光ファイ
バ４０、分岐カップラ４２、及び３本の光ファイバ４０
ａ、４０ｂ、４０ｃを介して、ポリイミド光導波路層１
２に入射されるようになっている。
【００７２】また、第２の光源としての２個の半導体レ
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して単一線の光ファイバ４８ａ、４８ｂ
に接続され、これらの光ファイバ４８ａ、４８ｂはポリ
イミド光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞ
れ接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それぞ
れレンズ４６ａ、４６ｂ及び光ファイバ４８ａ、４８ｂ
を介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよう
になっている。
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して単一線の光ファイバ４８ａ、４８ｂ
に接続され、これらの光ファイバ４８ａ、４８ｂはポリ
イミド光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞ
れ接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それぞ
れレンズ４６ａ、４６ｂ及び光ファイバ４８ａ、４８ｂ
を介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよう
になっている。
【００７３】ここで、上記第３の実施形態の場合と同様
に、バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光
触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６
から出射される赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステップ
構造のスラブ型光導波路が構成される。
に、バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光
触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６
から出射される赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステップ
構造のスラブ型光導波路が構成される。
【００７４】なお、図５に示される光触媒装置の動作
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線４
４及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図４に示され
る第２の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線４
４及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図４に示され
る第２の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
【００７５】以上のように本実施形態によれば、第１及
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線４４及び紫外線を透過し且つポ
リイミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１
２との間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間
に平滑な境界面を形成していることにより、このバッフ
ァ層３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造が
ステップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１
６から光ファイバ４０や３本の光ファイバ４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ等を経由してポリイミド光導波路層１２に入
射された赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂか
ら光ファイバ４８ａ、４８ｂを経由してポリイミド光導
波路層１２に入射された紫外線をポリイミド光導波路層
１２内に伝搬させることが可能になるため、セラミック
基板２２のように光触媒の励起光を透過しない不透明な
ものや、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でな
いものを基板として使用しても、上記第４の実施形態に
係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線４４及び紫外線を透過し且つポ
リイミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１
２との間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間
に平滑な境界面を形成していることにより、このバッフ
ァ層３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造が
ステップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１
６から光ファイバ４０や３本の光ファイバ４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ等を経由してポリイミド光導波路層１２に入
射された赤外線４４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂか
ら光ファイバ４８ａ、４８ｂを経由してポリイミド光導
波路層１２に入射された紫外線をポリイミド光導波路層
１２内に伝搬させることが可能になるため、セラミック
基板２２のように光触媒の励起光を透過しない不透明な
ものや、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でな
いものを基板として使用しても、上記第４の実施形態に
係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
【００７６】（第６の実施形態）図６は本発明の第６の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図４の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図４の光触媒装置において
第１の光源としての半導体レーザ１６が光ファイバ４０
及び光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを介してポリイ
ミド光導波路層１２の端面に接続され、第２の光源とし
ての半導体レーザ３２ａ、３２ｂがそれぞれ光ファイバ
４８ａ、４８ｂを介してポリイミド光導波路層１２の両
端面に接続されている代わりに、半導体レーザ１６が光
ファイバ束及び光ファイバシートを介してポリイミド光
導波路層１２の端面に接続され、半導体レーザ３２ａ、
３２ｂもそれぞれ光ファイバ束及び光ファイバシートを
介してポリイミド光導波路層１２の両端面に接続されて
いる点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図４の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図４の光触媒装置において
第１の光源としての半導体レーザ１６が光ファイバ４０
及び光ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを介してポリイ
ミド光導波路層１２の端面に接続され、第２の光源とし
ての半導体レーザ３２ａ、３２ｂがそれぞれ光ファイバ
４８ａ、４８ｂを介してポリイミド光導波路層１２の両
端面に接続されている代わりに、半導体レーザ１６が光
ファイバ束及び光ファイバシートを介してポリイミド光
導波路層１２の端面に接続され、半導体レーザ３２ａ、
３２ｂもそれぞれ光ファイバ束及び光ファイバシートを
介してポリイミド光導波路層１２の両端面に接続されて
いる点に特徴がある。
【００７７】即ち、図６に示されるように、透明で表面
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。そして、
第１の光源としての半導体レーザ１６は、集光用のレン
ズ３８を介して、光導波路部が円柱状に束ねられている
光ファイバ束５０に接続されている。この光ファイバ束
５０はその途中から光導波路部が線状に配列された光フ
ァイバシート５２に変わっている。この光ファイバシー
ト５２の他端はポリイミド光導波路層１２の端面に線状
に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出射
する波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、
光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介し
て、ポリイミド光導波路層１２に入射されるようになっ
ている。
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。そして、
第１の光源としての半導体レーザ１６は、集光用のレン
ズ３８を介して、光導波路部が円柱状に束ねられている
光ファイバ束５０に接続されている。この光ファイバ束
５０はその途中から光導波路部が線状に配列された光フ
ァイバシート５２に変わっている。この光ファイバシー
ト５２の他端はポリイミド光導波路層１２の端面に線状
に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出射
する波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、
光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介し
て、ポリイミド光導波路層１２に入射されるようになっ
ている。
【００７８】また、第２の光源としての２個の半導体レ
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ
を介して、光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続してい
る。これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中か
ら光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わっている。こ
れらの光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端がポリイ
ミド光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞれ
線状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線（図
示せず）は、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイ
バ束５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５
８ｂを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射される
ようになっている。
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ
を介して、光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続してい
る。これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中か
ら光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わっている。こ
れらの光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端がポリイ
ミド光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞれ
線状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２
ａ、３２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線（図
示せず）は、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイ
バ束５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５
８ｂを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射される
ようになっている。
【００７９】ここで、上記第４の実施形態の場合と同様
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａ、
３２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成される。
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａ、
３２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成される。
【００８０】次に、図６に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由してポリイミド光導波路層１
２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を構
成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由してポリイミド光導波路層１
２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を構
成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。
【００８１】その際に、光ファイバシート５２とポリイ
ミド光導波路層１２の端面との接続部が線状光源として
機能するため、上記第４の実施形態のように３本の光フ
ァイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層
１２の端面との接続点が３つの点光源として機能する場
合と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエ
バネセント波２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たって同一方向に極めて均一な光強度で生成される。こ
のため、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの
位置においても、同一の伝搬方向に向かう極めて均一な
強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
ミド光導波路層１２の端面との接続部が線状光源として
機能するため、上記第４の実施形態のように３本の光フ
ァイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層
１２の端面との接続点が３つの点光源として機能する場
合と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエ
バネセント波２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たって同一方向に極めて均一な光強度で生成される。こ
のため、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの
位置においても、同一の伝搬方向に向かう極めて均一な
強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
【００８２】また、このとき、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ束５６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、
５８ｂを経由して、ポリイミド光導波路層１２に入射
し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成するポ
リイミド光導波路層１２内を伝搬すると共に、その際の
ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光がＴｉＯ2 光触
媒層１４に入射して、ポリイミド光導波路層１２に接す
る裏面全体から照射する。
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ束５６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、
５８ｂを経由して、ポリイミド光導波路層１２に入射
し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成するポ
リイミド光導波路層１２内を伝搬すると共に、その際の
ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光がＴｉＯ2 光触
媒層１４に入射して、ポリイミド光導波路層１２に接す
る裏面全体から照射する。
【００８３】そして、その際に、光ファイバシート５８
ａ、５８ｂとポリイミド光導波路層１２の両端面との接
続部が線状光源として機能するため、上記第４の実施形
態のように単一線の光ファイバ４８ａ、４８ｂとポリイ
ミド光導波路層１２の両端面との接続点がそれぞれ１つ
の点光源として機能する場合と比較すると、ＴｉＯ2光
触媒層１４をその裏面全体から照射する紫外線は、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の全面にわたって極めて均一な光強度
となる。このため、ＴｉＯ2 光触媒層１４はその全面に
わたって均一に活性化され、その光触媒作用により超親
水機能を発揮する。即ち、空気中の水を吸着して、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの薄い水膜（図示
せず）をその全面にわたって均一に形成する。
ａ、５８ｂとポリイミド光導波路層１２の両端面との接
続部が線状光源として機能するため、上記第４の実施形
態のように単一線の光ファイバ４８ａ、４８ｂとポリイ
ミド光導波路層１２の両端面との接続点がそれぞれ１つ
の点光源として機能する場合と比較すると、ＴｉＯ2光
触媒層１４をその裏面全体から照射する紫外線は、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の全面にわたって極めて均一な光強度
となる。このため、ＴｉＯ2 光触媒層１４はその全面に
わたって均一に活性化され、その光触媒作用により超親
水機能を発揮する。即ち、空気中の水を吸着して、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの薄い水膜（図示
せず）をその全面にわたって均一に形成する。
【００８４】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線５４によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によってその伝搬方向に向かう力を受ける際、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が均
一に形成され、この水膜が潤滑剤として機能するため、
エバネセント波２４の放射圧３０が小さなものであって
も、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線５４の
光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤外線５４の
伝搬方向に容易に移動する。
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線５４によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によってその伝搬方向に向かう力を受ける際、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が均
一に形成され、この水膜が潤滑剤として機能するため、
エバネセント波２４の放射圧３０が小さなものであって
も、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線５４の
光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤外線５４の
伝搬方向に容易に移動する。
【００８５】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ１６から出射された赤外線５４が光ファイバ束５
０及び光ファイバシート５２を経由してポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出
射された紫外線が光ファイバ束５６ａ、５６ｂ及び光フ
ァイバシート５８ａ、５８ｂを経由してポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際の漏洩光によって照射された
ＴｉＯ2 光触媒層１４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触
媒層１４表面に形成される分子レベルの薄い水膜の潤滑
性を利用して、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
をポリイミド光導波路層１２内の赤外線５４の伝搬方向
に容易に移動させることができるため、上記第４の実施
形態に係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏すること
ができる。
レーザ１６から出射された赤外線５４が光ファイバ束５
０及び光ファイバシート５２を経由してポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際に生成するエバネセント波２
４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出
射された紫外線が光ファイバ束５６ａ、５６ｂ及び光フ
ァイバシート５８ａ、５８ｂを経由してポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する際の漏洩光によって照射された
ＴｉＯ2 光触媒層１４の超親水機能によりＴｉＯ2 光触
媒層１４表面に形成される分子レベルの薄い水膜の潤滑
性を利用して、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６
をポリイミド光導波路層１２内の赤外線５４の伝搬方向
に容易に移動させることができるため、上記第４の実施
形態に係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏すること
ができる。
【００８６】このとき、光ファイバシート５２とポリイ
ミド光導波路層１２の端面との接続部がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する赤外線５４の線状光源として機
能するため、上記第４の実施形態のように３本の光ファ
イバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層１
２の端面との接続点が３つの点光源として機能する場合
と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたって
同一方向に極めて均一な光強度のエバネセント波２４を
生成することが可能になるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４
上のどの位置においても、同一の伝搬方向に向かう均一
な強度の放射圧３０を微小物体２６に作用させることが
できる。
ミド光導波路層１２の端面との接続部がポリイミド光導
波路層１２内を伝搬する赤外線５４の線状光源として機
能するため、上記第４の実施形態のように３本の光ファ
イバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃとポリイミド光導波路層１
２の端面との接続点が３つの点光源として機能する場合
と比較すると、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたって
