JP4339249B2 - 標的部位の化学的又は物理的特性に影響を与える方法及び装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

（本発明の技術分野）
本発明は、一般に、放射伝送技術の分野に属し、ＵＶ放射を標的部位にガイドする方法及び装置に関する。本発明は、例えば、液体を容器に無菌的に充填する、種々の光化学的処理に使用し得る。

（本発明の背景技術）
深ＵＶ領域及び電磁気スペクトルの他の領域（ＵＶＡ、ＵＶＢ，ＵＶＣ、ＶＩＳ、ＮＩＲ、ＩＲ）で動作し得る光学装置は、ここ数年関心が払われてきた。従来技術における利用可能な光学機器のほとんどは、大エネルギー及び、高出力ビームを水、空気又は液体とガスとを組み合わせて冷却することに関連した熱力学的応力に抵抗し得ない。多くのガスが試され、広範な種類の高純度溶融石英は、深ＵＶ光の伝送に利用し得る。しかしながら、これらの成分は、高価で、伝送し得るエネルギーレベルに制約がある。さらに、市販の材料の加工、リソグラフィー及び化学的に誘導される写真にしばしば必要とされるエネルギーレベルを伝送する石英の種類及び合成ガラス成分の能力に関して、空間的な制約及び障害に対する閾値の制約は、厳密な限定を伴う。特に、ＵＶ反射性コーティングの製造に関する厳密な制約は、本技術分野の伸展を妨害しており、多くの空間的処理は、クオーツ７（ｑｕａｒｔｚ ７）、高価な光学グレードのポリマー及び水晶でのみ可能とされるのみであって、これらの全ては、ＶＩＳ、ＮＩＲ、ＩＲでのみ視覚可能なその他のスペクトル領域（例えば、電気通信やＩＴ）における光ビームの処理及びマニピュレーションに主として使用される。

高出力又は正確な光源は、しばしば高価な光学機器及び、ＨＧＦＳ（高純度の融解石英）、ＳＨＧＦＳ（合成溶融石英）を用いた光学的グレードの製造方法並びに複数のＡＲ／ＲＣ（抗反射／屈折コーティング）層をしばしば適用する高価な半導電性コーティングを必要とする。かかる光源を用いたこれらの装置には、ビーム路における光学成分の全てに影響を与える物理的制約、光障害及び変形にさらされ、従って、工業的で連続的で反覆可能な動作に関連した所望の性能パラメーター、障害閾値及び物理的特性を達成し得ない。これらの制約は、設計者、製造者及びエンドユーザーが、エネルギー消費や壁プラグの有効性に負の影響を与え、定期的なメンテナンスや交換の頻度を増加させる高価な冷却ユニットを一体化することに影響を与える一方、熱力学性及び工学的な障害に対する閾値により影響される現行の制約された方法を用いた装置に関連する資本コストを増加させる。

レーザー、電気光学機器、電子機器及び固体電子機器における現在の進化は、エネルギー消費を増加させ、実質的な時間領域を増大させ、マニピュレーションの可能性を増大させ（つまり、より多くのピーク出力密度を生成させ）、広範なカップリング及びスイッチング方法に関する要求を増加させる。現在用いられている光学グレードの製造技術は、高い温度、熟練したエンジニアリング及び膨大なインフラ並びに範囲を制限する製造部位を要求するエネルギー、市販及び工業的な高出力のレーザー技術、光化学で誘導されるレーザー並びに高い平均出力、高いピーク出力及びしばしば非常に高い反復率で動作するレーザーを必要とする材料処理方法に依拠する。

高グレードの光学成分に現在使用される製造方法は、高エネルギー駆動温度ジェネレーター、大きい重量の機械、鋳造処理で駆動されるヒーター、しばしば安全性を考慮して停止するファーネス、及び高価表面処理並びに最終要素又はレンズを研磨するコーティング処理を、主として利用する。

高い障害閾値を有するＵＶＣ光学機器などを製造する目的で現在払われている努力は、光学グレードの材料に関する従来の熱的な制約がなく、工業的に許容し得る高い質で、ダメージに対する高い閾値で、光学グレードのＵＶＣ光学機器で、反覆可能なオプトロニクス処理を不要とする処理を提供することに失敗している。

熱処理方法を提供する複数の技術が存在する。これら現在使用されている技術は、厳密に安全で、信頼性が高く、信憑性が高く、これらの化学的で、余剰で、しばしば毒性を有し、高価で、遅く、負担を強いる、材料で駆動される方法及び処理に起因する有効性の高い制約を導入する。さらに、器具類の表面処理に関する現行の方法は、複雑である。また、現行の方法は、組織及び／又は切断部、疼痛部、損傷部、に対して生理的にダメージを与える実際の処理に必要な方法を包含するように容易に適合され得る。さらに、本技術分野において処理に特定の化学的作用を猶予し得るのに利用可能な十分な時間がない（例えば、殺生剤又は化学殺菌剤を使用する場合など）制約された時間内での危機的で医療的な方法におけるように、或いは、オートクレーブとは程遠くから戻される器具類や殺菌装置に関して（つまり、病院やセンターやクリニック等）、生命維持装置や器具に関して十分な安全手段が提供されておらず、しばしば、これらに関連した動作時間を遅延させてしまい、有効性を減少させ、補助的な交換機器要素を必要とし、不必要な手動の操作を必要とし、人材を消費してしまい、高いエネルギー消費（高い資源及び動作コスト）をもたらすとともに、生命維持を行う医療方法を欠落させる可能性がある。

多くの医療機器は、基準、健康及び安全性に関する規則からは十分低い濃度のバクテリア及び／又は有害な種を除去するのに滅菌や殺菌を必要とする。さらに、医療方法に幅広く使用される医療機器は、現在、化学殺菌剤で処理されている。最も高価な殺菌剤の一つと考えられている熱のように、滅菌方法は、しばしば、長い時間と浪費的な作業工程スケジュールを必要とする。さらに特に、長時間の化学的滅菌方法は、ＤＮＡやＲＮＡの複製工程を効果的に不活化したり、このように外来種に由来する燃料を不活化する、新規でより効果的で化学的に毒性を有さない方法を行う酸化作用に関して採用される。

殺菌にＵＶ光を用いたり光処理を用いる現在採用されている方法は、しばしば多色灯などの連続波（ＣＷ）を使用しており、これらのほとんどは、放射線を有し、かつ、有効なピーク出力を有していない（つまり、Ｐ．Ｗ．タイプの光源により生成されるようなもの）。特に、殺菌や光処理用の紫外光を生成させる主要な手段は、水銀型の光源やランプを用いることである。これらのランプは、連続的な光（つまり、ＣＷ）を生成し、これらの光の主要部分は、約２５４ｎｍ領域（これらのピーク放射（水銀））のものである。これらの光源／ランプは、効果的な殺菌能力を発揮したり広範な医療用機器の滅菌に必要とされる波長を有さない。さらに、医療用機器を殺菌及び滅菌する現在の方法には、熱、γ線、Ｘ線、Ｙ線、ラジオ波、紫外線、マイクロ波及び化学物質が挙げられる。現時点で実効的な解決方法を提供するこれらの方法は、上記の装置の特性に厳密な制約を与える。

今日利用可能な従来の処理技術には、熱、オゾン化、塩素化、酸化、γ線、Ｘ線、Ｙ線、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ、フォトン、ラジオ波、マイクロ波、種々のタイプのイオン化放射、酸化技術、ＡＯＴｓ（Ｈ_２Ｏ_２／ＵＶやＴｉＯ_２などを用いた先進的な酸化技術；Ａｄｖａｎｃｅ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）が挙げられる。現在使用されているこれらの処理技術は、しばしば、危険であり、高価であり、実質的に臭気的なメンテナンスや交換を必要とする。さらに、上述のイオン化放射タイプを用いた機器は、洗練されたサポート手段及びインフラとして安全な測定を必要とし、デザイン上及び実行性においてより複雑としている。これら放射型のいくつかは、癌を発生すると確認されており、製造プラントにおいてこれら技術の有する社会的な信頼性は低下している。強制法規及び基準により、さらに、障害を与えない処理に関して、代替的で、より安全で、より経済的な方法が必要とされる。従来の化学的技術は、（「有害性を有する」化学品である）液体やガスを洗浄する必要性が常に必要であるため、且つ、一度有用な工程やこれらの滅菌や酸化作用が一度終了すると、消費される特定の容量からこれらを除去する（つまり、殺菌の後、又は精製が起こる）必要があるため、制約される。

本発明は、光をガイドする公知の技術、特に液体媒体（例えば水）を介してＵＶ放射する公知の技術を利用する。水の内部に光をガイドすることは、古代及び／又は近代の建築物に見出し得る装飾機能を有する噴水や照明された滝などの目的に利用されている。ＵＶ放射を伝送する種々の導波路が開発され、例えば、以下の米国特許：第４，００９，３８２号；第５，４１２，７５０号；第５，５４６，４９３号；第６，１８３，６４１号；第６，３１４，２２６号；第６，４１８，２５７号及び第６，５０７，６８８号などに開示されている。

光を伝導するのに液体ジェット又はストリームを使用することが提案されている。例えば、国際特許出願ＷＯ８５／０５１６７号は、照明効果及び／又は照明を提供するのに適合された液体アウトレットを開示しており、これらは、蛇口、コック、水飲み場などの家庭用配管器具；装飾用及び表示用噴水；飲料物などの自動販売機；実験用又は工業用処理に使用され得る。これらの技術によると、光が全体的又は部分的にジェット又はストリームにより伝導されるように、任意の波長の光を、中空、固状又は準分割された液体のジェット又はストリーム中に導入する。光源組織（ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ ｏｒｇａｎ）を出口に近いこの液体ストリーム内に配置する。これにより、この光源組織は、出口を介して流動する液体と熱交換状態となり、液体ストリーム中に出力される光は最大化し、或いは、出口からの一定距離においては、いくるかの補助的な光導波機構により湾曲された通路に沿ってそのアウトレットは光学的に結合される。

国際特許出願ＷＯ９５／２９３００号は、電磁波を、シャワーシステム、タブ又はバスタブなどの衛生設備中の水又は水流中に導入する装置及び方法を開示する。この電磁波が可視光である場合、１つ又は２つの形態の組み合わせ：つまり、水の乱流又は砕水での光の反射による照明と、水の非砕水で運ばれる光による照射とであって、空気と比較して水の屈折率がより高いことに起因して、水流に導入される電磁波が運搬可能で且つ水流によりガイド可能である照射で、水の照明が実行される。シャワーヘッドの一部又は全部などの衛生設備の一部は、上記の光源により照射される。光源の色彩、パターン及び／又は強度は、使用する水の温度、流率／圧力又は清潔度などの特定の水の条件に従って手動又は自動で調節され得る。この光源は、シャワー／タップのヘッド又はこれらから分離して配置される。後者の場合、光源から適切な水流へと光学エネルギーをガイドするのに、反射鏡手段、光学導波手段又は繊維光学手段を使用する。上述の光源が太陽光に類似する場合には、組み合わされた太陽光によるバス及びシャワーユニットが得られる。

（本発明の概要）
本発明は、流動する液体光ガイドを精製する目的で、液体媒体を光と組み合わせる新規の方法を開示する。

本発明は、液体を伝送する光ジェット又はストリームにより特定の処理（化学処理又は機械処理）を実行する方法を開示する。本発明の一つの態様によると、標的部位の化学的又は機械的特性に影響を与える方法を提供する。当該方法は：
（ａ）所定の流率の液体流を標的部位を有する接点へと供する工程；
（ｂ）出力、波長、デューティーサイクル及び繰返し率に関して所定のパラメーターを有するＵＶ放射を供する工程；
（ｃ）前記液体流の軌道に沿った該液体流内の前記ＵＶ放射を検知する工程；及び
（ｄ）一定時間、前記の化学的又は機械的特性の少なくとも一方に影響を与えるのに十分な条件で、前記液体流を前記標的部位に接するように保持する工程；
を有する。

上記の液体流は、その軌道の少なくとも一部に沿って流動するフリースペース（ｆｒｅｅ−ｓｐａｃｅ）であってもよい。

上記の標的部位は、外来性の生物的又は化学的種により影響をうける疑いのあるアイテム又は物質である。この標的部位は、充填前の容器、充填済容器、表面、人間、哺乳類、乗り物、医療用機器、コンベア、コンベアベルト、食品、果実、野菜及びサラダから選択される。

