JP2001524354A

JP2001524354A - 液体およびガスを滅菌する方法およびそれを用いたデバイス

Info

Publication number: JP2001524354A
Application number: JP2000522954A
Authority: JP
Inventors: トリベルスキー、ツァミール
Original assignee: トリベルスキー、ツァミール
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2001-12-04
Also published as: EP1042006A2; IL122388A0; CN1177617C; KR100575511B1; DE69801450D1; WO1999027970A2; AU1445499A; DE69801450T2; ATE204483T1; IL122388A; KR20010024674A; EP1042006B1; US6468433B1; WO1999027970A3; CN1283124A

Abstract

(57)【要約】滅菌する液体またはガスを含む領域に少なくとも１つの光ファイバを分配することと、高強度の光源をもつ少なくとも１つの放射ユニットを前記ファイバに揃えることと、前記液体またはガスに前記光ファイバを所定期間にわたって放射することとを含む液体およびガスを滅菌する方法。本発明はさらに、前記方法を用いるデバイスに関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】産業上の利用分野本発明は、液体およびガスを滅菌する新規の方法およびこの方法を用いるデバ
イスに関する。特に、本発明は、光ファイバを用いて光を照射することによって
液体およびガスを滅菌する方法に関する。前記光は、細菌または微細な有害微生
物（濾過ユニットを通過する細菌または微生物など）に特に有用な紫外線（ＵＶ
Ａ、ＵＶＢ、ＵＶＣ）であり得る。光はまた、ゴキブリ（下水網または他の閉塞
した空間に生存するゴキブリなど）の繁殖サイクルを妨害するのに特に有用な可
視スペクトルの領域であってもよい。あるいは、有害微生物を殺すのに適した他
の任意のスペクトル範囲であってもよい。（例：モジュール結晶インターフェース（液体およびガスを滅菌する目的で高
調波を生成させたりまたは周波数を倍増させるためのＫＴＰおよび／またはＬＢ
Ｏ、および／またはＰＰＫＴＰ、および／または他の適切に位相整合または結合
した結晶など）で終端する光ファイバ）。光は、主に、送達中は赤外線（ＩＲ）
、近赤外線（ＮＩＲ）または可視（ＶＩＳＩＢＬＥ）スペクトル領域にあり、そ
の後、紫外線（ＵＶＡ、ＵＶＢおよびＵＶＣ）に変換されるか、または第２、第
３もしくは第４高調波が生成される。

【０００２】発明の背景放射線は、自然、工業、および家庭の生態系における多くの種の固体群要因に
影響を与えることが知られている。本発明において、用語「放射線」は、可視ス
ペクトル、即ち、照明を含むすべてのスペクトル範囲を含む。１つの周波数を有
する放射線は、１種の個体群の増加に影響を与えると同時に他種を不活性化また
は除去（滅菌）し得る。本発明の目的では、用語「滅菌」は、任意の有毒種の数を減少させる（例えば
、疾病の原因となる生物体を選択的に不活性化し、および／または駆除する）こ
とに関する。有毒（不要）な種は、微細な（例えば、細菌、ウイルス、アメーバ
嚢子、原生動物嚢子）であるか、または肉眼で見える（例えば、ゴキブリ、シロ
アリ、蚊、またはコウモリ）であり得る。例えば、（充分な光束密度および適切
な波長の）紫外線に曝される（照射される）と、細菌は死に至り、多くの生物体
または生物形態は、重要なデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）および／またはリボ核酸
（ＲＮＡ）複製配列の不活性化または破壊（滅菌）により不活性化されることが
知られている。このような有害種の群の正確な詳細は、ＷａｔｅｒＥｎｖｉｒ
ｏｎｍｅｎｔＦｅｄｅｒａｔｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈＦｏｕｎｄａｔｉ
ｏｎ（ＷＥＦＲＦ）および環境保護局（ＥＰＡ）によって最近公開された（排水
の滅菌に関する）刊行物において容易に得ることができる。このような微細な生
物形態の例としては、胞子形成もしくは非胞子形成生物形態、ウイルス、バクテ
リオファージ、または嚢子が挙げられる。これらの例として以下のものが挙げら
れる。

【０００３】非胞子形成生物形態大腸菌エンテロバクター−クロアカエ直接全微生物カウント群糞便大腸菌群アエロモナス−ヒドロフィラ／ｓｕｂｅｒｉａシトロバクター−フロインディイカンピロバクター−ジェジュニ熱安定大腸菌（群）糞便連鎖球菌群有機栄養（平板カウント群）クレブシエラ−ニューモニエレジオネラ−ダモフィイレジオネラ−ニューモフィラ鳥型結核菌黄色ブドウ球菌ストレプトコッカス−フェカリス腸チフス菌糞便連鎖球菌／腸球菌サルモネラ種群マイコバクテリウム−ケローネマイコバクテリウム−フォーチュイタム緑膿菌ゾンネ菌全大腸菌群エルシニア−エンテロコリチカ胞子形成生物形態枯草菌クロストリディウム属の細菌群ウイルス／バクテリオファージコクサッキーウイルスＢ−１からＢ−５コクサッキーウイルスＡ−９エコーウイルス１エコーウイルス１１Ｈ−１パルボウイルスＡ型肝炎ウイルスヒトレトロウイルス型ＩＩシミアンロータウイルスＢ４０−８バクテリオファージ／（バクテロイデス−フラギリス）Ｆ特異的バクテリオファージ体細胞大腸菌ファージ群Ｖ１バクテリオファージポリオ１ポリオ２ポリオ３レオウイルス１レオウイルス３嚢子クリプトスポリシウムパルブム接合子嚢エントアメーバヒストリティカアカントアメーバｃｕｌｂｅｒｔｓｏｎｉランブル鞭毛虫Ｇｉａｄｉａｍｕｒｉｓネグレリア−フォーレリネグレリア−グルベリ肉眼的種ゴキブリシロアリ蚊コウモリ

【０００４】ランプまたはレーザ光源を用いて液体またはガスを滅菌する現在用いられてい
る方法および手段は、それぞれの光分配アーキテクチャによって制限されるため
、それぞれの設計構造だけでなく、分配範囲または効率の点で制限される。現在
公知の方法および手段は、光ファイバおよび結晶、反射端部−カップインターフ
ェース、または部分的に誘電性のセミホログラフィーリングを用いていないため
、これらの方法および手段は、複数の配列点に所定寸法にわたって同時に光エネ
ルギーを送達させる場合において制限される。このように、公知の方法は、適切
な分割、分配、送達および投射手段を用いないため、構造が制限される。また、
これらの制限のために、従来の方法では、少なくとも１つの中央光源または遠隔
光源を用いて、液体またはガスを滅菌するための光分配ネットワークを形成また
は促進することができない。本発明はこれらの制限を克服する。まず、本発明は
、送達、分配および／または拡散用の光ファイバを用い、放射線を照射し、さら
に１次波長の光エネルギーをかなりの距離にわたって光ファイバを介して送達し
、端部カップ結晶インターフェースで変換する（例えば、本発明のように１つの
１次波長を送達し、その波長をファイバの端部で変換する）ことによって、以下
の重要な進歩性を提供する。ａ）より長い波長（例えば、ＩＲにおける１０６４
ｎｍ波長：このような波長は、ＩＴにおける長距離伝送への応用および遠距離通
信光分配ネットワークに特に適切であることが知られている）を用いることによ
ってファイバに入る点での損傷閾値を減少させる。光ファイバの送達範囲を広げ
、ＵＶ伝送能力が限定されたＨＧＦＳ（例えば、高グレード石英ガラス）などの
高価なＵＶ可能ファイバを用いる必要性をなくす。ｂ）単一光源の出力を（例え
ば、遠隔位置、または遠隔に配置された投射および／または拡散点において）同
時に数十、数百、または数千に分割する能力を有することによって、本発明によ
る滅菌反応器の設計範囲を実質的に広げる。ｃ）本発明はそれほど制限がないた
め、滅菌プロセスが複数の使用点（例えば、蛇口）または一般のユーザの複数の
使用点における中央反応器（例えば、導管またはチャンバ）で行われる高集積ネ
ットワークを含む広範囲な滅菌応用において用いることができる。さらに、本発
明では、レーザビームを複数の実質的に離れた点に分割することができるため、
オゾン（例えば、０３）を生成するための充分な波長（例えば、充分に低い波長
）および周波数を有する光の伝送が容易になり、設計者および一般のユーザは、
液体およびガスを滅菌するためのマルチ処理ネットワークプラットフォームの組
み合わせを形成することが可能なより安全な構成を得るという利点を有する。本発明の新規性および進歩性を強調して示すために、レーザおよびランプを用
いて液体またはガスを滅菌するための現在用いられている方法および手段につい
て説明する。本発明の新規性および進歩性を示すために、本明細書では、従来の特許、方法
および手段を参照する。

【０００５】本発明の効果範囲は、新規の方法にある。この新規の方法によると、従来の方
法および手段とは異なって、液体およびガスを滅菌するための光学的な基礎構造
における相互に作用するモジュラーネットワークの設置が容易になる。さらに、
本発明は、製造者と一般のユーザとの間の相互連絡および相互運用性を容易にす
る。信号および／または光の双方向伝送の原理、高調波への変換および／または
周波数の倍増を行うことによって。局所的なおよび／または広い領域のネットワ
ークにわたって光を分割し案内する本発明の能力は、使用される材料の効率およ
び／または損傷閾値などの許容値（例えば、ファイバ、結晶、および／または光
源の結合および伝送レーザエネルギー損傷閾値）によって必然的に制限される。
そして想像力によっても制限される。および／または光は、使用される材料のこのような滅菌ネットワークにわたって
高強度で送達される。ここで、光は、特定の波長（例えば、１次波長）を有し、
変換され（例えば、２次、３次、４次高調波を生成し）、および／または一般の
ユーザおよび／または使用点において適切な波長に変更される。この適切な波長
とは、家庭、都市、地域および国際（例えば、水処理プラント、またはシステム
が配置されている場所）において、複数の環境保護手段（例えば、複数の滅菌反
応器など）の間のリアルタイムネットワーキングへおよび／またはネットワーキ
ングからの送達を目的として、結晶と相互結合した光ファイバの内部全反射によ
る転送原理を利用した効果的な滅菌作用のための所定の送達量を最大にするもの
である。および／または光は、地理的に離れた場所にわたってまたは静止して配
置される隣接境界において移動し、および／またはトラックおよび車両上で移動
され、航空機または船舶で輸送され、または海洋もしくは宇宙ステーションに配
置され、複数の遠隔目的地にわたって、光ファイバを介して調和して送達され、
および／または分配され、および／または周波数が倍増され、および／または分
散され、および／または投射され、この光を用いて液体またはガスが滅菌される
。特許番号第４６６１２６４号、液体のレーザ滅菌発明者：ＰａｕｌＲ、Ｇｏｕｄｉ，Ｊｒ．Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ「請求項１、処理される液体流に紫外線範囲の光を照射するレーザビームを通
過させることを含む液体を処理するための方法。」「請求項２、紫外線範囲の光を放つパルスガスレーザビームを生成し、液体が
前記ビームを通過している間前記ビームを静止して保持することを含む液体を処
理するための方法。」「請求項３、処理される水流を提供する工程と、紫外線範囲の光を放つパルス
ガスレーザビームを生成する工程と、前記ビームを前記水流に方向づける工程と
を含む水を滅菌する方法。」ＵＳ４８１６１４５、１９８４年３月２８日付けの流体のレーザ滅菌「請求項１、紫外線範囲の光に曝すことにより水を滅菌する装置であって、入口および出口を有する水コンテナと、前記入口と前記出口との間を流れる水の断面を制御するためのフリュームを含
む手段と、前記フリュームの上方に配置され、そのビームが前記フリュームに向かって下
方に延び、前記水の断面を満たし、前記ビームが前記入口と前記出口との間の配
置され、前記紫外線範囲の光を放射するパルスガスレーザとを備えた装置。」「請求項４、紫外線範囲の光に曝すことによって水を滅菌する装置であって、入口および出口を有する水コンテナと、前記入口と前記出口との間を流れる水の断面を制御する手段と、実質的な幅を有するビームをもち、前記ビームが、その幅が水流をほぼ横切る
ように前記水の断面を満たし、前記ビームが前記入口と前記出口との間に配置さ
れ、前記紫外線範囲で放射されるパルスガスレーザとを備えた装置。」「請求項９、前記水の断面を制御する手段がフリュームを有し、前記レーザが
前記フリュームの上方に配置され、前記レーザビームが前記フリュームに向かっ
て下方に延びている請求項４に記載の装置。」ＵＳ４２６５７４７：集束したレーザ放射線を用いた流体の滅菌および精製発明者：Ｃｏｐａ；ＷｉｌｌｉａｍＭ．Ｗａｕｓａｕ、ＷＩ、Ｇｉｔｃｈｅ
ｌ；ＷａｙｎｅＢ．Ｒｏｔｈｃｈｉｌｄ請求項１、微生物で汚染された水性流体を滅菌する方法であって、酸素、窒素
ヘリウム、ネオン、二酸化炭素、および２つ以上の前記ガスの混合物からなる群
から選択されるガスに前記流体を接触させることを含み、連続したプラズマが集
束したレーザ放射線から生成され、前記プラズマが紫外線、イオン、Ｘ線、エレ
クトロンニュートロン（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｕｔｒｏｎｓ）を含み、前記水性流
体を滅菌するのに充分な時間で前記プラズマを前記水性（Ａｑｕａｒｉｕｓ）流
体に迅速に転送することを含む方法。ＵＳ５３６４６４５「パルス紫外線レーザ放射線によって微生物を制御する方
法」発明者：Ｌａｇｕｎａｓ−Ｓｏｌａｒ：ＭａｎｕｅｌＣ．，Ｄａｖｉｓ−Ｃ
ＡＰｉｎｅ；Ａｌｖａｎｗ．，Ｋｅｎｎｅｌｏｎ，食物の表面上の望ましくない微生物を制御する方法であって、望ましくない微
生物を含む食物体の表面に複数の単色紫外線パルスを照射する工程を含み、前記
微生物中の核酸をベースとした構造を前記照射によって前記食物体の表面特性を
変更せずに破壊的に変化させることによって前記微生物を減少または除去する方
法。請求項２、前記光パルスが適切な２０ｎｓから３０ｎｓの持続時間を有する請
求項１に記載の方法。請求項３、前記微生物が約１００より少ない前記光パルスで照射される請求項
１に記載の方法。光源自体は導管またはチャンバ（例えば、光源が前記導管またはチャンバと一
体となっている、および／または断面または流れ方向に沿ってまたは流れ方向に
反して直接配置されているようなデバイス）に近接してまたは一体的に取り付け
られている。従来の方法および手段によるこのようなデバイスは、それぞれが（
例えば、光源、関連の電力ユニット、レンズ、反射ミラーまたはレーザ偏向用の
他の光学表面を含み）、反応器ネットワークを形成し、または遠隔滅菌プロセス
が経済的に不可能である完全なユニットを必要とする。（例えば、特定の建物内
の３つに分離された場所を滅菌するためには、３つの光源が必要である。）

【０００６】本発明はそれほど制限されていない。従って、本発明は、都市、工業、家庭用
の水および空気の再利用、液体またはガスを用いる工業用冷却タワー、紙または
コンピュータチップ製造現場、医療領域、液体またはガス（例えば、血液、プラ
ズマ、体液）を含む選択的な医療用調製物を必要とする医学的応用、医療または
外科用移植片、病院の空気の滅菌、エアコンシステム、冷蔵庫産業、食物および
飲料産業、半導体、所定基準の清浄な部屋を必要とする他の精密産業、工業的光
合成能力を有するバイオテクノロジー反応器、地球上の太陽放射線（地上に到達
し、大気でコリメートされる太陽光線）によって照射され、電力を与えられる光
合成藻反応器、単一の光源（例えば、固相レーザ）によって駆動される反応器の
第１の滅菌光学ネットワークに得られる、所定の建物内の複数の部屋を滅菌する
ための相互作用光ファイバおよび結晶基礎構造またはネットワークの設置を必要
とする飲料水の応用、農業、水、石油、ガス、またはその組み合わせのための井
戸の切削、液体またはガスがフィルタの下部／上部で詰まるのを防止する必要が
ある海底の表面または地下井戸内での切削応用、洪水、ハリケーン、嵐、地震な
どのヴァルカン活動によって引き起こされる基礎構造支持手段に対する損傷があ
る災害地域へ機動部隊が介入するための多くのタイプの移動ユニットなどの広範
囲な滅菌応用に用いることができる。あるいは、地下水が汚染され、または医療
援助が不十分または得られないため、地方または地域の集団が、疾病または有毒
な細菌で汚染された液体もしくはガスが広がるのを防止するために取り組まなけ
ればならない場所において用いることができる。