同一方向に極めて均一な光強度のエバネセント波２４を
生成することが可能になるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４
上のどの位置においても、同一の伝搬方向に向かう均一
な強度の放射圧３０を微小物体２６に作用させることが
できる。
【００８７】同時に、光ファイバシート５８ａ、５８ｂ
とポリイミド光導波路層１２の両端面との接続部がポリ
イミド光導波路層１２内を伝搬する紫外線の線状光源と
して機能するため、上記第４の実施形態のように単一線
の光ファイバ４８ａ、４８ｂとポリイミド光導波路層１
２の両端面との接続点がそれぞれ１つの点光源として機
能する場合と比較すると、このＴｉＯ2 光触媒層１４の
全面にわたって極めて均一な光強度の紫外線によってＴ
ｉＯ2 光触媒層１４は均一に活性化されるために、その
超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面にわた
って分子レベルの薄い水膜を極めて均一に形成すること
ができる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体
２６に同一の伝搬方向に向かう均一な強度で作用する放
射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極めて均一
に形成される薄い水膜による均一な潤滑性とを利用し
て、例えば微小物体２６として微小部品や高分子等を対
象にする場合に、そのマニピュレーションを極めて高精
度に制御することが可能になる。
とポリイミド光導波路層１２の両端面との接続部がポリ
イミド光導波路層１２内を伝搬する紫外線の線状光源と
して機能するため、上記第４の実施形態のように単一線
の光ファイバ４８ａ、４８ｂとポリイミド光導波路層１
２の両端面との接続点がそれぞれ１つの点光源として機
能する場合と比較すると、このＴｉＯ2 光触媒層１４の
全面にわたって極めて均一な光強度の紫外線によってＴ
ｉＯ2 光触媒層１４は均一に活性化されるために、その
超親水機能によりＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面にわた
って分子レベルの薄い水膜を極めて均一に形成すること
ができる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体
２６に同一の伝搬方向に向かう均一な強度で作用する放
射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極めて均一
に形成される薄い水膜による均一な潤滑性とを利用し
て、例えば微小物体２６として微小部品や高分子等を対
象にする場合に、そのマニピュレーションを極めて高精
度に制御することが可能になる。
【００８８】また、半導体レーザ１６は、フレキシブル
な光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２等を介し
てポリイミド光導波路層１２に接続され、半導体レーザ
３２ａ、３２ｂも、フレキシブルな光ファイバ束５６
ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ等を介
してポリイミド光導波路層１２に接続されていることに
より、それらの設置の位置や方法の自由度は高くなるた
め、その使用範囲を拡大することが可能になる。
な光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２等を介し
てポリイミド光導波路層１２に接続され、半導体レーザ
３２ａ、３２ｂも、フレキシブルな光ファイバ束５６
ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ等を介
してポリイミド光導波路層１２に接続されていることに
より、それらの設置の位置や方法の自由度は高くなるた
め、その使用範囲を拡大することが可能になる。
【００８９】（第７の実施形態）図７は本発明の第７の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図５及び図６の光触媒装置の構成要素と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形
態に係る光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置
における合成石英基板１０の代わりに、上記図５の光触
媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長のオーダ
ーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上に赤外線
及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が積層され
ているものを用いる点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図５及び図６の光触媒装置の構成要素と同一の
要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形
態に係る光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置
における合成石英基板１０の代わりに、上記図５の光触
媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長のオーダ
ーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上に赤外線
及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が積層され
ているものを用いる点に特徴がある。
【００９０】即ち、図７に示されるように、表面が紫外
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３
６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成
され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６よりも
屈折率の高いポリイミド光導波路層１２と超親水機能を
有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に積
層されて形成されている。
線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基
板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層３
６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形成
され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６よりも
屈折率の高いポリイミド光導波路層１２と超親水機能を
有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に積
層されて形成されている。
【００９１】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線状に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、光ファイ
バ束５０、及び光ファイバシート５２を介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線状に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、光ファイ
バ束５０、及び光ファイバシート５２を介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。
【００９２】また、第２の光源としての２個の半導体レ
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続
され、これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中
から光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わり、これら
の光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端がポリイミド
光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞれ線状
に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線（図示せ
ず）は、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイバ束
５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ
を介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよう
になっている。
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続
され、これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中
から光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わり、これら
の光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端がポリイミド
光導波路層１２の互いに対向する両端面にそれぞれ線状
に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線（図示せ
ず）は、それぞれレンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイバ束
５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ
を介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよう
になっている。
【００９３】ここで、上記第５の実施形態の場合と同様
に、バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光
触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６
から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステップ
構造のスラブ型光導波路が構成される。
に、バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉ
Ｏ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光
触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６
から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射される紫外線の双方に対する４層ステップ
構造のスラブ型光導波路が構成される。
【００９４】なお、図７に示される光触媒装置の動作
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線５
４及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図６に示され
る第６の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａ、３２ｂから出射される赤外線５
４及び紫外線が伝搬する点を除くと、上記図６に示され
る第６の実施形態の場合と基本的に同様であるため、そ
の説明は省略する。
【００９５】以上のように本実施形態によれば、第１及
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線５４及び紫外線を透過し且つポ
リイミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１
２との間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間
に平滑な境界面を形成していることにより、このバッフ
ァ層３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造が
ステップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１
６から光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２を経
由してポリイミド光導波路層１２に入射された赤外線５
４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂから光ファイバ束５
６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂを経
由してポリイミド光導波路層１２に入射された紫外線を
ポリイミド光導波路層１２内に伝搬させることが可能に
なるため、セラミック基板２２のように光触媒の励起光
を透過しない不透明なものや、その表面が紫外線の波長
のオーダーで平滑でないものを基板として使用しても、
上記第６の実施形態に係る光触媒装置の場合と同様の効
果を奏することができる。
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａ、３２
ｂから出射された赤外線５４及び紫外線を透過し且つポ
リイミド光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とポリイミド光導波路層１
２との間に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間
に平滑な境界面を形成していることにより、このバッフ
ァ層３６やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造が
ステップ型スラブ型光導波路を構成し、半導体レーザ１
６から光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２を経
由してポリイミド光導波路層１２に入射された赤外線５
４及び半導体レーザ３２ａ、３２ｂから光ファイバ束５
６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂを経
由してポリイミド光導波路層１２に入射された紫外線を
ポリイミド光導波路層１２内に伝搬させることが可能に
なるため、セラミック基板２２のように光触媒の励起光
を透過しない不透明なものや、その表面が紫外線の波長
のオーダーで平滑でないものを基板として使用しても、
上記第６の実施形態に係る光触媒装置の場合と同様の効
果を奏することができる。
【００９６】（第８の実施形態）図８は本発明の第８の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図６の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置における
合成石英基板１０の代わりに、紫外線に対して透明で赤
外線に対して不透明な基板を用い、ポリイミド光導波路
層１２の代わりに、低屈折率のポリイミド光導波路層と
高屈折率のポリイミド光導波路層との２層構造を用いる
点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図６の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置における
合成石英基板１０の代わりに、紫外線に対して透明で赤
外線に対して不透明な基板を用い、ポリイミド光導波路
層１２の代わりに、低屈折率のポリイミド光導波路層と
高屈折率のポリイミド光導波路層との２層構造を用いる
点に特徴がある。
【００９７】即ち、図８に示されるように、紫外線に対
して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に、相対
的に屈折率が低く厚さの薄い低屈折率ポリイミド光導波
路層６２ａと相対的に屈折率が高く厚さの厚い高屈折率
ポリイミド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成さ
れている。そして、この高屈折率ポリイミド光導波路層
６２上に、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2
光触媒層１４が形成されている。
して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に、相対
的に屈折率が低く厚さの薄い低屈折率ポリイミド光導波
路層６２ａと相対的に屈折率が高く厚さの厚い高屈折率
ポリイミド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成さ
れている。そして、この高屈折率ポリイミド光導波路層
６２上に、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2
光触媒層１４が形成されている。
【００９８】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２を介し
て、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射される
ようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０及び光ファイバシート５２を介し
て、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射される
ようになっている。
【００９９】また、第２の光源としての２個の半導体レ
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続
され、これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中
から光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わり、これら
の光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端が低屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ａの互いに対向する両端面にそ
れぞれ線状に接続されている。こうして、半導体レーザ
３２ａ、３２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線
（図示せず）は、レンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイバ束
５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ
を介して、低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａに入射
されるようになっている。
ーザ３２ａ、３２ｂは、それぞれ集光用のレンズ４６
ａ、４６ｂを介して光ファイバ束５６ａ、５６ｂに接続
され、これらの光ファイバ束５６ａ、５６ｂはその途中
から光ファイバシート５８ａ、５８ｂに変わり、これら
の光ファイバシート５８ａ、５８ｂの他端が低屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ａの互いに対向する両端面にそ
れぞれ線状に接続されている。こうして、半導体レーザ
３２ａ、３２ｂが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線
（図示せず）は、レンズ４６ａ、４６ｂ、光ファイバ束
５６ａ、５６ｂ、及び光ファイバシート５８ａ、５８ｂ
を介して、低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａに入射
されるようになっている。
【０１００】ここで、低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成される。
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成される。
【０１０１】また、紫外線に対して透明な基板６０は低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａよりも屈折率が低く
なっている。このため、この紫外線に対して透明な基板
６０と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率
ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と
からなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する
空気層によって、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線に対する５層ステップ構造のスラブ型光導
波路が構成される。
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａよりも屈折率が低く
なっている。このため、この紫外線に対して透明な基板
６０と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率
ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と
からなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する
空気層によって、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線に対する５層ステップ構造のスラブ型光導
波路が構成される。
【０１０２】次に、図８に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由して、高屈折率ポリイミド光
導波路層６２ｂに入射し、４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成する高屈折率ポリイミド光導波路層６２
ｂ内を伝搬する。その際に、光ファイバシート５２と高
屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面との接続部が
線状光源として機能するため、ＴｉＯ2 光触媒層１４表
面におけるエバネセント波２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１
４の全面にわたって同一方向に極めて均一な光強度で生
成され、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの
位置においても、同一の伝搬方向に向かう極めて均一な
強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由して、高屈折率ポリイミド光
導波路層６２ｂに入射し、４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成する高屈折率ポリイミド光導波路層６２
ｂ内を伝搬する。その際に、光ファイバシート５２と高
屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面との接続部が
線状光源として機能するため、ＴｉＯ2 光触媒層１４表
面におけるエバネセント波２４は、ＴｉＯ2 光触媒層１
４の全面にわたって同一方向に極めて均一な光強度で生
成され、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの
位置においても、同一の伝搬方向に向かう極めて均一な
強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
【０１０３】なお、ここで、半導体レーザ１６から出射
した赤外線６４が伝搬する高屈折率ポリイミド光導波路
層６２ｂは相対的に薄い膜厚となっているが、ＴｉＯ2
光触媒層１４表面に生成されるエバネセント波２４は吸
収による減衰がないため、微小物体２６に作用する放射
圧３０が弱くなることはない。
した赤外線６４が伝搬する高屈折率ポリイミド光導波路
層６２ｂは相対的に薄い膜厚となっているが、ＴｉＯ2
光触媒層１４表面に生成されるエバネセント波２４は吸
収による減衰がないため、微小物体２６に作用する放射
圧３０が弱くなることはない。
【０１０４】また、このとき、半導体レーザ３２ａ、３
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ束５６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、
５８ｂを経由して、低屈折率ポリイミド光導波路層６２