上記のＵＶ放射は、好ましくは、高周波数パルスレーザーなどのレーザー源により生成される。例えば、このレーザー源は、パルス化された２６６ｎｍのレーザー又はパルス化された３５５ｎｍのレーザーである。レーザー源は、高出力でｎｍ秒のパルスレーザーであってもよい。

本発明による技術は、粒子タイプの少なくとも５０％又は変化を有するための主体として予め定められた微生物に適用される化学的又は機械的変化を提供する。

液体流により運搬される同様のＵＶ放射は、標的部位への経路における液体の殺菌に使用されてもよい。

本発明による方法は、標的部位の近傍から回収し標的部位を有する他の接点に向かって戻らせることにより、液体を再利用する工程を有してもよい。

さらに特に、本発明による方法は：
（ａ）処理の開始に効果的に選択された波長、強度及び持続時間を有する少なくとも一つの光ビームを生成する工程；
（ｂ）所定の発射位置、軌道及び標的部位を有する、パイプで送られない、液体を伝送する光ジェット流の少なくとも１つを形成するステップであって、前記液体は、前記ジェットの周囲の屈折率（Ｎ_２）よりも大きな屈折率（Ｎ_１）を有する、ステップ；並びに
（ｃ）前記光ビームが前記標的部位に向かう軌道に沿って固定された前記ジェットの全体をガイドされるように、前記光ビームを前記ジェットに向ける工程；
を有し、これらにより、前記発射位置と前記標的部位との間でガイドされた前記ビームにより前記の処理を可能とする。

種々の種類の光化学処理は、本発明の新規で革新的な方法を利用してもよく、これらの全ては、必要とされる特定の処理に適合される光放射用の「流動導波」としてパイプで送られない液体ジェットを使用するという同様に新規で利点を有する趣旨に基づいている。従来の方法を用いた対応する方法に比べて利点を有するこれら種々のタイプの処理及びこれらを実行する方法を以下に詳細に述べる。

本発明において開示する新規な方法は、流動する液体及びガスに、殺菌性のある領域（２２０〜３８０）の高強度の光ビームを非破壊的に結合する方法であって、これにより、リアルタイムで流動する液体導波方法を生成する。また、本発明において開示する新規な方法は、空間、空気、ガス、又は周囲を取り巻く液体の屈折率よりも高い屈折率を有する、流動する懸濁化された液体形成を用いた空間的な処理方法である。さらに、（ｃ）空気や外部のガス（１．００）よりも高い屈折率（１．３３）を有する（ｂ）上記の流動液体と水光学複合体への液体及びガスの水圧又は空気圧的な相互作用（形状や可変な空間寸法）との屈折率特性の連続性で形成される可変な境界を適合するように流動均一性内に空間的にロックする（ａ）上記の光、という三重のガイディングは、光誘導化学性並びに液体、ガス、水空気又は表面の組み合わせたものの滅菌や殺菌に適合する。

本発明は、リアルタイムで流動する液体導波路又は光化学に関する新規の方法を提供する。この技術によると、高強度のパルス化ｎｍ秒単位のレーザーＵＶ光ビームを有する少なくとも一つの放射ユニットからの出力が、中空で、好気的で、毒性を有さない、液体（水）射出手段に開口する出力部へと挿入又は結合される。後者は、導管又はチャンバーであって、不可欠な導電性、誘電性、半導性、又は超伝導性リンクを有し、このリンクは、動的な水力−光学的且つ光化学的に所定の処理効果を有するように成形されたインレット及びアウトレットランチャーの少なくとも１つを有する。この導管又はチャンバーは、液体及び同時に通過する光の通路を妨害しない少なくとも１つの開口部を有する。この開口部のそれぞれは、光学的な出力又は入力部分に装着され、これらの部分は、所定の径、許容角度及び生物学的適合性を有し、或いは、光触媒的に固定化された内部若しくは外部表面領域層又は薄膜コーティングを有し、且つ、上記の開口部の通路を介して挿入される光用に十分大きく、且つ、薄板の連続体若しくは乱流又はこれらを組み合わせた流動フォーマットにおける前方への流動性の内部に残存する液体に十分小さい少なくとも１つのベンチュリ吸引ポイントを有する。液体若しくはガス又はこれらを組み合わせた所定の容量は、上記のガイドされた光の総合作用により処理又は惹起される上記の液体射出手段の上記インレットを介して同時にポンピングされる。周囲の空気やガスの屈折率Ｎ_２よりも大きな屈折率Ｎ_１を有する少なくとも１つのジェット流は、周囲に対して全体的に内部反射による上記の光のパルスをガイドするのに十分なＮ_１／Ｎ_２の屈折率特性を形成するように、同時に前方に射出される。このジェット流は、少なくとも１つの泡を有してもよい。上記の液体及びガスの所定の容量の連続禎は、上記の妨害しない開口部において少なくとも１つのベンチュリ圧力一の形成に十分な所定の圧力容量若しくは流率又はこれらの組み合わせにて上記の中空の水射出手段にさらに沿って配置された上記のアウトレットランチャーに同時に送達される。なお、この開口部は、固形の光学的グレードの要素又はレンズを使用する必要が無く、空気から水を介して減衰を現象する表面への光路における要素の数を減少させ、障害の閾値を増加させ、且つ、定期的なメンテナンス及び交換の頻度を減少させる。ラジカル種を形成するように、或いは、光分解又は光触媒の惹起のため、或いは、直接的に光化学的に影響を与える殺菌のため、或いは、滅菌のため、解離のため、ミネラル化若しくは酸化のため、或いは、所定の一定時間内での単一の同時作用における、上記の液体若しくはガス若しくは表面又はこれらを組み合わせたものの洗浄若しくは浄化のため、所定の酸素濃縮物、一重項酸素種、所定の酸化剤、光触媒半導性金属、金属酸化物粒子、ナノ多孔体、非多孔性複合成分又は半導性若しくは誘電性組み合わせ物を、上記流動液体ジェット流に比例的に添加又は除外してもよい。

本発明は、本発明のＵＶＪＥＴでガイドされるパルス化ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣレーザー光を用いた医療機器及びエンジニアリング用具を処理するため、（本発明の流動液体導波を用いて、）障害を与えることなく、血流及び体液の表面を介した殺菌に特に有用である。ここで、その幾何学的湾曲により、従来の殺菌又は精製技術を用いて到達することはしばしば困難である。本発明による方法は、幾何学的利用性を最大化するため、内部（つまりパッケージング内の）液体及び／又はガスよりも高い屈折率を有する種々のポリマー製のコルク又はリッドに使用されてもよい。

特に、本発明のＵＶＪＥＴは、モジュラー的に（ｍｏｄｕｌａｒｌｙ）、スケールアップ又はスケールダウンされてもよい。例として：表面処理するための本発明の方法は、ペーストが新規に生成することを触媒的に用いて可変な浸透深を有する、その複合的な曲率を有する内部表面及び容量を利用する導波誘導性ブラシ（ＷＤＢ；ｗａｖｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｒｕｓｈ）の照射又は放射を利用して口腔の衛生を向上さえるのにも有用であって：
複数の成分化合物で構成される補給剤（ｍｏｄｕｌａｒ）を構築又は一体化し、生成する酸素電荷（ＳＹＯＣＨ）の所定部分を、安定化され、光触媒性を有するように拡張された生分解性生体適合性カーボマー又はＢＩポリマーの三次元ポリマーフレーム骨格に一時的又は部分的に保持されたＰＨであるＵ．Ｐ．Ｗに含有させ、又は変換要素を通流する。なお、この変換要素は、電荷輸送係数及び吸収性、屈折率特性及び音響特定を有し、量子目的の適用例での特定の有効性で駆動される選択された前製造品は誘電性又は半導性に対して上記の通り超伝導性を形成する。ここで、水の柔軟性は、本発明の方法に従ったペーストが新規に生成することを用いて、液体、ガス、エアサスペンション、体液又は口腔内において、ラジカル的に不活化された減圧された種を管理可能な形態にて収納する酸素電荷（Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｈａｒｇｅ）を構造的に生成する一般式を提供してもよい。

この装置は、歯科、一般歯科、歯周病、矯正歯科、抜歯、小児歯科、歯内治療、口腔／顎顔面外科及び矯正歯科に使用されてもよく、時間及び資源の削減を促進する化合物、カップリングゲル、スプレー、液体又はガスをベースとした複数成分の触媒性Ｕ．ＰＷを用いる場合、上記の個々に対応する領域において手法のデューティーサイクルは、このように実行され、その結果、所定の領域又は寸法内において、表面又は容量における外来性種の数が効果的に減少し、これにより、健康のレベルが増加するとともに、本発明の方法に従った装置の治療的な応用性が増加する。デューティーサイクルは、全体的な作動サイクルにおける時間と比較した、レーザービームが実際に切断、穴開け、鋳造又は熱処理を行う時間である。

特に、本発明の方法は、可視光、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ、光学的惹起信号を用いる異によるシンチレーション又は反覆可能に惹起し得る触媒性歯磨き粉にも関し、反復的なブラッシングの必要性をなくす。特に、本発明は、歯垢形成の触媒的に溶解し、シンチレーションし、深部まで殺菌し、且つ、治療的に効果を有する処置の分離を促進する。

光がリアルタイムで流動する液体導波に結合する際、水の屈折率（１．３）と空気の屈折率（１．００）を考慮すると、ロックされ、且つ、Ｔ．Ｉ．Ｒ（全内部反射；Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｅｃｔｉｏｎ）によりロックされ反射され、これにより、本発明の方法により光ジェット（ＵＶＪＥＴ）を生成する。

本発明において、ＶＯＣｓ還元とは、流動性液体導波の使用による揮発性有機化合物の還元を意味する（また、同様の趣旨で、ＴＯＣ還元にも使用し得る）。

本発明において、ウィルスとは、感染性疾患を惹き起こすｎｍ単位の微生物を意味する。ウィルスは、生細胞内でのみ複製し得る。

光化学における通常の波長範囲は、１００〜１０００ｎｍである。１０００ｎｍ以上の波長を有する光量子は、吸収される際、化学的変化を惹起するのには低すぎる光子エネルギーのみを有し、１０００ｎｍよりも短い波長の光子は、放射化学におけるイオン化及び分子破壊特性が優性であって、非常に高いエネルギーを有する。上記の全体的な歯省領域は、以下に示す特性の名前を有する帯域に分類される。

本発明において命名する特定波長
領域名 波長
近赤外線 ７００−１００００
可視 ４００−７００
紫外 １００−４００
ＵＶＡ ３１５−４００
ＵＶＢ ２８０−３１５
ＵＶＣ １００−２８０
光化学は、近赤外線ではほとんど起こらない。９８０ｎｍ以上の波長で太陽エネルギーを保存し得るいくつかの光化学微生物を除くと、緑色植物や藻類における光合成に関して、可視光は完全に活性である。また、多くの色素は、それ自体で光化学変換反応を開始可能であり、且つ、他の分子における反応に感光的である。光化学における多くの知見に含まれるのは、紫外領域である。３つのサブ領域（ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ）への分類は、紫外光に対する人間の皮膚の感受性に関連する。ＵＶＡ領域は、皮膚に日焼けを惹き起こす。ＵＶＢ領域は、タンパク、ＲＮＡ及びＤＮＡに吸収されるので、非常に危険であり、細胞の突然変異及び／又は細胞死を惹起し得る。ＵＶＣ領域は、微生物及びウィルスの不活化に非常に効果があるので、しばしば「殺菌領域」と称される。真空の紫外領域は、ほぼ全ての物質（水及び空気を含む）に吸収される。従って、真空状態において伝送される。ＶＵＶ光子の吸収は、１つ以上の結合を切断する。しかしながら、５６１．６ｎｍ未満の波長を有する光子がＨ_２Ｏ_２分子の分解が可能であるが、Ｈ_２Ｏ_２は、３００ｎｍ以下となるまで紫外光の吸収を開始しないので、この波長領域では光分解又はタンパク分解は、起こらない。このことは、光化学の第１法則を示しており；いわゆる、光の光子が吸収されない場合、光化学反応は起こり得ないことを意味する。

本発明において、コヒーレント及び非コヒーレントな光とは、コヒーレント（伝播するにつれ、放射される全ての光子が互いに同一位相となること）又は非コヒーレント（放射される全ての光子がランダムな位相を有すること）であり得る光化学において使用される光源を意味する。全てのレーザーは、コヒーレントな放射を放射し、通常一つの波長である。レーザーの散乱はほとんど起こらず、レーザービームは、伝播するに従って元の径と同一又は近傍のまま存在する；他の全ての光源により放射される光は、ほとんど常に非コヒーレントである。これらの光源のほとんどは、「熱要素」源（例えば、白熱電球）か、「プラズマ」源（例えば、蛍光灯）かのいずれかである。