【０００７】本発明は、複数の離れた場所にある液体またはガスに、相互作用光分配ネット
ワークの設置を容易にする中央および／または離れて配置された放射線ユニット
から、光ファイバおよび結晶インターフェースを用いて光を照射し、液体または
ガスを滅菌するとともに、（所定の導管またはチャンバ内またはその周囲におけ
る）セミホログラフィー滅菌反応器の設計を容易にする。本発明は、単一のレーザビームの出力（または光源出力）を数十、数百、また
は数千の個々に分離されて配置された（例えば、導管またはチャンバ内、または
所定の空間または寸法の周囲で分配する）ファイバおよび／またはファイバ束（
結晶で終端する）に分割する能力を、当該分野の製造者および一般のユーザに提
供し、従来の方法および手段におけるような制限のない反応器を設計するという
前代見聞の柔軟性を有する。従って、本発明では、ファイバまたはファイバ束がネットワーク上の複数点（
小さい領域または大きい領域をカバーするように局所的または遠隔的に広がった
点）に対して、幾何学上良好に、より効率的、および／または保守をあまり必要
としないためより経済的に適切な光束密度を同時に提供し、これによって（滅菌
のための１次および／または２次波長を送達するための光ファイバを用いて）所
定のネットワーク上の複数の作動反応器へのおよび反応器からの重要なデータ取
得コマンドを光学プラットフォームにわたって様々なプロトコルにおいて転送お
よび／または実施、および／または送達することを可能にし、同じファイバおよ
び／または束を用いて感知周辺装置からの光学データに、遠隔に配置された制御
間で信号をリアルタイムで送達させる。これにより、複数の異なる場所を同時に
滅菌するための中央に配置された単一光源の有益な利点が提供される。本発明は
また、（中央および／または遠隔に配置された）光源と、ファイバの発光端部お
よび／または側部との間の所定距離で、ファイバが適切な結晶で終端し、中央光
源において発生した１次波長を２次、および／または３次、および／または４次
高調波に変換する前または後において１００％の電気的安全性を提供することに
よって高い安全性を提示する。本発明は、同時に複数の所定点（例えば、離れて位置するおよび／または分離
した場所、および／または部屋、および／またはチャネル、および／または蛇口
、および／または複数の離れて位置する導管またはチャンバなど）に光ファイバ
を介して光を到達させる単一の放射ユニットを用いて、相互作用する滅菌ネット
ワークを形成する新規の方法を提供する。

【０００８】本発明によると、少なくとも１つのファイバまたはファイバ束を介して（例え
ば、ファイバネットワーク−ＩＲ領域では１次波長で、ファイバの端部で結晶イ
ンターフェースにより低波長（例えば、ＵＶスペクトル）に変換される）光を送
達することが可能であるため、高パワーがより長い波長を有する（例えば、１０
６４ｎｍ）ファイバと結合され得る新規の方法が提供される。実質的により短い
ＵＶ波長と比較して、閾値（ファイバの損傷閾値）が極限以下に押さえられる。レーザを用いて液体および／またはガスを滅菌する現在用いられている方法お
よび手段は、経済的に安定し、環境にも調和し、構造的に効率的な滅菌反応器を
提供するための効率的な範囲および能力に限界がある。このような方法および手
段は、今日ますます厳しくなっている基準を満たしていない。レーザを用いるこ
のような方法および手段は、ＵＶスペクトル領域の光を発光する高価なレーザを
必要とし、ガス（例えば、ガスレーザ、またはエキシマレーザ）の導入を必要と
し、定期的な保守および／または交換を頻繁に必要とするため厄介であり、また
、液体またはガスを滅菌するためにレーザを用いるこのような方法および手段に
よると、構造的に限定され、レーザまたは放射ユニットを液体またはガスが滅菌
される導管またはチャンバに近接して配置する必要がある。従来の方法および手
段は、複数の離れた場所にある液体またはガスを同時に滅菌するための多数の別
個のレーザ（または光源）ユニットを必要とする。

【０００９】水を滅菌するために今日用いられている現在公知の紫外線滅菌方法および手段
（参考文献：ＷａｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈｆｏｕ
ｎｄａｔｉｏｎＷＥＲＦ「ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓ，ｐ
ｒｉｎｃｉｐｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎＵＶｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉ
ｎｇｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ」１９９７ｉｎｗａｔｅｒｄｉｓｉｎ
ｆｅｃｔｉｏｎ）は、通常、一群のランプに配列され、水に挿入される多数の別
個のＵＶランプ（例えば、水銀アーク燈）を用いるが、このようなランプは厄介
で、通常、反応器の寸法を増加させ、より高度な定期的保守を必要とし、および
／または設置現場に大きな空間を必要とする。これらのランプに基づいた滅菌反
応器は、寸法が大きく、重量は大抵の場合移動できる範囲内で限定されるため、
移動ユニットとしての大処理量の応用には適用されない。これらのランプは、現
在のところ、滅菌のために用いられるＣＷ（連続波）ＵＶエネルギーを生成する
ための主要な手段である。さらに、これらのランプは、多色ランプであり、光出
力の８５％までが、約２５４ｎｍの波長で単色である。この波長（約２５４ｎｍ
）は、殺菌効果（例えば、主要なＤＮＡおよびＲＮＡ複製配列の選択的な不活性
化）をもたらすために最適な約２５０ｎｍから約２８０ｎｍの範囲内にあると「
見なされる」。これらの方法および手段は、単一のシステムにおいて大量のラン
プを必要とし、高価な化学物質（例えば、石鹸または酸性化合物）を用いる（コ
ロイド状堆積物または硬水堆積物の）定期的な洗浄を必要とするため費用がかか
り、システムのダウンタイムを引き起こし（ｃａｕｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｄ
ｏｗｎｔｉｍｅ）保守コストは高くなる。これらの（現在用いられている）
ランプは、剛性（可撓性ではなく）、複数個で水チャネル内に浸漬され、一群の
ランプを形成し、しばしばヘッドロスを引き起こし（例えば、従来のＵＶ滅菌シ
ステム構造内の場所で、水が滅菌されずに一群のランプの上方または下方を通過
し）、現在用いられているシステムの効率は低下し、設計者は特定のチャネルを
通る流量を減少させ、多数のチャネルに分割せざるを得ない。水（または空気）
（例えば、液体および／またはガス）を滅菌するために現在用いられている方法
および手段は、ランプを水から出し入れし、（コロイド状堆積物および／または
硬水堆積物を洗浄するために）ランプ保護スリーブ（通常、石英で形成されてい
る）上でブラシを定期的または連続して作動および／または駆動させるための複
雑で費用のかかる機械的および液圧式手段を必要とし、このため、現在用いられ
ているＵＶ滅菌反応器（システム）の保守コストおよびエネルギー消費はさらに
増加する。さらに、ＵＶランプ技術に基づいたシステムは、大抵の場合、水（液
体またはガス）中のランプを保護し、同時にＵＶを全体的に伝送することができ
る石英スリーブまたは他の特別に形成された透明保護チューブまたはエンベロー
プを必要とする。これらのスリーブは、大抵の場合、これらのランプ（大抵の場
合、出力時に加熱を引き起こすのに充分なＩＲ放射線を有し、コロイド状堆積物
に不均一に覆われているため、および／またはスリーブの表面上の硬水堆積物の
ために加熱が均一とならない水銀をベースとしたランプ）の多色特性に起因する
ホットスポットのために裂け、製造者または一般のユーザ、ならびに環境に危険
を及ぼす。透明または不透明表面に（適切な波長および充分な光束密度の）紫外線エネル
ギーを照明すると、紫外線はその表面を透過し、材料の性質によっては、その紫
外線エネルギーが下部の材料に吸収されることが知られている。このようなプロ
セスの例としては、ＤＮＡおよびＲＮＡ複製配列をＵＶマイクロ波励起によるＣ
Ｗ（連続波）光で不活性化することが挙げられ、このプロセスでは、微生物自体
によって（生物体の細胞内のＲＮＡまたはＤＮＡが光合成によって損傷するのは
、核酸が光エネルギーの最も重要な受容吸収体であるためである）または懸濁材
料の存在によって、または有機もしくは無機の周囲化合物または材料によって、
侵入する光の光束密度が滅菌を行うのに必要な閾値未満に減少または吸収される
まで微生物に光が照射される。紫外線を用いることによって滅菌を行うデバイスの効果（要因）は、通常、紫
外線が滅菌される材料に侵入するときの深さ（その材料全体にわたるＵＶＴまた
はＵＶ伝送）によって制限される。この要因は、滅菌される材料が通過しなけれ
ばならない導管の断面を通る流れを限定する。（この要因はまた、不透明な物質
を滅菌するための紫外線の使用を妨げ、または空間が限られている工業もしくは
家庭環境における遠隔位置に到達するための効率的に分配するＵＶ光の範囲を限
定する。）

【００１０】本発明の方法および装置は、これらの効率制限の問題を克服する。本発明の方
法は、放射ユニットからの光が、使用点（例えば、一般のユーザの蛇口）で分配
、送達、分散されまたはこれらが組み合わせられる高強度光源を有する中央放射
ユニットの使用を容易にする。本発明では、液体またはガスを光に到達させる（
例えば、液体またはガスを光に通過させる）従来の方法とは異なって、滅菌され
る液体またはガスに光を到達させる。さらに、本発明は、ＮＩＲまたはＩＲ領域
において約８００ｎｍら２４００ｎｍの１次波長を有する光エネルギー（中央に
配置されたレーザ）を送達する光ファイバおよび／または結晶の新規の相互作用
ネットワークの形成を容易にする。１次波長は、１次波長（例えば、１０６４ｎ
ｍ）に対して２次、３次または４次高調波を生成する結晶（例えば、ＫＴＰまた
はＰＰＫＴＰタイプ）を用いて変換される。従って、本発明のデバイスは、空気、水（例えば、飲料水、洗濯水、または灌
漑用水）、飲料用液体（例えば、ジュース、ミルクまたは酢）、濾過可能食物（
例えば、ベビーフード、ケチャップ、またはジャム）、医療用調製物、外科用移
植片、化粧品、下水、排水、海水などの様々な物質の滅菌に適用され得る。さらに、本発明のデバイスは、濾過ユニット（上記の任意の物質から粒子また
は懸濁材料（懸濁固体）を濾過して除去するために用いられるユニットなど）に
設置するのに特に適している。このような特別な適用は、側面発光光ファイバを
介して光（例えば、紫外線）を分配し、これらのファイバが濾過のために用いら
れる多孔性スクリーンまたは表面ディスクまたは薄膜または磁性素子と簡単に一
体化される本発明のデバイスによって行われる。滅菌を引き起こす照明の他の例としては、可視光線で容量を照明し、ゴキブリ
の繁殖サイクルを妨害することが挙げられる。このタイプの滅菌は、特に下水、
食物貯蔵領域、および建造部材の中空セクション（例えば、屋根裏空間、または
配線もしくは配管用導管）に適用される。基本的に、各有毒種は、（適切な波長および光束密度における）いくらかの光
の周波数で妨害または駆除される。従って、光ファイバ（例えば、端部発光および／または側面発光タイプ）は
、転送および／または送達、および／または約１８０ｎｍから２４００ｎｍの少
なくとも１つの波長および周波数の分散のために存在し、（狭いおよび所定の空
間における）有毒種を妨害、駆除、または均一化するという利点は、本発明のデ
バイスを用いて成し遂げられ得る。これは環境上有益である。なぜなら、他の方
法はすべて、種の特異性に基づいて、ある期間にわたって人間およびその環境に
危険な１次および２次生成化合容量を蓄積する塩素または塩素化合物（例えば、
次亜塩素酸またはＨＯＣＩ、次亜塩素酸塩イオンＯＣＩ−またはモノクロールア
ミン（ｍｏｎｏｃｈｌｏｒａｍｉｎｅ）、殺虫剤、殺鼠剤等）などの有毒物質の
導入を必要とするからである。

【００１１】発明の要旨本発明は、液体またはガスを滅菌するための方法であって、少なくとも１つの
結晶で終端する少なくとも１つの光ファイバを導管またはチャンバ内で分配する
こと、高強度の光源を有する少なくとも１つの放射ユニットを前記ファイバと揃
えることを含む方法に関する。本発明は、液体またはガスを滅菌するためのデバ
イスに関する。

【００１２】本発明のデバイスは、（ａ）液体またはガスが通過する導管またはチャンバと
、（ｂ）（前記導管またはチャンバ内に配置された）少なくとも１つの光ファイ
バと、（ｃ）所定の波長および周波数の高強度の光源を有する放射ユニット（お
よびこの光は前記ファイバと揃えられる）とで構成され、前記ファイバは、前記
導管またはチャンバ内で分配され、その中の所定容量の液体またはガスを（光で
）照明または照射する。本発明のデバイスは、濾過ユニットにおいて特に有用であり、フィルタを相互
接続するモジュール（並列または直列の開口アーキテクチャ構成）の一部として
、または独立したモジュールとして用いられる。

【００１３】発明の詳細な説明本発明はまた、液体またはガスを滅菌するためのデバイスであって、導管また
はチャンバ内に配置された少なくとも一つの側面発光光ファイバと、高強度光源
を有する放射ユニットとを有するデバイスに関する。光はファイバと揃えられる
。ファイバは、導管またはチャンバ内で分配され、導管またはチャンバ内の所定
量の液体またはガスを照明する。本発明の目的では、「側面発光光ファイバ」は、所望の周波数の光を一端から
他端へ（ファイバの内部反射を用いて）伝送し、同時に、伝送された光のいくら
かを長さ方向の伝送路に沿ってファイバから逃がすことを可能にする任意の光フ
ァイバである。この光の逃げは、ファイバの全長にわたって連続し得るか、また
はファイバに沿った複数の「曝された」場所に限定され得る（このようなファイ
バの例としては、高グレード石英ガラス、シリカ、プラスチック光ファイバＰＯ
Ｆ、高分子マトリクス、嫌気性無毒液体光ガイドが挙げられる）。本発明では、「多孔性スクリーン」とは、所定サイズより大きいまたは小さい
粒子の通過を妨げる機能を有する濾過システムにおける任意のパッシブまたはア
クティブ素子に関する。今日、濾過スクリーンは、フラットパネル、層状の集合
体ベッド、薄いまたは厚い表面ディスク、有孔シリンダ、および磁性素子を含む
多くの位相構成を有する。（本発明の目的では）粒子を除去するために用いられ
得るものであっても、沈殿槽は導管またはチャンバと見なされ、濾過ユニットで
はない。本発明では、端面発光ファイバの端部の集合表面積が側面発光ファイバ
の動作（曝された）表面積とほぼ等しいか、または適切な波長で送達される光の
光束密度が等しくなり、同時に空間的に広く分配される限り、複数の端面発光（
光）ファイバが、側面発光（光）ファイバの代わりに用いられる。本発明では、紫外線放射は、可視放射線よりも波長の短い（＜４００ｎｍ（Ｕ
ＶＡ３２０ｎｍ−４００ｎｍ、ＵＶＢ２８０ｎｍ−３２０ｎｍ、ＵＶＣ＜２８０
ｎｍ））光放射線である。本発明では、可視放射線（照明）は、４００ｎｍ−＞７００ｎｍの視覚が可能
な任意の光放射線である。本発明では、均一性は、放射度が選択されたまたは所定の領域にわたってどの
ように変化するかを示す測定値（例えば、トランス均一光束密度）である。本発明では、太陽光の地上スペクトルは、地球表面における太陽輻射のスペク
トルであり、直接的太陽輻射は、過剰な地上太陽輻射の一部であり、これは、大
気で選択的に減衰された後並行ビームとして地球表面に到達する。本発明における用語「導管」は、入口および出口開口部を有する任意の空間（
例えば、パイプまたはウィンドウフレーム）を指す。本発明における用語「チャンバ」は、１つの開口部をもつ任意の空間（例えば
、コンテナまたは貯蔵タンク）を指す。本発明では、「導管」は、開口部を有する閉塞された容量であるチャンバなど
の所定容量に関し、導管は（通常理解されるように）入口および出口を有する
閉塞された容量を意味し、コネクタは、多数の開口部を有する閉塞された容量を
意味し、閉塞された容量は、微小な開口部のみまたはその任意の組み合わせを有
する。本発明では、液体光ガイドの集合表面積が側面発光ファイバの動作（曝された
）表面積とほぼ等しいか、または送達される光の適切な波長における光束密度が
等しくなり、同時に空間的または均一にまたはその組み合わせで広く分配される
限り、複数の液体光ガイド（例えば、透明または半透明スリーブを有する高グレ
ード石英ガラスおよび／または液体光ガイド）は、側面発光（光）ファイバの代
わりに用いられる。

【００１４】本発明では、複数の側面発光光ファイバは、一端で共通の端部末端を有し、他
端で個々のファイバ端部部分（端部末端）を有するように束ねてまとめられるか
、単一の共通端部末端となるようループ状にされるか、または分岐（多重トラッ
ク束タイプ、例えば、単一の入力−複数の個別出力）形式の束（導管またはチャ
ンバ内もしくは周囲で分配されるか、または導管もしくはチャンバの壁に一体化
される）（ランダム、長方形、円形等）にされ得る。所定種に特異的な光量送達
（滅菌に必要な磁束密度）は、特定のスペクトル分配の所定の放射ユニットに対
して最大にされる。本発明では、導管は、液体またはガスが出入りし、通り抜けるための少なくと
も１つの開口部を有する所定の空間である。本発明では、チャンバは、液体またはガスを出し入れし、（一時的または永久
的に）保存または保持するための１つの開口部を有する所定の空間である。本発明では：本発明では、ピークパワーは、その所定の持続時間にわたって所定の単一光パ
ルスで生成される最も強力な点である。本発明では、パルス持続時間は、所定時間にわたって単一の光パルスを構成す
る所定の時間スパン全体に関する（例えば、しばしば、略してＮｓと記載される
ナノ秒、ピコ秒（Ｐｓ）、略してＦｓと記載されるフェム秒など）。本発明では、パルス反復レートは、所定時間にわって生成されるパルスの数（
例えば、通常Ｈｚで測定される１秒当たりのパルス、例えば、約１０Ｈｚから約
１８，０００Ｈｚ）に関する。さらに、本発明では、前記パルスは、それぞれが
少なくとも１つの結晶および／またはレンズをその端部末端インターフェースに
有する光ファイバに発射される。本発明では、パルス波長は、所定のパルスが生成されているかまたは投射され
、このようにレーザ内で生成されたパルスがファイバ（またはファイバ束）端部
末端から結晶インターフェース（例えば、ホログラフィー素子）を通って出ると
きまたは投射されるとき異なる波長を有し得る特定波長に関する。