ａに入射し、多モード５層ステップ構造のスラブ型光導
波路を構成する低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内
を伝搬すると共に、その際の漏洩光がＴｉＯ2 光触媒層
１４をその裏面全体から照射する。そして、その際に、
光ファイバシート５８ａ、５８ｂと低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａの両端面との接続部が線状光源として
機能するため、ＴｉＯ2 光触媒層１４をその裏面全体か
ら照射する紫外線は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たって極めて均一な光強度となり、ＴｉＯ2 光触媒層１
４をその全面にわたって極めて均一に活性化する。
２ｂから出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線は、それ
ぞれレンズ４６ａ、４６ｂによって集光された後、光フ
ァイバ束５６ａ、５６ｂ及び光ファイバシート５８ａ、
５８ｂを経由して、低屈折率ポリイミド光導波路層６２
ａに入射し、多モード５層ステップ構造のスラブ型光導
波路を構成する低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内
を伝搬すると共に、その際の漏洩光がＴｉＯ2 光触媒層
１４をその裏面全体から照射する。そして、その際に、
光ファイバシート５８ａ、５８ｂと低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａの両端面との接続部が線状光源として
機能するため、ＴｉＯ2 光触媒層１４をその裏面全体か
ら照射する紫外線は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわ
たって極めて均一な光強度となり、ＴｉＯ2 光触媒層１
４をその全面にわたって極めて均一に活性化する。
【０１０５】更に、ここで、半導体レーザ３２ａ、３２
ｂから出射した紫外線が伝搬する低屈折率ポリイミド光
導波路層６２ａは相対的に厚い膜厚となっているため、
ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線の光量が相対的
に小さくなる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４における
光吸収による減衰が小さくなるため、ＴｉＯ2 光触媒層
１４が大面積の場合であってもそのＴｉＯ2 光触媒層１
４全体を均一に活性化する。従って、上記第６の実施形
態の場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2光触媒層
１４の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜
（図示せず）をその全表面にわたって極めて均一に形成
する。
ｂから出射した紫外線が伝搬する低屈折率ポリイミド光
導波路層６２ａは相対的に厚い膜厚となっているため、
ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線の光量が相対的
に小さくなる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４における
光吸収による減衰が小さくなるため、ＴｉＯ2 光触媒層
１４が大面積の場合であってもそのＴｉＯ2 光触媒層１
４全体を均一に活性化する。従って、上記第６の実施形
態の場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2光触媒層
１４の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜
（図示せず）をその全表面にわたって極めて均一に形成
する。
【０１０６】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝
搬する赤外線６４によって生成されるエバネセント波２
４の放射圧３０によってその伝搬方向に向かう力を受け
る際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄
い水膜が極めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤とし
て機能するため、エバネセント波２４の放射圧３０が小
さなものであっても、即ち半導体レーザ１６から出射さ
れる赤外線６４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触
媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２
内の赤外線６４の伝搬方向に容易に移動する。
物体２６が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝
搬する赤外線６４によって生成されるエバネセント波２
４の放射圧３０によってその伝搬方向に向かう力を受け
る際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄
い水膜が極めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤とし
て機能するため、エバネセント波２４の放射圧３０が小
さなものであっても、即ち半導体レーザ１６から出射さ
れる赤外線６４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触
媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２
内の赤外線６４の伝搬方向に容易に移動する。
【０１０７】以上のように本実施形態によれば、紫外線
に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとの２層構造が形成され、半導体レ
ーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折率ポリイミド
光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半導体レーザ３
２ａ、３２ｂから出射した紫外線が相対的に厚さの厚い
低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬すること
により、エバネセント波２４の放射圧３０を弱めること
なく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線の光量を
相対的に小さくして光吸収による減衰を抑制し、大面積
のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全体を均一に活
性化することが可能になるため、上記第６の実施形態の
場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４
の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜をその
全表面にわたって極めて均一に形成することができる。
に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとの２層構造が形成され、半導体レ
ーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折率ポリイミド
光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半導体レーザ３
２ａ、３２ｂから出射した紫外線が相対的に厚さの厚い
低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬すること
により、エバネセント波２４の放射圧３０を弱めること
なく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線の光量を
相対的に小さくして光吸収による減衰を抑制し、大面積
のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全体を均一に活
性化することが可能になるため、上記第６の実施形態の
場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４
の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜をその
全表面にわたって極めて均一に形成することができる。
【０１０８】従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４が大面積の
場合であっても、そのＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物
体２６に同一の伝搬方向に向かう極めて均一な強度で作
用する放射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極
めて均一に形成される薄い水膜による均一な潤滑性とを
利用して、例えば微小部品や高分子等のような微小物体
２６のマニピュレーションを極めて高精度に制御するこ
とが可能になる。
場合であっても、そのＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物
体２６に同一の伝搬方向に向かう極めて均一な強度で作
用する放射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極
めて均一に形成される薄い水膜による均一な潤滑性とを
利用して、例えば微小部品や高分子等のような微小物体
２６のマニピュレーションを極めて高精度に制御するこ
とが可能になる。
【０１０９】（第９の実施形態）図９は本発明の第９の
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図６の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置における
第２の光源としての半導体レーザ３２ｂ、レンズ４６
ｂ、光ファイバ束５６ｂ、及び光ファイバシート５８ｂ
の代わりに、ポリイミド光導波路層１２等の端面にミラ
ーが設置されている点に特徴がある。
実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図である。な
お、上記図６の光触媒装置の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態に係る
光触媒装置においては、上記図６の光触媒装置における
第２の光源としての半導体レーザ３２ｂ、レンズ４６
ｂ、光ファイバ束５６ｂ、及び光ファイバシート５８ｂ
の代わりに、ポリイミド光導波路層１２等の端面にミラ
ーが設置されている点に特徴がある。
【０１１０】即ち、図９に示されるように、透明で表面
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。また、第
１の光源としての半導体レーザ１６は、集光用のレンズ
３８を介して光ファイバ束５０に接続され、この光ファ
イバ束５０はその途中から光ファイバシート５２に変わ
り、この光ファイバシート５２の他端がポリイミド光導
波路層１２の端面に線状に接続されている。こうして、
半導体レーザ１６が出射する波長１．５μｍ以上の赤外
線５４は、レンズ３８、光ファイバ束５０、及び光ファ
イバシート５２を介して、ポリイミド光導波路層１２に
入射されるようになっている。
が平滑な合成石英基板１０上に、ポリイミド光導波路層
１２及び超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光
触媒層１４が順に積層されて形成されている。また、第
１の光源としての半導体レーザ１６は、集光用のレンズ
３８を介して光ファイバ束５０に接続され、この光ファ
イバ束５０はその途中から光ファイバシート５２に変わ
り、この光ファイバシート５２の他端がポリイミド光導
波路層１２の端面に線状に接続されている。こうして、
半導体レーザ１６が出射する波長１．５μｍ以上の赤外
線５４は、レンズ３８、光ファイバ束５０、及び光ファ
イバシート５２を介して、ポリイミド光導波路層１２に
入射されるようになっている。
【０１１１】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａが
出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイバシート５８
ａを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよ
うになっている。
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａが
出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイバシート５８
ａを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよ
うになっている。
【０１１２】更に、光ファイバシート５８ａが線状に接
続されているポリイミド光導波路層１２の端面に対向す
る合成石英基板１０、ポリイミド光導波路層１２、及び
ＴｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコーテ
ィングされ、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬してき
た紫外線６６を反射するようになっている。
続されているポリイミド光導波路層１２の端面に対向す
る合成石英基板１０、ポリイミド光導波路層１２、及び
ＴｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコーテ
ィングされ、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬してき
た紫外線６６を反射するようになっている。
【０１１３】ここで、上記第６の実施形態の場合と同様
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線６６の双方に対する４層ステップ構
造のスラブ型光導波路が構成される。
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線６６の双方に対する４層ステップ構
造のスラブ型光導波路が構成される。
【０１１４】次に、図９に示される光触媒装置の動作を
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由して、ポリイミド光導波路層
１２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を
構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。
説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１６
から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線５４は、レン
ズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び光
ファイバシート５２を経由して、ポリイミド光導波路層
１２に入射し、４層ステップ構造のスラブ型光導波路を
構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬する。
【０１１５】その際に、上記第６の実施形態の場合と同
様に、光ファイバシート５２とポリイミド光導波路層１
２の端面との接続部が線状光源として機能するために、
ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエバネセント波２４
は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたって同一方向に
極めて均一な光強度で生成される。従って、微小物体２
６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの位置においても、同
一の伝搬方向に向かう均一な強度の放射圧３０の作用を
受けることになる。
様に、光ファイバシート５２とポリイミド光導波路層１
２の端面との接続部が線状光源として機能するために、
ＴｉＯ2 光触媒層１４表面におけるエバネセント波２４
は、ＴｉＯ2 光触媒層１４の全面にわたって同一方向に
極めて均一な光強度で生成される。従って、微小物体２
６はＴｉＯ2 光触媒層１４上のどの位置においても、同
一の伝搬方向に向かう均一な強度の放射圧３０の作用を
受けることになる。
【０１１６】また、このとき、半導体レーザ３２ａから
出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａによって集光された後、光ファイバ束５６ａ及び光
ファイバシート５８ａを経由して、ポリイミド光導波路
層１２に入射し、多モード４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する。そして、その際に、光ファイバシート５８ａとポ
リイミド光導波路層１２の端面との接続部が線状光源と
して機能するため、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する紫外線６６は、その全面にわたって均一な光強度と
なる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４はポリイミド光導
波路層１２からの漏洩する紫外線６６によってその裏面
全体から均一な光強度で照射される。
出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａによって集光された後、光ファイバ束５６ａ及び光
ファイバシート５８ａを経由して、ポリイミド光導波路
層１２に入射し、多モード４層ステップ構造のスラブ型
光導波路を構成するポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する。そして、その際に、光ファイバシート５８ａとポ
リイミド光導波路層１２の端面との接続部が線状光源と
して機能するため、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬
する紫外線６６は、その全面にわたって均一な光強度と
なる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４はポリイミド光導
波路層１２からの漏洩する紫外線６６によってその裏面
全体から均一な光強度で照射される。
【０１１７】しかも、ポリイミド光導波路層１２内を伝
搬する紫外線６６は、ポリイミド光導波路層１２の入射
側端面に対向する端面にコーティングされたミラー６８
によって反射され、再びポリイミド光導波路層１２内に
戻されるため、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬する
紫外線６６はその光強度が更に均一になり、且つＴｉＯ
2 光触媒層１４を照射するために効率的に使用されて光
量ロスが少なくなる。更にまた、この紫外線６６はポリ
イミド光導波路層１２内を１回伝搬する間だけでＴｉＯ
2 光触媒層１４の照射が終了するわけではないため、ポ
リイミド光導波路層１２内を伝搬する際の紫外線６６の
吸収を小さくして、その減衰を抑制することが可能にな
る。
搬する紫外線６６は、ポリイミド光導波路層１２の入射
側端面に対向する端面にコーティングされたミラー６８
によって反射され、再びポリイミド光導波路層１２内に
戻されるため、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬する
紫外線６６はその光強度が更に均一になり、且つＴｉＯ
2 光触媒層１４を照射するために効率的に使用されて光
量ロスが少なくなる。更にまた、この紫外線６６はポリ
イミド光導波路層１２内を１回伝搬する間だけでＴｉＯ
2 光触媒層１４の照射が終了するわけではないため、ポ
リイミド光導波路層１２内を伝搬する際の紫外線６６の
吸収を小さくして、その減衰を抑制することが可能にな
る。
【０１１８】そして、紫外線６６によって極めて均一な
光強度で照射されたＴｉＯ2 光触媒層１４は、その全面
にわたって極めて均一に活性化され、その光触媒作用に
より超親水機能を発揮する。即ち、空気中の水を吸着し
て、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの薄い水
膜（図示せず）をその全面にわたって極めて均一に形成
する。
光強度で照射されたＴｉＯ2 光触媒層１４は、その全面
にわたって極めて均一に活性化され、その光触媒作用に
より超親水機能を発揮する。即ち、空気中の水を吸着し
て、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子レベルの薄い水
膜（図示せず）をその全面にわたって極めて均一に形成
する。
【０１１９】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線５４によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によってその伝搬方向に向かう力を受ける際、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が極
めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤として機能する
ため、エバネセント波２４の放射圧３０が小さなもので
あっても、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線
５４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上
の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤外線
５４の伝搬方向に容易に移動する。
物体２６がポリイミド光導波路層１２内を伝搬する赤外
線５４によって生成されるエバネセント波２４の放射圧
３０によってその伝搬方向に向かう力を受ける際、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜が極
めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤として機能する
ため、エバネセント波２４の放射圧３０が小さなもので
あっても、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線
５４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上
の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤外線
５４の伝搬方向に容易に移動する。
【０１２０】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ３２ａから出射した紫外線６６が光ファイバ束５
６ａや光ファイバシート５８ａ等を介してポリイミド光
導波路層１２に入射する端面と対向する端面にミラー６
８がコーティングされていることにより、ポリイミド光
導波路層１２内を伝搬してきた紫外線６６はこのミラー
６８によって反射され、再びポリイミド光導波路層１２
内に戻されるため、光量ロスが少なくして効率的に且つ
均一な光強度でＴｉＯ2 光触媒層１４を照射することが
可能になるため、上記第６の実施形態に係る光触媒装置
の場合と同様の効果をより効率的に奏することができ
る。
レーザ３２ａから出射した紫外線６６が光ファイバ束５
６ａや光ファイバシート５８ａ等を介してポリイミド光
導波路層１２に入射する端面と対向する端面にミラー６
８がコーティングされていることにより、ポリイミド光
導波路層１２内を伝搬してきた紫外線６６はこのミラー
６８によって反射され、再びポリイミド光導波路層１２
内に戻されるため、光量ロスが少なくして効率的に且つ
均一な光強度でＴｉＯ2 光触媒層１４を照射することが
可能になるため、上記第６の実施形態に係る光触媒装置
の場合と同様の効果をより効率的に奏することができ
る。
【０１２１】また、上記第６の実施形態に係る光触媒装
置と比較すると、第２の光源としての半導体レーザ３２
ｂ、レンズ４６ｂ、光ファイバ束５６ｂ、及び光ファイ
バシート５８ｂが不要となるため、その分だけ光触媒装
置が小型化されてその使用範囲を拡大することが可能に
なる。
置と比較すると、第２の光源としての半導体レーザ３２
ｂ、レンズ４６ｂ、光ファイバ束５６ｂ、及び光ファイ
バシート５８ｂが不要となるため、その分だけ光触媒装
置が小型化されてその使用範囲を拡大することが可能に
なる。
【０１２２】（第１０の実施形態）図１０は、本発明の
第１０の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図７及び図９の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図９の光