本発明において、「ポイント源」とは、限定された寸法（例えば、しばしば円筒の形状である）を有する光源を意味する。かかる源からの放出は、数学的に処理するのは困難である。これら光源をポイント源としてモード化（ｍｏｄｅ）することが簡便であって、この場合、全ての光は、全ての方向に均等に上記のポイントから放出される。ポイント源用の光学処理は、特に簡単である。

本発明において、光の放射に関連する用語及び観念は、リアルタイムで流動する（光と液体とを同時に）液体導波する本発明による方法を明確に説明し且つ簡便に理解させるために本願において記載しており、特に、光化学が包含され、或いは、光化学研磨（これは、非常に大きな処理対象物が達成されるように既に完了された処理を促進することを意味する）が本発明による処理において活性的である。

源から放射される光は、異なった多くの方法で視覚化され得る。次のセクションにおいては、この放射を既述するのに用い得る種々の用語を定義し且つ説明する。

放射発散又は励起：源の放射発散又は励起とは、源の表面上の極小領域から放射される放射出力を意味する。

放射輝度：放射輝度（Ｌ）は、立体角ｄｉの周囲の一定の方向における光源表面の極小領域ｄＡから放射され、立体角ｄｉとその直交投射領域とにより分割される放射強度として定義される。

極小表面成分ｄＡに由来するエミッタンスＭは、球状の極座標における上記ＬをｄＡの上方の外側の全ての方向の半球体へと積分することにより得られる。

等方性の光源は、上記放射輝度Ｌが上記の外側の全ての方向に対して均一であるものとして定義される。光源から光が放射される際光を受け取ることに関連した用語及び観念として、光速で外側に放射され、物体上で影響を与える際反射され、伝送され又は吸収されてもよい。光を受け取ることに関連する用語は、本願では、複数存在する。

フルエンス率：フルエンス率（Ｅ）（Ｗ／ｍ^２）は、ＣＭで分割される断面領域ｄの極小的な小球を介して全ての方向から通過する全ての波長の放射強度である。

放射照度：放射照度（Ｅ；単位Ｗ／ｍ^２）は、ａｓで分割される考慮の下の位置を含有する領域の表面の極小成分上に投射する波長の全体の放射強度として定義される。以下の記載事項には、「放射照度」と「フルエンス率」との特徴及び際に関する幾つかの重要なポイントが存在する。

例：平行及び垂直な投射ビームに関して、散乱又は反射しない放射照度及びフルエンス率は、同一となる。三次元容量内の種々のＵＶ源に関して、その容量の内部表面に対するＵＶ放射照度の積分は、通常、ランプのＵＶ出力を生成する。このことは、本発明によるＵＶＪＥＴリアルタイム流動液体光導波に関する方法に従ったｎｍ秒のパルスかされたＵＶレーザーの使用を特徴づけるＵＶフルエンス率については、真実ではない。

ＵＶ消毒に関する適切な用語は、「ＵＶフルエンス率」である。なぜなら、微生物は、種々の方向からＵＶ出力を受けることが可能であって、特に、その近傍に一つ以上のＵＶが存在する場合、顕著である。一般的に使用される場合、放射照度又はフルエンス率は、ＭＷｃｍ^−２として示されてもよい。放射強度は、「光強度」という誤った用語で称されることがある。「放射強度」（Ｉ）（Ｗ ｓｒ^−１）の適切な定義は、極小な立体角の周囲の一定の方向において光源により放射される全体的な放射力Ｐである。

本発明において、光曝露量又はフルエンス（Ｈ；単位Ｊｍ^２）は、ｄＡで分割される断面領域ｄＡの極小的な小半球を介して全ての方向に通過する全ての波長の全体的な放射エネルギーを意味する。これは、秒単位での曝露チューンを計測する平均的なフルエンス率により与えられる。ＵＶ曝露量という用語は、ＵＶ消毒に関連する文献にしばしば使用される。これは、殺菌範囲における一定の有機体へのＵＶの曝露を示す。

スペクトルユニット：光放射又は投射に関する用語の全ては、関連する全ての波長を参照する。これらの用語のそれぞれに関してスペクトル導関数を定義してもよい。例えば、ＬＩＶランプの光出力放射は、帯域幅により分割される狭い波長帯域における出力として定義されるスペクトルパワー（Ｗ ｎｍ^−１）として、しばしば表される。地球の表面に受ける太陽スペクトルは、太陽スペクトル放射照度として述べられる。また、ランプ放射のスペクトル分布は、スペクトルパワーと波長のプロットとしてしばしば与えられる。

光子ベースユニット：光化学では、光子と分子との相互作用を包含し、且つ、光子に基いた定義単位を意味する。

光子放射照度、光フルエンス率及び光子流：スペクトルに関連する用語のそれぞれは、狭い波長帯域における平均的な光子エネルギーにより上記の用語を分割することにより対応する透過な光子流及びフルエンス率に変換されてもよい。

本発明において、量子収量Ｑとは、光化学反応の光子効果の測定値を意味する。ｅは、吸収された光子のアインシュタイン当たりに形成された生成物又は除去された反応物のモル数として定義される。

本発明において、ピーク出力とは、短時間に電磁気エネルギーをスクイーズ（ｓｑｕｅｅｚｅ）する（つまり、例えば、パルス化する）際に生成されるエネルギーを意味し、例えば、１秒程度のパルス幅を持続又は有する一定の平均エネルギー及び出力のパルスは、ピーク出力において数ワットを生成し、ミリ秒（ｍｓ）の幅で持続又は有するパルスは、キロワットスケールを到達するピーク出力を生成する一方、ナノ秒（ｎｓ）間持続するパルスは、数百万ワットに到達するピーク出力を生成し、これは、例えば、光学的解離、光学的不活性化、光学的研磨並びに制御及び診断のための光学的分泌及び分光測定などの目的に特に有用であり、短時間の間、パルス持続時間が短くなると、個々のピーク出力は高くなる。

多重光子−吸収−処理とは、本発明による処理に包含される光化学に非常に有用に使用され得る処理を意味し、例えば、１０ｍＪのエネルギー（２５０，０００光子）が液体又はガスに投射される際、これらの光子が１秒間以上供給され、その後、追加的に光子が吸収される前に緩和状態に戻る前に電子が上記の液体又はガス分子に残存すると、この投射は非常に有用であるが、これらの光子を５ｎｍ秒程度適用し、その後緩和するように電子を十分残存させ得ない場合には有用ではなく、この処理は、「多重光子吸収」処理と称され、これは、事実上線形ではなく、より高い量子収量、効果又は活性化スピードを生成し、或いは、光学的処置、処理及び研磨に関するより有用な方法である。

光源のハイブリッドとは、複数の横痃を意味し、これらの全体的なスペクトル放射力、全体的なスペクトル分布又はこれらの全体的な放射照度は、これらの時間領域を重ね合わせることにより多重光子吸収処理を生じ、これらの全体的な放射照度は、効果的に本発明の処理を行うのに有益であり、さらに、かかる混成（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）は、光子の相互作用を最大化するため時間領域により動機して、且つ、或いは、連続して、又はリンクして、又は分解（ｒｅｓｏｌｖｅ）して、ランプとレーザー、レーザーとフラッシュランプ、又は共に光源として作用する種々のＣＷ又はＰＷの組み合わせを包含し得る。特に、本発明に従って、触媒的にシンチレーションを起こす成分の化合物を惹起するのに有用である。

光触媒とは、化学反応を触媒するため、光子エネルギーを使用することを意味する。特に、かかる反応は、水を水素と酸素とに分解する反応を包含し、且つ、水系環境中の有機汚染物を完全に酸化することを包含する。特に、光反応における第１ステップは、光子を吸収する触媒材料のためであって、バランスバンド（ｖａｌａｎｃｅ ｂａｎｄ；ＶＢ）から伝導帯（ＣＢ）へと電子を励起させ、これにより、電子−ホールペアを生成する。これらの各種は、その後、再結合が発生する前にその表面へと移動する必要がある。この条件の場合、電子は、吸収された分子の表面へと伝送可能であって、これらを還元する。重要なことは、効果的に処理を行う（電子−ホールペアの不完全な再結合を阻止する）には、還元及び酸化が同程度に起こる必要がある。上記の帯域の端部の位置は、上記の処理の各ステップに関して重要であって、水中で安定な光触媒材料は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）である。

光子に代えて、上述の光触媒に類似した電子触媒は、適用される電荷に関して（そのバンドギャップで）特に選択された半導体材料を使用して、電荷を利用する。本発明において、水中で安定な電子触媒は、Ｉ．Ｔ．Ｏ（酸化インジウムスズ）である。さらに、電子触媒と光触媒とを同時に、連続に、順次に、或いは調和して結合且つ制御するのに特に有用であり、或いは、各触媒は、集約的な効果を最大化するように別々に惹起され、これにより、本発明の方法に従った、現在及び未来の触媒技術の革新的な特性を使用し且つ向上させる。この工程は、調和して又は連続して、或いは、ステップ時間（ｓｔｅｐ ｔｉｍｅ）にて、又はこれらの組み合わせにおいて、有用に使用され同時に適用されてもよい。本発明の方法は、通常の適用又は敵意ある作用のいずれかにより、表面を汚染する有毒な最近及び化学物質から、表面を無毒化及び殺菌することにも関する（無菌的な充填に使用される場合でなくてもよく、ＮＢＣ汚染除去に適用されてもよい）。

本発明による趣旨は、本発明でいうリアルタイムで流動する液体導波の意味において、ＵＶ／ＶＩＳ光を光触媒材料と組み合わせることである。

化学物質（酸化物、光触媒）は、照射により適切な場所（表面上又は表面の近傍）に適切な時間に、活性型の化学物質が到達するように、同期された光パルスとともに、一つ以上の容器から、液体溶液、懸濁流、液滴又は噴霧状態にて、噴霧／散乱される。本発明の種々の成分の適用例として他のモードとして、ＴｉＯ_２やＺｎＯなどの不揮発性材料にて表面を前処理する。

本発明によると、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ、Ｘ線及び電磁スペクトルの可視領域などのロックされ反射されたパルス状レーザー光ビームが利用される。そのパルス持続時間、幅又は時間は、ジェット流内に送達される光の、多重光子吸収処理、増幅及びＴＩＲ（全内部反射）パターンの空間的な制御を実行する、光と物体との間の２次元での相互作用に関する条件に従って、ナノ秒である。このことは、光がジェット流に反射してロックされるにつれ、液体及び表面の処理に関して特に有用であり、種々の導管又はチャンバーを同時に洗浄、充填及び滅菌を可能とする多重機能特性を提供可能とする。特に、本発明の方法は、ビン詰め産業においてボトルを無菌的に充填するため或いは無菌的に充填するとともに、同時に、ボトル、導管又はチャンバーの内壁又は表面を洗浄及び殺菌するための新規な方法を開示する。さらに特に、ジェットアレイの各ジェット又は１００％で電気的に安全若しくは高度な生体適合性を必要とする単一で遠隔のクリーンルームや製造室に十分なエネルギー曝露量を送達するため固形状態の光学ファイバーハーネスにより駆動され、複数のボトルを同時に無菌的に充填するのにＵＶジェット（以下、ＵＶＪＥＴとも称する）のアレイユニットを使用してもよい。特に、飲料水、ミネラル水、香味水及び飲料並びに農業製品などを滅菌的且つ殺菌的に充填するのに有用である。さらに、本発明の方法は、バイオフォトニック（ｂｉｏ−ｐｈｏｔｏｎｉｃ）及び生物医学的応用に特に有用であり、この場合、ＵＰＷ（ＴＯＣやＶＯＣの低い超純水）クラスの水流や種々の水をベースとした懸濁液のジェット流内で光を外的又は内的に送達してもよい。これにより、触媒的（光触媒的又は光化学工程を介して）腫瘍及び（大動脈での）過剰又は所望しないプラック形成（ｐｌｕｃｋ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を除去する能力や、再狭窄組織を平滑に除去する能力や、一定の領域、寸法、血液や水などの液体、空気や酸素などのガスやこれらの組み合わせを滅菌する能力とともにヒトの皮膚や組織、ポリマーなどの表面を殺菌する能力を促進する。本発明の方法は、洗浄、殺菌又はＢＷやＣＷなどに由来する先進的なヒトの皮膚の酸化に関しても有用であり、或いは、生物学的及び化学的汚染から都市部領域を防御したり洗浄したりするのにも有用である。