【００１５】本発明では、波長範囲は、所定の単色もしくは多色の光源またはその組み合わ
せが生成する波長範囲に関する。さらに、得られた波長範囲は、（少なくとも１
つの）所定の光ファイバまたは束を通って、伝送、分散、発光、照射、照明、屈
折、反射されるか、またはこれらの組み合わが行われる。所定波長の実用的な使用、または有益なスペクトル−特定の状況、範囲、バン
ド、複数の波長、所定の伝送材料または物質の関連カットオフ周波数のグループ
からの関連カットオフ周波数といったこれらのパラメータは、少なくとも１つの
ＣＷまたはＰＷ（例えば、連続波またはパルス波）光エネルギー源の出力または
入力に関連する。ここで、少なくとも１つの結晶によって励起（ｅｘｉｔｅｄ）
されるか、レーザが発振されるか、または調和的に生成され、または濾過され、
またはこれらの組み合わせが行われ、（導管またはチャンバ内で）所定容量の液
体またはガスになる。本発明では、パルス変調は、特定の１つの光源、複数の光源、またはそれに関
連した制御エレクトロニクスおよび一体のまたは一体でない電源において用いら
れるプロセスまたは複数のパルス生成プロセスの前、間、後、またはプロセスに
従って、特定のパルスまたはパルスシーケンスに与えられる所定変調の量、タイ
プ、タイミング、またはその組み合わせ（例えば、制御変更、タイミング変更、
周波数変更、レベル変更、またはその組み合わせ）に関する。本発明では、ダウン変換は、より高い１次波長パルスが所定の結晶または所定
の光学素子を用いてより低い波長または高調波に変換（例えば、高調波にダウン
変換）される任意の光学プロセスまたは複数のプロセスに関する。（例えば、こ
のプロセスは通常、高調波生成と呼ばれ、例えば、１０６４ｎｍ［ＩＲ］パルス
の２次高調波は、５３２ｎｍ［Ｖｉｓ］となる。）本発明では、２次、３次、または４次高調波生成はまた、共振器間（例えば、
共振器間）高調波生成プロセスに関する。このプロセスは、（例えば、光源がレ
ーザであるとき）少なくとも１つの一体化された、外部に取り付けられた、もし
くは支持された結晶、または複数の配列された、もしくは連続して相互接続され
た結晶によって、所定のレーザ共振器内で行われる。本発明では、トリガー手段は、所定時間にわたって（ファイバ内で）少なくと
も１つの光ファイバ（または所定数のパルスの所定のシーケンスまたは複数のシ
ーケンス）を通ってリアルタイムで伝送される所定のパルスの形成および生成に
関する１つのパラメータまたは複数のパラメータに対して活性化、不活性化、制
御、またはその組み合わせを行う。本発明では、アップ変換は、より低い１次波長パルスが、励起される固有の能
力を有する所定の結晶状態（例えば、液体、固体、ガス）における所定の結晶ま
たは所定のさらなる光学素子を用いることによって、より高い波長または高調波
に変換（例えば、励起および結晶の使用によって高調波にアップ変換）される１
つの光学プロセスまたは複数のプロセスに関する。高調波生成と通常呼ばれるこ
のプロセスは、所定の結晶またはさらなる光学素子（例えば、ＳＨＧ、ＴＨＧ、
ＦＨＧ等）を用いて成し遂げられる。本発明では、結晶エンドカップは、取り付けられたまたは一体化された、また
は一部であるまたは支持された、またはファイバの端部末端に近接して配置され
、そこから第２、および／または第３、および／または第４高調波を効率的に生
成（例えば、導管またはチャンバ内の所定容量の液体またはガスを照明または
照射）する任意の結晶である。

【００１６】本発明のデバイスの好ましい実施形態によると、デバイスは、ファイバが分配
される導管またはチャンバを有し、および／または導管またはチャンバ内でのフ
ァイバの分配を支持または維持する手段を有する。本発明のデバイスの特に有用な１つの実施形態によると、光は、細菌または他
の微生物生物形態を滅菌（選択的に不活性化または駆除）するための１次紫外線
である。放射ユニットからの光ビームを前記ファイバの末端（端部）に光学的に揃える
ことによって、または放射ユニットをファイバと一体化することによって、また
は放射ユニットからの光ビームをファイバ側面へ（ファイバ側面を介して）光学
的に揃えることによって、放射ユニットからの光を光ファイバ内に揃える。

【００１７】本発明の装置の好ましい実施形態によれば、導管またはチャンバは、少なくと
も１つの多孔性スクリーン、または粒状物質を除去するための（素子）表面ディ
スクを備えた濾過ユニットである。さらに光ファイバは、スクリーンまたは表面
ディスク（例えば、フィルタ素子）の少なくとも１つと一体化してもよい。光ファイバの表面を劣化させる原因となる環境がある。この劣化は、物理的接
触（例えば、ファイバ表面への粒子の高速衝撃等）や導管またはチャンバ内での
ファイバ表面と液体（またはガス）との間の化学反応が原因となり得る。そのような場合、透明もしくは半透明スリーブを用いて、操作環境からファイ
バを分離することが推奨される。したがって、本発明の装置の一実施形態は、光
ファイバを包囲する透明もしくは半透明スリーブを備えており、また、同様に有
用な別の実施形態においては、光ファイバを包囲するスリーブが一体化されてい
る。本発明の装置の別の有用な実施形態によれば、光は主に可視光、特にゴキブリ
の摂食サイクルを乱す可視光である。（可視光および／または紫外線および／または他の波長および周波数の光を生
成するための）光源は、標的種およびそれらの光感受性に特異性のある波長およ
び周波数に基いて選択する。例えば、本発明の装置の新規な実施形態によれば、
装置の導管またはチャンバ（またはファイバが分配されている装置の導管または
チャンバ）は、下水管、下水管の一部、または下水管網である。

【００１８】本実施の形態によれば、バクテリアおよび／またはゴキブリおよび／または有
害種を、標準的な処置および／または放電の前（または途中または後）に汚水か
ら除去（滅菌、例えば、選択的不活化または破壊）してもよい。さらに、下水管網でのこの汚水処理は、以下における公衆衛生の改善に特に有
用である。（ａ）下水管集中網の大半がその最終処理プラントから離れている大
都市圏、（ｂ）最終的な汚水の排出が汚水溜め（局在する漏水網）を通過する地
域や同時に地下水面が高い地域、ならびに（ｃ）人口が近代的な医療ケアへの適
切なアクセスをもたない（したがって、流行性の有害な感染にさらされている）
都市部、（ｄ）洪水、台風、ハリケーン、または地震がおこる可能性があり、し
たがって現存の社会基盤（例えば、水道管および処理施設、重要な空気経路）の
崩壊または破損によって、液体またはガスを緊急に滅菌する必要がある被災地域
および地区への介入部隊、（ｅ）海水濾過システム、（ｆ）殺菌のための前／後
濾過、（ｇ）工業用水リサイクルの前／後滅菌。

【００１９】本発明の装置の別の有用な実施形態は、閉鎖空間としての（ファイバが分配さ
れている）導管またはチャンバに関する。例えば、（ファイバが分配および／ま
たは支持されている）閉鎖空間の例としては、（ａ）空気が混入した緩い土壌、
（ｂ）キャビネット、（ｃ）クローゼット、（ｄ）高い床の下の空間、（ｅ）吊
天井（ｄｒｏｐｃｅｉｌｉｎｇ）の上の空間、（ｆ）中空壁の中の空間、（ｇ
）屋根裏、（ｈ）配管・配線作業用の床下・天井の空間（ｃｒａｗｌｓｐａｃ
ｅ）、（ｉ）保管物間の空間、（ｊ）社会基盤支持体の結合部間の空間（例えば
、地下の電気ケーブルもしくは電話ケーブル）、（ｋ）水輸送管またはモジュー
ル、（ｌ）靴（履いていないとき）、導管またはチャンバ洗浄用のブラシヘッド
内の空間、（ｍ）空気が自由に出入りする窓枠、（ｎ）トンネル、（ｏ）酸素処
理および水処理の池、（ｐ）歯ブラシのヘッド、（ｑ）真空クリーナ付属物が挙
げられる。

【００２０】本発明の装置の実施形態の多くは、放射ユニットの出力を制御するコンピュー
タを備えているとき機能的により効果的である。そのコンピュータは、電流を供
給する放射源（光源の一類型）を調整することによって制御を行ってもよく、放
射ユニットから側面発光する光ファイバへの光の配列を調整することによって、
または光ファイバを側面発光する遠位端のキャップの反射フィードバックを調整
することによって制御してもよい。本発明の装置の好ましい実施形態によれば、放射ユニットはレーザーである。
本発明の好ましい実施形態のさらなる改良によれば、導管内の所定空間の光ファ
イバの光路は、液体またはガスが存在する導管内に少なくとも１領域の建設的干
渉を製造するために配置されている（この結果は放射ユニットがレーザーである
とき最も都合よく達成される）。この建設的干渉は、（本発明の）ファイバの経路が、平面、円錐、円筒もしく
は平滑面を形成するために螺旋状（もしくはジグザグ状）に配置されているとき
、制御された構造を達成するのが容易である。建設的干渉を達成し得る別の互換可能な方法は、ファイバの経路をファイバを
それ自身の経路に沿って折り曲げ、少なくとも一部が平行なファイバ経路とした
状態でファイバの経路を配列している。建設的干渉が達成される、本発明の装置を使用するためのさらに別の互換可能
な方法は、ファイバの導管またはチャンバ内の少なくとも一部に対して平行な反
射部材を有している。本発明の装置の好ましい実施形態によれば、この反射部材は少なくとも１つの
ファイバと一体化している。本発明の装置の別の有用な実施形態によれば、導管またはチャンバ内の光ファ
イバまたは複数のファイバの端部は、（放射ユニットがレーザーであるとき）導
管またはチャンバ内の少なくとも１領域に建設液干渉を製造するために配置され
る。本実施形態のこの効果を達成するための好ましい方法は、反射部材の反対側
に設けられた少なくとも１つの光ファイバ端部を有する。本発明の装置の別の新規な実施形態によれば、ホログラフィック光学素子（例
えば、コンピュータ生成フィルム、デジタル符号化メモリチップまたはディスク
）は、（放射ユニットがレーザーであるとき）導管またはチャンバ内の少なくと
も１領域に建設液干渉を製造するために、（導管またはチャンバで）ファイバの
鞘を揃えるための手段に組み込まれている。例えば、本発明の装置の一使用方法によれば、ホログラフィック素子を放射源
と光ファイバ端部の間に揃えている。または、本発明の装置の別の方法によれば
、ホログラフィック素子を導管またはチャンバ内に配置し、光ファイバの末端に
揃えられている。（例えば、本発明の装置の多くの用途において）、特に可視ス
ペクトルの外でホログラフィック素子を使用することで、不可視ホログラム（例
えば、導管またはチャンバ内の紫外線ホログラム）を形成する。

【００２１】本発明の装置の別の興味深い実施形態によれば、（放射ユニットがレーザーで
あるとき）反射端部キャップが、導管またはチャンバ内に少なくとも１領域の建
設的干渉を製造するための光ファイバの末端に取付けられている。本発明の装置の別の新規な実施形態によれば、滅菌ホログラフィック素子が導
管またはチャンバ内に、少なくとも１つの（側面発光）光ファイバを使用して、
形成される。そこで、ホログラフィックの形成は、約１８７ｎｍ〜約３２０
ｎｍの少なくとも１つの単一波長可干渉光ビームに由来する。そこでは、ファイ
バの入口または出口における（放射ユニットからの）光ビームを調整するために
集光が使用される。

【００２２】本発明の装置の新規な環境的な実施形態によれば、複数のファイバが、高輝度
光源を有する放射ユニットの少なくとも１つに揃えられ、前記ファイバが導管ま
たはチャンバ内に分配されており、そこでそのファイバは、一端部の共通の末端
でまとめられ、複数のもう１つの部分とひとまとまりにされて、ブラシを形成す
る。光源からの光は、所定量の液体またはガスを照明するためのファイバ側面お
よび端部から外側に向かって照明される（例えば、ブラシヘッドの内部では内側
、または外部導管またはチャンバ内では、外側）。本発明の装置の新規な実施形態によれば、複数の（側面発光）光ファイバ端部
がまとめられ、真空クリーナのモジュラー付着物内の共通の終端部に束ねられて
いる。そしてファイバの他端部は、（ファイバ）ブラシの形状にまとめられ、高
輝度光源をもつ放射ユニットおよび前記光は、前記ファイバ内に揃えられる。ま
たファイバは、所定量の液体またはガスを照明するための導管またはチャンバ内
に分配されている。

【００２３】本発明の装置の新規な環境的に有益な実施形態によれば、少なくとも１つの強
力な紫外線レーザーを、少なくとも１つのパルスモードまたは継続モード（ＰＷ
、ＣＷ）またはそれらの組合せで使用する。そして前記紫外線パルスおよび継続
波長は、内部（導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガスを照明するた
めの正確な時計（ｃｌｏｃｋ）によって、基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）とされ、
制御され、誘導される。本発明の装置の新規な実施形態によれば、少なくとも１つの光源からの光は、
少なくとも１つの、浸漬されたファイバスリーブおよび光出力または反射部材ま
たは調整光または光ガイド、またはそれらの組合せからのコロイド性の堆積物お
よび／または硬水堆積物を、（光量子光学的インパクトによって）除去もしくは
自己クリーニングする目的で光ファイバを側面発光する多重化され（ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｄ）、多次元的に分配された層に揃えられる。そして、導管またはチ
ャンバ内で、約１８０ｎｍ〜約２８０ｎｍで高い紫外線透過率を示し、紫外線
送達用量は、内部（導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガスに対して
（適切な）照明または照射（滅菌）をするための種特異性検量基準によって確実
に検量される。本発明の装置の新規な実施形態によれば、約１８０ｎｍ〜約２７０ｎｍの
範囲の好ましい波長での建設的干渉（ホログラフィック）における少なくとも１
領域およびフラックス密度は種特異性検量基準にしたがって検量される。少なく
とも１つの微生物または少なくとも１つのマクロオーガニズム（ｍａｃｒｏｏ
ｒｇａｎｉｓｍ）、またはそれらの組合せのＤＮＡまたはＲＮＡ複製シーケンス
が選択的に不活化される。本発明の装置の新規な実施形態によれば、少なくとも１つの高輝度光源が、少
なくとも１領域の建設的干渉を製造するための導管またはチャンバ内の、側面発
光された少なくとも１つの光ファイバによって、光が誘導または発射または投射
または取次ぎ（ｔｒａｊｅｃｔｅｄ）、または伝達または分散され、またはそれ
らの組合せが行われる導管またはチャンバから所定の距離離れて配置される。し
かし、物理的には、導管またはチャンバの中、上、外側、またはそれを通る（水
）またはガスの動き、流れを制限しない。本発明の装置の新規な環境的な実施形態によれば、ファイバは、導管またはチ
ャンバ内の懸濁固体を同時に濾過しながら、その中の所定量の液体またはガスを
照明または照射する複数の光学的に透明な（水）濾過ディスク、スクリーンの内
部および周辺に分配されている。本発明の装置の新規な実施形態によれば、高輝度光源を備えた少なくとも１つ
の放射ユニットおよび、（約１８０ｎｍ〜約４００ｎｍで）パルスまたは持
続、またはその組合せを行う光が側面発光をする複数の光ファイバに揃えられる
。そして前記ファイバは、内部の所定量の液体またはガスを照明するための導管
またはチャンバ内に分配されており、適度の粒径バラツキ（ＰＳＤ）が（液体ま
たはガスの前濾過またはリサイクルによって）達成され、所定の暴露時間（例え
ば、滅菌用量）において種特異的スペクトル分配の連続的な（適切な）光放射の
輸送を確実に行う。

【００２４】本発明の装置の新規な実施形態によれば、高輝度光源を備えた放射ユニットは
、ファイバレーザーであり、前記ファイバレーザーは、導管またはチャンバの内
部または外部の密閉空間内に人間工学的に一体化することができる。本発明の装置の新規な実施形態によれば、導管またはチャンバは、（滅菌され
るべき液体またはガス内の）金属物質もしくは化合物を濾過するための少なくと
も１つの磁気素子または磁場を有する濾過ユニットである。本発明の装置の新規な実施形態によれば、調整された光学（ｏｐｔｉｃｓ）（
例えば、レンズ、ビームスプリッタ、音響的−光学的シャッター、シャッター、
集光レンズ、ビーム拡大器、ビーム拡大テレスコープ）を使用して、（放射ユニ
ットからの）光ビームをファイバからの出口で調整する。本発明の装置の新規な実施形態によれば、軸ビームまたは参照ビームの１つが
、光ファイバを側面発光する少なくとも１つの端部から投射され、前記ファイバ
端部は（導管またはチャンバ内に）少なくとも１領域の建設的干渉を製造するた
めに導管またはチャンバ内に分配されている。本発明の装置の新規な実施形態によれば、紫外線（不可視）ホログラムは、少
なくとも１領域の建設的干渉以外の導管またはチャンバ内の領域に形成される。
そして前記紫外線ホログラムは、導管またはチャンバ構造内で（内部の液体また
はガスを散乱させずに）ヘッドロスの除去を助ける。本発明の装置の新規な実施形態によれば、導管またはチャンバ内の液体および
ガスの濃度または流速は、エネルギー消費を節約するため、または内部（導管ま
たはチャンバ内）の所定量の液体またはガスの照明または照射効率を最大化する
ための放射ユニットに基いて検量する。