触媒装置における合成石英基板１０の代わりに、上記図
７の光触媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長
のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上
に赤外線及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が
積層されているものを用いる点に特徴がある。
第１０の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図７及び図９の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図９の光
触媒装置における合成石英基板１０の代わりに、上記図
７の光触媒装置に示されるように、表面が紫外線の波長
のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４上
に赤外線及び紫外線を透過する透明なバッファ層３６が
積層されているものを用いる点に特徴がある。
【０１２３】即ち、図１０に示されるように、表面が紫
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層
３６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形
成され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６より
も屈折率の高いポリイミド光導波路層１２と超親水機能
を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に
積層されて形成されている。
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層
３６が紫外線の波長のオーダーで平滑な表面をもって形
成され、このバッファ層３６上に、バッファ層３６より
も屈折率の高いポリイミド光導波路層１２と超親水機能
を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４とが順に
積層されて形成されている。
【０１２４】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線状に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、光ファイ
バ束５０、及び光ファイバシート５２を介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線状に接続さ
れている。こうして、半導体レーザ１６が出射する波長
１．５μｍ以上の赤外線５４は、レンズ３８、光ファイ
バ束５０、及び光ファイバシート５２を介して、ポリイ
ミド光導波路層１２に入射されるようになっている。
【０１２５】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａが
出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイバシート５８
ａを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよ
うになっている。更に、光ファイバシート５８ａが線状
に接続されているポリイミド光導波路層１２の端面に対
向する合成石英基板１０、ポリイミド光導波路層１２、
及びＴｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコ
ーティングされ、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬し
てきた紫外線６６を反射するようになっている。
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端がポリイミド光導波路層１２の端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ３２ａが
出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線６６は、レンズ４
６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイバシート５８
ａを介して、ポリイミド光導波路層１２に入射されるよ
うになっている。更に、光ファイバシート５８ａが線状
に接続されているポリイミド光導波路層１２の端面に対
向する合成石英基板１０、ポリイミド光導波路層１２、
及びＴｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコ
ーティングされ、ポリイミド光導波路層１２内を伝搬し
てきた紫外線６６を反射するようになっている。
【０１２６】ここで、上記第７の実施形態の場合と同様
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線６６の双方に対する４層ステップ構
造のスラブ型光導波路が構成される。
に、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2
光触媒層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１
６から出射される赤外線５４及び半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線６６の双方に対する４層ステップ構
造のスラブ型光導波路が構成される。
【０１２７】なお、図１０に示される光触媒装置の動作
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａから出射される赤外線５４及び紫
外線が伝搬する点を除くと、上記図９に示される第９の
実施形態の場合と基本的に同様であるため、その説明は
省略する。
は、合成石英基板１０とポリイミド光導波路層１２とＴ
ｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代わりに、
バッファ層３６とポリイミド光導波路層１２とＴｉＯ2
光触媒層１４と空気層との積層構造によって４層ステッ
プ構造のスラブ型光導波路が構成されており、このスラ
ブ型光導波路構造のポリイミド光導波路層１２内を半導
体レーザ１６、３２ａから出射される赤外線５４及び紫
外線が伝搬する点を除くと、上記図９に示される第９の
実施形態の場合と基本的に同様であるため、その説明は
省略する。
【０１２８】以上のように本実施形態によれば、第１及
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａから出
射された赤外線５４及び紫外線を透過し且つポリイミド
光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ層３６が
セラミック基板３４とポリイミド光導波路層１２との間
に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間に平滑な
境界面を形成していることにより、このバッファ層３６
やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造がステップ
型スラブ光導波路を構成し、半導体レーザ１６から光フ
ァイバ束５０及び光ファイバシート５２を経由してポリ
イミド光導波路層１２に入射された赤外線５４及び半導
体レーザ３２ａから光ファイバ束５６ａ及び光ファイバ
シート５８ａを経由してポリイミド光導波路層１２に入
射された紫外線６６をポリイミド光導波路層１２内に伝
搬させることが可能になるため、セラミック基板３４の
ように光触媒の励起光を透過しない不透明なものや、そ
の表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でないものを基
板として使用しても、上記第９の実施形態に係る光触媒
装置の場合と同様の効果を奏することができる。
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａから出
射された赤外線５４及び紫外線を透過し且つポリイミド
光導波路層１２よりも屈折率の小さいバッファ層３６が
セラミック基板３４とポリイミド光導波路層１２との間
に形成され、ポリイミド光導波路層１２との間に平滑な
境界面を形成していることにより、このバッファ層３６
やポリイミド光導波路層１２を含む積層構造がステップ
型スラブ光導波路を構成し、半導体レーザ１６から光フ
ァイバ束５０及び光ファイバシート５２を経由してポリ
イミド光導波路層１２に入射された赤外線５４及び半導
体レーザ３２ａから光ファイバ束５６ａ及び光ファイバ
シート５８ａを経由してポリイミド光導波路層１２に入
射された紫外線６６をポリイミド光導波路層１２内に伝
搬させることが可能になるため、セラミック基板３４の
ように光触媒の励起光を透過しない不透明なものや、そ
の表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でないものを基
板として使用しても、上記第９の実施形態に係る光触媒
装置の場合と同様の効果を奏することができる。
【０１２９】（第１１の実施形態）図１１は、本発明の
第１０の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図８及び図９の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図９の光
触媒装置における合成石英基板１０上にポリイミド光導
波路層１２が形成されている代わりに、上記図８の光触
媒装置に示されるように、紫外線に対して透明で赤外線
に対して不透明な基板６０上に低屈折率のポリイミド光
導波路層６２ａと高屈折率のポリイミド光導波路層６２
ｂとの２層構造が形成されている点に特徴がある。
第１０の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図８及び図９の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図９の光
触媒装置における合成石英基板１０上にポリイミド光導
波路層１２が形成されている代わりに、上記図８の光触
媒装置に示されるように、紫外線に対して透明で赤外線
に対して不透明な基板６０上に低屈折率のポリイミド光
導波路層６２ａと高屈折率のポリイミド光導波路層６２
ｂとの２層構造が形成されている点に特徴がある。
【０１３０】即ち、図１１に示されるように、紫外線に
対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成されてい
る。そして、この高屈折率ポリイミド光導波路層６２上
に、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒
層１４が形成されている。
対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成されてい
る。そして、この高屈折率ポリイミド光導波路層６２上
に、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒
層１４が形成されている。
【０１３１】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介
して、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射され
るようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介
して、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射され
るようになっている。
【０１３２】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端が低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
の端面に線状に接続されている。こうして、半導体レー
ザ３２ａが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線７０
は、レンズ４６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイ
バシート５８ａを介して、低屈折率ポリイミド光導波路
層６２ａに入射されるようになっている。
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端が低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
の端面に線状に接続されている。こうして、半導体レー
ザ３２ａが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線７０
は、レンズ４６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイ
バシート５８ａを介して、低屈折率ポリイミド光導波路
層６２ａに入射されるようになっている。
【０１３３】更に、光ファイバシート５８ａが線状に接
続されている低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端
面に対向する基板６０、低屈折率ポリイミド光導波路層
６２ａ、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ、及びＴ
ｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコーティ
ングされており、低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
内を伝搬してきた紫外線７０を反射するようになってい
る。
続されている低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端
面に対向する基板６０、低屈折率ポリイミド光導波路層
６２ａ、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ、及びＴ
ｉＯ2 光触媒層１４の端面には、ミラー６８がコーティ
ングされており、低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
内を伝搬してきた紫外線７０を反射するようになってい
る。
【０１３４】ここで、低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成されている。また、紫外線に対して
透明な基板６０は低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
よりも屈折率が小さい。このため、紫外線に対して透明
な基板６０と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高
屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層
１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に
接する空気層によって、半導体レーザ３２ａから出射さ
れる紫外線７０に対する５層ステップ構造のスラブ型光
導波路が構成されている。
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成されている。また、紫外線に対して
透明な基板６０は低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
よりも屈折率が小さい。このため、紫外線に対して透明
な基板６０と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高
屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層
１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に
接する空気層によって、半導体レーザ３２ａから出射さ
れる紫外線７０に対する５層ステップ構造のスラブ型光
導波路が構成されている。
【０１３５】次に、図１１に示される光触媒装置の動作
を説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１
６から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レ
ンズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び
光ファイバシート５２を経由して、高屈折率ポリイミド
光導波路層６２ｂに入射し、全体が４層ステップ構造の
スラブ型光導波路を構成する高屈折率ポリイミド光導波
路層６２ｂ内を伝搬する。その際に、光ファイバシート
５２と高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面との
接続部が線状光源として機能するため、ＴｉＯ2 光触媒
層１４表面におけるエバネセント波２４は、ＴｉＯ2 光
触媒層１４の全面にわたって同一方向に極めて均一な光
強度に生成され、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４
上のどの位置においても、同一の伝搬方向に向かう均一
な強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
を説明する。先ず、第１の光源としての半導体レーザ１
６から出射した波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レ
ンズ３８によって集光された後、光ファイバ束５０及び
光ファイバシート５２を経由して、高屈折率ポリイミド
光導波路層６２ｂに入射し、全体が４層ステップ構造の
スラブ型光導波路を構成する高屈折率ポリイミド光導波
路層６２ｂ内を伝搬する。その際に、光ファイバシート
５２と高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面との
接続部が線状光源として機能するため、ＴｉＯ2 光触媒
層１４表面におけるエバネセント波２４は、ＴｉＯ2 光
触媒層１４の全面にわたって同一方向に極めて均一な光
強度に生成され、微小物体２６はＴｉＯ2 光触媒層１４
上のどの位置においても、同一の伝搬方向に向かう均一
な強度の放射圧３０の作用を受けることになる。
【０１３６】なお、ここで、半導体レーザ１６から出射
した赤外線６４が伝搬する高屈折率ポリイミド光導波路
層６２ｂは相対的に薄い膜厚となっているが、ＴｉＯ2
光触媒層１４表面に生成されるエバネセント波２４は吸
収による減衰がないため、微小物体２６に作用する放射
圧３０が弱くなることはない。
した赤外線６４が伝搬する高屈折率ポリイミド光導波路
層６２ｂは相対的に薄い膜厚となっているが、ＴｉＯ2
光触媒層１４表面に生成されるエバネセント波２４は吸
収による減衰がないため、微小物体２６に作用する放射
圧３０が弱くなることはない。
【０１３７】また、このとき、半導体レーザ３２ａから
出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線７０は、レンズ４
６ａによって集光された後、光ファイバ束５６ａ及び光
ファイバシート５８ａを経由して、低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａに入射し、５層ステップ構造のスラブ
型光導波路を構成する低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａ内を伝搬する。そして、その際に、光ファイバシー
ト５８ａと低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端面
との接続部が線状光源として機能するため、低屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する紫外線７０は、
その全面にわたって均一な光強度となる。従って、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４はポリイミド光導波路層１２からの漏
洩する紫外線６６によってその裏面全体から均一な光強
度で照射される。
出射した波長４００ｎｍ以下の紫外線７０は、レンズ４
６ａによって集光された後、光ファイバ束５６ａ及び光
ファイバシート５８ａを経由して、低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａに入射し、５層ステップ構造のスラブ
型光導波路を構成する低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａ内を伝搬する。そして、その際に、光ファイバシー
ト５８ａと低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端面
との接続部が線状光源として機能するため、低屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する紫外線７０は、
その全面にわたって均一な光強度となる。従って、Ｔｉ
Ｏ2 光触媒層１４はポリイミド光導波路層１２からの漏
洩する紫外線６６によってその裏面全体から均一な光強
度で照射される。
【０１３８】しかも、低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａ内を伝搬する紫外線７０は、この低屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ａの入射側端面に対向する端面にコー
ティングされたミラー６８によって反射され、再び低屈
折率ポリイミド光導波路層６２ａ内に戻されるため、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する紫外線
７０はその光強度が更に均一になり、且つＴｉＯ2 光触
媒層１４を照射するために効率的に使用されて光量ロス
が少なくなる。また、この紫外線７０は低屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ａ内を１回伝搬する間だけでＴｉＯ
2 光触媒層１４の照射が終了するわけではないため、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する際の紫
外線７０の吸収を小さくして、その減衰を抑制すること
が可能になる。
２ａ内を伝搬する紫外線７０は、この低屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ａの入射側端面に対向する端面にコー
ティングされたミラー６８によって反射され、再び低屈
折率ポリイミド光導波路層６２ａ内に戻されるため、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する紫外線
７０はその光強度が更に均一になり、且つＴｉＯ2 光触
媒層１４を照射するために効率的に使用されて光量ロス
が少なくなる。また、この紫外線７０は低屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ａ内を１回伝搬する間だけでＴｉＯ
2 光触媒層１４の照射が終了するわけではないため、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬する際の紫
外線７０の吸収を小さくして、その減衰を抑制すること
が可能になる。
【０１３９】更に、ここで、半導体レーザ３２ａから出
射した紫外線が伝搬する低屈折率ポリイミド光導波路層
６２ａは相対的に厚い膜厚となっているため、ＴｉＯ2
光触媒層１４に入射する紫外線の光量が相対的に小さく
なる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４における光吸収に
よる減衰が抑制されるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４が大
面積の場合であってもそのＴｉＯ2 光触媒層１４の全体
を均一に活性化する。従って、上記第９の実施形態の場
合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４の
超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜（図示せ
ず）をその全表面にわたって均一に形成する。
射した紫外線が伝搬する低屈折率ポリイミド光導波路層
６２ａは相対的に厚い膜厚となっているため、ＴｉＯ2
光触媒層１４に入射する紫外線の光量が相対的に小さく
なる。従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４における光吸収に
よる減衰が抑制されるため、ＴｉＯ2 光触媒層１４が大
面積の場合であってもそのＴｉＯ2 光触媒層１４の全体
を均一に活性化する。従って、上記第９の実施形態の場
合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４の