本発明は、ＵＶＪＥＴ（パルス化ＵＶ光を運搬する水流、スピリンクラー、ジェット、落下物又は蒸気）の生成を規定し、パルス化ＵＶレーザー光ビームは、全内部反射（ＴＩＲ）により流動する可変液体構造中でロックされガイドされ、ＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＩＪＥＴ又はＸ線ＪＥＴを形成する。さらに特に、屈折率Ｎ_１（例えば１．３）の液体（水）は空気などの空間又は空気から表面へと運ばれ、投射／拒絶され、液体流を取り巻くこの空気やガスは、液体よりも低い屈折率Ｎ_２（例えば１．００）を有し、ＪＥＴ流内でＮ_１／Ｎ_２の屈折率特性を生成する。結果として、適切な角度配向を有するジェット流を伝送する光は、ジェット流自体にロックされ、反射されて保持する。光のパルスがジェット流を横切る、（ａ）水圧的な不均一性と（ｂ）パルス幅、ＰＷ又は持続時間との時間領域の差異により、本発明の方法による光誘導性化学における複数の利点を促進する。

内部において内部反射を生成するのは、表面、寸法及び／又は容量を必要とする応用例に特に有用であり、滅菌、解毒、複雑な曲率を有する表面の精製に使用する光が効果的に行われる。上記のＵＶＪＥＴは、広範な光誘導性化学に関して内部（水、液体若しくはガス又はこれらの組み合わせ）の光を導波するのに特に有用である。特に、かかる処理は、ジェット流が、光分解や光触媒における収量や効果を最大化する、誘電性、半導性若しくは超伝導性又はこれらの組み合わせである場合に開始されてもよく、或いは、ラジカル種（例えばＯＨラジカルなど）の形成を包含する先進的な酸化処理に関して開始されてもよい。さらに、本発明の方法により、高いエネルギー密度領域を有しラジカル種を生成し滅菌を行い単一の作用で洗浄するビームの生成を促進する。なお、このラジカルは、酸素の光分解又は半導体金属酸化物若しくはナノ粒子、又は十分ｅＶを有する光パルスが、反射する上記のＵＶＪＥＴ流内で導入される際電子ペアホールを形成する懸濁物を添加して形成される光触媒相互作用により生成されてもよい。さらに、高出力のＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣパルス化ナノ秒単位の光が（本発明の方法による）上記の流動水流内部にカプセル化されたＵＶＪＥＴの生成により、潜在的な光化学、光触媒、光分解及び光−電子触媒工程を同時、分離若しくは連続又はこれらの組み合わせにて実行可能となる。さらに特に、ＵＶＪＥＴ水−光学反応器を用いると、製造者及びエンドユーザーの両者に有用である。さらに特に、反射性コーティング又はハードウェア反応器は必要なく、熱又はイオン放射を使用した現行の技術に関連した、交換の頻度を減少させる定期的なメンテナンスや交換には、種々の光学的要素を必要としない。さらに、リアルタイムで流動する本発明の液体導波路内での時間領域相互を使用し且つ分光学的に（つまり空間的に柔軟な構造を有する可変な反応器）モニターしてもよく、これらの全ては、本発明の方法による、リアルタイムで流動する液体パルス化光導波路であるＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＩＪＥＴ、Ｘ線ＪＥＴ内で光化学及び光処理を制御されたプログラム可能コンピューターに関して有用である。

本発明は、農業的、環境的な防御、消毒及び滅菌に関して、水、医療、生物医学及び健康関連技術を提供し、レーザー工業及び市場における水−光学要素の製造を規定する（「水−光学」とは、固有の光学的且つ光化学効果を生じるように、光及び液体流導体を同時に処理することを意味する）。さらに、本発明の方法は、新規の構造を開示し、レージング（ｌａｓｉｎｇ）は、冷却要素自体を冷却する上記の流動液体内で実際のレー人グが発生するにつれ冷却する必要性なく生成してもよい。さらに特に、本発明は、以下の主要な２つの主分類における利点の固有のセットを促進する新規の水レーザー増幅器を開示する。

上記の第１の分類は、従来の光源における熱的な制約を超える能力に関連し、例えば、実際のレージングに関連する相互作用は、冷却要素としてそれ自体が機能する上記の液体内で発生し、これにより、外部又は一体的な冷却ユニットを用いる必要がない。

上記の第２の分類は、従来の熱低温殺菌技術では利用し得ない液体の滅菌を処理し且つ提供する能力に関し、風味を有する飲料物などの、ドリンク、飲料物、農業−食品製品を充填及び滅菌又は殺菌する飲料水工業に特に有用である。また、本発明は、生物医学及び医薬品工業に使用される水や液体に必要で、且つ、電子機器及びチップ製造工業用の超純水（ＵＰＷ）を製造するのに必要な、生体適合性及び純度を促進する。また、本発明は、無菌的な充填ではなく（ＮＢＣ）汚染適用にて使用される際、通常の適用又は敵対行為により表面を汚染する有害な微生物や化学物質から表面を無毒化及び消毒することに関する。その趣旨は、本発明のリアルタイムで流動する液体導波の点において、ＵＶ／ＶＩＳ光を光触媒材料と組み合わせることである。上記の化学物質（酸化物や光触媒）は、照射が適切な位置に（又は上記の表面又はその近傍）適切なタイミングで、照射が活性型化学物質に到達するように、光パルスとともに、１つ以上の容器から液体溶液、懸濁液流、液滴又は噴霧状態にて、噴霧／散乱される。ＴｉＯ_２やＺｎＯなどの不揮発性材料での表面の前処理は、本発明の種々の構成の別のモードでの適用例である。

本発明の方法によるＵＶＪＥＴは、新規性を生成する固有の可変パラメーターを有し、且つ、高い平均出漁及び高いピーク出力又はこれらの組み合わせを有する光ビームをマニピュレートするために特に有用な空間的光学処理を刺激する。今日の近代的なレーザーにより生成される種類のかかるビームは、多重光学吸収処理により生成されるような二次元的な相互作用を形成するのに十分である。

本発明の方法は、消毒、光触媒及び光分解の目的で、同時に、水圧的、空気圧的、電気−光学的且つ光化学的効果を同時に創造的に適合させるリアルタイムでの流動液体導波路を形成することにより、現行の厳格な制約を凌ぎ、レーザーエンジンの製造コストに影響を与え且つ上記のビームパスにおける部材の数を減少させる安定的且つ温度安定性が高く光学グレードの要素を必ずしも必要としない環境防御の応用に特に有用である。従来の光学要素の消失により、熱ベースの消毒やイオン放射などの従来の処理技術やランプ（水銀灯）に由来する放射など従来の電磁気放射に関連した、コスト並びに定期的なメンテナンス及び交換の頻度が実質的に減少する。本発明のＵＶＪＥＴを駆動するのに、ランプ類は一般的に良好な候補ではない。ランプから紫外線光を生成する主要な手段は、水銀灯を使用することである。これらのランプは、放射状に放射し、多色の波長を有し、且つ、ほぼ連続的な波の光を有するので、制約される。さらに特に、従来のＵＶランプは、利用し得ない深ＵＶ用の反射コーティングを必要とする。さらに特に、これらランプの放射状の放射に起因して、ランプからの光が外的にジェット流に結合され或いは光子流及びフルエンス率を増加するようにその断面を横切るまで、これらの光を効果的に抑制し、光をＵＶＪＥＴに結合させることが重要である。より多くの圧力を運搬するランプである従来のＵＶランプの物理的な制約を有するラインにおいては、より大きなエネルギーが生成され得るが、上記のスペクトルのＵＶ領域では（より大きな圧力の出力を有するランプ類は、ＵＶに比較してより多くの赤外ＩＲ光及び可視光を発生する）、それほどでもない。圧力が減少すると、ランプは、より多くのＵＶを生成するが、出力がない従来のＵＶランプでは、本発明のＵＶＪＥＴを制御するのに十分配置されない。しかしながら、ナノ秒のパルス化ＵＶレーザー及びランプ「を包含するハイブリッド体は、同時、連続若しくは単発又はこれらの組み合わせで反射されるパルス化ＵＶ光を介して、光子フルエンス率を増加させるのに且つジェット流におけるバックグラウンド光を増加させるのに有用である。

複数のキーとなる工業技術を包含する現行の技術革新が行われる観点において、熱効率及び障害閾値に妨害される制約が（ａ）従来の量子レーザー開発や、（ｂ）ＦＥＬｓ開発や、（ｃ）固体状ダイオード励起レーザーなどの有用な研究領域における進歩を阻止するので、経済的で、工業的な光学処理技術、材料及び製造方法に関する研究は、未だ切迫しており、且つ、重要である。本発明の方法は、液体流の周囲の空間よりも高い屈折率を有する流動液体導波路を用いて、固有で、創造的な空間的光学マニピュレーション、該ディング及び投射を提供する。その一方で、動作中、内部へ光を導くこと（つまり、ジェット、ストリーム、落下若しくは流動又はこれらの組み合わせ）で、消毒、レージング、光触媒若しくは光分解又はこれらの組み合わせの目的のため、所望する光化学効果を達成する。

さらに特に、流動する液体の屈折率が、周囲を取り巻く空気（若しくはガス又はこれらの組み合わせ）（又はガス）よりも大きな屈折率を有する屈折率特性を生成することにより、光は、流動するジェット流内でガイドされる。さらに、本発明は、複雑な曲率を有する表面へと、且つ、同時の動作、処理係数及び単一作用での洗浄及び殺菌を行う有用な利点にて、光を高い効率で結合することを促進する。このような効率的な洗浄及び消毒作用は、種々の表面、基質材料に適用されてもよく、複雑な曲率の表面に到達且つ覆う能力（つまり、殺菌、滅菌、精製、誘因）を有する。医療用器具、機器及び種々の産業に由来する広範な装身具でしばしば見出し得るこのような曲率を有する表面は、ボトルや水差し（ボトル類や５ガロンの水差し）などの梱包水製品を含む。

水の屈折率はおよそ１．３３であり、種々の液体は、空気の屈折率よりも高い屈折率を示す。従って、投射され又は正確に送達された本発明による光は、流動する液体ジェットを介してガイドされ、或いは、光ファイバー又は他の固形状光導波路若しくはファイバー（例えば、高いグレードの溶融石英や、合成溶融石英や、ＨＧＦＳ、ＳＦＳ、又は光バンドギャップ結晶など）これらの組み合わせを用いて液体ジェットに分布される。また、光は、ジェット流内に侵入する前に拡散されてもよく全反射によりジェット流を通過又は伝送した後に拡散されてもよい。本発明の方法によるＵＶＪＥＴを用いた特定の応用例に関して、ジェット流の端部又は離れたチップを用いて処理を適用してもよい。他の応用例に関して、ＵＶＪＥＴ流自体は、実際の反応器構造を機能してもよく、光化学、光分解若しくは光触媒処理又はこれらを組み合わせた相互作用により、本発明の方法を用いて実行される。

液体が流動する際、流動導波路に結合された光はロックされ、内部反射により反射する。さらに特に、また、本発明は、ジェット、落下及び動く水におけるパルス化レーザー光のビームをロックしこれにより形成された水の幾何学性（水圧、空気圧、電気、電気光学、及び光化学相互作用並びにこれらの組み合わせ）により、変化する及び／又は可変な曲率パラメーターを有する表面を処理する新規の方法も開示する。さらに、本発明に従った本明細書に包含される革新的で創造的な進歩は、第１、第２、第３次元の光学、電気−光学及び光化学及び光生物学相互作用に由来した操作性を制御可能とする時間領域相互作用をさらに促進する新規の相互作用について述べる。触媒性液体及びガスジェットを製造する方法は、流動する液体光導波路を駆動してプラズマを形成する。これらに使用するための電気−ハイドロ−光触媒装置の全ては、所定の空間内に、所定時間、流動液体の通路長さの全体を伝播するにつれ光ビームをカプセル化する屈折特定を十分有しつつ、所定のエネルギー量を生成、結合、分布及び適用するのに特に有用である。さらに、本発明は、ＵＶＢ，ＵＶＣパルス化レーザーエネルギーを保持し、反射し且つロックし、且つ、有用性及び公衆の健康を確保するための光化学適用を最大化するため、そこに屈折率を形成する作動中の特定の液体（つまり、水／空気）の寸法を変化させる。