【００２５】本発明の装置の新規な実施形態によれば、（ファイバが分配されている）導管
またはチャンバは、車内の水もしくは空気システム（例えば、エアコン、ラジエ
ータ、車の窓を洗浄するための水システム）である。本発明の装置の新規な実施形態によれば、（ファイバが分配されている）導管
またはチャンバは、公共輸送機関である電車またはバス内の水もしくは空気シス
テム）液体またはガス）である。本発明の装置の新規な実施形態によれば、高輝度ＩＲパルス光源によって、反
復率約１０Ｈｚ〜約１ＧＨｚ、パルス幅約１１８Ｐｓ〜約１００ｎｍ、
波長約８５０ｎｍ〜約２４００ｎｍでパルスが発射される。これらのパルス
は、広範囲のスペクトル徴候をもつ導管またはチャンバ内の所定量の液体または
ガスを照明または照射するための４次、３次、または２次高調波、またはその組
合せを生成するための単一モードファイバの端部ポイント（反応器の活性断面へ
の末端入口）に揃えられた単一モードファイバへ発射される。本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのファイバがＰＭ（分極
維持光ファイバ（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｏｐｔ
ｉｃａｌｆｉｂｅｒ））型ファイバであり、その分極は、結晶または複数の結
晶インターフェースの分極によって検量され、変換効率を所定の光軸に沿った方
向、または光路の方向に、または所定の導管またはチャンバ構造の（例えば、所
定の光ファイバ、結晶およびレーザーで滅菌する）反応器で最大化する。

【００２６】本発明の装置の新規な医学的実施形態によれば、所定の導管を外部透析プロセ
スのために使用する、また、周辺部にファイバが分散および／または支持されて
いる前記導管は、内部の所定量の液体またはガスを照明または照射する。更に、
液体またはガスは、広範囲な医学的処置において使用可能である。そのうちのい
くつかを以下に述べる。（１）医薬品調製もしくは投薬、（２）医学的排出（例
えば、術中もしくはその他の処置中）、（３）非侵襲的医療方法でのレーザー手
術、（４）一般的な衛生を要求する出産処置、（５）特定の歯科医もしくは矯正
歯科医の処置および治療、（６）特定の皮膚科治療、（７）異なる病院の患者へ
の／からの空気または水分供給での滅菌、（８）液体またはガスの注入処置、（
１１）移植手術、（１２）医学的移植前、（１３）未熟児または早産児用保育器
、（１４）臨床または実験中の液体またはガスの供給、（１５）アクアリウムま
たはその他の生命維持導管またはチャンバ、（１６）救急蘇生用機器、（１７）
村または都市における、病院または家庭または産業のエンドユーザーへの液体ま
たはガスの供給、（１８）クリーンルームまたは、有害種に対する診察または医
学的治療のために使用する環境。本発明の装置の新規な実用的な医学的実施形態によれば、本発明の装置を用い
て、大小の医療機器設備を効率的に滅菌できる。具体的には、ファイバ結晶末端
が分配、または支持された本発明の導管またはチャンバは、以下の機能を果たし
、またはそれと一体化され、またはそれに隣接し、または結合し、またはそれに
よって操作している、またはその組合せが行われている。そこでは所定のパルス
ピーク電力またはパルス周波数が特定の均一化または有毒種の不活化のために使
用される。（ａ）滅菌用タンクもしくはエリアもしくはチャンバ、（ｂ）近隣に
液体またはガスを有するワーキング・エリア、（ｃ）ストーブまたはテーブル表
面、（ｄ）窓枠または空気孔、（ｅ）空調システムまたはエアポンプ、（ｆ）洗
濯場および保存用コンテナ、（ｇ）半導体を製造する場所もしくは部屋、（ｈ）
洗濯屋、（ｉ）食料保存タンクまたはコンテナまたは部屋、（ｊ）飲物製造用の
導管またはチャンバ、（ｋ）海水を散布するための導管またはチャンバ、（ｌ）
生物学的にコントロールされた環境、例えば、実験室および関連のバイオテクノ
ロジー産業の保存用導管またはチャンバ、（ｍ）乳産業および関連食料加工産業
において使用される導管またはチャンバ、（ｎ）バクテリアの汚染が導管または
チャンバ内、または閉鎖した所定のコンテナ保存領域内に発生する、衛生的また
は教育的に予め定められた領域または表面、（ｏ）新生児用の食料または飲物を
調製するための導管またはチャンバ、（ｐ）特殊の医学的手術もしくは処置に関
連する所定の導管またはチャンバもしくは表面を迅速に滅菌する必要が生じた場
合の救急医療、（ｑ）所定の導管またはチャンバが、その中の液体またはガス
を輸送または分配または滅菌するために使用されるベッドもしくはマットレス、
（ｒ）開始の“ソース”ポイント（“ｓｏｕｒｃｅ” ｐｏｉｎｔ）における液
体またはガス、（ｓ）紙工場、（ｔ）水泳用プール、（ｗ）液体またはガスのリ
サイクル産業、（ｘ）空気処理プラント、（ｙ）臨界空気経路、（ｚ）飲料水の
エンドユーザーの使用地点、（ｚ／ａ）医学的治療および処置における空気もし
くは他の関連する無害ガスをエンドユーザが使用する地点。

【００２７】本発明の新規な環境的な実施形態によれば、高輝度パルス光源は導管またはチ
ャンバ内（例えば、活性反応器構造、またはホログラフィック型リング、または
スリット、またはバー、またはその組合せ）の所定量の液体またはガスを照明（
４００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視スペクトル）、または照射（８５０ｎｍ
〜約２４００ｎｍおよび２００ｎｍ〜約４００ｎｍ）するために、調和
的に処理、変換または励起され、またはそれらの組合せが行われる別の端部で、
上下で変換して使用される（例えば、２次、３次または４次高調波および／また
は励起および／またはポンピングアーキテクチャ、またはそれらの組合わせがフ
ァイバの入力時に発射される）。本発明の方法による装置の新規な環境的な実施形態によれば、高輝度光源はパ
ルスレーザーであり、それはスペクトルの赤外線（ＩＲ）部分に１次パルスを提
供するのに使用される。これらのパルスは、単一モードファイバ、またはマルチ
モードファイバ、またはグラジエントインデックスファイバ、または光導電層、
またはそれらの組み合せを通って、発射または分配または輸送され、またはその
中（例えば、反応器、導管またはチャンバ中）の所定量の液体またはガスを照明
または照射するためのＵＶ（Ａ、Ｂ、Ｃ）または可視光、ＩＲを生成するために
変換または調和される。本発明の方法による装置の新規な実施形態によれば、パルスレーザーからの光
（例えば、高輝度、高エネルギー、高ピーク電力パルスレーザー光エネルギー）
は、所定のレーザー用材料（ｌａｚｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ）、または鏡、ま
たはプリズム、またはレンズ、またはそれらの組合せ（例えば、所定の角度に位
置づけられた結晶）にしたがって所定の１次波長を使用して、２次高調波、３次
高調波、または４次高調波（例えば、ＳＨＧ、ＴＨＧ，ＦＨＧ等）生成プロセス
に変換される。更に、本発明の方法による装置に特に有効な実施形態によれば、
所定のレーザー光源構造中の所定のキャビティ領域内で、高輝度もしくは高ピー
ク電力レーザーパルスを少なくとも１つの光ファイバもしくはファイバ束へ送達
する前に（例えば、キャビティー内部ＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧを用いて）、内部
（導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガスを効率的に照明または照射
するために行われる前記調和的生成プロセスを含んでいる。本発明の方法による装置の新規な実施形態は、レーザー（例えば、レーザー用
ロッド）の初期ポンピング（例えば、光学ポンピング）として少なくとも１つの
フラッシュランプを備えている、本発明の方法のさらに有益な実施形態は、少な
くとも１つのダイオードを、高ピーク電力光源をもつポンピング（例えば、光学
ポンピング）手段として備えている。本発明の装置の環境的に有益な新規な実施形態によれば、１次（例えば、ポン
ピング）波長はＮｄ：ｙａｇ／１０６４ｎｍで約１０６４ｎｍ、もしくはＧ
ａＡｓ／８１０−９０５ｎｍ、またはそれらの組合せから選択される。それに
よって、結晶インターフェースを用いて、（光を用いて）効率的に照明または照
射し、その中に２次、３次または４次高調波を生成する。そこでは、所定量の液
体またはガスが、ＵＶランプ（現在、滅菌のためのＵＶエネルギーを生成させる
ための主要な手段）によって生成されるＣＷ平均電力に矛盾した高ピーク電力を
備えた短いパルスを使用して適切に滅菌される。本発明の装置の環境的に好ましい実施形態によれば、ポンピング波長は電磁的
スペクトルから選択される。そこでは、レーザー材料による各レーザーは、２次
、３次または４次の高調波、またはそれらの組み合せを生成するための適切な結
晶をポンピングし、１次または高調波パルスのピック電力（ｐｉｃｋｐｏｗｅ
ｒ）は、内部の所定量の液体またはガスを効率的に照明（４００ｎｍ〜約７０
０ｎｍの可視スペクトル）または照射（約２２０ｎｍ〜約４００ｎｍのＵ
Ｖ放射）（約７００ｎｍ〜２４００ｎｍの赤外線放射）し、適切な用量のパ
ルスピーク電力を提供し、効率的にＤＮＡおよびＲＮＡ複製シーケンスを不活化
する。本発明の装置の新規な実用的な実施形態によれば、導管またはチャンバの内面
に溝が形成されている、または屈曲している、または堆積物がある、または突出
している、または注入物がある、または密着している、または挿入物がある、ま
たは伸長している、または様々な方法で引張られ、または層内に螺旋状にコーテ
ィングされるか、または堆積物があり、所定量の液体またはガスを流体または気
体で誘導する目的で、所定のパターンで内側に伸びている。より具体的には、こ
れらの伸長は、（Ａ）導管またはチャンバの長手方向に沿った所定の内部空間
の少なくとも１部を覆うように螺旋形に伸長し、液体またはガスの動きを減速・
加速する。または（Ｂ）前記導管またはチャンバまたはそれらの組合せ内または
、それら全体において、永久または一時的に前記所定の液体またはガスを放置し
、または保存しながら、全体が均一なグリッド形状をとることができる。そこで
は、ファイバもしくは導波が内部の所定量の液体またはガスを光によって、所定
時間の間、効果的に照明または照射する。本発明の新規な好ましい実施形態は、導管またはチャンバが媒体と一体化して
おり、さらに媒体のエンジンまたは電源がパルスまたは連続的なレーザー源また
はポンプまたは水または気流またはそれらの組合せを操作するために機能するか
、または切換えることができ、さらに、前記エンジンが液体またはガスの流量ま
たは流速または圧力または量が、パルス幅またはパルス持続性またはパルスピー
ク電力、またはパルス波長またはパルス反復率またはそれらの組合せを制御する
ことが特に有用である。本発明の装置のさらに有用な実施形態は、内部（例えば、一体化された導管また
はチャンバ内）の所定量の液体またはガスを照明または照射するために、媒体自
身のバッテリーもしくはエンジンに連結した高輝度パルスレーザー光源を備えた
媒体を有している。本発明の好ましい実施形態によれば、パルス反復率（１）、パルス持続性（２
）、パルスピーク電力（３）、パルス波長（４）、パルス幅（５）、またはそれ
らの組合せは、（コンピュータに接続しているとき）ソフトウェアまたはハード
ウェアまたはその組合せによって、同期され、または固定され、または基準とさ
れ、または時間調節され（ｔｉｍｅｄ）、または誘発され、または制御され、ま
たは調整される。さらに、水流（６）もしくは気流（７）の速度（例えば、液体またはガス）ま
たは、内部（導管またはチャンバ内）の液体またはガスの流れに関する流体的ま
たは空気的な局面もしくはパラメータ、またはそれらの組合せが関連付けられて
、基準となり（８）、または活性化し（９）、または制御し（１０）、または調
製する（１１）とき、所定の多様な活性光源電力ユニット（１２）、またはその
関連制御電子（１３）からの制御パラメータは、高ピーク電力パルスを生成し（
例えば、ファイバ末端に付着または一体化することによって高調波を生成する）
、または、付着または一体化した結晶（２２）が、リング（２３）、ロッド（２
４）、パイプ（２５）または社会基盤支持手段網（２６）、または平滑もしくは
カール状もしくはねじれ状もしくは圧縮された表面、またはその組合せの中に配
置されたとき、パルス持続性（１６）または幅（１７）または反復率（１８）ま
たはピーク電力（１９）、またはパルス波長（２０）または角度（２１）または
それらの組合せに、タイミングバリエーション（１４）または連続的なバリエー
ションをもたらす。さらに、複数のパラメータが、例えば、ＴＳＳ（２６ａ）（
懸濁固体の全体）レベルまたは、汚濁レベル（２６ｂ）、またはＰＳＤ（２６ｃ
）（粒径バラツキ）レベル、または液体またはガスの流速（２７）またはそれら
の組合せ（滅菌されるべき液体またはガス内）をモニターするためにソフトウェ
ア制御されており、本発明の特に有益な実施形態は、リアルタイムでの検出およ
び／または同期（２８ａ）が行われ、それによって連続的な（２９）、所定の曝
露時間（３２）（例えば、ピーク電力（３３）のパルスもしくは連続パルス（３
４）を使用した滅菌用量）に対する特定のスペクトル分配（３１）の（適切な）
発光移動（３０）を確実に行う。本発明の装置の新規な実用的な、特に実用的な実施形態においては、複数の所
定の（多様な）パラメータまたは局面、またはレベル、またはそれらを組合わせ
たレーザーパルス生成手段（例えば、高輝度パルスレーザー光源）に関する時間
設定（ｔｉｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）、および前記パラメータおよび局面
が、リアルタイムで、内部（例えば、導管またはチャンバ内）の所定量の液体ま
たはガスを所定の時間をかけて、照明または照射する目的で相互作用している。
さらに本発明の装置は、高輝度パルスレーザー光源を使用している。そこでは、
関連するハードウェアもしくはソフトウェアのアーキテクチャは、液体またはガ
スの流速と関連する、または滅菌される所定の液体またはガス類と関連するか、
またはその両方である流体的もしくは液体的局面またはパラメータと連携または
同期する。本発明の装置の新規な実施形態によれば、少なくとも１つの変換プロセス、ま
たは複数のプロセスは、透過率（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を最大化するため
、またはファイバのダメージ閾値もしくは許容値を最小限にするため、またはそ
の両方のためにレーザーヘッド自身の中で行われる。さらに、本発明の特に有用
な実施形態は、２次（または３次、または４次）高調波生成手段を、レーザーエ
ンクロージャー（もしくはヘッド）周辺内部に備えている。そこでは、全体のレ
ーザーは、波長約２１８ｎｍ〜約１０６４ｎｍの少なくとも１つの光ファイ
バに照明または照射して（結合して）いる。そして前記波長は、前記ファイバ端
部で、内部（例えば、導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガスを光で
照明または照射するために、少なくとも１つもしくは複数の結晶を用いて、適切
な波長または周波数の光に変換される。本発明の新規な実施形態によれば、レーザーポンピングアーキテクチャは、（
ａ）フラッシュランプ、（ｂ）ダイオードポンピングアーキテクチャ、またはそ
の組合せを使用している。さらに、本発明の方法による装置の新規な改良によれ
ば、少なくとも１つの高輝度パルスレーザー光源（Ａ１）は、所定のファイバマ
トリックススレッド（ｔｈｒｅａｄ）（Ｂ１）、またはマルチトラックファイバ
束（Ｃ１）、または長方形のファイバ束（Ｄ１）、単一モード配列のファイバ（
Ｅ１）、または所定量の一本鎖ファイバを保持するマルチモード共通末端（Ｆ１
）、またはまとめられているか、混合されているファイバ（Ｇ１）、所定の次元
的に配置された分極維持配列のファイバ（Ｈ１）、またはグレードインデックス
集中ファイバ（ｇｒａｄｅｄｉｎｄｅｘｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｆｉｂｅｒ
ｓ）（Ｉ１）、またはともに保持された複数の屈折率こう配ファイバ（Ｊ１）
（ｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｄｅｘｆｉｂｅｒｓ）、またはそれらの組合せ（Ｋ
１）に揃えられている。ならびに、前記所定のファイバの選択は、複数のパルス
を生成するための高輝度、高ピーク電力パルスレーザー光源（Ｌ１）、または各
高ピーク電力を有する連続パルス（Ｍ１）の出力に揃えられている。これら多様
性またはパラメータは、所定の導管またはチャンバ（Ｏ１）構造を通る所定の液
体またはガス流量と、または所定の時間（Ｐ１）における断面、長さまたは大き
さと、光の局面（Ｑ１）、すなわち、関連するパルスまたは連続パルス（例えば
、ＰＷ、ＣＷ）モード（Ｒ１）、周速度、またはエネルギーまたはタイミングま
たはそれらの組合せとの間の異なる関係に関する。さらに、本発明の装置の使用のための特に有用な方法論によれば、ファイバ終
端部は、分離していない光を通す結晶インターフェースまたは端部キャップの入
力／出力で、分配および／または支持されており、所定の液体またはガスの経路
を、それが導管またはチャンバ構造の内部または全域で、光ファイバ入力／出力
インターフェース、孔、またはそれらの組合せ（例えば、結晶インターフェース
、エンドキャップ、レンズ、ビーム拡張器、鏡、直線、屈曲、ねじれ、またはそ
れらを組み合わせた形の柔軟性シリコン系レンズ）を通って到達することから保
護し、ブロックしている。そのような支持手段は、多岐にわたる。例えば、（ａ
）リング、（ｂ）ロッド、（ｃ）金属の直線部分、または（ｄ）プラスチック、
または（ｅ）重合化合物、または（ｆ）シリコンゴム、または（ｇ）平滑な希釈
シリコンゴム、または（ｈ）導管またはチャンバ、または（ｉ）一重、二重、三
重、またはその組合せの、不透明な壁または反射壁、または滅菌反応器のエンク
ロージャ（例えば、導管またはチャンバ）が挙げられる。さらに、（ｊ）結晶末
端と一体化した光ファイバの支持手段は、特殊な所定の大きさの好ましい導管ま
たはチャンバの幾何学的形状、方向（ｍ）、または、内部（液体またはガスが滅
菌される導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガスの流速（ｎ）に対応
して、所定の平行（ｋ）または直列（ｌ）の、関連する出力経路中に配置され
得る。そのような新規な環境的な実施形態は、様々な支持体および誘導手段を含
む。そのような手段としては、（ｏ）水圧式螺旋形内部伸長またはステアリング
、所定の形状または溝または空気的ステアリングウィング形状の伸長、（ｐ）
（放射ユニットが１パルス毎のピーク電力が高いパルスレーザーを有するレーザ
ーであるとき）、内部の液体またはガスを特定の所定の導管またはチャンバの断
面上を回転循環させるため、それらのそれぞれの所定の露出時間（例えば、周囲
の液体またはガスを回転させることによって流速を減速させる）（摩擦または抵
抗平衡を増加させる）、（ｑ）パイプまたはパイプ網、（ｒ）グリッド、（ｓ）
グリッド網、（ｔ）導管またはチャンバ、（ｗ）池またはタンク、（ｘ）洪水、
地震、バルカン活動で苦しむ被災地域への介入部隊のための作業車、（ｙ）医薬
品調製および／または移植のための導管またはチャンバ、（ｚ）血液、または他
の関連する気体および／または関連する液体またはガスの医学的血液透析が挙げ
られる。本発明の装置の新規な実施形態によれば、（２次、３次、４次高調波を生成す
る前に）高輝度パルスエネルギーを分配するために使用される同一の単一モード
ファイバまたはファイバ束を、センサデータまたは分光学的データ処理、または
他の関連データもしくは機械制御プロトコル、またはその組合せを行うために同
時に使用して、照明または照射をモニターし、または内部（導管またはチャンバ
内）の所定量の液体またはガスに関連する、懸濁固体または生物学的化合物また
は非生物学的化合物または汚濁、または透明性またはそれらの組合せの測定を転
送する。本発明の新規な環境的な実施形態によれば、液体またはガスのための導管また
はチャンバは、効率的なメカニズムを提供する光エネルギーのための導管または
チャンバである。そして、液体またはガスは（同じ反応器構造内で）同時に、照
明、照射または転送される。本発明の新規な実施形態によれば、ファイバもしくはファイバ束の末端に付着ま
たはインターフェースした（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）結晶、および前記所定のファ
イバ束は適切にコーティングされ、照明または照射（例えば、パルスまたは連続
モードＰＷ、ＣＷ）からの反発を生じさせ、または内部（導管またはチャンバ内
）の硬水または空気またはその他の液体またはガスに由来するか、またはそれに
よって運搬されるコロイド性の堆積物の組合せが付着するのを遅らせたり、防止
したりする目的で、前記結晶の表面の磁気放電を変化させるのに十分な電気的導
電性を提供する。本発明の装置の新規な環境的な実施形態によれば、少なくとも１つの高輝度光
源からの高ピーク電力を有する短いレーザーパルスは、有毒微生物に対する適切
な滅菌用量、次いで同一定格電力のＣＷ紫外線ランプの平均的な電力を供給する
ことを目的としたとき、同じ時間でより効率的である。さらに、本発明の装置の
特に有用な実施形態によれば、可視光または紫外線（Ａ、Ｂ、Ｃ）スペクトルま
たは赤外線スペクトルまたはそれらの組合せにおいて、高ピーク電力を有する短
いパルスの照明の結果、ＤＮＡもしくはＲＮＡ複製シーケンスを不活化する。本発明の装置の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのレーザーパルス
は持続時間が約１ａｒｃ／秒〜約１秒と短く、前記レーザーパルスはピーク電力
が約１１８ｍＪ〜３．１８Ｊと高く、前記パルスは、光ファイバを通過して
、導管またはチャンバ反応器構造に投射され、そして、高エネルギーを有する短
いレーザーパルスは、直接に投射または標的化または反射または輸送またはその
組合せを行い、所定の露出時間（例えば、パルス滅菌用量またはＰＤＤ）におい
て特定のバラツキをもつスペクトルの光照射の連続した（適切な）輸送を確実に
行う。または内部（例えば、導管またはチャンバ／反応器構造内）の所定量の液
体および／またはガスを照明または照射するために、パルスをファイバ全長にわ
たって分配し、光源から所定の反応器内（例えば、導管またはチャンバ）の所定
の位置に光を操作および輸送し、単一光源からの所定波長の光を、分割および／
または輸送および／または拡散および／または輸送および／または放射および／
または調和的生成、またはその組合せを行う能力は、適切な滅菌用量をファイバ
なしで輸送する従前の方法による現在の試みよりも優れている。さらに、従前の
レーザー輸送の試みは、光分配の十分な効率の点で、製造者および／またはエン
ドユーザーを満足させておらず、上記のように反応器のデザイン上の限定が避け
られないため市場に出ていない。さらに本発明は、単一光源からの光を数百およ
び／または数千の個別の光ファイバに対して分割することができるため、反応器
（例えば、導管またはチャンバ）構造内への光エネルギーの正確な送達を助長し
、反応器周辺からランプまたはレーザーを放置し、高輝度の光エネルギーを使用
地点のユーザーおよび／または中央もしくは遠隔地の光源からのエンドユーザー
に運搬、送達および分配する重要な光ファイバ網を可能とするため、多くの利点
を達成している。本発明は、水を光に導く、バクテリアを滅菌するための現在の
技術を用いずに、有利で、新規で、効率的に有用なシステム構造および／または
アーキテクチャを容易にする。本発明は、光ファイバを通って／介して、光を所
定の位置へ導き、効率的な照明および／または照射をするために適切な波長およ
び／または周波数に変換し、および／または内部（例えば、ファイバを有する導
管またはチャンバ内）に所定量の液体またはガスを調和的に生成する。本発明の装置の環境的に好ましい実施形態によれば、ファイバは、逆の圧力ま
たは流圧、または液体（例えば、水）もしくはガス（例えば、空気）もしくは固
体（例えば、地球）もしくは油田もしくは油井、もしくは掘削場所でしばしば見
られるような岩状層の深さに関連する圧力をかけて、分配、支持、または付着、
または結合または包埋または接着または吸引されている（導管またはチャンバ内
の）所定量の液体またはガスを滅菌している。本発明の好ましい実施形態によれば、導管またはチャンバは地上および海中の
石油および／または水掘削場所内の懸濁固体を濾過するための井戸内の濾過ユニ
ットであり、それは、現在使用されている従来の技術では、所定の掘削場所にお
ける、水フィルタグリッド、またはマトリックス、または導管もしくはチャンバ
、または掘削ヘッドの水冷却フィルタ素子を目詰まりさせる原因となる有害なバ
クテリアに対する適切な経済的、理想的解決策を提供できていない。本発明は、
多様な掘削用途において使用できる方法に限定されず、高反復率、高ピーク電力
パルス（ａ１）は、光ファイバ（ｅ１）または光ファイバ束（ｆ１）を介してま
たは通って、数百メートルの海底（ｃ１）または地下深く（ｄ１）から発射され
る（ｂ１）。また目的地においては、光はエンドキャップまたは所定波長の光を
導管またはチャンバ（例えば、海底または地下深くで、ドリルヘッドを冷却する
ための水フィルター）に送達し、その中に所定量の液体またはガスを（光を用い
て）照明または照射する高調波を生成するための結晶インターフェースファイバ
を分配または支持している。本発明の方法による装置の好ましい実施形態は、自然の導管またはチャンバ（
例えば、地下または岩状層）内に封入された液体またはガスの組合せ、またはそ
れらの組合せを備えているか、または所定の掘削場所内の前記所定量の液体また
はガスの所定の隣接部周辺もしくは中に配置される。そのような場所としては、
水底（１）、公海（２）、淡水の井戸（３）、または様々な地形学的もしくは地
球物理学的位置における石油の掘削（４）が挙げられる。さらに、広範囲な構造
を探査でき、現在使用されている重要な濾過経路および手段（５）を目詰まりさ
せるバクテリアまたは有害微生物を滅菌するための効果的な手段を提供すること
によって、掘削場所での効率を高めることができることが有益である。本発明の方法による装置の新規な改良は、遠隔の高輝度、高パルスピーク電力
を有するレーザー光源（６）を備えており、前記パルスレーザー光源出力（６ａ
）は、所定配列の単一モードファイバ（８）、または所定形状（９ａ）に束ねら
れた複数のファイバ（９）、またはパッキング摩擦（１０）、またはそれらの組
合せ（１０ａ）と結合（７）している。そして、前記所定のファイバの種類は、
適切な輝度のパルスエネルギー（１０ｂ）または、内部（例えば、導管またはチ
ャンバ内）の所定量（１０ｃ）の液体またはガス（１１）を照明または照射する
ための照明または照射を運搬することができる。本発明の方法にかかる一連の装置の特に有益な好ましい実施形態によれば、本
発明は、所定の液体タイプの石油（１２）、または淡水（１３）、または液体（
１４）、またはガス（１５）またはそれらの組合せ（１６）を地下検索する掘削
場所において特に有益である（そのような掘削場所は、滅菌が必要な少なくとも
１種の液体またはガスを併せ持っている）。さらに、本発明の方法による装置の
特に有益な実用的な改良によれば、少なくとも１つの光ファイバに揃えられた遠
隔パルスレーザー源を備えており、前記パルスレーザーは、約２３０ｎｍ（１
６ａ）〜約１０６４ｎｍ（１６ｂ）の波長で操作する。また前記パルスは、誘
導パイプ（１６ｄ）または光ファイバスレッドパイプガイド類（１６ｅ）を介し
て地下深く（１６ｃ）、海中（１６ｆ）、または岩状層（１６ｇ）、またはそれ
らの組合せ（１６ｈ）へ、少なくとも１つの光ファイバもしくはファイバ束（１
６ｉ）を用いて分配、送達される。そのような導管またはチャンバ（例えば、多
様な滅菌反応器）は、細長い、またはねじれた、またはカール状、または屈曲し
た形状であり、または平行または直列またはその組合せの状態で機能し、または
所定の液体またはガスの流速を増減させ、または前記液体またガスを前記パルス
（１７）、または内部（例えば、（ファイバが分配または支持されている）導管
またはチャンバ）で所定量の液体またはガスを照射または照明するための連続（
１８）的な光の波長に曝露する時間を増減させるように液体的または気体的に形
成されている。そのような導管またはチャンバは、掘削用ヘッド（１７ａ）また
は濾過システム内に配置されている。または、その濾過システムまたはそれを初
回の掘削が行われた前または後、または途中、またはその組合せにおいて配置す
る（または掘削タワー（ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｏｗｅｒ）と一体化する）ことが
できる。本発明の好ましい実施形態によれば、臨界水（１）または石油（２）または液
体またはガス（２）またはその組合せ（２ａ）内のフィルタの目詰まりが実質的
に減少し、現在可能な技術とは対照的に、停止時間、メンテナンス、定期的交換
が少なくて済むことが、石油または淡水の掘削産業にとって特に有益である。さ
らに、本発明の方法においては、入手可能な合理的な価格の持続性のあるパルス
レーザー光源、例えば、一般的な種類の高反復率、高ピーク電力レーザーは、テ
レコミュニケーション産業（データ輸送用途）において公知であり、広く使用さ
れている。本発明の好ましい実施形態によれば、導管またはチャンバは、二酸化炭素固定
および／または利用性が高めることが可能な高度な産業的光合成を有する藻類反
応器（ａｌｇａｅｒｅａｃｔｏｒ）である。