超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜（図示せ
ず）をその全表面にわたって均一に形成する。
【０１４０】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝
搬する赤外線６４によって生成されるエバネセント波２
４の放射圧３０によってその伝搬方向に向かう力を受け
る際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄
い水膜が極めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤とし
て機能するため、エバネセント波２４の放射圧３０が小
さなものであっても、即ち半導体レーザ１６から出射さ
れる赤外線６４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触
媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２
内の赤外線６４の伝搬方向に容易に移動する。
物体２６が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝
搬する赤外線６４によって生成されるエバネセント波２
４の放射圧３０によってその伝搬方向に向かう力を受け
る際、ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄
い水膜が極めて均一に形成され、この水膜が潤滑剤とし
て機能するため、エバネセント波２４の放射圧３０が小
さなものであっても、即ち半導体レーザ１６から出射さ
れる赤外線６４の光パワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触
媒層１４上の微小物体２６はポリイミド光導波路層１２
内の赤外線６４の伝搬方向に容易に移動する。
【０１４１】以上のように本実施形態によれば、紫外線
に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成され、半導
体レーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半導体レー
ザ３２ａから出射した紫外線７０が相対的に厚さの厚い
低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬すること
により、エバネセント波２４の放射圧３０を弱めること
なく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線７０の光
量が相対的に小さくして光吸収による減衰を抑制し、大
面積のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全体を均一
に活性化することが可能になるため、上記第９の実施形
態の場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層
１４の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜を
その全表面にわたって均一に形成することができる。
に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０上に低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成され、半導
体レーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半導体レー
ザ３２ａから出射した紫外線７０が相対的に厚さの厚い
低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬すること
により、エバネセント波２４の放射圧３０を弱めること
なく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線７０の光
量が相対的に小さくして光吸収による減衰を抑制し、大
面積のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全体を均一
に活性化することが可能になるため、上記第９の実施形
態の場合よりも更に効果的に大面積のＴｉＯ2 光触媒層
１４の超親水機能を発揮して、分子レベルの薄い水膜を
その全表面にわたって均一に形成することができる。
【０１４２】従って、ＴｉＯ2 光触媒層１４が大面積の
場合であっても、そのＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物
体２６に同一の伝搬方向に向かう均一な強度で作用する
放射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極めて均
一に形成される薄い水膜による潤滑性とを利用して、例
えば微小部品や高分子等のような微小物体２６のマニピ
ュレーションを極めて高精度に制御することが可能にな
る。
場合であっても、そのＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物
体２６に同一の伝搬方向に向かう均一な強度で作用する
放射圧３０とＴｉＯ2 光触媒層１４の全表面に極めて均
一に形成される薄い水膜による潤滑性とを利用して、例
えば微小部品や高分子等のような微小物体２６のマニピ
ュレーションを極めて高精度に制御することが可能にな
る。
【０１４３】（第１２の実施形態）図１２は、本発明の
第１２の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図１０及び図１１の光触媒装置の構成
要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図１
１の光触媒装置における紫外線に対して透明で赤外線に
対して不透明な基板６０の代わりに、表面が紫外線の波
長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４
上に紫外線に対して透明で赤外線に対して不透明なバッ
ファ層が積層されているものを用いる点に特徴がある。
第１２の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視図で
ある。なお、上記図１０及び図１１の光触媒装置の構成
要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図１
１の光触媒装置における紫外線に対して透明で赤外線に
対して不透明な基板６０の代わりに、表面が紫外線の波
長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４
上に紫外線に対して透明で赤外線に対して不透明なバッ
ファ層が積層されているものを用いる点に特徴がある。
【０１４４】即ち、図１２に示されるように、表面が紫
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、紫外線に対して透明で赤外線に対して不
透明なバッファ層７２が紫外線の波長のオーダーで平滑
な表面をもって形成され、このバッファ層７２上に、バ
ッファ層７２よりも屈折率が大きい低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２
ｂとが順に積層されて形成されている。そして、この高
屈折率ポリイミド光導波路層６２上に、超親水機能を有
するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されて
いる。
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、紫外線に対して透明で赤外線に対して不
透明なバッファ層７２が紫外線の波長のオーダーで平滑
な表面をもって形成され、このバッファ層７２上に、バ
ッファ層７２よりも屈折率が大きい低屈折率ポリイミド
光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２
ｂとが順に積層されて形成されている。そして、この高
屈折率ポリイミド光導波路層６２上に、超親水機能を有
するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されて
いる。
【０１４５】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介
して、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射され
るようになっている。
６は、集光用のレンズ３８を介して光ファイバ束５０に
接続され、この光ファイバ束５０はその途中から光ファ
イバシート５２に変わり、この光ファイバシート５２の
他端が高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂの端面に線
状に接続されている。こうして、半導体レーザ１６が出
射する波長１．５μｍ以上の赤外線６４は、レンズ３
８、光ファイバ束５０、及び光ファイバシート５２を介
して、高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂに入射され
るようになっている。
【０１４６】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端が低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
の端面に線状に接続されている。こうして、半導体レー
ザ３２ａが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線７０
は、レンズ４６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイ
バシート５８ａを介して、低屈折率ポリイミド光導波路
層６２ａに入射されるようになっている。
２ａは、集光用のレンズ４６ａを介して光ファイバ束５
６ａに接続し、この光ファイバ束５６ａはその途中から
光ファイバシート５８ａに変わり、この光ファイバシー
ト５８ａの他端が低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ
の端面に線状に接続されている。こうして、半導体レー
ザ３２ａが出射する波長４００ｎｍ以下の紫外線７０
は、レンズ４６ａ、光ファイバ束５６ａ、及び光ファイ
バシート５８ａを介して、低屈折率ポリイミド光導波路
層６２ａに入射されるようになっている。
【０１４７】更に、光ファイバシート５８ａが線状に接
続されている低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端
面に対向するセラミック基板３４、バッファ層７２、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ、高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂ、及びＴｉＯ2 光触媒層１４の端面
には、ミラー６８がコーティングされており、低屈折率
ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬してきた紫外線７
０を反射するようになっている。
続されている低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａの端
面に対向するセラミック基板３４、バッファ層７２、低
屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ、高屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ｂ、及びＴｉＯ2 光触媒層１４の端面
には、ミラー６８がコーティングされており、低屈折率
ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬してきた紫外線７
０を反射するようになっている。
【０１４８】ここで、低屈折率ポリイミド光導波路層６
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成されている。
２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2
光触媒層１４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒
層１４に接する空気層によって、半導体レーザ１６から
出射される赤外線６４に対する４層ステップ構造のスラ
ブ型光導波路が構成されている。
【０１４９】また、紫外線に対して透明なバッファ層７
２と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４とか
らなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空
気層によって、半導体レーザ３２ａから出射される紫外
線７０に対する５層ステップ構造のスラブ型光導波路が
構成されている。
２と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４とか
らなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空
気層によって、半導体レーザ３２ａから出射される紫外
線７０に対する５層ステップ構造のスラブ型光導波路が
構成されている。
【０１５０】なお、図１２に示される光触媒装置の動作
は、紫外線に対して透明な基板６０と低屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６
２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代
わりに、紫外線に対して透明なバッファ層７２と低屈折
率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光
導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積
層構造によって５層ステップ構造のスラブ型光導波路が
構成されており、このスラブ型光導波路構造の低屈折率
ポリイミド光導波路層６２ａ内を半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線７０が伝搬する点を除くと、上記図
１１に示される第１１の実施形態の場合と基本的に同様
であるため、その説明は省略する。
は、紫外線に対して透明な基板６０と低屈折率ポリイミ
ド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光導波路層６
２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積層構造の代
わりに、紫外線に対して透明なバッファ層７２と低屈折
率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポリイミド光
導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層との積
層構造によって５層ステップ構造のスラブ型光導波路が
構成されており、このスラブ型光導波路構造の低屈折率
ポリイミド光導波路層６２ａ内を半導体レーザ３２ａか
ら出射される紫外線７０が伝搬する点を除くと、上記図
１１に示される第１１の実施形態の場合と基本的に同様
であるため、その説明は省略する。
【０１５１】以上のように本実施形態によれば、紫外線
に対して透明で赤外線に対して不透明なバッファ層７２
上に低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成さ
れ、半導体レーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折
率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半
導体レーザ３２ａから出射した紫外線７０が相対的に厚
さの厚い低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬
することにより、エバネセント波２４の放射圧３０を弱
めることなく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線
７０の光量を相対的に小さくして光吸収による減衰を抑
制し、大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全
体を均一に活性化することができるため、セラミック基
板３４のように光触媒の励起光を透過しない不透明なも
のや、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない
ものを基板として使用しても、上記第１１の実施形態に
係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
に対して透明で赤外線に対して不透明なバッファ層７２
上に低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈折率ポ
リイミド光導波路層６２ｂとが順に積層されて形成さ
れ、半導体レーザ１６から出射した赤外線６４が高屈折
率ポリイミド光導波路層６２ｂ内を伝搬すると共に、半
導体レーザ３２ａから出射した紫外線７０が相対的に厚
さの厚い低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａ内を伝搬
することにより、エバネセント波２４の放射圧３０を弱
めることなく、ＴｉＯ2 光触媒層１４に入射する紫外線
７０の光量を相対的に小さくして光吸収による減衰を抑
制し、大面積のＴｉＯ2 光触媒層１４であってもその全
体を均一に活性化することができるため、セラミック基
板３４のように光触媒の励起光を透過しない不透明なも
のや、その表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない
ものを基板として使用しても、上記第１１の実施形態に
係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
【０１５２】（第１３の実施形態）図１３（ａ）は本発
明の第１３の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視
図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の光触媒装置の
断面図である。なお、上記図２の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図２の光
触媒装置においてスラブ型光導波路を構成する面状のポ
リイミド光導波路層１２の代わりに、チャネル状のポリ
イミド光導波路層が形成されている点に特徴がある。
明の第１３の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視
図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の光触媒装置の
断面図である。なお、上記図２の光触媒装置の構成要素
と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る光触媒装置においては、上記図２の光
触媒装置においてスラブ型光導波路を構成する面状のポ
リイミド光導波路層１２の代わりに、チャネル状のポリ
イミド光導波路層が形成されている点に特徴がある。
【０１５３】即ち、図１３（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、透明で表面が平滑な合成石英基板１０上に、この
合成石英基板１０よりも屈折率の高いチャネル状のポリ
イミド光導波路層７４が形成され、このチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４を挟む合成石英基板１０上に
は、チャネル状のポリイミド光導波路層７４よりも屈折
率の低いポリイミド層７６が形成されている。また、こ
れらチャネル状のポリイミド光導波路層７４及びポリイ
ミド層７６上には、超親水機能を有するアナターゼ型の
ＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されている。
うに、透明で表面が平滑な合成石英基板１０上に、この
合成石英基板１０よりも屈折率の高いチャネル状のポリ
イミド光導波路層７４が形成され、このチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４を挟む合成石英基板１０上に
は、チャネル状のポリイミド光導波路層７４よりも屈折
率の低いポリイミド層７６が形成されている。また、こ
れらチャネル状のポリイミド光導波路層７４及びポリイ
ミド層７６上には、超親水機能を有するアナターゼ型の
ＴｉＯ2 光触媒層１４が形成されている。
【０１５４】なお、このチャネル状のポリイミド光導波
路層７４は、合成石英基板１０上にポリイミド層７６を
形成した後、このポリイミド層７６に電子線を線状に照
射してその屈折率を局所的に変化させることにより、容
易に作製される。
路層７４は、合成石英基板１０上にポリイミド層７６を
形成した後、このポリイミド層７６に電子線を線状に照
射してその屈折率を局所的に変化させることにより、容
易に作製される。
【０１５５】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６がその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路層
７４の一方の端面に密着して設置され、波長１．５μｍ
以上の赤外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４に出射するようになっている。
６がその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路層
７４の一方の端面に密着して設置され、波長１．５μｍ
以上の赤外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４に出射するようになっている。
【０１５６】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａがその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路
層７４の他方の端面に密着して設置され、波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４に出射するようになっている。
２ａがその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路
層７４の他方の端面に密着して設置され、波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４に出射するようになっている。
【０１５７】そして、ここで、合成石英基板１０とチャ
ネル状のポリイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層
１４と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層とが順
に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４の
両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造は、半
導体レーザ１６から出射される赤外線及び半導体レーザ
３２ａから出射される紫外線に対する多層ステップ構造
のチャネル型光導波路が構成されている。
ネル状のポリイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層
１４と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層とが順
に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４の
両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造は、半
導体レーザ１６から出射される赤外線及び半導体レーザ
３２ａから出射される紫外線に対する多層ステップ構造
のチャネル型光導波路が構成されている。
【０１５８】次に、図１３（ａ）、（ｂ）に示される光
触媒装置の動作を説明する。先ず、第１の光源としての
半導体レーザ１６から波長１．５μｍ以上の赤外線をチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４に入射して、多モ
ード多層ステップ構造のチャネル型光導波路を構成する
チャネル状のポリイミド光導波路層７４内を伝搬させ、
その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2 光触媒
層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生成す