さらに特に、例として、本発明は、口腔内の防御及び歯の歯垢を除去したり滅菌、洗浄及び清潔化を同時に行うため、触媒的に開始する光を有していてもよく、さらに特に、「ファイヤーウォール」を形成する触媒光バリア技術を形成することにより、或いは、簡単に言うと、水−光穿孔及び滅菌効果を、本発明のＵＶＪＥＴを用いて形成させてもよい。特定の歯科又は歯周学に関連する手法に関するかかる清潔化光ジェットは、１００％電気的に安全であり、生体適合性のレベルが極度に高いので、医療及び生物医学技術において特に有用である。さらに特に、本発明は、特定の光触媒相互作用、光誘導性化学反応又は動脈、歯若しくはその他の部位におけるプラック（ｐｌｕｃｋ）を除去したり溶解するため、且つ物理−光学相互作用として組み合わされた水及び光を一般的に適用するため、且つ、ｉｎ ｖｉｖｏ及びｉｎ ｖｉｔｒｏでの光誘導性化学反応のため、（深ＵＶを用いた）流動する液体（水）光導波の形成を促進する。

本発明の技術は、公知でない有害な種（例えばバクテリアやウィルス）が侵入し増幅し且つ感染する能力を有しないもの（本発明は、これらのＤＮＡやＲＮＡの複製工程を不活化させる）のデバイスの開発を規定する。本発明の技術は、歯周病的な且つ動脈の処置におけるプラックの形成の除去に、光触媒、光分解を惹起することを保持し、反復し、或いは、Ｈ_２Ｏ_２、ＴｉＯ_２又はＴｉＯ_２／ＩＴＯなどの適当なトリガー又は光触媒半導体コーティングや基板や基板カプセルなどと組み合わせて行うセンチレーティング工程（ｃｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）特に有用である。この処理は、複雑な曲率を有する表面、深い層、口腔領域を取り囲む容量、体部、インレット、アウトレット、管、チャンバー、表面及び容量を素子し得る所定の有害種の酸化を規定する。本発明の技術を用いると、触媒及び／又は光触媒相互作用は、ＵＶＪＥＴ、適正レベルの溶存酸素を送達しｐＨを安定化し光触媒相互作用（つまり、Ｈ_２Ｏ_２やＴｉＯ_２などの必要な適用により選択され得るもの）用の強力な送達媒体を提供し得る流動液体導波路により惹起され得る。

さらに特に、身体の外部表面の切断部や疼痛部は、外部表面部位／組織に障害を惹き起こす可能性があり、これにより、体部に侵入する、可能性のある汚染や使用を通じてクロスコンタミネーションを起こす感染現象に関する可能性が発生する場合、本発明による方法は、流動する液体光導波路の境界が深ＵＶＢ、ＵＶＣ、ＵＶＡパルス化レーザー光を反射しこれにより特定の光子が所定の構造、分子又は標的臓器へとより効率よく侵入することを可能とするという事実に起因した競合し得ない技術を促進する先進的な触媒酸化技術の達成し使用する。ＵＶＪＥＴを使用すると、二次元での相互作用（つまり、多重光子吸収工程）の可能性が増大する。これらの非線形的な効果は、水性懸濁液、水又は種々の液体若しくはガス又はこれらを組み合わせたものにおける光化学処理率を加速し、通常はＣＷＵＶランプにより得られるしばしば多色スペクトル特性をしばしば有する連続波、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ（ＣＷ）を用いて現在利用可能な処理方法を駆動する従来の１次元での相互作用の制限を超える。

本発明の方法は、高い平均出力及び高いピーク出力で、しばしば高い反復率を有して制御するナノ秒単位のパルス化レーザーから光を結合する能力を利用する。したがって、本発明の技術は、上述の高い出力（ナノ秒、ｎｓ、ｐｓ、Ｆｓ、パルス化ＰＷ又は時間ドメインなどが高いピーク出力）にて光学ウィンドウ、レンズ及びＵＶ領域で空間光学処理に通常関連するその他の追加光学要素を必要としない。

さらに特に、強固に接着し均質で及び／又は多重的な部材を有するシステム又は懸濁液において発生する（例えば、酸素、ｐＨレベル、安定性及び光触媒など）効果的な酸化処理に関して全て関連するパラメーターを先だって調製することにより、本発明は、エネルギー密度閾値を惹起させた光触媒処理を単純化し確約する。本発明は、周囲の空間（つまり、空気）の屈折率よりも高い屈折率を有する（ジェット流、落下物若しくは流動物又はこれらの組み合わせにおける）流動する液体導波路を介して、光を導波する能力を有することにより、種々の医療用機器やエンジニアリング用具を滅菌する、全体的な空間、時間及びパルス紫外により滅菌する光を構造的に利用する際、競争力を有する利点を適用する。このように形成された屈折率特性により、全内部反射（ＴＩＲ）を用いて光がガイドされる。

本発明による方法は、上述にのみ限定されず、例えば、（ａ）超音波装置の処理、（ｂ）外科手術における処理、（ｃ）歯科での処理、（ｄ）化粧分野における処理、（ｅ）婦人科領域における処置、（ｆ）応急処置、（ｇ）用具や医療用機器のバルク滅菌、（ｈ）医薬品調製、（ｉ）移植法、（ｊ）診断法、（ｋ）バイパス手術、（ｌ）皮膚科領域における処置、（ｍ）医薬品の化学製造部門、（ｎ）リハビリーセンター、（ｏ）病院、（ｐ）診療所、（ｑ）癌の処置における手術、（ｒ）出産、妊娠診断及び処理に関する医療手法、（ｓ）やけどの処置、（ｔ）創傷の処置、（ｗ）放射線照射部位の処置、（ｘ）医薬品調製物、医薬品製造又は分析に係るパッケージの処理、（ｙ）外科的機器の処理、（ｚ）糖尿病由来の創傷の処置、容器又はチャンバー容器、ミネラルウォーターや香料水のボトル、ミネラルウォーター容器の戻り配管、飲料容器、チャンバー、船舶や移動用乗り物の洗浄、医療領域における装置や器具の滅菌、光誘導性化合物の滅菌などの幅広い領域に適用してもよい。本発明の方法によるＵＶＪＥＴは、大動脈における血栓除去の溶解にも有用であるし、ステント留置法における狭窄部位の再狭窄や残りの部位の結合容積への適用にも有用であり、或いは、動脈洗浄法を促進するのにも有用である。

また、本発明は、乗り物、飛行機、船舶、バス、ローリー、セミトレーラー、タンカーなどの洗浄にも有用である。さらに、高い反復率、高いピーク出力、高い平均出力レーザーの水に対する結合性を有する本発明の方法を用いた最も良好な態様での種々の応用例を開示し、これにより、効果の光レンズを用いる必要がなく、定期的なメンテナンスや装置の交換の回数が減少する。

具体的には、かかる好適な応用例は、重要で先進的な解決法を明確に示しており、周囲に環境が存在しない場合の、実際に惹起する光（若しくはエネルギー及び／又はエネルギー密度）の寸法は、触媒的な「火（ｆｉｒｅ）」の寸法又は本発明による方法により上述の通り発生するフリーラジカル種に影響を及ぼす。本発明は、容量の消毒、一定の収納部位、近代的な形状の医療用機器や種々のエンジニアリングツールなど、高い流率又は複雑な曲率の表面（つまり、二次元や三次元の表面）を処理する大きな装置を消毒するハイブリッド型の表面消毒に係る新規の方法を提供する。特に、（従来の光要素を用いる際）通常熱を発生する流動液体光ガイド中の高エネルギーの光をガイドし、範囲を制限し、且つ、カップリング法を用いた出力許容性を制限することにより、本発明は、光が実際の冷却要素、つまり、使用する水や液体を透過するという事実に起因して熱を発生しない。簡単に言うと、本発明は、高い出力のレーザー装置の液体及びガスへのカップリングを促進することにより、従来のＨＧＦＳ（高グレードの溶融石英や高い純度のガスなど）を使用する必要がなく、変わって、本発明により、流動する水を利用することが可能となる。水の屈折率及びその透明性により、電磁気スペクトルのＵＶＡ、ＵＶＢ及びＵＶＣ帯域は、本発明の有する新規定及び進歩性をさらに強調する。

さらに特に、リアルタイムでの流動液体導波又は光化学を発生する本発明の方法は、以下のステップからなる：高強度でパルス状サブマイクロ秒のレーザーＵＶ光ビームを有する少なくとも１つの放射ユニットからの出力は、好気性で、毒性を有さない、水射出手段のホローのインレット（入力開口部）へと挿入又は結合される。後者は、一体的に導電性で、誘電性で、半導性で、又は、超伝導性の導管又はチャンバーであって、１つ以上のインレット及びアウトレットランチャーは、動的なハイドロオプティカル及び光化学的に所定の処理効果を有する形状である。この配管又はチャンバーは、液体と光とを同時に導通する被覆されていない少なくとも１つの開口部を有し、各開口部には、光学入力又は出力が設けられており、これらの入力又は出力の内部又は外部表面領域層には、所定の径、許容可能な角度、生体適合性又は光触媒性を有し、或いは、薄膜コーティングを有し、且つ、上記の開口部通路を介して挿入される光に対して十分大きく層流、乱流又はこれらを組み合わせた流れの様式において前方に流動する内部に液体が残存するのに十分小さな少なくとも１つのベンチュリ吸引地点を有する。液体、ガス又はこれらを組み合わせた所定容量は、ガイドされる光の総合作用により処理又は惹起される水射出手段のインレットを介して同時にポンピングされる。周囲の空気又はガスの窒素の屈折率Ｎ_２（約１．００）よりも大きな屈折率Ｎ_１（約１．３）を有する少なくとも１つのジェット流は、同時に前方に進水され、このジェット流は、全反射により光のパルスをガイドするのに十分な、周囲に対してＮ_１／Ｎ_２の屈折特性を形成する。いわゆるＵＶＪＥＴ流は、ガイド又は送達射出され、同時にパッケージされた液体を充填し、或いは、続く空間処理を行い、或いは、上記のパルス及び液体は、流動する液体光導波よりも低い或いは大きな屈折率Ｎ_３を有する所定の表面標的部位又は液体パッケージに単一方向で分布される。このジェット流は、少なくとも１つの泡を有していてもよく；所定容量の液体及びガスの連続体を、少なくとも１つのベンチュリ圧力部位を形成するのに十分な所定の圧力容量若しくは流率又はこれらの組み合わせにて、上記の中空の水射出手段に沿ってさらに配置されたアウトレットラウンチャーへと同時に送達する。これにより、光グレードの固体要素又はレンズを用いる必要がなくなり、空気から水を介して減衰表面への光学的通路における要素の数を減少させ、障害閾値を上昇させ、且つ、定期的なメンテナンス及び交換の頻度を減少させる。所定濃度の、酸素、一重項酸素、所定の酸化剤、非多孔性多重成分、半導体若しくは誘電物質又はこれらを組み合わせたものを、上記の流動する液体ジェット流に添加又はこれらの流れから除いてもよく、これにより、所定の時間内での単一で同時の作用により、光分解性若しくは光触媒性又は上記の液体、ガス若しくは表面又はこれらを組み合わせたものの消毒、滅菌、分解、ミネラル化、酸化、洗浄若しくは脱汚染の効果を及ぼす直接的な光化学触媒用のラジカル種を形成する。

従来の量子レーザーが有する熱的な制約（つまり、熱の発生、冷却システムの使用従来の光源に関連した資本コストを劇的に増加させるなどの制約）なしにＵＶＪＥＴが光を送達する能力に起因して、本発明は、本発明による流動液体導波路を用いて、水ベースのレーザー、増幅器及び空間処理機の形成に使用されてもよい。これらの例には、酸素チャージ又は惹起された空気をベースとして触媒化合物；触媒性グロブリン混合物であって、遷移状態又は漂流状態でありつつ惹起されるこれらの最良の形態が高いピーク出力で高い反復率レーザーで生成された少なくとも１つのパルス光である、混合物；惹起される空気よりも軽い又は重い触媒化合物であって、その触媒作用により、有毒物質、残存物、種々の液体又は気体又はこれらの組み合わせであって、有毒な性質を有するものを効果的に溶解するのに十分なフリーラジカルを発生する、もの；必要に応じてグラウンド上又は浮遊ビヒクル若しくはプレーンから発生し或いは異なる位置から撹拌されるスチーム型の触媒性多成分化合物；が含まれる。事実、このことは、多くの科学者、バイオテクノロジー学者、医療エンジニア、医師、外科医に作業サイクル、定期的なメンテナンス及び交換の機会を少なくする能力を有する感染症例を取り扱うツールを保持させる目的であり、必要とするより多くの部分を処置し得るより有用な処置方法を提供し、現在利用可能な社会経済的特性に対する促進を提供する。本発明による方法は、性能の高い利点を示し、医療、バイオテクノロジー、病院、診療所、農業及び工業的な応用例に特に重要な救済的な利点を示す。これにより、洗浄及び消毒を同時に行い得る装置を形成する（ＵＶＪＥＴ、流動する液体導波路又は水に由来する深ＵＶＣに関する空間処理機により示した）本発明を使用する能力により、ヒトの生活の質を向上させる。