【００２８】本発明の方法によれば、所定の液体またはガス流速のレベル、または使用され
る導管またはチャンバの形状にしたがって要求される滅菌スループット効率に関
する閾値によって誘導される。さらに本発明は、光ファイバが光導電性表面ディ
スクに組み込まれているとき、または付着しているとき、または方向づけられて
いるとき、特に有益である。そのため、所定の大きさ以上の粒状物質を停止させ
るように、または現在使用されている水または液体フィルター（例えば、表面デ
ィスクを利用する液体またはガス用フィルターまたは膜、またはグリッド、また
はそれらの組合せ）において使用できるように設計されている。そのようなディ
スクは、所定の導管またはチャンバ内に、所定の形状を介して適切な輸送をする
ために、同時に内部（例えば、導管またはチャンバ内）の所定量の液体またはガ
スを濾過、照明、照射するために、内部（例えば、ディスク内部）に適切な屈折
率プロファイルを有している。

【００２９】本発明を、図１〜６を用いてさらに詳細に説明する。これらの好ましい実施形
態の詳細な説明は、本発明の発明の範囲を限定する目的ではない。

【００３０】図１は液体または基体を滅菌する装置の概略図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置は導管（２）または
チャンバ内に設置された少なくとも１本のファイバ（１）及び、高輝度光源（３
）を有する放射ユニットを備える。光はファイバに揃えられて（４）、そのファ
イバは前記導管内にある所定量の液体やガスを照明するためにその中で分配され
る。結晶反射部材（５）がその上方にある少なくとも１個の建設的干渉領域と共
に示されている。

【００３１】図２は液体またはガス用滅菌装置の概観図である。液体またはガスを滅菌する
装置が示されており、その装置は導管（１４）またはチャンバ内に設置された少
なくとも１本の光ファイバ（１７）及び高輝度光源（７）を有する放射ユニット
を備える。その光は電源（６）より動力を供給され３９９ｎｍ〜約２８００ｎｍ
の１次波長を発射してファイバ配線コネクタ（８）に揃えられる。その光は光ガ
イド（９）を介して送られ、そこでは、光ガイド端部（１０）が中央マルチテイ
ル光ファイバ配線（１１）に接続され、そこからファイバが、導管（１４）また
はチャンバ内に分配され、それによって所定量の液体やガスをその中で照明する
（約１８０ｎｍ〜４００ｎｍ）。分極持続光ファイバは、導管またはチャンバ内
部空間を照明する（２６６ｎｍ〜１０６４ｎｍ）ために延びていて、左側（１６
）に示されている。追加の耐感光（ｓｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａ
ｎｔ）光ファイバ（１２）は右側に延びて導管本体を囲むように示されており、
わかりやすくするために導管の左断面に点線で記されている。このファイバ結晶
相互結合（ｉｎｔｅｒ−ｍａｔｅｄ）端部（１３）は調波的に生成された、しば
しば倍増するまたは変換されまたは約２６６ｎｍ〜約１０６４ｎｍのあらゆる光
線を組み合わせたものを投影（照射または照明）するものとして示され、粒子径
分布（ＰＳＤ）が光伝達（導管またはチャンバ内で）にとって重要な意味を持つ
ことが、左側で、導管またはチャンバ内の光伝達の最適な（望ましい）条件を示
すために２個の粒子（２１）によって示されている。所定量の液体またはガスに
含まれる総懸濁固体量（ＴＳＳ）（１９）は光伝達効率（導管またはチャンバ内
で）にとって重要な意味があるため示されている。結晶反射部材（２２）が導管
またはチャンバの中心に示されており、これはファイバー側（１２）及び端部（
１６）からの光を左及び（１５）右側で反射または吸収する。（２０）は液体光
ガイド（光ファイバに加え）を表し、中央マルチテイル配線（１１）の背部に接
続された導管またはチャンバ内に分配されており、建設的干渉及び／または分散
（１８）が右側に示されている。このセミホログラフィックフォーメーションは
放射ユニット及び、光の周波数の１次波長（及びそのファイバから投影された）
及びその２次（２次、及び／または３次及び／または４次調波生成または周波数
倍増及び／または変換）波長及び光の周波数で、それは可視光線及び／またはＵ
ＶＡ、及び／またはＵＶＢ及び／またはＵＶＣ領域またはそれらのいずれかのス
ペクトルの組み合わせである約２１８ｎｍ〜約２４００ｎｍ）で生じる。

【００３２】図３は、液体またはガスを滅菌する装置の概略図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置は導管またはチャン
バ（２８）内に設置された少なくとも１本の光ファイバ（３１）を備える（池、
運河、コンテナまたは大きいタンク及び／またはパイプ用に大型化（ｓｃａｌｅ
−ｕｐ）しても、及び／または医学または外科移植用、または透析及び／または
医学用途で錯化合物を準備する目的で、または飲料水や密閉空気（ｃｏｎｆｉｎ
ｅｄａｉｒ）用にやや小型化してもよい）。そして、高輝度光源（２３）を有
する放射ユニットは、その放射ユニットはここに示されているが、電力供給ユニ
ット（２４）より動力を供給されており、その放射ユニットからのスペクトルま
たは組合せのＵＶＡ及び／またはＵＶＢ、及び／またはＵＶＣ及び／または可視
光線及び／またはＮＩＲ及び／またはＩＲ領域からの光の１次波長または周波数
はファイバに揃えられて（２７）、そこではそのファイバは導管またはチャンバ
内で分配されて（２３３ｎｍ〜約５３２ｎｍ）その中の所定量の液体またはガス
（３２）を照明する。前記導管またはチャンバ内のファイバの分配が、わかりや
すくするために、分配された個別のファイバ（３１）（ａｓｉｎｇｌｅｉｎ
ｄｉｖｉｄｕａｌｆｉｂｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）及び／または、直接
投影及び／または光の前記１次波長及び周波数から得た２次調波生成（２次調波
生成等）を目的とした結晶終了状態（ｃｒｙｓｔａｌｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）
または互いに結合した状態で示されている。側面発光（ｓｉｄｅｅｍｉｔｔｉ
ｎｇ）光ファイバ束（２９）のループ状分配物は、前記導管またはチャンバ内に
示される。それらは、その中にある所定量の液体またはガスを、例えば２次つま
り２次、３次、及び／または４次の調波的に生成された光の波長及び／または周
波数で照明及び／または放射するためのものである。