る。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光触媒
層１４上の微小物体２６に照射する際に発生するミー散
乱光２８に伴い、ポリイミド光導波路層１２内の赤外線
１８の伝搬方向に向かう放射圧３０が微小物体２６に作
用する。
触媒装置の動作を説明する。先ず、第１の光源としての
半導体レーザ１６から波長１．５μｍ以上の赤外線をチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４に入射して、多モ
ード多層ステップ構造のチャネル型光導波路を構成する
チャネル状のポリイミド光導波路層７４内を伝搬させ、
その際にポリイミド光導波路層１２からＴｉＯ2 光触媒
層１４の表面に滲み出すエバネセント波２４を生成す
る。そして、このエバネセント波２４がＴｉＯ2 光触媒
層１４上の微小物体２６に照射する際に発生するミー散
乱光２８に伴い、ポリイミド光導波路層１２内の赤外線
１８の伝搬方向に向かう放射圧３０が微小物体２６に作
用する。
【０１５９】ここで、チャネル状のポリイミド光導波路
層７４内を伝搬する赤外線の光強度分布はチャネル状の
ポリイミド光導波路層７４の中央部において最も高く、
その中央部から離れるにつれて低くなる。このため、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６が透明である場合
には、光強度分布の高いチャネル状のポリイミド光導波
路層７４の中央部に向かう方向に放射圧が作用する。従
って、微小物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤
外線１８の伝搬方向に向かう放射圧３０を受けてチャネ
ル状のポリイミド光導波路層７４に沿って移動する。ま
た、逆に、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６が不
透明であったり反射する場合には、光強度分布の高いチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４の中央部から離れ
る方向に放射圧が作用する。従って、微小物体２６はチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４の上方から排除さ
れる。
層７４内を伝搬する赤外線の光強度分布はチャネル状の
ポリイミド光導波路層７４の中央部において最も高く、
その中央部から離れるにつれて低くなる。このため、Ｔ
ｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６が透明である場合
には、光強度分布の高いチャネル状のポリイミド光導波
路層７４の中央部に向かう方向に放射圧が作用する。従
って、微小物体２６はポリイミド光導波路層１２内の赤
外線１８の伝搬方向に向かう放射圧３０を受けてチャネ
ル状のポリイミド光導波路層７４に沿って移動する。ま
た、逆に、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体２６が不
透明であったり反射する場合には、光強度分布の高いチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４の中央部から離れ
る方向に放射圧が作用する。従って、微小物体２６はチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４の上方から排除さ
れる。
【０１６０】なお、微小物体２６が透明になるか不透明
になるかは、エバネセント波２４の波長によって変化す
る。また、このエバネセント波２４を生成するチャネル
状のポリイミド光導波路層７４内の伝搬光は赤外線に限
定されるものではない。従って、半導体レーザ１６から
出射される光の波長を変化させることにより、微小物体
２６が透明になるか不透明になるかを制御することが可
能である。また、このとき、第１の光源としての半導体
レーザ３２ａから波長４００ｎｍ以下の紫外線を光触媒
の励起光としてチャネル状のポリイミド光導波路層７４
に入射して、全体がチャネル光導波路とみなされるチャ
ネル状のポリイミド光導波路層７４内を伝搬させる。そ
の際に、ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光によっ
てＴｉＯ2 光触媒層１４をその裏面照射する。そして、
このＴｉＯ2 光触媒層１４はその紫外線を吸収して活性
化され、その光触媒作用により超親水機能を発揮し、空
気中の水を吸着してＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子
レベルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
になるかは、エバネセント波２４の波長によって変化す
る。また、このエバネセント波２４を生成するチャネル
状のポリイミド光導波路層７４内の伝搬光は赤外線に限
定されるものではない。従って、半導体レーザ１６から
出射される光の波長を変化させることにより、微小物体
２６が透明になるか不透明になるかを制御することが可
能である。また、このとき、第１の光源としての半導体
レーザ３２ａから波長４００ｎｍ以下の紫外線を光触媒
の励起光としてチャネル状のポリイミド光導波路層７４
に入射して、全体がチャネル光導波路とみなされるチャ
ネル状のポリイミド光導波路層７４内を伝搬させる。そ
の際に、ポリイミド光導波路層１２からの漏洩光によっ
てＴｉＯ2 光触媒層１４をその裏面照射する。そして、
このＴｉＯ2 光触媒層１４はその紫外線を吸収して活性
化され、その光触媒作用により超親水機能を発揮し、空
気中の水を吸着してＴｉＯ2 光触媒層１４の表面に分子
レベルの薄い水膜（図示せず）を形成する。
【０１６１】こうして、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小
物体２６がチャネル状のポリイミド光導波路層７４に沿
って移動する場合や、チャネル状のポリイミド光導波路
層７４の上方から排除される場合のいずれにおいても、
ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜
が形成され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エ
バネセント波２４の放射圧３０が小さなものであって
も、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線の光パ
ワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体
２６は容易に移動したり、排除されたりする。
物体２６がチャネル状のポリイミド光導波路層７４に沿
って移動する場合や、チャネル状のポリイミド光導波路
層７４の上方から排除される場合のいずれにおいても、
ＴｉＯ2 光触媒層１４の表面には分子レベルの薄い水膜
が形成され、この水膜が潤滑剤として機能するため、エ
バネセント波２４の放射圧３０が小さなものであって
も、即ち半導体レーザ１６から出射される赤外線の光パ
ワーが小さくても、ＴｉＯ2 光触媒層１４上の微小物体
２６は容易に移動したり、排除されたりする。
【０１６２】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザ１６から出射された赤外線がチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４内を伝搬する際に生成するエバネセ
ント波２４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａから出
射された紫外線がチャネル状のポリイミド光導波路層７
４内を伝搬する際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ
2 光触媒層１４の超親水機能により形成される分子レベ
ルの薄い水膜の潤滑性とを利用して、ＴｉＯ2 光触媒層
１４上の微小物体２６が透明な場合にはチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４に沿って容易に移動させ、不透
明であったり反射する場合にはチャネル状のポリイミド
光導波路層７４の上方から容易に排除することができ
る。
レーザ１６から出射された赤外線がチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４内を伝搬する際に生成するエバネセ
ント波２４の放射圧３０と、半導体レーザ３２ａから出
射された紫外線がチャネル状のポリイミド光導波路層７
４内を伝搬する際の漏洩光によって活性化されたＴｉＯ
2 光触媒層１４の超親水機能により形成される分子レベ
ルの薄い水膜の潤滑性とを利用して、ＴｉＯ2 光触媒層
１４上の微小物体２６が透明な場合にはチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４に沿って容易に移動させ、不透
明であったり反射する場合にはチャネル状のポリイミド
光導波路層７４の上方から容易に排除することができ
る。
【０１６３】従って、この微小物体２６がチャネル状の
ポリイミド光導波路層７４の上方から局所的に除去すべ
き塵埃等である場合には、小さなエネルギーによって、
しかも外部からの力の補助を必要とせずにクリーニング
することができる。また、この微小物体２６が微小部品
や高分子等のようなマニピュレートする対象である場合
には、微小物体２６が透明になるように半導体レーザ１
６から出射される光の波長を選択することにより、微小
物体２６を小さな光パワーを用いて移動させるマイクロ
ドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に有効に応
用することができる。
ポリイミド光導波路層７４の上方から局所的に除去すべ
き塵埃等である場合には、小さなエネルギーによって、
しかも外部からの力の補助を必要とせずにクリーニング
することができる。また、この微小物体２６が微小部品
や高分子等のようなマニピュレートする対象である場合
には、微小物体２６が透明になるように半導体レーザ１
６から出射される光の波長を選択することにより、微小
物体２６を小さな光パワーを用いて移動させるマイクロ
ドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に有効に応
用することができる。
【０１６４】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６のみならず、第２の光源としての半導体レーザ３２ａ
もチャネル状のポリイミド光導波路層７４の端面に密着
して設置されていることにより、これらの半導体レーザ
１６、３２ａから出射された指向性の高い赤外線及び紫
外線は無駄なくチャネル状のポリイミド光導波路層７４
に入射されるため、光吸収や光散乱による光量ロスもな
く、その放射圧３０によって微小物体２６を移動させる
エバネセント波２４の生成やＴｉＯ2 光触媒層１４の超
親水機能を発揮させるための活性化に半導体レーザ１
６、３２ａからの出射光の光パワーを極めて有効に利用
することができる。
６のみならず、第２の光源としての半導体レーザ３２ａ
もチャネル状のポリイミド光導波路層７４の端面に密着
して設置されていることにより、これらの半導体レーザ
１６、３２ａから出射された指向性の高い赤外線及び紫
外線は無駄なくチャネル状のポリイミド光導波路層７４
に入射されるため、光吸収や光散乱による光量ロスもな
く、その放射圧３０によって微小物体２６を移動させる
エバネセント波２４の生成やＴｉＯ2 光触媒層１４の超
親水機能を発揮させるための活性化に半導体レーザ１
６、３２ａからの出射光の光パワーを極めて有効に利用
することができる。
【０１６５】しかも、チャネル型光導波路を構成するチ
ャネル状のポリイミド光導波路層７４は、スラブ型光導
波路を構成するポリイミド光導波路層１２よりも小さな
光パワーで同等の光強度のエバネセント波２４を生成す
るため、上記第１〜第１２の実施形態の場合と比較する
と、光の利用効率を高くすることができる。
ャネル状のポリイミド光導波路層７４は、スラブ型光導
波路を構成するポリイミド光導波路層１２よりも小さな
光パワーで同等の光強度のエバネセント波２４を生成す
るため、上記第１〜第１２の実施形態の場合と比較する
と、光の利用効率を高くすることができる。
【０１６６】更に、これらの半導体レーザ１６、３２ａ
は共に合成石英基板１０等と一体になっていることか
ら、上記第２の実施形態の場合と同様に、光触媒装置を
更に小型化してその使用範囲を益々拡大することが可能
になると共に、美感を損なう恐れも殆どなくすことがで
きる。
は共に合成石英基板１０等と一体になっていることか
ら、上記第２の実施形態の場合と同様に、光触媒装置を
更に小型化してその使用範囲を益々拡大することが可能
になると共に、美感を損なう恐れも殆どなくすことがで
きる。
【０１６７】（第１４の実施形態）図１４（ａ）は本発
明の第１４の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視
図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の光触媒装置の
面図である。なお、上記図３及び図１３の光触媒装置の
構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。本実施形態に係る光触媒装置においては、上記
図１３の光触媒装置における合成石英基板１０の代わり
に、上記図３の光触媒装置に示されるように、表面が紫
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層
３６が積層されているものを用いる点に特徴がある。
明の第１４の実施形態に係る光触媒装置を示す概略斜視
図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の光触媒装置の
面図である。なお、上記図３及び図１３の光触媒装置の
構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。本実施形態に係る光触媒装置においては、上記
図１３の光触媒装置における合成石英基板１０の代わり
に、上記図３の光触媒装置に示されるように、表面が紫
外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラミック
基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過するバッファ層
３６が積層されているものを用いる点に特徴がある。
【０１６８】即ち、図１４（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない不透
明なセラミック基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過
するバッファ層３６が紫外線の波長のオーダーで平滑な
表面をもって形成され、このバッファ層３６上に、バッ
ファ層３６よりも屈折率の高いチャネル状のポリイミド
光導波路層７４が形成され、このチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４を挟むバッファ層３６上に、チャネル
状のポリイミド光導波路層７４よりも屈折率の低いポリ
イミド層７６が形成されている。また、これらチャネル
状のポリイミド光導波路層７４及びポリイミド層７６上
には、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触
媒層１４が形成されている。
うに、表面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない不透
明なセラミック基板３４上に、赤外線及び紫外線を透過
するバッファ層３６が紫外線の波長のオーダーで平滑な
表面をもって形成され、このバッファ層３６上に、バッ
ファ層３６よりも屈折率の高いチャネル状のポリイミド
光導波路層７４が形成され、このチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４を挟むバッファ層３６上に、チャネル
状のポリイミド光導波路層７４よりも屈折率の低いポリ
イミド層７６が形成されている。また、これらチャネル
状のポリイミド光導波路層７４及びポリイミド層７６上
には、超親水機能を有するアナターゼ型のＴｉＯ2 光触
媒層１４が形成されている。
【０１６９】また、第１の光源としての半導体レーザ１
６がその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路層
７４の一方の端面に密着して設置され、波長１．５μｍ
以上の赤外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４に出射するようになっている。
６がその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路層
７４の一方の端面に密着して設置され、波長１．５μｍ
以上の赤外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４に出射するようになっている。
【０１７０】また、第２の光源としての半導体レーザ３
２ａがその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路
層７４の他方の端面に密着して設置され、波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４に出射するようになっている。
２ａがその射出開口をチャネル状のポリイミド光導波路
層７４の他方の端面に密着して設置され、波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線（図示せず）をこのチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４に出射するようになっている。
【０１７１】そして、ここで、バッファ層３６とチャネ
ル状のポリイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１
４と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層とが順に
積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４の両
サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造は、半導
体レーザ１６から出射される赤外線及び半導体レーザ３
２ａから出射される紫外線に対する多層ステップ構造の
チャネル型光導波路が構成されている。
ル状のポリイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１
４と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接する空気層とが順に
積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４の両
サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造は、半導
体レーザ１６から出射される赤外線及び半導体レーザ３
２ａから出射される紫外線に対する多層ステップ構造の
チャネル型光導波路が構成されている。
【０１７２】なお、図１４（ａ）、（ｂ）に示される光
触媒装置の動作は、合成石英基板１０とチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１４と空気
層とが順に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路
層７４の両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構
造の代わりに、バッファ層３６とチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層とが
順に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４
の両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造によ
って多層ステップ構造のチャネル型光導波路が構成さ
れ、このチャネル型光導波路構造のチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４内を半導体レーザ１６、３２ａから
出射される赤外線及び紫外線が伝搬する点を除くと、上
記図１３（ａ）、（ｂ）に示される第１３の実施形態の
場合と基本的に同様であるため、その説明は省略する。
触媒装置の動作は、合成石英基板１０とチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１４と空気
層とが順に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路
層７４の両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構
造の代わりに、バッファ層３６とチャネル状のポリイミ
ド光導波路層７４とＴｉＯ2 光触媒層１４と空気層とが
順に積層され、チャネル状のポリイミド光導波路層７４
の両サイドがポリイミド層７６に挟まれている構造によ
って多層ステップ構造のチャネル型光導波路が構成さ
れ、このチャネル型光導波路構造のチャネル状のポリイ
ミド光導波路層７４内を半導体レーザ１６、３２ａから
出射される赤外線及び紫外線が伝搬する点を除くと、上
記図１３（ａ）、（ｂ）に示される第１３の実施形態の
場合と基本的に同様であるため、その説明は省略する。
【０１７３】以上のように本実施形態によれば、第１及
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａから出
射された赤外線及び紫外線を透過し且つチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とチャネル状のポリイミド
光導波路層７４及びポリイミド層７６との間に形成さ
れ、チャネル状のポリイミド光導波路層７４との間に平
滑な境界面を形成していることにより、このバッファ層
３６やチャネル状のポリイミド光導波路層７４を含む積
層構造がステップ型チャネル光導波路とみなされ、半導
体レーザ１６、３２ａから出射された赤外線及び紫外線
をチャネル状のポリイミド光導波路層７４内に伝搬させ
ることが可能になるため、セラミック基板２２のように
光触媒の励起光を透過しない不透明なものや、その表面
が紫外線の波長のオーダーで平滑でないものを基板とし
て使用しても、上記第１３の実施形態に係る光触媒装置
の場合と同様の効果を奏することができる。
び第２の光源としての半導体レーザ１６、３２ａから出
射された赤外線及び紫外線を透過し且つチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４よりも屈折率の小さいバッファ
層３６がセラミック基板３４とチャネル状のポリイミド
光導波路層７４及びポリイミド層７６との間に形成さ
れ、チャネル状のポリイミド光導波路層７４との間に平
滑な境界面を形成していることにより、このバッファ層
３６やチャネル状のポリイミド光導波路層７４を含む積
層構造がステップ型チャネル光導波路とみなされ、半導
体レーザ１６、３２ａから出射された赤外線及び紫外線
をチャネル状のポリイミド光導波路層７４内に伝搬させ
ることが可能になるため、セラミック基板２２のように
光触媒の励起光を透過しない不透明なものや、その表面
が紫外線の波長のオーダーで平滑でないものを基板とし
て使用しても、上記第１３の実施形態に係る光触媒装置
の場合と同様の効果を奏することができる。
【０１７４】なお、上記第１〜第１４の実施形態におい
ては、第１の光源として波長１．５μｍ以上の赤外線１
８、４４、５４、６４等を出射する半導体レーザ１６を
使用しているが、半導体レーザ１６に限定されるもので
なく、例えばこの代わりに、同様の赤外線を出射するＬ
ＥＤを使用してもよい。
ては、第１の光源として波長１．５μｍ以上の赤外線１
８、４４、５４、６４等を出射する半導体レーザ１６を
使用しているが、半導体レーザ１６に限定されるもので
なく、例えばこの代わりに、同様の赤外線を出射するＬ
ＥＤを使用してもよい。
【０１７５】また、上記第１の実施形態においては、第
２の光源として波長４００ｎｍ以下の紫外線２２を出射
する水銀ランプ２０を使用しているが、例えば自動車の
ウィンドウガラスやバックミラー等のように屋外で使用
するものに光触媒装置を応用する場合には、水銀ランプ
２０の代わりに、紫外線を含む太陽光を使用してもよ
い。また、この水銀ランプ２０は、合成石英基板１０の
下方に設置されるが、合成石英基板１０の上方に設置し
てもよい。
２の光源として波長４００ｎｍ以下の紫外線２２を出射
する水銀ランプ２０を使用しているが、例えば自動車の
ウィンドウガラスやバックミラー等のように屋外で使用
するものに光触媒装置を応用する場合には、水銀ランプ
２０の代わりに、紫外線を含む太陽光を使用してもよ