さらに、本発明の方法は、光科学のパルス出力及び／又は光触媒表面処理工程を惹起することにより、並びに（容量処理を惹起する表面処理を用いた）さらなる貫通技術を惹起することによるリアルタイムの処理方法に関して提供する。理論的には、適用するエネルギーが分子及び原子をともに保持するのと少なくとも等価なエネルギー量を有する場合、すべての材料を酸化又は分解し得ることも公知である。

本発明の方法は、光ＴＩＲ（全内部反射、つまり、流動する液体流れにおいて光をガイドすること）を実行することに関する複数の技術を提供し、全ての時間において医療的な手法に使用する動作装置を安全に保持する能力を提供し、且つ、高価な光学要素を置き換える必要がなくなる。また、本発明の方法は、上記の医療用機器の表面上の有害種を無害なものへと変換させつつ、より早いターンオーバーと短い作業サイクルと高い生体適合性のレベルを確実とする能力を提供する。

本発明は、リアルタイムで管理し得る形態を提供し、光触媒性の水をベースとしたカーボマーカップリングゲルを用いた清潔で安全な超音波法（例えば、生物医学的な適用又は妊娠のモニタリングなど）に関して特に有用であり、且つ、本発明によるＵＶＪＥＴを用いた広範な医療装置の保護に特に有用である。さらに、本発明による方法を用いて、周辺機器（例えば、超音波アクセサリー又はプローブ等）を洗浄、消毒／殺菌してもよい。

本発明の方法は、非化学的であり、残存物を発生させない方法である。水、シリコン及びＴｉＯ_２などの光触媒材料からなる光触媒性化合物を用いることにより、本発明は、短時間で、ワークステーションの形成を促進する（医療用機器の）種々の表面を処理する方法を提供する。本発明の方法を用いた装置は、パルスレーザー光を離れた受容インターフェースへと伝送し、（使用するカップリング溶液内の）光触媒剤を活性化する方法を規定する。特に、本発明の方法は、水をベースとしたカップリングゲル（通常、シリコン／水溶液からなる）に存在する光触媒剤を活性化するように、約２００〜４００ｎｍの紫外線を使用する。プローブ上の薄膜コーティング、超音波アクセサリー又は身体の創傷部位を、ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣ領域の複数のレーザーパルスに曝露することにより、本発明は、薄膜を触媒的に惹起し、従って、光化学処理（例えば、消毒及び滅菌）を光触媒的に誘導し、上述の複数の表面（つまり、医療用機器、創傷部位、切断部位、疼痛部位、又は外的に損傷を受けた人体表面など）上の精製、消毒及び有害種を不活化する。さらに、本発明の方法によると、滅菌性の波長を有し特定の適用に必要な特定の処理に関して十分な電子エネルギーを有するレーザーパルスは、緩徐な分解効果を提供し、且つ、消毒用のハードウェア機器に通常関連したインフラ（例えば、オートクレーブ、オーブン、γ線、ラジオ波、Ｘ線、マイクロ波、熱、冷却、超音波等）を用いることなく処置される医療法に影響を与える予期せぬ条件に曝露されるフィールド、惨事の領域、又は場所において光触媒的な手段を提供するように、活性型のヒドロキシラジカル（つまり、ＯＨ^＊などのラジカル種）を提供するのに有用である。

本発明は、送達及び消毒用のリアルタイムで流動する液体導波路を形成する方法並びに空間処理及び表面、医療用、空間及び物質、容器の内部表面、医療用、エンジニアリング用、農業用の種々の用具、機器及び装置及び工業的な洗浄及び消毒を目的として高出力で動作する、パルスＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣレーザーの同時のマニピュレーションを規定する。表面の光反応性消毒及び有用な消毒並びに広範な医療用機器の処置は、本発明を用いて行うことが可能である。加えて、薄膜コーティングを用いた洗浄、消毒、滅菌及び／又は処理された表面部位などを包含するとともに、ヒト、動物及び植物に対して脅威を及ぼす感染症例など、創傷、切断、傷、疼痛部位、身体の損傷を受けた外部部位の表面及び空気を活性化するのが好適な作用である。さらに、酸素で飽和され触媒粉末、液体、ガス若しくは光で混合された高純度の水に一体化することにより、本発明の方法は、曲率／近傍表面を滅菌する活性型フリーラジカルの形成を促進する。上述の表面上の有害種は、不活化され、従って、これらの表面は、有害な事象（例えば、バクテリア、ウィルス又はその他の健康を脅かす有害種）に対して安全となる。本発明は、医療用への応用に特に有用であって、組織に実質的に物理的に接触する必要がなく、或いは、しばしば臨界となる医療用の処置法において感受的に物理的に干渉する必要もない。本発明は、本来的に環境条件と一致する風、空気を構成する化合物、ｐＨ、溶存酸素及びその他の光触媒に影響を及ぼす因子など、上述の触媒化合物の全体的な広がりが到達するフリーな滅菌領域の形成を促進する。

紫外光技術による消毒、精製及び滅菌並びに光処理は、周知である。この技術は、種々の有害種（例えば、バクテリア、ウィルス、嚢胞及び病原体など）のＤＮＡ及びＲＮＡ複製工程を不活化するなど、残存性を有さず、非化学的であり、その効力（約２２０〜３５７ｎｍ）に起因して好適である。

本発明は、環境的な防御及び公衆衛生の防御並びに家内工業、医療、エンジニアリング及び環境領域に関連したツールを目的物とする。ＵＶＡ／Ｂ／Ｃ電磁気スペクトルにおけるパルス状で、周囲をハイドロオプティカルに分解し配列した関連する出力光技術を用いて光を非侵襲的に流動する液体及びガスのジェット流にカップリングすることは、従来の光要素が必要ないことを意味する。この技術に存在する駆動原理は、時間領域の制御に同期され、光ガイド及び空間的に光を処理することに関する相互作用的に可変なプラットフォームを促進する（つまり、ジェット中での処理である。適切な量の光が、フランジを形成する特定の水又は特定の電気光特性を発生する所定の表面領域、及び上記の水における光化学的効果並びにジェット／ビームにより接触される標的に送達される際、本発明の方法は、単一で簡単で、生産的なプラットフォームで、従来の光グレードのレンズ、要素の使用により強いられる制限を上回る洗浄、消毒、滅菌及び分解の可能性を同時に提供し、熱に関する制限を消失させ、上述のように（ジェット流又は流動する水中において）送達され流動し或いは利用される液体及びガスにおける時間領域の相互作用を最大化させる。

さらに特に、本発明は、上述のジェット、ストリーム、フォール、スプリンクラー、シャワータブ、又はフィルトレーションシステムの水にロックされ、ガイドされ、且つ、反射される関連する無菌スペクトル領域における光を発生する多重的な勾配の屈折率特性を使用する新規の方法を開示し、これは、飲料、排水、水産業、水再生、水リサイクリング並びに種々の適用及びプラットフォームで駆動される水精製ワークステーションの処理に関して特に有用である。本発明は、表面消毒及び精製にさらに利用されてもよく、且つ、平均出力ＴＷ／Ｃｍ２に対して１ｍＪ〜１ｍｗ／ｃｍ^２であり、断面エネルギー密度において数１００万ワットのピーク出力を有する二次元カップリング光に関してさらに利用されてもよく、かかる高い強度の光は、水及び空気並びにその他の液体及びガスに関して全体的に生体的に安全性の高い実効性を有する生活の質を利用した本発明の方法により水にカップリングされる。

本発明は、ラジカル種（例えばＯＨ^＊）バリア技術（ＣＦＲＳ、ｒｅｆ３ａ−ｚ）の触媒的形成を促進することにより、公衆衛生及び環境を防御するための効果的な社会経済的な処置プラットフォームを促進し、これにより、光反応性層の形成を目的として非常に短時間のフラクションに関し、強力なラジカル種の多重層からなる、惹起される層は、「ファイヤーウォール（ｆｉｒｅ ｗａｌｌ）」へと変わり（従って、触媒工程が発生する短時間［Ｆｓ］に起因して有害種を介する透過を阻止し）、（医療用機器の上部表面層と同様に実際に障害を受けた人体の組織において）先進的な触媒酸化、電気触媒酸化、光分解及び光解離が起こり、リアルタイムで流動する液体導波路において光を導波することによる本発明は、多くの利点を提供し、熱的な制約がなく、且つ、人類及び環境を防御するのに役立つ重要な経済社会的利益を提供する。

特に、本発明は、光、液体、ガス及びオプトロニック時間領域惹起（例えば、高ピーク出力で高い反復率のＵＶレーザーなどにより発生し得るもの）による光反応性バリア技術（ＰＰＲＢＴ）の提供を促進する。これにより、空間的特性を発生し、補助し、且つ拡張する多光子吸収処理に関する可能性を増大させ、これは、特定の応用例に関して特定の波長であることが望ましい。追加の酸化剤、酸化物質、活性種類、光反応性シンチレーション又は蛍光物質等を導入することにより、これらは本来的には線形ではなく、種々の環境、農業、市場、家内的及び局地的な処置応用例において効果的な光処理、消毒、滅菌及び生体安全性に関連する有用性及び協調的な有用性を劇的に増加させる。

高い強度にて連続的なジェット水仮想反応器の空間的な特性へとカップリングする創造的な解決法を開示する一方、本発明は、外的な切断が生理的活性を妨害する可能性がある場合や感染症及びさらなる合併症を惹起する可能性のある場合に関する方法を提供する。さらに、本発明は、光触媒、電気触媒及びハイブリダイゼーション技術を用いた本技術分野における従来法よりも表面の光処理を促進する。本発明の新規な方法は、バクテリアとの接触による有害性を有する効果から、或いは、有害種との接触から、大部分を防御する。

作用を有するスペクトル（つまり、空気／人体、空気／機器、層をカプセル化する層の吸収、透過、透過性、屈折率又は屈折率特性）（層とは、実際の機器の表面又は人体の表面と侵入し／惹起するパルス光のビーム及び処理される表面への必要とされる光のカップリングとの層”バリア”であって、レーザー光の特定波長の相互作用を考慮に入れたもの）（レーザー光とは、本発明の方法により使用される源）を較正することにより、本発明は、エネルギー的に有用な方法及び高度に安全な動作方法を用いることにより、経済的な解決法を提供し、これにより、熟練したオペレーターや特別に複雑なハードウェア法を必要としない。本発明の方法は、既に構築された設定へと簡便に一体化でき、一体化、導入及び動作法に時間とエネルギーとがかからないため、実行するのに簡便であり、完全に自動化された方法を含む。

さらに特に、例えば、パルス状で、高反復率で、高いピーク出力のレーザー光源を用いる本発明の方法は、高いエネルギー密度の領域の形成を促進し、これを介して、例えば、抗原の侵入により貫通される可能性のある汚染物を運搬する液体又はガスは、本発明の方法により上述の通り処理される。

本発明を用いた多くの例のうち最も最良の態様の一つは、種々の医療用機器の消毒に特に有用である。

さらに、本発明に掲示の方法は、短い作業サイクルを必要とする医療方法に関する解決法を提供し、従って、高い反復率、高いピーク出力のレーザー、ランプ及び種々のハイブリッド一体化物により発生するＵＶＡ、ＵＶＢ及びＵＶＣを用いることにより、医療機器又はその表面又は寸法又は容量の光触媒的防御に関する本発明の方法の新規性に起因して、短いデューティーサイクル、より速い処理時間、より安全な不活化／分解性、及び重要な資本コストの削減の点で非常に重要な有益性を提供する。