【００３３】図４は液体またはガスを滅菌する装置の概略図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置は導管（５８）また
はチャンバ内に設置された少なくとも１本の光ファイバ（５６）、及びコンピュ
ータ（３６）で制御された高輝度光源（３３）を有する放射ユニットを備える。
その光はファイバに揃えられて（５７）、その場合そのファイバは前記導管また
はチャンバ内で分配されて、そこにある所定量の液体またはガスを照明または照
射する。図４は一体化されたファイバを示し、そこでは本発明の装置が複数の側
面発光光ファイバ、及び／または先端白熱タイプ及び／またはＰＭ（分極持続（
ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ））タイプの光ファイバ、
同様に粉砕（ｆｒａｃｔｕｒｅｄ）ファイバ及び／または耐感光ファイバとして
示されている。それらは約１８７ｎｍ〜約４００ｎｍ（５６）、約２４９ｎｍ〜
約２７９ｎｍ（５５）、約１４９ｎｍ〜約２９０ｎｍ（４０）、約２５０ｎｍ〜
約７００ｎｍ（４２）、約１８０ｎｍ〜約４００ｎｍ（４３）、約４００ｎｍ〜
約７００ｎｍ（４６）、約１８０ｎｍ〜約２４００ｎｍ（４７）で、前記導管ま
たはチャンバ内に分配されておりそこではそのファイバは複数の透明な光伝導ま
たは分散表面ディスク（４５）（３９）（４４）内部またはその周辺で分散され
る。それらディスクは液体またはガスの滅菌された（経路）（５１）内で微粒子
材料（３８）をフィルタで止めるように設計されたもので、わかりやすいように
示されており液体またはガスが通過するための再生経路は“Ｒ”（４９Ｒ）とい
う記号が付されている。前照明濾過モジュール（３６）及び後照明濾過モジュー
ル（５２）が（適切な）レベルの粒子径分配（ＰＳＤ）を得るために含まれてお
り、そこではファイバが前記導管またはチャンバ内で分配され（液体またはガス
を）照明または照射し及び／または光の１次及び／または２次波長または周波数
の遠隔フィードバック制御のために光を受ける。ファイバの伝導率及び／または
損傷敷居または物理的または耐光性を最大化する（例えば、ＩＲ１０６４ｎｍを
ファイバによって直接投影される及び／または上または下方に変換される、及び
／または周波数倍増される１次光として使用する）。直接（端部から端部へ等）
ファイバ伝導の使用、及び／または２次、及び／または３次、及び／または４次
調波生成（非線形結晶またはその他の調波生成手段によって実行されるような）
は、放射ユニットとファイバ受容（ｒｅｃｅｐｔｉｖｅ）１次端部末端（１^st Ｅｎｄｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）の間または、前記放射ユニットと投影結晶ま
たはファイバの分離（ｉｓｏｌａｔｉｎｇ）レンズ（５４、５６）２次端部末端
で使用される。

【００３４】図５は液体またはガスを滅菌する装置の概略図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置は導管（６７）また
はチャンバ内に設置された少なくとも１本の側面発光光ファイバ（６２）、及び
１次光周波数の高輝度光源を有する放射ユニット（６０）を備え、前記光はバッ
テリ（５９）より動力を供給されている。その光はファイバに揃えられて、ファ
イバは分配されるかインターフェイスし、または一体化したり互いに結合した結
晶を、反射端部カップ（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｅｎｄｃｕｐ）（６８）とし
て有し、それは直接、及び／または２次及び／または３次及び／または４次調波
的に生成された光の周波数を、前記導管（６４）またはチャンバ内で投影し、そ
れによって所定量の液体またはガスを照明または照射する。スペアヘッド（ｓｐ
ａｒｅｈｅａｄ）（６５）が図面下方に示されているが、これは観察者に対し
、それが分解または分離（ｄｉｓｍａｎｔｌｉｎｇｏｒｄｉｓｃｏｎｎｅｃ
ｔｉｎｇ）（６９）によって継続使用目的で置換（例えば結晶と共に）され得る
ことを示すためである。

【００３５】図６は、液体またはガスを滅菌する装置の概観図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置はホログラフィック
元素（８０）から生成される少なくとも１個の建設的干渉領域（７０）を備え、
それは導管（８５）またはチャンバのフレーム（エンクロージャ）に取り付けら
れており反射部材（上方左手）（７９）、下方左手（７２）上方左側（８２）、
下方右（７４）、上方（８２）の反対側に設置された導管またはチャンバ内のヘ
ッドロスを除去するのを助け、固形粒子（７７）は滅菌される液体または気内で
光の伝導に重要な役割を果たすので示されており、放射ユニットは約２００ｎｍ
〜約７００ｎｍの（干渉）光の高輝度光源（８１）を有し、その放射ユニットは
電力供給ユニット（９０）より動力を供給され、放射ユニットからの干渉光は（
８７）導管（８５）またはチャンバの本体を取り囲む少なくとも１本の（側面発
光）光ファイバ（左上）（７１）、下右（８８）に揃えられる。（７５）はかな
り右側の固定開口部を表す（固定リッドまたはカバー）。図６は、導管またはチ
ャンバを表し、そこでは光線（軸または参照光）９１からできた少なくとも１個
の建設的干渉の領域からホログラムが形成される。図６は反射部材（ｒｅｆｌｅ
ｃｔａｎｃｅｍｅｍｂｅｒ）（７９）からの干渉光が揃えられてマルチテイル
配線（８７）に至る様子を示すもので、その光はファイバ（７１）によって反射
部材（７９）まで運搬されその正面（反射部材の正面）に直接設置されたホログ
ラフィック元素（８０）を介して投影され、少なくとも１本の側面発光光ファイ
バが導管またはチャンバ内で分配されてそこにある所定量の液体またはガスを照
明（９１）（８６）または照射する。

【００３６】図７は、液体またはガスを滅菌する装置の概観図である。液体またはガスを滅菌する装置が示されており、その装置においては滅菌用の
領域（１１８）内で少なくとも１本の光ファイバを分配し、約２１８ｎｍ〜約１
０６４ｎｍの１次光の高輝度光源を有する少なくとも１個の放射ユニットを前記
ファイバに揃え、前記光ファイバから所定時間、前記液体またはガスを放射する
。（９４）は単一のビームを分割して１０の別々の分割独立フィード（１０７〜
１１６）とするマルチファイバアセンブリを表す。これは、製造者にとっての滅
菌リアクタの構造を増強し（ｅｎｈａｎｃｉｎｇ）及び／または同様に、本発明
に限定されない液体やガスの滅菌目的で光放射を分割する効率的な手段を現在持
たないエンドユーザーにとっても、前記ファイバから、分割及び伝達、及び放射
及び／または送達または分散、または投影に使用できる。水（液体及び／または
ガス等）を光まで持ってくるこれまでの方法と異なり、本発明では光を液体及び
ガスのところまで持ってくるのであり、各フィードはファイバを介してリングに
到達し、１次波長（例えばＩＲ領域では１０６４ｎｍで及び／またはＵＶＢ領域
では２６６ｎｍ）を送達する。それは放射ユニットからセミホログラフィック（
１００）（１１８）、分散、一部誘電リング支持手段（９５）をリング入力の１
０に送達することでなされ、送達先は（リング内）及び／または出力（１０７〜
１１６）でも有り得る。例えば、導管またはチャンバに入れる及び／またはそこ
から出す（本発明の目的のためにはそれは透明、半透明または半不透明で分散性
がよく、光を全体的に伝導するために分散光放射及び／または適切な屈折率の断
面を持ち（例えば、総内部反射で光を導き液体とガスを同時に水圧式で圧力で導
く）その目的は前記透明導管またはチャンバ外部から投影されたものの滅菌であ
り）、そこでファイバが分配される。そして前記ファイバは２方向移動モードで
使用され、そこでは個々のファイバ束の（１０８）（１０９）（１１０）（１１
１）（１１２）（１１３）（１１４）（１１５）（１１６）がそれぞれ放射ユニ
ットからほぼ所定の距離に到達して終了し、及び／または互いに結合して少なく
とも１個の断熱性及び／または安定性モジュラー調波結晶インターフェイスとな
る（例えばＫＴＰ及び／またはＰＰＫＴＰ及び／またはＬＢＯ結晶、または２次
、及び／または３次、及び／または４次及び／または５次調波を生成するための
同等の電気光変換手段）。選択され一列に配置された複数の非線型結晶（１０８
〜１１６）、例えば複数の波長（図示せず）の内部にある特定の結晶を持ったカ
ートリッジ（１０１）においては、結晶を含む前記カートリッジが断熱され（Ｃ
）、温度安定性感知手段（Ａ）、追加の光ファイバ（Ｂ）を有するが、同じネッ
トワーク延長フィードまたは信号をコントローラ（図示せず）（９６）、（９４
）（例えばマルチテイルファイバ配線）に運搬するマルチテイルファイバアセン
ブリに相互連結することが明示されている。結晶はわかりやすくするため（Ｄ）
及び（Ｅ）で表されており、所定の角度に固定されるかまたは感知手段（Ａ）か
ら所定の距離で相整合（ｐｈａｓｅｍａｔｃｈ）する。リングのＩ／Ｏ（入力
／出力）は放射ユニットからの１次光放射を受けるために設定され、そこではフ
ァイバが放射ユニットに揃えられている。光ファイバは追加のカートリッジにつ
ながる追加のファイバ入力にインターフェイス、互いに結合または一体化されて
おり（１０２）、（１０３）、（１０４）、（１０５）、（１０６）、そこで光
放射がその放射ユニットからの直接スペクトルの伝達のために変更なく（波長変
更等なく）送達される。それで、同じリング支持手段が光放射を、光学的にカバ
ーされた（１００）、（１１８）内部次元を通って流れている液体またはガスま
で送達する。複数の波長（直接またはＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧのような、調波生
成や周波数倍増された波長）がファイバの分配によって送達され所定量の液体ま
たはガスをそこで（ファイバからの光で）放射する。（１０７）は、ポリジメチ
ル（フェニル）シロキサン系透明分散先端を有するものとしてわかりやすいよう
に示されている。これはまとめられてブラシ状になり（１０７Ｂ）滅菌されるべ
き液体やガス内まで実質的に延びている。ブラシは一列に配置されているダイオ
ードタイプのレーザー（ダイオードのバー等）に光学的にインターフェイスさせ
られ、ファイバ入力（１０７）を置換し（わかりやすいように暗い色で表す）放
射ユニット（９２）から、約４００ｎｍ〜約６７０ｎｍの１次ポンピング周波数
を、ファイバアセンブリ（９４）から延び前記ダイオードレーザーに至る光ファ
イバフィードを介して除いている。（Ａ）はシロキサン系ブラシ先端へのファイ
バフィーディング放射のより短いセグメントを表す。リングを通過する液体及び
ガスとの適切な接触及び／または露出が最大化されている。分散先端はさらにヘ
ッドロス（ｈｅａｄｅｌｏｓｓ）を減少させ有害な微生物または有害なバクテリ
アの効果的な不活性化、及び／または液体やガス内の微生物滅菌を最大限にする
のを助ける。（１１６Ａ）は右側に示されているがこれは断熱及び安定化感知手
段を示し、（Ｂ）を介して放射ユニット（９４）に接続され光接合が双方を相互
結合し両方を包み込む（Ｃ）で表されている。メインマルチテイル光ケーブルア
センブリ（９３）とセンサ接続ファイバ（Ｂ）は一緒に一体化を容易にしそれに
よって様々な環境や地勢（ｓｉｔｅｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｅｓ）（１１７）に
合わせる。これは光ファイバを介してリモートコントロール及びデータ獲得ユニ
ット（図示せず）に光放射をもたらすための空（ｅｍｐｔｙ）のファイバインサ
ートポイントとして示されている。これはシステム（１１７Ａ）の関連パラメー
タのフィードバック制御用であり、そのファイバインサートに接続するための（
ファイバは図示せず）追加のファイバの経路を点線を用いて示している。（１１
０）は個々の２結晶（Ｂ）（Ａ）を内部に有する結晶カートリッジを表している
。それらの結晶は揃えられファイバ２次端部末端（図示せず）に相整合され、熱
的に安定で断熱されている。

【００３７】図８は液体またはガスを滅菌する装置の概略図である。ここに示す液体及びガ
スの滅菌装置では、以下の操作を行う。すなわち少なくとも１本の光ファイバ（
１２０）（１２４）（１２５）（１２６）（１２７）（１２８）（１２９）（１
３０）（１４２）（１４３）（１４４）（１７１）（１７２）（１７３）（１７
４）またはファイバ束（１２２）（１２１）を滅菌すべき領域（１５８）（１５
６）（１５５）（１５７）に分配し、高輝度光源（１１９）を有する少なくとも
１個の放射源を前記ファイバに揃え（図示せず）、前記ファイバより所定の時間
、前記液体及びガスを放射する。（１３１〜１３７）はファイバ入力を表し、そ
れぞれ同一の、または下方に変更された光放射を介して所定の波長及び周波数で
伝達する手段を有する。（１３９）と（１５３）はフレーム全体があらゆる構造
に合わせられるようなピンを示す。（１５９〜１６５）は、弾性または耐久性の
あるレンズを表し、それぞれが所定の発散を有するのでフレーム（１５４）の内
部空間を集約的に満たすことができる。追加の透明エラストマ系レンズ（ポリジ
メチルメチルシロキサン等）が示されている（１４５）（１６６）（１６７）（
１６８）が、これらは、内部の所定量の液体及びガスを放射する（例えばフレー
ム全体に）目的のため異なる発散または焦点を有する。ファイバ入力（１５１）
（１５２）（１５０）（１４９）（１５３）が示されているが、これらは約１８
０ｎｍ〜約２６００ｎｍの光放射を送達するもので、その場合放射ユニットから
の１次波長は少なくとも一度、ＳＨＧ及び／またはＴＨＧ、及び／またはＦＨＧ
及び／またはそれらのあらゆるスペクトルの組み合わせに変換される（例えば、
断熱または安定性結晶カートリッジを用いて２次、３次、４次、調波生成する）
（図示せず）。（１３８）は、追加の旋回フレーム支持手段を示す。（１４６）
（１４７）（１４８）はファイバアセンブリ（１４０）から延びる個々のファイ
バフィード（１４２〜１４４）を示す。ここでは、約１４０ｎｍ〜約２６００ｎ
ｍの１次波長が送達及び／または変換及び／またはそこの液体及びガスに（例え
ばフレーム全体に）分散される。

【００３８】図９は液体またはガスを滅菌する装置の概略図である。ここに示す液体及びガ
スの滅菌装置では、以下の操作を行う。すなわち、滅菌すべき領域において少な
くとも１本の光ファイバ（１８１）（１７９）（１７６）（１７７ａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ）（１７８ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を分配し、高輝度光源（１７５）を有する少
なくとも１個の放射ユニットを前記ファイバに揃え、前記光ファイバによって前
記液体及びガスを所定時間放射する。セミホログラフィックで一部誘電性の断熱
性または安定性リング（１８２）は、（クイックカップリング等によって）結合
されそれぞれ側部（１８３）及び（１８３ａ、ｂ、ｃ）で連続導管を形成する（
その導管は透明、不透明または半透明でもよくあるいは総内部反射の条件に従っ
て光を導くためにその中で所定の屈折率断面を持っていてもよい）これは一列に
配置されたファイバ入力（ａ、ｂ、ｃ）として示され、ここで（１８３ｄ）はリ
ングの別の側に配置されているがその目的は、リング（１８２）からの断面放射
間の特定のスペクトルの分配の光放射の送達を交代させる（ａｌｔｅｒｎａｔｅ
）ことであり、ファイバ入力（１８３ａ、ｂ、ｃ、ｄ）の長さ方向の投影ポイン
ト（１８３ａ、ｂ、ｃ）パラメータは滅菌される液体またはガスと関連があり（
例えば水や空気の濁り（ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ）、または透明度または懸濁固体の
レベル）これにより放射ユニット及び／または制御ユニット（図示せず）のフィ
ードバック制御及び／または駆動（ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ）の閾値が得られる。