い。また、この水銀ランプ２０は、合成石英基板１０の
下方に設置されるが、合成石英基板１０の上方に設置し
てもよい。
【０１７６】また、上記第２〜第１４の実施形態におい
ては、第２の光源として波長４００ｎｍ以下の紫外線７
０等を出射する半導体レーザ３２ａ、３２ｂを使用して
いるが、この代わりに、同様の紫外線を出射するＬＥＤ
を使用してもよい。
ては、第２の光源として波長４００ｎｍ以下の紫外線７
０等を出射する半導体レーザ３２ａ、３２ｂを使用して
いるが、この代わりに、同様の紫外線を出射するＬＥＤ
を使用してもよい。
【０１７７】また、上記第１〜第１０の実施形態におい
て使用しているポリイミド光導波路層１２の代わりに、
非酸化性のプラスチックを材料とする光導波路層を用い
てもよい。この場合、加工が容易であり、安価に製作す
ることが可能になり、誘電体等を使用するよりも応用範
囲が広くなるという利点がある。
て使用しているポリイミド光導波路層１２の代わりに、
非酸化性のプラスチックを材料とする光導波路層を用い
てもよい。この場合、加工が容易であり、安価に製作す
ることが可能になり、誘電体等を使用するよりも応用範
囲が広くなるという利点がある。
【０１７８】また、上記第３、第５、第７、第１０、及
び第１４の実施形態においては、表面が紫外線の波長の
オーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４を使
用する場合について説明したが、この他に、例えばポリ
マー基板のように屈折率が極めて高いものを使用する場
合にも、ポリイミド光導波路層１２又はチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４よりも屈折率の小さいバッファ
層３６を高屈折率のポリマー基板とポリイミド光導波路
層１２との間に介在させることにより、半導体レーザ１
６から出射される赤外線及び半導体レーザ３２ａ、３２
ｂから出射される紫外線の双方に対する多モード４層ス
テップ構造のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路
を構成して、同様の効果を奏することができる。
び第１４の実施形態においては、表面が紫外線の波長の
オーダーで平滑でない不透明なセラミック基板３４を使
用する場合について説明したが、この他に、例えばポリ
マー基板のように屈折率が極めて高いものを使用する場
合にも、ポリイミド光導波路層１２又はチャネル状のポ
リイミド光導波路層７４よりも屈折率の小さいバッファ
層３６を高屈折率のポリマー基板とポリイミド光導波路
層１２との間に介在させることにより、半導体レーザ１
６から出射される赤外線及び半導体レーザ３２ａ、３２
ｂから出射される紫外線の双方に対する多モード４層ス
テップ構造のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路
を構成して、同様の効果を奏することができる。
【０１７９】同様に、上記第１２の実施形態における表
面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラ
ミック基板３４の代わりに、例えばポリマー基板のよう
に屈折率が極めて高いものを使用する場合にも、低屈折
率のポリイミド光導波路層６２ａよりも屈折率の小さい
バッファ層７２を高屈折率のポリマー基板と低屈折率の
ポリイミド光導波路層６２ａとの間に介在させることに
より、半導体レーザ１６から出射される赤外線及び半導
体レーザ３２ａから出射される紫外線の双方に対する５
層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成して、同様の
効果を奏することができる。
面が紫外線の波長のオーダーで平滑でない不透明なセラ
ミック基板３４の代わりに、例えばポリマー基板のよう
に屈折率が極めて高いものを使用する場合にも、低屈折
率のポリイミド光導波路層６２ａよりも屈折率の小さい
バッファ層７２を高屈折率のポリマー基板と低屈折率の
ポリイミド光導波路層６２ａとの間に介在させることに
より、半導体レーザ１６から出射される赤外線及び半導
体レーザ３２ａから出射される紫外線の双方に対する５
層ステップ構造のスラブ型光導波路を構成して、同様の
効果を奏することができる。
【０１８０】また、上記第８の実施形態において、紫外
線に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０の代
わりに、例えば不透明なセラミック基板上に紫外線に対
して透明で赤外線に対して不透明で且つ低屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ａよりも屈折率の低いバッファ層が
積層されているものを用いてもよい。この場合、このバ
ッファ層と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈
折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１
４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接
する空気層とが、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線に対する５層ステップ構造のスラブ型光導
波路を構成する。
線に対して透明で赤外線に対して不透明な基板６０の代
わりに、例えば不透明なセラミック基板上に紫外線に対
して透明で赤外線に対して不透明で且つ低屈折率ポリイ
ミド光導波路層６２ａよりも屈折率の低いバッファ層が
積層されているものを用いてもよい。この場合、このバ
ッファ層と低屈折率ポリイミド光導波路層６２ａと高屈
折率ポリイミド光導波路層６２ｂとＴｉＯ2 光触媒層１
４とからなる積層構造と更にＴｉＯ2 光触媒層１４に接
する空気層とが、半導体レーザ３２ａ、３２ｂから出射
される紫外線に対する５層ステップ構造のスラブ型光導
波路を構成する。
【０１８１】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る光触媒装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。即ち、請求項１に係る光触媒装置によれば、基
板上に面状の光導波路層及び光触媒層が順に積層された
構造であることにより、基板として第１の光源から出射
された所定の波長の光を透過し且つ表面がその出射光の
波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基板と光
導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造と更
に光触媒層に接する空気層によって４層スッテプ構造の
スラブ型光導波路が構成されることになり、第１の光源
から光導波路層に出射された所定の波長の光を光導波路
層内を伝搬させ、その際に光触媒層の表面にエバネセン
ト波を生成することが可能になるため、このエバネセン
ト波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用させること
ができる。そして、このとき、第２の光源から出射され
た励起光によって光触媒層を照射し活性化することによ
り、光触媒層の親水機能を発揮させ、光触媒層の表面に
分子レベルの薄い水膜を形成することができる。こうし
て、光触媒層上の微小物体にエバネセント波の放射圧を
作用させる際、光触媒層の表面には分子レベルの薄い水
膜が形成されているため、この水膜の潤滑機能によって
光触媒層上の微小物体を光導波路層内の光の伝搬方向に
容易に移動することが可能になる。
る光触媒装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。即ち、請求項１に係る光触媒装置によれば、基
板上に面状の光導波路層及び光触媒層が順に積層された
構造であることにより、基板として第１の光源から出射
された所定の波長の光を透過し且つ表面がその出射光の
波長のオーダーで平滑なものを用いれば、この基板と光
導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造と更
に光触媒層に接する空気層によって４層スッテプ構造の
スラブ型光導波路が構成されることになり、第１の光源
から光導波路層に出射された所定の波長の光を光導波路
層内を伝搬させ、その際に光触媒層の表面にエバネセン
ト波を生成することが可能になるため、このエバネセン
ト波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用させること
ができる。そして、このとき、第２の光源から出射され
た励起光によって光触媒層を照射し活性化することによ
り、光触媒層の親水機能を発揮させ、光触媒層の表面に
分子レベルの薄い水膜を形成することができる。こうし
て、光触媒層上の微小物体にエバネセント波の放射圧を
作用させる際、光触媒層の表面には分子レベルの薄い水
膜が形成されているため、この水膜の潤滑機能によって
光触媒層上の微小物体を光導波路層内の光の伝搬方向に
容易に移動することが可能になる。
【０１８２】従って、光触媒層上の微小物体が除去すべ
き塵埃であれば、光触媒層におる酸化分解機能のみを利
用する場合よりも小さなエネルギーによって、しかも雨
水など外部からの力の補助を必要とせずにクリーニング
することが可能になるため、この光触媒装置を種々のク
リーニング機構に有効に応用することができる。また、
光触媒層上の微小物体が微小部品や高分子等のようなマ
ニピュレートする対象であれば、小さな光パワーを用い
て移動させることが可能となるため、この光触媒装置は
マイクロドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に
有効に応用することができる。
き塵埃であれば、光触媒層におる酸化分解機能のみを利
用する場合よりも小さなエネルギーによって、しかも雨
水など外部からの力の補助を必要とせずにクリーニング
することが可能になるため、この光触媒装置を種々のク
リーニング機構に有効に応用することができる。また、
光触媒層上の微小物体が微小部品や高分子等のようなマ
ニピュレートする対象であれば、小さな光パワーを用い
て移動させることが可能となるため、この光触媒装置は
マイクロドラックカプセルのコンベアやセルソータ等に
有効に応用することができる。
【０１８３】また、請求項２に係る光触媒装置によれ
ば、基板上にチャネル状の光導波路層及び光触媒層が順
に積層された構造であることにより、基板として第１の
光源から出射された光を透過し且つ表面がその出射光の
波長のオーダーで平滑なものを用いれば、基板と光導波
路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層によって多モード４層スッテプ構
造のチャネル型光導波路が構成されることになり、第１
の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光を光
導波路層内を伝搬させ、その際に光触媒層の表面にエバ
ネセント波を生成することが可能になるため、このエバ
ネセント波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用させ
ることができる。ここで、チャネル型光導波路はスラブ
型光導波路よりも小さな光パワーで同等の強度のエバネ
セント波を生成するため、光触媒層上の微小物体が受け
る力は増大する。また、チャネル型光導波路において
は、光導波路層内を伝搬する所定の波長の光の強度分布
がチャネル型光導波路の中央部において最も高く、中央
部から離れるにつれて低くなるため、光触媒層上の微小
物体が光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して
透明である場合には、光強度分布の高いチャネル型光導
波路の中央部に向かう方向に放射圧が作用し、逆に不透
明であったり反射する場合には、光強度分布の高いチャ
ネル型光導波路の中央部から離れる方向に放射圧が作用
する。そして、このとき、第２の光源から出射された励
起光によって光触媒層を照射し活性化することにより、
光触媒層の親水機能を発揮させ、光触媒層の表面に分子
レベルの薄い水膜を形成することができる。こうして、
光触媒層上の微小物体にエバネセント波の放射圧を作用
させる際、光触媒層の表面には分子レベルの薄い水膜が
形成されているため、光触媒層上の微小物体がエバネセ
ント波の放射圧によりチャネル状の光導波路層に沿って
移動したり、このチャネル状の光導波路層から排除され
るように移動したりするいずれの場合にも、水膜の潤滑
機能によって光触媒層上の微小物体の移動は極めて容易
になる。
ば、基板上にチャネル状の光導波路層及び光触媒層が順
に積層された構造であることにより、基板として第１の
光源から出射された光を透過し且つ表面がその出射光の
波長のオーダーで平滑なものを用いれば、基板と光導波
路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構造と更に光
触媒層に接する空気層によって多モード４層スッテプ構
造のチャネル型光導波路が構成されることになり、第１
の光源から光導波路層に出射された所定の波長の光を光
導波路層内を伝搬させ、その際に光触媒層の表面にエバ
ネセント波を生成することが可能になるため、このエバ
ネセント波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用させ
ることができる。ここで、チャネル型光導波路はスラブ
型光導波路よりも小さな光パワーで同等の強度のエバネ
セント波を生成するため、光触媒層上の微小物体が受け
る力は増大する。また、チャネル型光導波路において
は、光導波路層内を伝搬する所定の波長の光の強度分布
がチャネル型光導波路の中央部において最も高く、中央
部から離れるにつれて低くなるため、光触媒層上の微小
物体が光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して
透明である場合には、光強度分布の高いチャネル型光導
波路の中央部に向かう方向に放射圧が作用し、逆に不透
明であったり反射する場合には、光強度分布の高いチャ
ネル型光導波路の中央部から離れる方向に放射圧が作用
する。そして、このとき、第２の光源から出射された励
起光によって光触媒層を照射し活性化することにより、
光触媒層の親水機能を発揮させ、光触媒層の表面に分子
レベルの薄い水膜を形成することができる。こうして、
光触媒層上の微小物体にエバネセント波の放射圧を作用
させる際、光触媒層の表面には分子レベルの薄い水膜が
形成されているため、光触媒層上の微小物体がエバネセ
ント波の放射圧によりチャネル状の光導波路層に沿って
移動したり、このチャネル状の光導波路層から排除され
るように移動したりするいずれの場合にも、水膜の潤滑
機能によって光触媒層上の微小物体の移動は極めて容易
になる。
【０１８４】従って、光触媒層上の微小物体がチャネル
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して不
透明であったり反射する場合には、雨水など外部からの
力の補助を必要とすることなく、光触媒層におる酸化分
解機能のみを利用する場合よりも又上記第１の実施形態
の場合よりも小さなエネルギーによりチャネル状の光導
波路層に沿って局所的にクリーニングすることが可能に
なるため、この光触媒装置を種々のクリーニング機構に
有効に応用することができる。また、光触媒層上の微小
物体がチャネル状の光導波路層内を伝搬する所定の波長
の光に対して透明である場合には、上記第１の実施形態
の場合よりも更に小さな光パワーを用いて、チャネル状
の光導波路層に沿って正確に移動させることが可能とな
るため、この光触媒装置はマイクロドラックカプセルの
コンベアやセルソータ等に有効に応用することができ
る。
状の光導波路層内を伝搬する所定の波長の光に対して不
透明であったり反射する場合には、雨水など外部からの
力の補助を必要とすることなく、光触媒層におる酸化分
解機能のみを利用する場合よりも又上記第１の実施形態
の場合よりも小さなエネルギーによりチャネル状の光導
波路層に沿って局所的にクリーニングすることが可能に
なるため、この光触媒装置を種々のクリーニング機構に
有効に応用することができる。また、光触媒層上の微小
物体がチャネル状の光導波路層内を伝搬する所定の波長
の光に対して透明である場合には、上記第１の実施形態
の場合よりも更に小さな光パワーを用いて、チャネル状
の光導波路層に沿って正確に移動させることが可能とな
るため、この光触媒装置はマイクロドラックカプセルの
コンベアやセルソータ等に有効に応用することができ
る。
【０１８５】また、請求項３に係る光触媒装置によれ
ば、光導波路層が非酸化性材料からなることにより、光
触媒層として例えばＴｉＯ2 光触媒層のように酸化力が
著しく大きいものを用いる場合であっても、光触媒層に
よって光導波路層が酸化されることを防止することが可
能になるため、光触媒装置の特性劣化を防止して、その
ライフタイムを長くすることができる。
ば、光導波路層が非酸化性材料からなることにより、光
触媒層として例えばＴｉＯ2 光触媒層のように酸化力が
著しく大きいものを用いる場合であっても、光触媒層に
よって光導波路層が酸化されることを防止することが可
能になるため、光触媒装置の特性劣化を防止して、その
ライフタイムを長くすることができる。
【０１８６】また、請求項４に係る光触媒装置によれ
ば、第１の光源から出射された所定の波長の光を透過し
且つ光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板
と光導波路層との間に介在していることにより、たとえ
基板が所定の波長の光を透過しない不透明なものであっ
ても、基板の表面がこの光の波長のオーダーで平滑でな
い場合であっても、この第１のバッファ層と光導波路層
と光触媒層とからなる積層構造と更に光触媒層に接する
空気層によって４層ステップ構造のスラブ型光導波路又
はチャネル型光導波路が構成されることになり、第１の
光源から光導波路層に出射された所定の波長の光を光導
波路層内に伝搬し、その際に光触媒層の表面に生成する
エバネセント波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用
させることが可能になるため、上記請求項１又は２に係
る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
ば、第１の光源から出射された所定の波長の光を透過し
且つ光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板
と光導波路層との間に介在していることにより、たとえ
基板が所定の波長の光を透過しない不透明なものであっ
ても、基板の表面がこの光の波長のオーダーで平滑でな
い場合であっても、この第１のバッファ層と光導波路層
と光触媒層とからなる積層構造と更に光触媒層に接する
空気層によって４層ステップ構造のスラブ型光導波路又
はチャネル型光導波路が構成されることになり、第１の
光源から光導波路層に出射された所定の波長の光を光導
波路層内に伝搬し、その際に光触媒層の表面に生成する
エバネセント波の放射圧を光触媒層上の微小物体に作用
させることが可能になるため、上記請求項１又は２に係
る光触媒装置の場合と同様の効果を奏することができ
る。
【０１８７】また、請求項５に係る光触媒装置によれ
ば、第１の光源が光導波路層の端面に密着して設置され
ていることにより、第１の光源から出射された所定の波
長の光は無駄なく光導波路層内に入射されるため、その
放射圧により光触媒層上の微小物体を移動させるエバネ
セント波の生成に光パワーを極めて有効に利用すること
ができる。また、第１の光源が基板等と一体になってい
ることから、第１の光源を独立して設置するスペースが
不必要となり、装置全体としても小型化されるため、光
触媒装置の使用範囲が拡大されると共に、美感を損なう
恐れも殆どなくなる。
ば、第１の光源が光導波路層の端面に密着して設置され
ていることにより、第１の光源から出射された所定の波
長の光は無駄なく光導波路層内に入射されるため、その
放射圧により光触媒層上の微小物体を移動させるエバネ
セント波の生成に光パワーを極めて有効に利用すること
ができる。また、第１の光源が基板等と一体になってい
ることから、第１の光源を独立して設置するスペースが
不必要となり、装置全体としても小型化されるため、光
触媒装置の使用範囲が拡大されると共に、美感を損なう
恐れも殆どなくなる。
【０１８８】また、請求項６に係る光触媒装置によれ
ば、第１の光源が光ファイバを介して光導波路層の端面
に光学的に接続されていることにより、上記請求項５に
係る光触媒装置の場合とほぼ同様の効果を奏することが
できる。そして、この場合には、第１の光源を独立して
設置するスペースの制約を小さくすることができる。
ば、第１の光源が光ファイバを介して光導波路層の端面
に光学的に接続されていることにより、上記請求項５に
係る光触媒装置の場合とほぼ同様の効果を奏することが
できる。そして、この場合には、第１の光源を独立して
設置するスペースの制約を小さくすることができる。
【０１８９】また、請求項７に係る光触媒装置によれ
ば、第２の光源から出射された励起光が光導波路層に入
射され、この光導波路層内を伝搬する際の励起光の漏洩
光によって光触媒層を照射することにより、基板として
第２の光源から出射された励起光を透過し且つ表面がそ
の出射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、基
板と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構
造と更に光触媒層に接する空気層によって４層スッテプ
構造のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成
されることになり、第２の光源から光導波路層に出射さ
れた励起光を光導波路層内に伝搬させ、その際の漏洩光
によって光触媒層を裏面全体から照射し活性化すること
が可能になるため、光触媒層の親水機能を発揮させて光
触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を形成することが
でき、上記請求項１又は２に係る光触媒装置の場合とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。しかも、このと
き、光触媒層の照射光は光触媒層内を長い距離にわたっ
て透過していくため、光触媒層はその全体において高効
率に活性化され、その親水機能がより効果的に発揮され
ることになり、光触媒層上の塵埃などをより小さなエネ
ルギーによってクリーニングすることができ、光触媒層
上の微小部品や高分子等をより小さな光パワーを用いて
マニピュレートすることができる。
ば、第２の光源から出射された励起光が光導波路層に入
射され、この光導波路層内を伝搬する際の励起光の漏洩
光によって光触媒層を照射することにより、基板として
第２の光源から出射された励起光を透過し且つ表面がそ
の出射光の波長のオーダーで平滑なものを用いれば、基
板と光導波路層と光触媒層と光触媒層とからなる積層構
造と更に光触媒層に接する空気層によって４層スッテプ
構造のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成
されることになり、第２の光源から光導波路層に出射さ
れた励起光を光導波路層内に伝搬させ、その際の漏洩光
によって光触媒層を裏面全体から照射し活性化すること
が可能になるため、光触媒層の親水機能を発揮させて光
触媒層の表面に分子レベルの薄い水膜を形成することが
でき、上記請求項１又は２に係る光触媒装置の場合とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。しかも、このと
き、光触媒層の照射光は光触媒層内を長い距離にわたっ
て透過していくため、光触媒層はその全体において高効
率に活性化され、その親水機能がより効果的に発揮され
ることになり、光触媒層上の塵埃などをより小さなエネ
ルギーによってクリーニングすることができ、光触媒層
上の微小部品や高分子等をより小さな光パワーを用いて
マニピュレートすることができる。
【０１９０】また、請求項８に係る光触媒装置によれ
ば、第２の光源が光導波路層の端面に密着して設置され
ていることにより、第２の光源から出射された励起光は
無駄なく光導波路層内に入射されるため、光導波路層を
介して光触媒層をその裏面から照射して活性化するため
に光パワーを極めて有効に利用することができる。ま
た、光触媒の励起光として紫外光を使用する場合であっ
ても、第２の光源から光導波路層を経て光触媒層に至る
過程は光触媒の励起光が装置内に閉じ込められる構造と
なっており、励起光が外部に漏れることはなくなるた
め、例えばテレビのブラウン管面や自動車のフロントガ
ラスやのように人が見たり近くに居る時間が長いものに
光触媒装置を用いても、人体に悪影響を及ぼし、特に皮
膚癌の発生原因となるという心配はなくなる。更に、第
２の光源が基板等と一体になっていることから、第２の
光源を独立して設置するスペースが不必要となり、装置
全体としても小型化されるため、光触媒装置の使用範囲
が拡大されると共に、美感を損なう恐れも殆どなくな
る。
ば、第２の光源が光導波路層の端面に密着して設置され
ていることにより、第２の光源から出射された励起光は