また、本発明の方法は、通常の適用例又は敵対的な作用（無菌的充填でもなくＮＢＣ脱汚染適用例でもない場合など）により表面を汚染する有害なバクテリアや化学物質から表面を無毒化及び滅菌する技術に関する。この技術の趣旨は、本発明に係るリアルタイムで流動する液体導波路の意味合いにおいて、ＵＶ／ＶＩＳ光と光触媒物質とを組み合わせることである。上記の化学物質（酸化剤、光触媒）は、同期した光パルスとともに、液体溶液、懸濁液流、液滴、クラウド（Ｅｔｃ）の形態にて１つ以上の容器から噴霧又はスプレーされ、かかる照射は、適切な場所（又はその表面若しくはその近傍）に適切な時間で上述の活性を有する化合物に到達する。ＴｉＯ_２やＺｎＯなどの不揮発性材料で表面を前処理することは、本発明の種々の他の応用例である。

現在の技術は、市販の応用例に関して効果的な反射性を提供し得るのに十分なコーティング技術を提供し得ない。さらに、波長が２７０ｎｍ以下である場合に、３０％のコーティング反射率を越えないことで特徴付けられる。マイクロ電子技術、水理技術、レーザーポンピング構造、冷却、水圧及び光科学技術の進歩に伴い、より正確な診断ツール及びソフトウェアをベースとした線トレーシング及び時間分析が得られているが、本発明による方法は、新規に証明された観念的設計基準を開示しており、従来の反応器設計の歴史的な記録には用いられなかったものである。従来技術で強いられていた上述の制約をしのぐ本発明の方法は、エンジニア、製造者、科学者、エンドユーザー、マネージャー及び品質管理者に、水又は液体とガスの組み合わせからなる仮想的な反応器で駆動される可変の屈折率特性の有用な光カップリングを促進するプラズマカップリングでの流動する光ガイドを利用可能とさせる。このユニークなカップリングは、従来のレンズ駆動されるカップリング光学機器（ｒｅｆ１：Ａ−Ｚ）では利用し得ない光学機器の有用性を確実にし、本発明による、高い平均出力、高いピーク出力、光誘導性のＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣで駆動されるパルス状レーザーは、フリーラジカル種、酸化性、溶解性及び／又は分解性を有用に発生させ、且つ、実際に流動する液体光ガイドは、光触媒物質及び要素からなり、或いは、補完され、或いは混合されており、これらが一旦活性化されると、反復可能で標準化された動作に相互運用的且つ内部結合的に必要な光化学的タスク又は応用装置に関連した有用性を大きく増大させる。かかる動作は、公衆衛生及び環境の防御を目的とする。

本発明の方法は、環境防御適用例に特に有用であり、例えば、表面、容量、ツール、インターフェース、装置及びグローバルシステムの滅菌、消毒、レーザービームマネージメント、リソグラフ処理及び深ＵＶ用光学的空間処理などがある。かかる適用例には、熱管理又は温度勾配が必要なものも含まれ、これらは、材料の選択、方法及び設計の基準に影響を与える可能性がある。本発明の方法は、多くの工業、農業、家内工業、医療、インフラ、経済及び技術的な挑戦を解決するのに使用されてもよく、これらは、それ自体の冷却要素（液体若しくはガス又はこれらの組み合わせ）が媒体であって、光が、所定の領域、空間、容量又は従来の光学要素（例えば、従来の消毒反応器に使用されるようなもの）の境界から熱を除く必要があることに関連する冷却の有用性を実質的に増大させるものである。

本発明の技術は、多光子吸収工程に有利に使用されてもよく、従って、水、水産業処理部位、ボトルのミネラル水の大量生産、マイクロリソグラフィー適用例、チップ製造部署（水、空気、リソグラフ、ＴＯＣ還元、ＴＸ還元、ＵＰＷ）、食料、飲料工業における解決法を提供する。また、本発明の方法は、従来の処理技術並びに表面及び容量での光処理応用例に関連した有用性を増加させる。さらに、処理動作中の反応率を加速させるフリーラジカル（ＯＨ^＊）の種類は、所定の時間、所定の空間及び／又は可変な液体若しくはガス内での高い放射強度を精製する能力を有するｉｎ ｓｉｔｕでのユニークで高い強度のラジカルジェット射出空間ワークステーションに関するプラットフォームを形成する、調節可能で増幅され、含水性でモニターされた多重の反応工程において、本発明に従って精製される。

光学レーザーポンピング技術に関する固形状態電子機器、レーザー、及び先進的なポリマーにおける現在の活動の全ては、食品用、飲料用並びに多くのバイオテクノロジーに関連する製造物及び適用例に係る、ボトル、リッド及びコルクパッケージング製造工程に類似のシステムに導入されあるいは一体化されるのに十分小さな光源の製造に貢献してきた。本発明による方法の利点は特に、水、空気、水産業、超純水、飲料、リサイクリング、再生、飲料及びミネラル水製造現場など種々の処理応用例において導入されてもよい。本発明の方法は、導波路技術の革新及び流動する部分的又は全内部反射する液体導波路において屈折率特性設計を得るための製造技術を導入し、これらは、（流動する”仮想的な”液体反応器において、）バクテリア、ウィルス、嚢胞若しくは病原体又は生物学的、有機的、非有機的、毒性若しくは非毒性を有する種の濃度を均一化することを目的とする。本発明の方法により主要な利点は、流動する液体光ガイドがシステム要素に対する熱的な障害を阻止するｉｎ ｓｉｔｕでの連続した冷却性を提供する点にある。

また、本発明の方法は、通常の適用例又は（無菌的な充填でなくＮＢＣ脱汚染適用例でもない場合に使用された場合など）敵対的な作用により、有害なバクテリア及び化学物質から表面を無毒化及び滅菌する技術にも関する。その原理は、本発明に係るリアルタイムで流動する液体導波路の点で、ＵＶ／ＶＩＳ光と光触媒材料とを組み合わせる点である。上述の化学物質（例えば、酸化剤、光触媒など）は、光パルスと同期され、１つ以上の容器から液体溶液、懸濁流、液滴又はクラウド（Ｅｔｃ）の形態で噴霧／分散され、かかる照射は、適切な場所（或いは、その表面若しくはその近傍）に、適切な時間、活性を有する化学物質に到達する。ＴｉＯ_２やＺｎＯなどの不揮発性材料出の表面の前処理は、本発明の種々の別の応用例である。

（図面の簡単な説明）
本発明を理解し、且つ、実際にどのように実施するかを理解するため、以下に、非限定的な例として、添付した図面とともに、好適実施例に関して述べる。

（発明の詳細な説明）
本発明は、リアルタイムで流動する導波路又は光化学性を生成する新規の方法を開示する。図１を参照すると、ＵＶジェット流を発生する水射出手段からパルス状ＵＶＡ、ＵＶＢ、ＵＶＣをガイドするためのリアルタイムで流動する液体導波路を示す本発明による装置１００を概略的に示す。装置１００は、第１及び第２インレットポート２及び４並びにアウトレット１４を有するＵＶＪＥＴ水射出手段１の長手中空体と；プレパイプ部分６によりボディー１から射出するように且つ導管５及びこの導管の外部のボディーの領域から来る物質が互いに合流するボディー１内の領域９を規定するように、ボディー１に導入された中空導管５（空気又はガスの全体）と；を備える。インレット２は、適切なリム外径（例えば、５ガロンの容器のインレット／アウトレットよりも小さな外径）を有し装置１００に向かう方向７のレーザー装置（図示せず）から伝播するレーザービーム８（ＵＶ放射）を受ける機能を有する。ここで、上述のレーザービームは、出力パワーの８６％を有する径のレーザーの出力であるとする。レーザー４は、水（若しくは他の液体又は液体とガスとの組み合わせ）を注入する機能を有する。ボディー１の領域９において、上述のＵＶ放射は、上述の水流にカップリングされ、このＵＶＪＥＴ流は、ボディー１からアウトレット１４を介して出力される。水アウトレット４は、パルス状の光レーザービームが上述のＵＶＪＥＴにカップリングされるベンチュリ圧を形成するように上述のジェット長にさらに沿って配置される。上述のパルス状のレーザーＵＶ放射は、パルス当たり１ｍＪ〜１Ｊｓのエネルギーを有する。このレーザー放射は、好ましくは、約２７７ｎｍの波長を有し、上述の流動する液体導波アウトレットに正確に到達し従って上述の流動するジェット流にラウンチされるように、伝送され、射出され、或いはガイドされる。一度水が上述のジェットインレットにおいてベンチュリ圧力を適切に形成してポンピングされ、ジェットから水が漏れることがなくなると、このレーザービームは、上述のガイドするプレパイプに喀ぷんリングされ、このジェット流は、ＵＶＪＥＴボディーを出力されるにつれ到達し、従って、周囲の空気の屈折率（１．００）よりも（リアルタイムで）流動する水の屈折率よりも高い屈折率を有することに起因して、流動する液体導波路を形成する。従って、装置１００のアウトレット３は、空気中で流動する水ＵＶＪＥＴ流となる。

その時間空間オプトロニック（つまり、サブマイクロ秒のパルス時間）は、保持する水つまり、ガイドする光を見出し、レーザー放射の全内部反射（ＴＩＲ）からもたらされ、ＵＶＪＥＴを介して、流動する水流は、５ガロンの容器、ボトル及び種々の表面、容量、導管、工業用チャンバー、農業、医療及び環境及び工業的な消毒、精製の適用例における洗浄及び消毒に有利に使用されてもよく、或いは、洗浄及び消毒／滅菌が、エネルギー、時間、デューティーサイクル、逆エネルギー、有用性の増大並びに公衆衛生及び環境の防御に同時に必要とされる場面で使用されてもよい。

本発明の技術は、リアルタイムで流動する液体導波路又は光化学を生成する新規の方法を提供する。本発明に使用するのに適したレーザー（一般に、少なくとも１つの放射ユニット）は、好ましくは、ＵＶ光ビームを発生する高強度のパルス状サブマイクロ秒のレーザーであって、約２６６ｎｍでパルス当たり１ｍＪから約１０Ｊｓであり、約１〜１００ＭＨｚのパルス反復率を有するものである。導管又はチャンバー１は、少なくとも１つの誘電性を有し半導性又は超伝導性を有するリンク又はインターフェースに一体化された好気的で毒性を有さない水射出器であって、少なくとも１つのインレット（一般には、このインレットを介して水及び光が入力され得る）と、動的でハイドロオプティカルで光化学的に所定の処理効果を有するように形成されたアウトレットラウンチャー９と、液体と光とを同時に導通する妨害されていない少なくとも１つの開口部１４とを有する。チャンバー１におけるこれらの開口部のそれぞれには、光学インレット又はアウトレットが装着されており、これらは、所定の径、受容可能角度及び生体適合的又は光触媒的に固定された内部又は外部表面領域層又は薄膜コーティングを有し、上記の開口部通路を介して光が挿入されるのに十分大きく層流若しくは乱流又はこれらの組み合わせの連続禎において前方に流動する内部に液体が残存するのに十分小さな少なくとも１つのベンチュリ吸引部位を有する。液体若しくはガス又はこれらの組み合わせの所定の容量は、ガイドされる光の相互作用により処理又は惹起される水射出手段のインレット（図１の例では参照番号４で示されるもの）を介して同時にポンピングされる。周囲の空気又はガスの屈折率（Ｎ_２の場合約１．００）よりも大きな約１．３の屈折率を有する（少なくとも１つのストリームである）ジェット流は、全内部反射によりＵＶ光パルスをガイドするのに十分な、周囲とＮ_１／Ｎ_２の屈折率特性を形成するように、同時に前方にラウンチされる。このＵＶＪＥＴ水流は、ガイド又は送達射出され、且つ、同時にパッケージされた液体を充填し、或いは内部に存在する光パルス及び液体を連続して空間的に処理可能とし、このパルス及び液体は、所定の表面標的部位へと、或いは、流動する液体光導波路よりも低い又は高い（いわゆるＮ_１及びＮ_２よりも高い）屈折率（Ｎ_３）を有する液体パッケージへと、方向的に分布される。このジェット流は、少なくとも１つの泡を有していてもよい。これら液体及びガスの所定の容量の連続体は、障害のない開口部において少なくとも１つのベンチュリ圧力位置を形成するのに十分な所定の圧力容量及び／又は流率にて、上記の中空の水射出手段にさらに沿って配置されたアウトレットラウンチャーへと同時に送達され、これにより、光学グレードの固体要素又はレンズを用いる必要がなくなり、空気から水を介して表面へと至る光学通路長における要素の数が減少され、減衰が減少され、障害閾値が増大し、定期的なメンテナンス及び交換の頻度が減少する。所定の酸素濃度、又は一重項酸素、又は所定の酸化剤、又は光触媒半導性金属、又は金属酸化粒子、又はナノ多孔質、又は非多孔性多重成分又は半導体又は誘電体の組み合わせを、上記の流動する液体ジェット流に比例的に添加して、所定の時間内で、単一の同時作用により、液体、ガス若しくは表面又はこれらを組み合わせたものに対して、ラジカル種を形成させ、或いは光分解又は光触媒惹起を発生させ、或いは、光化学的に影響を及ぼす消毒を行い、或いは、滅菌、分解、ミネラル化、酸化、洗浄、脱汚染を行ってもよい。