【００３９】図１０は液体またはガスを滅菌する装置のネットワークの概略図である。ここ
に示す液体及びガスの滅菌装置では、以下の操作を行う。すなわち、滅菌される
液体及びガスを含む領域で少なくとも１本の光ファイバ（１８５）（１８７）（
１９１）（１９３）（２０１）を分配し、高輝度光源（１８６）を有する少なく
とも１個の放射ユニットを前記ファイバに揃え、前記液体及びガスを前記光ファ
イバによって所定時間放射する。相互作用する光インフラストラクチャーネット
ワークが示されているがこれは、液体及びガスを滅菌するためのもので、それに
は以下の操作が含まれる。滅菌される液体及びガスの領域で少なくとも１本の光
ファイバ（１９６）（１９１）を（導管またはチャンバで）分配するが、それは
受容１次端部末端及び実質的に導管またはチャンバにほぼ至るまで延びている２
次端部を有し、所定の角度で入射する際に互いに結合され、少なくとも１個のモ
ジュラー２次及び／または３次及び／または４次調波生成結晶モジュールインタ
ーフェイス（１９７）、（１９８）、（１９９）、（１８９）に至り、そこでそ
の結晶は分離透明レンズ（図示せず）または滅菌される液体やガスに面した分散
先端（図示せず）で終了し、高輝度光源を有する少なくとも１個の放射ユニット
（１８６）を前記ファイバに揃え、受容真空または耐熱インターフェイス（１８
８）を介して前記ファイバ１次端部末端（図示せず）に高輝度光を発射するが、
その光はスペクトル領域の可視光線及び／またはＮＩＲ、及び／またはＩＲ、及
び／またはＵＶ（ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ）に１次波長を有する。所定量の液体
及びガスを送達された光で照明または放射（１９９、１９８、１９７）するが、
その光は電磁スペクトルまたは生成されたあらゆる調波のＵＶＡ及び／またはＵ
ＶＢ及び／またはＵＶＣ及び／または可視光線及び／またはＩＲ領域に同一、ま
たは２次または３次波長領域を有する。あるいはそのスペクトルの組み合わせは
所定の時間で変換される。（２０４）はインフラストラクチャー支持手段をわか
りやすいように示し、ここではファイバが、単一の光源を使用する等によって、
実質的に広い面積をカバーするに至ることが可能（これまでの方法や手段とは異
なり）である。（２０３）（２００）（１９５）（１９４）（１９２）は使用の
際のエンドユーザーポイント（タップまたはパイプエクステンションのネットワ
ーク等）を表す。（１９０）は中央ポンプ（液体やガスが流れる方向がわかりや
すいようにポンプに面する矢印を付けている）を示し、これは液体及びガスを家
屋や建物（２０５）全体に分配するためのもので、下方のメイン液体・ガス供給
ライン（左向きの２個の矢印で示す）から到達している。一軒の家の別々の階の
部屋が、相当の距離に達する光ファイバネットワークによって分割及び送達（広
い範囲をカバーしつつ）または分散される様子を更に詳しく示すために描かれて
いる。放射ユニット（１８５）に動力を供給するソーラーパネル（２０７）が建
物または家屋の屋根に示されている。

【００４０】図１１に液体及びガスを滅菌する装置を示す。井戸及び掘削場の液体やガスを
滅菌する装置が示されているが、これは以下のような操作に使用される。すなわ
ち、滅菌すべき液体やガスを含む領域において少なくとも１本の光ファイバ（２
１５）（２２１）（２１６）（２１４）を分配し、高輝度光源を有する少なくと
も１個の放射ユニット（２１０）を前記ファイバ内に揃え、前記光ファイバによ
って前記液体及びガスを所定時間放射する。図１１は本発明の装置の、詰まり（
ｃｌｏｇｇｉｎｇ）（掘削ヘッド及び／または既に汚染された土地からの水を冷
却するシステム用の水フィルタの詰まり）への対処を要する掘削設備で液体また
はガス（近及び海底の石油及び／または淡水掘削場及び井戸で見つかる）を滅菌
する能力を示すものである。光ファイバを使用して放射線を送達することによっ
て、本発明は簡単な方法で詰まりを解決し、生産性を高め、メンテナンス及び／
または費用のかかる定期的な交換作業に要する時間や費用を節約することができ
る。

【００４１】図１２に液体及びガスを滅菌する装置を示す。ここに示す液体及びガスの滅菌
装置では、以下の操作を行う。すなわち、滅菌される液体及びガスを含む領域で
少なくとも１本の光ファイバ（２２３）（２２３ａ）（２２４）を分配し、高輝
度光源（２２２）を有する少なくとも１個の放射ユニットを前記ファイバに揃え
、前記液体及びガスを前記光ファイバによって所定時間放射する。（２２５）（
２２６）（２２８）（２２７）は結晶配列（カートリッジ等）を表し、それを介
して約１６０ｎｍ〜２６００ｎｍの放射源からの１次波長光が伝達され、及び／
または同じく送達され及び／または調波的に生成されるか周波数が倍増され、及
び／または本発明の装置を使用して、滅菌する上での種類別に決まった校正基準
（ｓｐｅｃｉｅｓｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａ
ｒｄｓ）に従って上または下に変換される。透明なエラストマーのレンズ（２３
０）が、（図示していないがカートリッジ等）結晶の内面から液体やガスを分離
している様子が示されている。それらの結晶はカートリッジ内で断熱及び／また
は安定した状態（図示せず）である。結晶はセミホログラフィックで誘電性のリ
ング（２３０）内に配置され、そこにファイバが到達してリング内に挿入される
ことになる（１本のファイバが所定のスペクトル分配の光放射を送達するリング
（２２３）に到達しているのが示されている）。（２３３）は分離レンズの発散
を示しており、そこではレンズから（結晶を通過した後等で）来たビームで、放
射ユニット（２２２）からの光と１次波長及び周波数が同じものまたは放射ユニ
ットからの光が変換されてＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧになることも有り得るが（例
えば２次及び／または３次及び／または４次調波生成及び／または周波数倍増）
、前記１次波長を約１０６４ｎｍから約５３２ｎｍ、または約５３２ｎｍから約
２６６ｎｍの光へ変換する（カートリッジ（図示せず）内の結晶の選択次第）こ
とがリングの内部空間を満たす所定の発散（２３１）で示されている。一部誘電
性のリングに電気パルス式のＤＣ／ＡＣを入力することを、コロイド状沈殿物及
び／または硬水沈殿物の影響を滅菌される液体またはガス中の有機懸濁固体の極
性及び／または磁界に相異なる（ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔ）ことによって低下させ
ることで明示（２３３）している。

【００４２】図１３に液体及びガスを滅菌する装置を示す。ここに示す液体及びガスの滅菌
装置では、以下の操作を行う。すなわち、滅菌される液体及びガスを含む領域で
少なくとも１本の光ファイバ（図示せず）を分配し（１本の光ファイバ入力が（
２３４）で示されている）、高輝度光源を有する少なくとも１個の放射ユニット
（図示せず）を前記ファイバに揃え、前記液体及びガスを前記光ファイバによっ
て所定時間放射する。結晶（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は熱的に安定、または断熱
されたカートリッジ（図示せず）内に配置されている。結晶は放射ユニットから
１次波長及び約２００ｎｍ〜約２４００ｎｍの周波数で光の放射を受けている。
ここでその結晶（例えばＫＴＰ及び／またはＰＰＫＴＰタイプまたはその同等物
）は前記１次波長を、スペクトルの可視光線及び／またはＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶ
Ｃ領域でより低い波長（例えば５３２ｎｍ及び／または２６６ｎｍ）に変換する
。ここで示されている透明レンズ（２３６）は、滅菌されるそれらの液体または
ガスを結晶カートリッジから分離する。リングは結晶の変換効率を持続及び／ま
たは最大限にするためにまた、熱的に安定または断熱されている。

【００４３】実験実験は、エルサレムにあるヘブライ大学の物理化学学科の研究室で実施された
。シグマ・ケミカルズ・イスラエル・カンパニー（ＳｉｇｍａＣｈｅｍｉｃａ
ｌｓＩｓｒａｅｌＣｏｍｐａｎｙ）が２０リットルの大腸菌発酵培養菌を提
供した。生物学的溶液とペトリ皿（ｐａｔｒｉｃｄｉｓｈ）が準備された。実験の各段階は、電気―磁気放射の別々の２つのモードを含んでいた。ａ．１０Ｈｚの繰返し率でのパルスレーザー。波長は２６６ｎｍで９３％、５
３２ｎｍで７％と評価された。ｂ．３００ｎｍを中心に広いベンド（ｂｅｎｄ）（１００ｎｍ）を持つ多色連
続波ＵＶランプ。設備レーザーの設備−Ｎｄ／ヤグレーザー−スペクトル物理−スペクトラＡ−７
０２２次及び４次の調波生成モジュールを備えた量子線モデルＮｄ／ヤグＤ
ＣＲ、これはコンピュータで制御され、２６６ｎｍで計測されたレーザー放射の
波長（２６６ｎｍで９３％、５３２ｎｍで７％）、パルス幅：１０ｎｓパルス電
力の測定結果は以下の通り：ファイバ送達（ｆｉｂｅｒｄｅｌｉｖｅｒｙｒ
ｕｎｓ）：ファイバ端部でのパルス毎に４ｍＪ、直接照射（光ファイバ無しで）
が（液体に入る前に）７０ｍＪで測定された。光信号経路（ａ）レーザーヘッド、（ｂ）１次ステアリングミラー、（ｃ）２次ステアリン
グミラー、（ｄ）３次ステアリングミラー、（ｅ）１次フォーカスレンズ、オリ
エル（Ｏｒｉｅｌ）ＦＯ−３１５、（ｆ）２次コリメートレンズ、オリエル
ＣＯ−３１８、（ｇ）指向性プリズム（ｄｉｒｅｃｔｉｖｅｐｒｉｓｍ）（８
０％の効率で９０度）（ｅ）ファイバ。測定機器「オファー・オプトロニクス（ＯｆｆｉｒＯｐｔｒｏｎｉｃｓ）」パワーメー
タ、サイエンテクモデル（Ｓｃｉｅｎｔｅｃｍｏｄｅｌ）３６４−レーザー
パワーメータ（１ｍｊ−２ジュール）実験を通じて使用されたファイバのタイプＨＧＦＳ（ハイグレード溶融シリカ）光ファイバ束（オリエル製）、分岐型、
各アームの物理直径は合計１０ｍｍ、（２．５〜３ｍｍＮＯＤ）ＨＧＦＳ分岐束
長さ合計１メートル、束はＰＶＣ／ポリアミドタイプの被覆型（ｓｈｅａｔｈｉ
ｎｇ）不透明、金属耐久部材（ｍｅｔａｌｌｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｍｅｍｂ
ｅｒ）を有する。ＳｉＯ₂（均質ガラス）ファイバ束、アトランチウム（Ａｔｌａｎｔｉｕｍ）タイプ、直径８ｍｍで５０００の個別の５０ミクロンのファイバストランドを含
む。ＵＶＡスペクトルの平面的な伝達（ｆｌａｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）
。束の長さ合計３メートル（最初はループの１．５メートルが外部に、１．５メ
ートルが内部にある）のファイバＮ／Ａｓが基準（ｎｏｍｉｎａｌ）０．７未満
。被覆せず。生物学的設備の構成要素は以下の通りである。ステンレススチール密封コンテナφ１７０ｍｍ、照射保護のため２本のファイ
バ束が貫通されている、ＳｉＯ₂φ１００ｍｍ（直径の大きい皿）、磁気攪拌機ベース、野生型大腸菌Ｋ１２菌種２０リットル（適切なサンプリングを行うた
め）、播種用セリン（ｓｅｌｉｎｅ）（生物学的溶液）が入ったペトリ皿。

【００４４】実験の設備は以下の通りである。レーザーヘッドを照射ターゲット（水１リットルに野生型大腸菌）から５メー
トル離して配置した。部屋の反対側からパルスされるレーザービームを導くレン
ズを、テーブルトップ上方に配置した。プリズムを保持し光線を角度にして９０
度下に向けるために搭載装置（ｍｏｕｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）が使用された
。ロスを極力少なくするために、ファイバ束はレーザーに沿って揃えられ、プリ
ズムの正面で先の（ｐｒｅｃｅｄｉｎｇ）二重レンズ構造物に接続された。光鎖（ｏｐｔｉｃａｌｃｈａｉｎ）中の表面ロス（ｓｕｒｆａｃｅｌｏｓ
ｓ）：１次、２次、３次のステアリングミラー；１次、２次のフォーカスレンズ
；プリズム表面ロス；各パルシング表面ロスは次の面で得られる総光強度出力の
約４％で、表面ロスを合計すると出力の約２７％になる。空気中６メートルの距
離を介しての放射は３％余分を見込まねばならない。多色ランプ設備−オリエルＵＶキセノンランプ定格ＸＵ−４５０パワー４５０
Ｗ、フィルタやレンズ、アタッチメントにより減少。（５０ｍＷＣＷ）ＨＧＦ
Ｓ分岐ファイバ束の各端部で測定。出力での強度（ｄｅｅｐ）ＵＶ放射分離用と
して付属のフィルタが用いられた。使用したレンズはコリメータレンズ、ＵＶ−
ＶＩＳでの照射のスペクトル範囲が６０％の平行レンズ（ｐａｒａｌｌｅｌｉｎ
ｇｌｅｎｓｅｓ）で、それぞれ２２０ｎｍから３２５ｎｍまでの範囲で増強さ
れており、３００ｎｍ中心にフィルタ７−５４がある。

【００４５】実験に関する説明実験でのレーザー相は照射の３モードを含んでいた。１）ＬＤ（大皿（ｌａｒｇｅｄｉｓｈ））（ループの両側が接続されて１端部末端になっている光ファイバ）−レーザービームに揃えられているＳｉＯ₂側面発光ファイバ束（５０ミクロンファイバ５０００本）を使用しての照射／放射。束中の１メートルが被覆を取り除かれ実験用の皿（ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｉｓｈ）に分配されている。その皿は照射の間外部光にさらされていた。２）ＬＤ／Ｏ．Ｆ−レーザービームに揃えられている長さ１メートルのＨＧＦＳ、端部白熱、分岐ファイバ束を照射／放射する。端部白熱ファイバはステンレススチールのコンテナカバーに設けられた角度調節可能な孔を通して挿入された。コンテナは照射の間密封された。３）ＬＤ／ダイレクト−ＵＶは直接（光ファイバを介さずに）、プリズムを介して皿まで照射／放射されたＵＶＣＷランプ相−キセノンランプ４５０ワット基準（ｎｏｍｉｎａｌ）
ＵＶ−照射はレーザービームに揃えられた長さ１メートルのＨＧＦＳ、端部白熱
、分岐ファイバ束に向けられ（ｃｈａｎｎｅｌ）、レーザービームに揃えた。端
部白熱ファイバはステンレススチールコンテナカバーに設けられた角度調節可能
な孔を通して挿入された。コンテナは照射の間密封された。いずれの相でも−露出時間は６００秒（１０分）で、ピペット操作使い捨て先
端（ｐｉｐｅｔｔｅｄｒｉｖｅｎｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｔｉｐ）を使用し
て定期的にサンプルを抜き出した。続く２４時間の内に培養菌の数を数える目的
で溶液を準備した。播種は‘９８年７月２０日１４：００、数を数えたのは‘９
８年７月２１日１４：００。

【００４６】まとめ−ＰＯＣ結果（概念実験結果のプルーフ）２４時間後の野生型大腸菌の成長した培養菌の数を数えた。結果を以下の表にま
とめた。パルスレーザー照射ランプ露出時間ＬＤ／ループＬＤ／Ｏ．ＦＬＤ／ダイレＬＤ／Ｏ．Ｆ（ａ）（ｂ）クト（ｃ）２秒００１２３８１０秒００２１４３０秒００１２３６０秒０００７１８０秒０００３００秒０００４００秒７６００秒０００４参照例（２４４９４２４７４５時間−照射無し）

【００４７】図１に示す結果より、側面発光ファイバ（ａモード）及び端部白熱ファイバ（
ｂモード）を使用することで非常に迅速な滅菌（２秒未満）が可能になり、直接
照射／放射（ｃモード）では、１分後に滅菌が完了した。ファイバを介してのＵ
Ｖランプを用いた参照例では、滅菌がそれよりもかなり遅くなるのは明らかであ
った（完全な滅菌とはならなかった）。ＵＶランプの結果は現在の文献で述べら
れている周知の特徴と一致する。公知技術から知られているような、関連のある環境分野の研究者にしばしば支
持される現在の慣習及び現在の知識とは逆に、それは複製配列を生じさせ不活性
化するＤＮＡとＲＮＡの環に吸収される純粋な（ｓｈｅｅｒ）多数のフォトンで
はない。それは、フォトンが４倍未満（４ｔｉｍｅｓｌｅｓｓｐｈｏｔｏ
ｎｓ）の、短いが高エネルギーのパルスを用いて実施でき、その量であれば中程
度の強度の連続ランプ（実験で使用されているＣＷタイプのＵＶランプ）に存在
する。適切な統計学的抜き取り検査及び数の検査がなされた。免除（ｅｘｅｍｐｔｉ
ｏｎ）は観察されなかった。