無駄なく光導波路層内に入射されるため、光導波路層を
介して光触媒層をその裏面から照射して活性化するため
に光パワーを極めて有効に利用することができる。ま
た、光触媒の励起光として紫外光を使用する場合であっ
ても、第２の光源から光導波路層を経て光触媒層に至る
過程は光触媒の励起光が装置内に閉じ込められる構造と
なっており、励起光が外部に漏れることはなくなるた
め、例えばテレビのブラウン管面や自動車のフロントガ
ラスやのように人が見たり近くに居る時間が長いものに
光触媒装置を用いても、人体に悪影響を及ぼし、特に皮
膚癌の発生原因となるという心配はなくなる。更に、第
２の光源が基板等と一体になっていることから、第２の
光源を独立して設置するスペースが不必要となり、装置
全体としても小型化されるため、光触媒装置の使用範囲
が拡大されると共に、美感を損なう恐れも殆どなくな
る。
【０１９１】また、請求項９に係る光触媒装置によれ
ば、第２の光源が光ファイバを介して光導波路層の端面
に光学的に接続されていることにより、上記請求項８に
係る光触媒装置の場合とほぼ同様の効果を奏することが
できる。そして、この場合には、第２の光源を独立して
設置するスペースの制約は小さくなる。
ば、第２の光源が光ファイバを介して光導波路層の端面
に光学的に接続されていることにより、上記請求項８に
係る光触媒装置の場合とほぼ同様の効果を奏することが
できる。そして、この場合には、第２の光源を独立して
設置するスペースの制約は小さくなる。
【０１９２】また、請求項１０に係る光触媒装置によれ
ば、光導波路層が基板に接する第１の光導波路層と光触
媒層に接する第２の光導波路層との２層構造になってお
り、第１の光導波路層の屈折率は第２の光導波路層の屈
折率より低く、第１の光導波路層の厚さは第２の光導波
路層の厚さより厚く、基板が第２の光源から出射された
励起光に対して透明であり、第１の光源から出射された
所定の波長の光に対して不透明であることにより、基板
と第１の光導波路層と第２の光導波路層と光触媒層と空
気層とからなる積層構造が第１の光源から出射された所
定の波長の光に対する５層スッテプ構造のスラブ型光導
波路又はチャネル型光導波路が構成されることになり、
第２の光源から光導波路層に出射された励起光を第２の
光導波路層より厚い第１の光導波路層内に主要に伝搬さ
せることが可能になるため、光触媒層に入射される励起
光の光量を相対的に小さくして、光触媒層における光吸
収による減衰を抑制し、大面積の光触媒層であっても光
触媒層全体を均一に活性化することが可能になる。従っ
て、その親水機能により大面積の光触媒層の表面全体に
分子レベルの薄い水膜を均一に形成することができ、光
触媒層上の微小物体に対するクリーニング機能やマニピ
ュレーション機能を更に容易に発揮させることができ
る。なお、このとき、第１の光導波路層と第２の光導波
路層と光触媒層と空気層とからなる積層構造によって第
１の光源から出射された所定の波長の光に対する４層ス
ッテプ構造のスラブ型光導波路が構成され、この所定の
波長の光は第１の光導波路層より薄い第２の光導波路層
内を主要に伝搬することになるが、光触媒層の表面に生
成されるエバネセント波は吸収による減衰がないため、
この微小物体に作用する放射圧が弱くなることはない。
ば、光導波路層が基板に接する第１の光導波路層と光触
媒層に接する第２の光導波路層との２層構造になってお
り、第１の光導波路層の屈折率は第２の光導波路層の屈
折率より低く、第１の光導波路層の厚さは第２の光導波
路層の厚さより厚く、基板が第２の光源から出射された
励起光に対して透明であり、第１の光源から出射された
所定の波長の光に対して不透明であることにより、基板
と第１の光導波路層と第２の光導波路層と光触媒層と空
気層とからなる積層構造が第１の光源から出射された所
定の波長の光に対する５層スッテプ構造のスラブ型光導
波路又はチャネル型光導波路が構成されることになり、
第２の光源から光導波路層に出射された励起光を第２の
光導波路層より厚い第１の光導波路層内に主要に伝搬さ
せることが可能になるため、光触媒層に入射される励起
光の光量を相対的に小さくして、光触媒層における光吸
収による減衰を抑制し、大面積の光触媒層であっても光
触媒層全体を均一に活性化することが可能になる。従っ
て、その親水機能により大面積の光触媒層の表面全体に
分子レベルの薄い水膜を均一に形成することができ、光
触媒層上の微小物体に対するクリーニング機能やマニピ
ュレーション機能を更に容易に発揮させることができ
る。なお、このとき、第１の光導波路層と第２の光導波
路層と光触媒層と空気層とからなる積層構造によって第
１の光源から出射された所定の波長の光に対する４層ス
ッテプ構造のスラブ型光導波路が構成され、この所定の
波長の光は第１の光導波路層より薄い第２の光導波路層
内を主要に伝搬することになるが、光触媒層の表面に生
成されるエバネセント波は吸収による減衰がないため、
この微小物体に作用する放射圧が弱くなることはない。
【０１９３】また、請求項１１に係る光触媒装置によれ
ば、第２の光源から出射された励起光が入射された光導
波路層の端面に対向する光導波路層の端面に、光導波路
層内を伝搬してきた励起光を反射するためのミラーが設
置されていることにより、光導波路層内を伝搬してきた
励起光はこのミラーによって反射され、再び光導波路層
内を戻っていくため、励起光の光量ロスを少なくするこ
とができる。また、光導波路層内を一回伝搬する間だけ
で励起光を吸収する必要がなくなり、伝搬中の励起光の
吸収を小さくして減衰を抑制することが可能になるた
め、大面積の光触媒層であっても光触媒層に入射される
励起光の強度を面内において一様にすることができる。
従って、大面積の光触媒層であっても光触媒層全体を均
一に活性化し、その親水機能により大面積の光触媒層の
表面全体に分子レベルの薄い水膜を均一に形成すること
ができるため、光触媒層上の微小物体に対するクリーニ
ング機能やマニピュレーション機能を更に容易に発揮さ
せることができる。
ば、第２の光源から出射された励起光が入射された光導
波路層の端面に対向する光導波路層の端面に、光導波路
層内を伝搬してきた励起光を反射するためのミラーが設
置されていることにより、光導波路層内を伝搬してきた
励起光はこのミラーによって反射され、再び光導波路層
内を戻っていくため、励起光の光量ロスを少なくするこ
とができる。また、光導波路層内を一回伝搬する間だけ
で励起光を吸収する必要がなくなり、伝搬中の励起光の
吸収を小さくして減衰を抑制することが可能になるた
め、大面積の光触媒層であっても光触媒層に入射される
励起光の強度を面内において一様にすることができる。
従って、大面積の光触媒層であっても光触媒層全体を均
一に活性化し、その親水機能により大面積の光触媒層の
表面全体に分子レベルの薄い水膜を均一に形成すること
ができるため、光触媒層上の微小物体に対するクリーニ
ング機能やマニピュレーション機能を更に容易に発揮さ
せることができる。
【０１９４】また、請求項１２に係る光触媒装置によれ
ば、第１の光源から出射された所定の波長の光及び第２
の光源から出射された励起光の双方に対して透明であり
且つ光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板
と光導波路層との間に介在していることにより、このバ
ッファ層と光導波路層と光触媒層と空気層とからなる積
層構造が４層スッテプ構造のスラブ型光導波路又はチャ
ネル型光導波路が構成されることになり、たとえ基板が
第１及び第２の光源から出射された光を透過しない不透
明なものであっても、基板の表面がこれらの光の波長の
オーダーで平滑でない場合であっても、上記第７の実施
形態に係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏すること
ができる。
ば、第１の光源から出射された所定の波長の光及び第２
の光源から出射された励起光の双方に対して透明であり
且つ光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ層が基板
と光導波路層との間に介在していることにより、このバ
ッファ層と光導波路層と光触媒層と空気層とからなる積
層構造が４層スッテプ構造のスラブ型光導波路又はチャ
ネル型光導波路が構成されることになり、たとえ基板が
第１及び第２の光源から出射された光を透過しない不透
明なものであっても、基板の表面がこれらの光の波長の
オーダーで平滑でない場合であっても、上記第７の実施
形態に係る光触媒装置の場合と同様の効果を奏すること
ができる。
【０１９５】また、請求項１３に係る光触媒装置によれ
ば、光導波路層が基板に接する第１の光導波路層と光触
媒層に接する第２の光導波路層との２層構造になってお
り、第１の光導波路層の屈折率は第２の光導波路層の屈
折率より低く、第１の光導波路層の厚さは第２の光導波
路層の厚さより厚く、バッファ層が第２の光源から出射
された励起光に対して透明であり、第１の光源から出射
された所定の波長の光に対して不透明であることによ
り、バッファ層と第１の光導波路層と第２の光導波路層
と光触媒層と空気層とからなる積層構造が第１の光源か
ら出射された所定の波長の光に対する５層スッテプ構造
のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成され
ることになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出
射された光を透過しない不透明なものであっても、基板
の表面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合
であっても、上記第１０の実施形態に係る光触媒装置の
場合と同様の効果を奏することができる。
ば、光導波路層が基板に接する第１の光導波路層と光触
媒層に接する第２の光導波路層との２層構造になってお
り、第１の光導波路層の屈折率は第２の光導波路層の屈
折率より低く、第１の光導波路層の厚さは第２の光導波
路層の厚さより厚く、バッファ層が第２の光源から出射
された励起光に対して透明であり、第１の光源から出射
された所定の波長の光に対して不透明であることによ
り、バッファ層と第１の光導波路層と第２の光導波路層
と光触媒層と空気層とからなる積層構造が第１の光源か
ら出射された所定の波長の光に対する５層スッテプ構造
のスラブ型光導波路又はチャネル型光導波路が構成され
ることになり、たとえ基板が第１及び第２の光源から出
射された光を透過しない不透明なものであっても、基板
の表面がこれらの光の波長のオーダーで平滑でない場合
であっても、上記第１０の実施形態に係る光触媒装置の
場合と同様の効果を奏することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る光触媒装置を示
す概略斜視図である。
す概略斜視図である。
【図１０】本発明の第１０の実施形態に係る光触媒装置
を示す概略斜視図である。
を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明の第１１の実施形態に係る光触媒装置
を示す概略斜視図である。
を示す概略斜視図である。
【図１２】本発明の第１２の実施形態に係る光触媒装置
を示す概略斜視図である。
を示す概略斜視図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第１３の実施形態に係る光
触媒装置を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の光
触媒装置の断面図である。
触媒装置を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の光
触媒装置の断面図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第１４の実施形態に係る光
触媒装置を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の光
触媒装置の断面図である。
触媒装置を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の光
触媒装置の断面図である。
１０…合成石英基板、１２…ポリイミド光導波路層、１
４…アナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層、１６…半導体レ
ーザ、１８…波長１．５μｍ以上の赤外線、２０…水銀
ランプ、２２…波長４００ｎｍ以下の紫外線、２４…エ
バネセント波、２６…微小物体、２８…ミー散乱光、３
０…放射圧、３２ａ、３２ｂ…半導体レーザ、３４…セ
ラミック基板、３６…バッファ層、３８…レンズ、４
０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…光ファイバ、４２…分岐
カップラ、４４…赤外線、４６ａ、４６ｂ…レンズ、４
８ａ、４８ｂ…光ファイバ、５０…光ファイバ束、５２
…光ファイバシート、５４…赤外線、５６ａ、５６ｂ…
光ファイバ束、５８ａ、５８ｂ…光ファイバシート、６
０…紫外線に対して透明で赤外線に対して不透明な基
板、６２ａ…低屈折率ポリイミド光導波路層、６２ｂ…
高屈折率ポリイミド光導波路層、６４…赤外線、６６…
紫外線、６８…ミラー、７０…紫外線、７２…紫外線に
対して透明で赤外線に対して不透明なバッファ層、７４
…チャネル状のポリイミド光導波路層、７６…ポリイミ
ド層。
４…アナターゼ型のＴｉＯ2 光触媒層、１６…半導体レ
ーザ、１８…波長１．５μｍ以上の赤外線、２０…水銀
ランプ、２２…波長４００ｎｍ以下の紫外線、２４…エ
バネセント波、２６…微小物体、２８…ミー散乱光、３
０…放射圧、３２ａ、３２ｂ…半導体レーザ、３４…セ
ラミック基板、３６…バッファ層、３８…レンズ、４
０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…光ファイバ、４２…分岐
カップラ、４４…赤外線、４６ａ、４６ｂ…レンズ、４
８ａ、４８ｂ…光ファイバ、５０…光ファイバ束、５２
…光ファイバシート、５４…赤外線、５６ａ、５６ｂ…
光ファイバ束、５８ａ、５８ｂ…光ファイバシート、６
０…紫外線に対して透明で赤外線に対して不透明な基
板、６２ａ…低屈折率ポリイミド光導波路層、６２ｂ…
高屈折率ポリイミド光導波路層、６４…赤外線、６６…
紫外線、６８…ミラー、７０…紫外線、７２…紫外線に
対して透明で赤外線に対して不透明なバッファ層、７４
…チャネル状のポリイミド光導波路層、７６…ポリイミ
ド層。
Claims (13)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に面状に形成された光導波路層と、 前記光導波路層上に形成された光触媒層と、 前記光導波路層に所定の波長の光を出射する第１の光源
と、 前記光触媒層に励起光を照射するための第２の光源と、
を有し、 前記第２の光源から出射された励起光によって前記光触
媒層を照射して活性化すると共に、前記第１の光源から
出射された所定の波長の光が前記光導波路層内を伝搬す
る際の放射圧によって前記光触媒層上の微小物体を移動
させることを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項２】 基板と、 前記基板上にチャネル状に形成された光導波路層と、 前記光導波路層上に形成された光触媒層と、 前記光導波路層に所定の波長の光を出射する第１の光源
と、 前記光触媒層に励起光を照射するための第２の光源と、
を有し、 前記第２の光源から出射された励起光によって前記光触
媒層を照射して活性化すると共に、前記第１の光源から
出射された所定の波長の光が前記光導波路層内を伝搬す
る際の放射圧によって前記光触媒層上の微小物体を移動
させることを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光触媒装置にお
いて、 前記光導波路層が、非酸化性材料からなることを特徴と
する光触媒装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載の光触媒装置にお
いて、 前記第１の光源から出射された所定の波長の光に対して
透明であり且つ前記光導波路層よりも屈折率の小さいバ
ッファ層が、前記基板と前記光導波路層との間に介在し
ていることを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項５】 請求項１又は２に記載の光触媒装置にお
いて、 前記第１の光源が、前記光導波路層の端面に密着して設
置されていることを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項６】 請求項１又は２に記載の光触媒装置にお
いて、 前記第１の光源が、光ファイバを介して前記光導波路層
の端面に光学的に接続されていることを特徴とする光触
媒装置。 - 【請求項７】 請求項１又は２に記載の光触媒装置にお
いて、 前記第２の光源から出射された励起光が、前記光導波路
層に入射され、前記光導波路層内を伝搬する際の励起光
の漏洩光によって前記光触媒層を照射することを特徴と
する光触媒装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の光触媒装置において、 前記第２の光源が、前記光導波路層の端面に密着して設
置されていることを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項９】 請求項７記載の光触媒装置において、 前記第２の光源が、光ファイバを介して前記光導波路層
の端面に光学的に接続されていることを特徴とする光触
媒装置。 - 【請求項１０】 請求項７記載の光触媒装置において、 前記光導波路層が、前記基板に接する第１の光導波路層
と前記光触媒層に接する第２の光導波路層との２層構造
になっており、前記第１の光導波路層の屈折率は前記第
２の光導波路層の屈折率より低く、前記第１の光導波路
層の厚さは前記第２の光導波路層の厚さより厚く、 前記基板が、前記第２の光源から出射された励起光に対
して透明であり、前記第１の光源から出射された所定の
波長の光に対して不透明であることを特徴とする光触媒
装置。 - 【請求項１１】 請求項７記載の光触媒装置において、 前記第２の光源から出射された励起光が入射される前記
光導波路層の端面に対向する前記光導波路層の端面に、
前記光導波路層内を伝搬してきた励起光を反射するため
のミラーが設置されていることを特徴とする光触媒装
置。 - 【請求項１２】 請求項７記載の光触媒装置において、 前記第１の光源から出射された所定の波長の光及び前記
第２の光源から出射された励起光の双方に対して透明で
あり且つ前記光導波路層よりも屈折率の小さいバッファ
層が、前記基板と前記光導波路層との間に介在している
ことを特徴とする光触媒装置。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の光触媒装置におい
て、 前記光導波路層が、前記基板に接する第１の光導波路層
と前記光触媒層に接する第２の光導波路層との２層構造
になっており、前記第１の光導波路層の屈折率は前記第
２の光導波路層の屈折率より低く、前記第１の光導波路
層の厚さは前記第２の光導波路層の厚さより厚く、 前記バッファ層が、前記第２の光源から出射された励起
光に対して透明であり、前記第１の光源から出射された
所定の波長の光に対して不透明であることを特徴とする
光触媒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246639A JP2000070707A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 光触媒装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246639A JP2000070707A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 光触媒装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000070707A true JP2000070707A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17151411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10246639A Pending JP2000070707A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 光触媒装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000070707A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161480A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Canon Inc | 物体処理装置、物体の移動方法及びその移動方法を用いて処理された物体 |
| JP2010129547A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Shimadzu Corp | 波長変換レーザ装置 |
| WO2010089859A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | アイランド ジャイアント デベロップメント エルエルピー | 可変集光レンズ装置及び太陽電池装置 |
| JP2019536287A (ja) * | 2017-01-19 | 2019-12-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザおよびそのような半導体レーザの製造方法 |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10246639A patent/JP2000070707A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161480A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Canon Inc | 物体処理装置、物体の移動方法及びその移動方法を用いて処理された物体 |
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| JP4612739B2 (ja) * | 2009-02-04 | 2011-01-12 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 可変集光レンズ装置及び太陽電池装置 |
| US8058548B2 (en) | 2009-02-04 | 2011-11-15 | Empire Technology Development Llc | Variable light condensing lens apparatus and solar cell apparatus |
| JPWO2010089859A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2012-08-09 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 可変集光レンズ装置及び太陽電池装置 |
| US8404964B2 (en) | 2009-02-04 | 2013-03-26 | Empire Technology Development Llc | Variable light condensing lens apparatus and solar cell apparatus |
| JP2019536287A (ja) * | 2017-01-19 | 2019-12-12 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体レーザおよびそのような半導体レーザの製造方法 |
| US10797469B2 (en) | 2017-01-19 | 2020-10-06 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor laser and method for producing such a semiconductor laser |
| CN113872048A (zh) * | 2017-01-19 | 2021-12-31 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 半导体激光器和用于制造这种半导体激光器的方法 |
| JP2022009737A (ja) * | 2017-01-19 | 2022-01-14 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 半導体レーザおよびそのような半導体レーザの製造方法 |
| JP7232883B2 (ja) | 2017-01-19 | 2023-03-03 | エイエムエス－オスラム インターナショナル ゲーエムベーハー | 半導体レーザおよびそのような半導体レーザの製造方法 |
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