【図面の簡単な説明】

本発明の図面について簡単に説明する。

【図１】導管内のファイバのレイアウトの概略図。

【図２】導管内のセミホログラフィック分散元素のレイアウトの概略図。

【図３】チャンバ内のループ状で端部白熱タイプのファイバを組み合わせたレイアウト
の概略図。

【図４】制御及び監視システムを備えた、マルチテイル（ｍｕｌｔｉｔａｉｌ）光ケー
ブルアセンブリの概観展開図。

【図５】滅菌ブラシ（歯ブラシ）を示す。

【図６】導管内のマルチプルタイプファイバ配向の概略図。

【図７】マルチプル送達アーキテクチャを備えたセミホログラフィックで一部誘電性の調
波リングの概略図。

【図８】光放射線の調波発生用のファイバ及び結晶を選択する旋回フレームの概略図。

【図９】可変透過性導管を特徴とするセミホログラフィックリングの概略図。

【図１０】公共施設用及び家庭用調波滅菌ネットワークのレイアウトの概略図。

【図１１】石油または淡水井滅菌システムの概略図。

【図１２】調波断熱・安定性セミホログラフィック分散リングの概略図。

【図１３】結晶配列したセミホログラフィック・一部誘電リングの概略図。

【符号の説明】

２３４光ファイバ入力２３６透明レンズ

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１月４日（２０００．１．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】本発明の効果範囲は、新規の方法にある。この新規の方法によると、従来の方
法および手段とは異なって、液体およびガスを滅菌するための光学的な基礎構造
における相互に作用するモジュラーネットワークの設置が容易になる。さらに、
本発明は、信号および／または光の双方向伝送の原理、高調波への変換および／または周波数の倍増を用いることによって、製造者と一般のユーザとの間の相互
連絡および相互運用性を容易にする。局所的なおよび／または広い領域のネット
ワークにわたって光を分割し案内する本発明の能力は、使用される材料の効率お
よび／または損傷閾値などの許容値（例えば、ファイバ、結晶、および光源内のレーザエネルギーの結合および伝送）によって必然的に制限される。そして想像
力によっても制限される。本発明は、このような滅菌ネットワークにわたって高強度の光を送達するための方法に関する。ここで、光は、特定の波長（例えば、１次波長）を有し、変換
され（例えば、２次、３次、４次高調波を生成し）、および／または一般のユー
ザおよび／または使用点において適切な波長に変更される。この適切な波長とは
、家庭、都市、地域および国際（例えば、水処理プラント、またはシステムが配
置されている場所）において、複数の環境保護手段（例えば、複数の滅菌反応器
など）の間のリアルタイムネットワーキングへおよび／またはネットワーキング
からの送達を目的として、結晶と相互結合した光ファイバの内部全反射による転
送原理を利用した効果的な滅菌作用のための所定の送達量を最大にするものであ
る。および／または光は、地理的に離れた場所にわたってまたは静止して配置さ
れる隣接境界において移動し、および／またはトラックおよび車両上で移動され
、航空機または船舶で輸送され、または海洋もしくは宇宙ステーションに配置さ
れ、複数の遠隔目的地にわたって、光ファイバを介して調和して送達され、およ
び／または分配され、および／または周波数が倍増され、および／または分散さ
れ、および／または投射され、この光を用いて液体またはガスが滅菌される。滅菌プロセスのためにＵＶ放射線源としてレーザを用いることが当該技術分野で公知である。例えば、ＵＳ４６６１２６４、ＵＳ４８１６１４５、ＵＳ４２６５７４７、およびＵＳ５３６４６４５はすべて、ＵＶレーザによる放射線に基づいた滅菌プロセスの方法を開示している。しかし、これらの特許はすべて、光源自体（即ち、レーザ）が導管またはチャンバに近接してまたは一体的に取り付けられている方法を開示している。（例えば、光源が前記導管またはチャンバと一体となっている、および／または
断面または流れ方向に沿ってまたは流れ方向に反して直接配置されているような
デバイス）に取り付けられている、または近接してまたは一体化されている。従
来の方法および手段によるこのようなデバイスは、それぞれが（例えば、光源、
関連の電力ユニット、レンズ、反射ミラーまたはレーザ偏向用の他の光学表面を
含み）、反応器ネットワークを形成し、または遠隔滅菌プロセスが経済的に不可
能である完全なユニットを必要とする。（例えば、特定の建物内の３つに分離さ
れた場所を滅菌するためには、３つの光源が必要である。）

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】本発明は、複数の離れた場所にある液体またはガスに、相互作用光分配ネット
ワークの設置を容易にする中央および／または離れて配置された放射線ユニット
から、光ファイバおよび結晶インターフェースを用いて光を照射し、液体または
ガスを滅菌するとともに、（所定の導管またはチャンバ内またはその周囲におけ
る）セミホログラフィー滅菌反応器の設計を容易にする。本発明は、単一のレーザビームの出力（または光源出力）を数十、数百、また
は数千の個々に分離されて配置された（例えば、導管またはチャンバ内、または
所定の空間または寸法の周囲で分配する）ファイバおよび／またはファイバ束（
結晶で終端する）に分割する能力を、当該分野の製造者および一般のユーザに提
供し、従来の方法および手段におけるような制限のない反応器を設計するという
前代見聞の柔軟性を有する。本発明は、ファイバまたはファイバ束を用いることによって、ネットワーク上
の複数点（小さい領域または大きい領域をカバーするように局所的または遠隔的
に広がった点）に対して、幾何学上良好に、より効率的、および／または保守を
あまり必要としないためより経済的に適切な光束密度を同時に提供し、これによ
って（滅菌のための１次および／または２次波長を送達するための光ファイバを
用いて）所定のネットワーク上の複数の作動反応器へのおよび反応器からの重要
なデータ取得コマンドを光学プラットフォームにわたって様々なプロトコルにお
いて転送および／または実施、および／または送達することを可能にし、同じフ
ァイバおよび／または束を用いて感知周辺装置からの光学データに、遠隔に配置
された制御間で信号をリアルタイムで送達させる。これにより、複数の異なる場
所を同時に滅菌するための中央に配置された単一光源の有益な利点が提供される
。本発明はまた、（中央および／または遠隔に配置された）光源と、ファイバの
発光端部および／または側部との間の所定距離で、ファイバが適切な結晶で終端
し、中央光源において発生した１次波長を２次、および／または３次、および／
または４次高調波に変換する前または後において１００％の電気的安全性を提供
することによって高い安全性を提示する。本発明は、同時に複数の所定点（例えば、離れて位置するおよび／または分離し
た場所、および／または部屋、および／またはチャネル、および／または蛇口、
および／または複数の離れて位置する導管またはチャンバなど）に光ファイバを
介して光を到達させる単一の放射ユニットを用いて、相互作用する滅菌ネットワ
ークを形成する新規の方法を提供する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】本発明では、複数の側面発光光ファイバは、一端で共通の端部末端を有し、他
端で個々のファイバ端部部分（端部末端）を有するように束ねてまとめられるか
、単一の共通端部末端となるようループ状にされるか、または分岐（多重トラッ
ク束タイプ、例えば、単一の入力−複数の個別出力）形式の束（導管またはチャ
ンバ内もしくは周囲で分配されるか、または導管もしくはチャンバの壁に一体化
される）（ランダム、長方形、円形等）にされ得る。滅菌に必要な所定種に特異的な光量送達密度は、特定のスペクトル分配の所定の放射ユニットに対して最大
にされる。本発明では、導管は、液体またはガスが出入りし、通り抜けるための少なくと
も１つの開口部を有する所定の空間である。本発明では、チャンバは、液体またはガスを出し入れし、（一時的または永久
的に）保存または保持するための１つの開口部を有する所定の空間である。本発明では、ピークパワーは、その所定の持続時間にわたって所定の単一光パ
ルスで生成される最も強力な点である。本発明では、パルス持続時間は、所定時間にわたって単一の光パルスを構成す
る所定の時間スパン全体に関する（例えば、しばしば、略してＮｓと記載される
ナノ秒、ピコ秒（Ｐｓ）、略してＦｓと記載されるフェム秒など）。本発明では、パルス反復レートは、所定時間にわって生成されるパルスの数（
例えば、通常Ｈｚで測定される１秒当たりのパルス、例えば、約１０Ｈｚから約
１８，０００Ｈｚ）に関する。さらに、本発明では、前記パルスは、それぞれが
少なくとも１つの結晶および／またはレンズをその端部末端インターフェースに
有する光ファイバに発射される。本発明では、パルス波長は、所定のパルスが生成されているかまたは投射され
、このようにレーザ内で生成されたパルスがファイバ（またはファイバ束）端部
末端から結晶インターフェース（例えば、ホログラフィー素子）を通って出ると
きまたは投射されるとき異なる波長を有し得る特定波長に関する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体及びガスを滅菌する方法であり、滅菌される液体また
はガスを含む領域で少なくとも１本の光ファイバを分配し、前記ファイバに高輝
度光源を有する少なくとも１本の放射ユニットを揃え（ａｌｉｇｎ）、前記液体
またはガスを所定時間、前記光ファイバによって放射する（ｒａｄｉａｔｅ）方
法。
【請求項２】光放射源の１次放射線周波数が放射位置に達する前または
その位置で、別の２次周波数に変換され、それによって光ファイバから発光（ｅ
ｍｉｔ）される２次放射線が光源の周波数と異なる周波数を持つ請求項１に記載
の方法。
【請求項３】１次周波数の２次周波数への変換が調波的に（ｈａｒｍｏ
ｎｉｃａｌｌｙ）生成される請求項２に記載の方法。
【請求項４】光ファイバが、滅菌される液体またはガスを含む導管また
はチャンバの本体または壁に一体化される請求項１に記載の方法。
【請求項５】滅菌される液体またはガスを含む領域に分配された少なく
とも１本の側面発光光ファイバを有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】滅菌される液体またはガスを含む領域に分配された少なく
とも１本の端部白熱（ｅｎｄｇｌｏｗｉｎｇ）光ファイバを有する請求項１に
記載の方法。
【請求項７】さらに、滅菌された領域から光ファイバによってリアルタ
イムで分光学的データを滅菌プロセスのフィードバック制御のためにいずれかの
遠隔地に転送する（ｔｒａｎｓｆｅｒ）請求項１に記載の方法。
【請求項８】放射ユニットが単波長単色高輝度光源を有する請求項１に
記載の方法。
【請求項９】放射ユニットが約２４９ｎｍ〜約２４００ｎｍの多色高輝
度光源である請求項１に記載の方法。
【請求項１０】放射線源がパルス高輝度光源である請求項１に記載の方
法。
【請求項１１】高輝度光源からのパルスが、シングルモード、マルチモ
ード、定格インデックス（ｒａｄｅｄｉｎｄｅｘ）、屈折率こう配から選択さ
れる光ファイバまたは極性持続（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍａｉｎｔａｉｎ
ｉｎｇ）ファイバもしくはファイバ束に揃えられる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】放射ユニットが連続的高輝度光源である請求項１に記載
の方法。
【請求項１３】放射ユニットが約１８７ｎｍ〜約４００ｎｍの高輝度紫
外線源を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】放射ユニットが約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの高輝度可
視光線源を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】放射ユニットが約８００ｎｍ〜約２４００ｎｍの高輝度
ＩＲ源を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１６】液体またはガスを滅菌する相互作用光インフラストラク
チャーを備えたネットワークを提供する方法であり、受容１次端部末端（ｅｎｄ
ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）、及び実質的に導管またはチャンバに至るまで延び
、所定の角度で入射する際に、少なくとも１個のモジュラー２次及び／または３
次及び／または４次調波生成結晶モジュールインターフェイスに互いに結合（ｉ
ｎｔｅｒ−ｍａｔｅ）される２次端部を有する少なくとも１本の光ファイバを有
し、本方法においては、結晶が滅菌される液体または基体に面した分離（ｉｓｏ
ｌａｔｉｎｇ）透明レンズで終了（ｔｅｒｍｉｎａｔｅ）させられ、前記ファイ
バに高輝度光源を有する少なくとも１個の放射ユニットを揃え、前記ファイバ１
次端部末端に直接及び／または受容真空インターフェイスを介して、電磁スペク
トルの可視光線及び／またはＮＩＲ及び／またはＩＲ及び／またはＵＶ領域で１
次波長を有する高輝度光を発射（ｌａｕｎｃｈ）し、所定量の液体またはガスを
、ＵＶＡ及び／またはＵＶＢ及び／またはＵＶＣ及び／または可視光線及び／ま
たはＩＲ領域またはそれらから調波的に生成もしくはスペクトルの組み合わせを
変換された同一または２次波長範囲を有する送達された光で所定時間照明または
照射する方法。
【請求項１７】請求項１に記載の方法によって液体及びガスを滅菌する
装置であり、滅菌される液体またはガスを含む導管またはチャンバと、前記導管
またはチャンバの壁または本体またはその周辺部の内部または周辺に分配または
一体化されている少なくとも１本の光ファイバと、前記ファイバに揃えている高
輝度光源を有する放射ユニットを備え、それにおいてファイバが前記導管または
チャンバに分配され、それによってその中の液体またはガスを照明または照射す
る装置。
【請求項１８】高輝度光源を有する放射ユニットが約２２０ｎｍ〜約２
４００ｎｍの多色または単色光源である請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】放射ユニットがレーザーである請求項１７に記載の装置
。
【請求項２０】レーザーがフラッシュランプ、ファイバレーザー、ソリ
ッドステートレーザー、ガスレーザー、クリスタルレーザーから選択される請求
項１９に記載の装置。
【請求項２１】光が紫外線領域にある場合にバクテリアの滅菌に特に有
効な請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】ファイバが真空フランジまたはファイバの損傷しきい（
ｄａｍａｇｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を増加させるコリメーティング光インター
フェイスを介して放射ユニットまでインターフェイスされ、それによって特定の
スペクトル分布の実質的な光エネルギーの送達が可能になる請求項１７に記載の
装置。
【請求項２３】ファイバから発光される光がスペクトルの可視領域にあ
る場合にゴキブリの繁殖サイクルを妨害するのに特に有効な請求項１７に記載の
装置。
【請求項２４】放射線源が多色マイクロ波励起ランプである請求項１７
に記載の装置。
【請求項２５】放射ユニットが地球の太陽放射線を利用する太陽熱集熱
器及び／またはコンセントレータである請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】少なくとも１個の側面発光光ファイバを有する請求項１
７に記載の装置。
【請求項２７】少なくとも１個の端部白熱光ファイバを有する請求項１
７に記載の装置。
【請求項２８】導管またはチャンバ内でファイバを支持する手段を有す
る請求項１７に記載の装置。
【請求項２９】光ファイバを包む透明または不透明のスリーブを有する
請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】スリーブが光ファイバを一体的に包んでいる請求項２９
に記載の装置。
【請求項３１】導管またはチャンバ内の光ファイバが、導管またはチャ
ンバ内で少なくとも１ヶ所の建設的干渉領域を製造するために幾何学的に分配さ
れている請求項１６に記載の装置。
【請求項３２】ファイバが側面発光ファイバであり、螺旋状またはジグ
ザグな幾何学模様を描いて分配され、それによって平面、円錐形、円筒形、また
は滑らかな表面またはそれらを組み合わせたものを形成する請求項１７に記載の
装置。
【請求項３３】ファイバが自身の経路に沿って折り返されそれによって
少なくとも１個の平行なファイバの経路が形成される請求項１７に記載の装置。
【請求項３４】分配されたファイバの少なくとも１個の放射セクション
に対し平行な反射部材を有する請求項１７に記載の装置。
【請求項３５】導管、チャンバまたは他のいずれか所定の空間で少なく
とも１ヶ所の建設的干渉領域を製造するために、光ファイバの末端端部（ｔｅｒ
ｍｉｎａｌｅｎｄ）に装着された反射端部カップを有する請求項１７に記載の
装置。
【請求項３６】ファイバが側面発光ファイバであり反射部材がファイバ
の一体部品である請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】ファイバが端部白熱ファイバであり、少なくとも１ヶ所
の建設的干渉領域を製造するためにファイバが次元的に（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ
ｌｌｙ）配置されている請求項１７に記載の装置。
【請求項３８】導管またはチャンバまたは他のいずれかの所定の空間に
少なくとも１ヶ所の建設的干渉領域を製造するために、さらにホログラフィー光
素子を有する請求項１７に記載の装置。
【請求項３９】導管またはチャンバ内に紫外線ホログラムを有し、前記
ホログラムが少なくとも１個の建設的干渉から形成され、前記ホログラムが導管
またはチャンバ内空間の大部分を満たしている請求項１７に記載の装置。
【請求項４０】導管またはチャンバが、粒子材料を除去するために少な
くとも１個の多孔性スクリーンまたは薄膜または表面ディスクまたは毛管または
磁気素子または化合物を有する濾過ユニットを有し、光ファイバが濾過ユニット
の中のスクリーンまたは薄膜または表面ディスクの少なくとも１個に一体化して
いる請求項１７に記載の装置。
【請求項４１】導管またはチャンバが下水道管である請求項１７に記載
の装置。
【請求項４２】チャンバが、空気が混入した緩い土壌（ａｅｒａｔｉｏ
ｎｖｏｌｕｍｅｓｏｆｌｏｏｓｅｌｙｐａｃｋｅｄｓｏｉｌ）、キャ
ビネット、クローゼット、高床式のフロア（ｒａｉｓｉｎｇｆｌｏｏｒ）下の
空間、吊天井上方の空間、壁のくぼみの空間、屋根裏部屋、配管・配線作業員の
床下・天井の空間、貯蔵された物品間の空間、インフラストラクチャー支持コネ
クション間の空間、水輸送用パイプ、靴、掃除機（モジュラーアタッチメント）
、歯ブラシのヘッド内の空間、ブラシのヘッド内の空間、ヘッドホンハウジング
内の空間、窓枠、貯水池、食料と飲み物貯蔵用冷蔵庫、ドア枠から選択される閉
鎖空間である請求項１７に記載の装置。
【請求項４３】放射ユニットの出力を制御するためにさらにコンピュー
タシステムを有する請求項１７に記載の装置。
【請求項４４】滅菌領域からの分光学データをリアルタイムでコンピュ
ータシステムに転送する少なくとも１本の光ファイバを有する請求項４３に記載
の装置。
【請求項４５】少なくとも１個の結晶インターフェイスが少なくとも１
本の光ファイバまたはファイバ束端部末端に取り付けられるかまたは一体化され
、それによって入射する１次パルスの波長を、それより波長の低い出射パルスに
変換する請求項１７に記載の装置。
【請求項４６】結晶が、光源で生成された１次周波数の２次及び／また
は３次及び／または４次を調波可能な非線型タイプの結晶である請求項４５に記
載の装置。
【請求項４７】光源の１次周波数がスペクトルのＩＲ領域にあり、少な
くとも１個の結晶がＩＲ放射線周波数を可視光線及び／またはＵＶ放射線に変換
できる請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】少なくとも１本のファイバが少なくとも２個の弾性分散
先端に接続され、前記先端が一まとまりになって、滅菌される液体またはガスに
実質的に達するブラシを形成する請求項１７に記載の装置。
【請求項４９】導管またはチャンバの壁が透明で、放射線を通すために
適切な屈折率の断面を持つよう積層されている請求項１７に記載の装置。
【請求項５０】導管またはチャンバが、産業用の光合成能力を持つ藻類
反応器または生物反応器である請求項１７に記載の装置。
【請求項５１】導管またはチャンバが医療用透析装置である請求項１７
に記載の装置。