また、本発明は、液体又はガスの表面を、通常の適用例又は敵対的な作用（無菌的な充填でなくＮＢＣ脱汚染適用例でもない場合に使用される際に発生する）により表面を汚染する有害なバクテリア及び化学物質から解毒及び滅菌を行う技術に関する。この原理は、本発明によるリアルタイムで流動する液体導波路の観点において、ＵＶ／ＶＩＳ光を光触媒材料と組み合わせる点である。上記の化学物質（酸化物や光触媒）は、照射が適切な位置に（又は上記の表面又はその近傍）適切なタイミングで、照射が活性型化学物質に到達するように、光パルスとともに、１つ以上の容器から液体溶液、懸濁液流、液滴又は噴霧状態にて、噴霧／散乱される。ＴｉＯ_２やＺｎＯなどの不揮発性材料での表面の前処理は、本発明の種々の構成の別のモードでの適用例である。

高強度のピーク出力の光源を有する少なくとも１つの放射ユニットに由来するパルス状サブミクロン秒のレーザー光の少なくとも１つのＵＶビームは、生体適合性を有するＵＶ水又は液体ジェット射出手段の少なくとも１つのベンチュリ入力に挿入又はカップリングされる。１つ以上のパルス状ＵＶレーザービームは、ファイバー駆動（ｆｉｂｅｒ ｄｒｉｖｅ）され、或いは、１つ以上の入力（例えばかかる入力のアレイ）を直接曝露してもよい。液体又は水に由来するＪＥＴ流は、約１．３（例えばＮ_１＝１．３３）の屈折率Ｎ_１を有する。この水又は液体ジェット流（Ｎ１）に由来する所定容量又は流率は、水又は液体ジェット流が周囲の空気又はガスと一定の屈折率特性を形成するのに十分な幾何学的角度一体性を有するように、約１．００の屈折率を有する空気へと流体力学的且つハイドロオプティカルに前方に射出され、その後、屈折率Ｎ_３の特定の表面（標的部位）へと至る。サブマイクロ秒のパルス状ＵＶビームは、ジェット流のフルエンス率及び幾何学的利用性を増加する高エネルギー密度領域（ＨＥＤＺｓ）を形成する全内部反射により内部にガイドされる。水若しく液体、空気若しくは表面又はこれらの組み合わせは、上記の水若しくは液体、空気又は表面をより衛生的に指向するように、より刺激なく生体適合性を確実とし、有害種を消失したより管理可能な形態とするように処理するため、放射ユニットから、所定空間に、所定時間、所定のスペクトル分布に曝露される。この技術は、無菌的な充填を実行するのに、単一のプラットフォーム上で同時に複雑な曲率を有する表面を洗浄且つ滅菌するのに特に有用であると同時に、洗浄及び滅菌並びに先進的な酸化処理が本発明の方法によるＵＶＪＥＴなるプラットフォームの相互運用性及び相互結合性へと織り交ぜられる防御的な適用例に特に有用である。

本発明により、光化学的処理のための円筒形の導管又はチャンバーなどのハードウェア型の反応器を使用する必要がなくなり、内部表面の反射コーティングを節約する。本発明により、従来の光学要素に関連した定期的なメンテナンス及び交換が必要なくなる。工学的な障害閾値に関連するレンズなどの従来の光学要素を使用する必要がなくなることにより、本発明の方法は、光分解及び光触媒処理を実行する本発明を使用したＵＶＪＥＴ装置による手段を開示する。これにより、（ＵＶＪＥＴ、ＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＪＥＴ又はＥＸ−ＲＡＹＪＥＴ）を介した）内部の生体適合性及び処理能力又はこれらの組み合わせが増大する。

本発明は、従来の光学要素を使用する必要が減少且つなくなり、従って、本発明のＵＶＪＥＴ水射出手段の背部においてベンチュリ圧及び吸引位置が減少し或いはなくなる。特定の閾値以上の圧力をマニピュレートすることにより、パルス状ＵＶレーザービームを上記のベンチュリ位置の中心に挿入し、レンズを用いる必要がなく、追加の光学グレードの要素が必要なく、ベンチュリ吸引に起因する液体の漏れがなくなる。このことが確実にするのは、従来の滅菌法に関連する定期的なメンテナンス及び交換の頻度が減少し、ロスが軽減され障害閾値の障壁が取り除かれたビーム路における光学要素の数を減少させたより流線形の光学設計（例えば、ＵＶＪＥＴなど）が得られ、これにより、より高い平均出力若しくはピーク出力又はこれらの組み合わせの装置を使用することが可能となる、点である。

上記の放射ユニットは、アルゴンガスを封入したレーザーであるアルゴンレーザーを有していてもよい。このレーザーは、緑色及び青色の光を発生する。この最も強い光線は、５１４ｎｍ（緑色）及び４８８ｎｍ（青色）であって、空冷モデルにおいて最小で、１５ｍＷで１１０ボルトであり、水冷モデルにおいて最大で、５０Ｗで４４０ボルトである。アルゴンレーザーは、妥当な価格で貧弱な輝度を提供するので、レーザー性を示す最も一般的なタイプの光線である。

放射ユニットは、ガスレーザーとして最も単純で最も効果的な軸流レーザーを有してもよい。ガスの軸流は、ガス分子を耐久状態に励起するのに使用される放電により枯渇されたこれらのガス分子を置き換えるようにチューブを介して保持される。放射ユニットは、工業分野で広く使用されるＣＯ_２レーザーを有していてもよく、その初期レーザー媒体は、二酸化炭素である。

多くのレーザー鋳造は、プラズマ酸化及び吸着を阻止するように、破片を吹き飛ばすように、且つ、熱反応を制御するように、作業表面上に流動する不活化ガスのシールドを用いて実行される。このガスジェットは、一緒に目的とされ得るので、ビームと同様の軸を有する。

本発明は、互いに一定の位相において振動する波列からなる放射であるコヒーレント光を利用してもよい。コヒーレント光波は、同様の方向（空間的にコヒーレント）に、同様の周波数で及び位相（一時的なコヒーレント）で全て伝送する。

フィールドの深さ（いわゆる、ビームの作業範囲、波長の機能、非集束ビームの径及びレンズの焦点距離）は、径が小さいスポットサイズとなるように且つ高い出力密度を達成するように調節される。これを達成するために、フィールドの短い深さが許容される。

本発明における水レーザーは、水においてレーザーを生成することを意味し、従って、水レーザーを形成するのに使用され得る流動する光ガイドキャビティーの形成用の流動する液体導波路を利用する。

本発明における光化学効果は、障害を与える光熱効果を発生するのに不十分な、曝露時間及び投射出力レベルによって生じる効果を意味する。これは、エネルギー依存性工程である（つまり、吸着率よりもむしろ吸着される放射の全体的な質の関数である）。

現在、使用される多くの光に関して、固体レーザーは高価である。これは、先の数年でおきかえされるであろう。より信頼できる固体レーザーは、赤外光を生成するｎｄ：ＹＡＧと称される材料を使用する。これは、５３２ｎｍにおいて６０Ｗ以上の光を発生するように（第二高調波発生）、周波数倍化されてもよい。この緑色光は、２６６ｎｍで数ワットの光を発生するように（第四高調波発生）、さらに周波数倍化されてもよい。

本発明の方法により処理される媒体（環境）は、ボトル内容物、導管、チャンバー、飲料、ワイン、医療用調製物、ジュース、飲料水、ミネラル水、インスリン製品、医療用調製物、天然水、香味水、香味飲料、生物的追跡可能化合物、水をベースとして薬物送達物及び／又は進展若しくは香味付けされたビタミン若しくは栄養飲料物、アルコール、血液製剤、プラズマ製剤、空気製品、医療用ガス、スプレー、種々の液体、ガス、これらを組み合わせたものなどであってもよい。本発明は、Ｎｄ：Ｙａｇ、Ｎｄ：ガラス若しくはＮｄ：ＹＬＦ又はこれらを組み合わせた高いピーク出力を有するレーザーを利用してもよく、これにより、ＵＶＪＥＴ又は空間処理するパルス状レーザー光を駆動し、酸化剤、金属酸化物（ＴｉＯ_２、ＺｄｎＯ_３、ＩＴＯ）などの光触媒化合物、所定濃度の一重項酸素、所定濃度の酸素、所定濃度のオゾン若しくは所定濃度の過酸化物又はこれらの組み合わせを用いた先進的な酸化工程を惹起し、且つ、第四高調波発生（つまり、ＦＨＧ）を動作させる。

第三高調波発生（つまり、ＴＨＧ）で動作する固体レーザー（例えば、Ｎｄ：Ｙａｇ）を利用してもよい。約１９３ｎｍから約３０８及び３５１ｎｍの波長で動作するエキシマレーザーなどの放電レーザーを利用してもよい。

光の各パルスは、精製、消毒、ＤＮＡ及びＲＮＡの複製工程の不活化のため、ボトル化された液体又はガスの内容物に配列され、非侵襲的な消毒方法を提供し、レーザーに由来する光パルスは、ボトル製（つまり、導管、チャンバー、ボトル又はパイプなど）の材料を貫通する。

ＵＶＪＥＴを動作させる好適な態様は、パルス状サブマイクロ秒のレーザーが約２６６ｎｍであり、パルス当たりのエネルギーが約１ｍＪから約１０Ｊｓであり、パルス反復率が約１Ｈｚから約１００ＭＨｚであり、反復率又はエネルギー密度又は単位Ｃｍ２当たりの累積エネルギー又は平均エネルギー又はピーク出力が、本発明の方法を用いて同時に送達される異なるエネルギー量及び異なる容量の液体を必要とする異なる適用例に適合するように選択されることである。

一般的に言うと、レーザー光源は、以下から選択される：つまり、ガス放電レーザー、ダイオードポンプレーザー、プラズマ放電レーザー、固体レーザー、半導体レーザー、結晶型レーザー、Ｘ線ポンプレーザー若しくはＥビームポンプガスレーザー又はこれらの組み合わせである。

自由電子レーザー（ＦＥＬ）又は静電加速自由電子レーザー（ＥＡ／ＦＥＬ）若しくは有機レーザー又はこれらの組み合わせを用いてもよい。

レーザー光源は、約１〜３０００ｎｍ又は約３３３〜３６０ｎｍで同調可能であってもよい。個々のパルスのピーク出力密度は、約１ｎＪ／Ｃｍ２から約５０Ｊｓ／Ｃｍ２に達する。パルス状レーザー光源は、約１Ｈｚから約３００ＭＨｚの反復率でパルス化されてもよい。

本発明は、異なるパッケージ材料を包含する広範な適用例に最適であって、これら種特異的光学的較正曲線は、特定の適用例、ツール又は装置に使用される基質材料の障害閾値と適切に一致するように、特定のバイオドシメトリック値（ｂｉｏｄｏｓｉｍｅｔｒｉｃ ｖａｌｕｅ）に関して演算される。

生物医学的応用例、歯科的応用例、歯周応用例に特に有用で且つ口腔の衛生の向上に特に有用な本発明を用いた例は、以下の例を含んでもよい：つまり、本発明によるＵＶＪＥＴの準ミニチュアバージョンを有する導波誘電ブラシ（ＷＤＢ：ｗａｖｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｒｕｓｈ）の照射又は放射を利用する例である。光は、光ファイバー又は単位Ｃｍ２／秒当たり１００万／４個の光子から単位Ｃｍ２／秒当たり９９９兆個の光子の送達能力を有する一体化アームに埋め込まれた光学撹拌手段を直接介してＵＶＪＥＴに送達される。光は、約７ピコ秒から約１００フェムト秒のピーク出力又はパルス幅を有する少なくとも１つのパルスを送達する少なくとも１つの光ファイバー導波路を介して上記のブラシに送達される。かかるブラシは、出力へと直接レーザー曝露することにより駆動されてもよい。このブラシは、本発明による準ミニチュア化された複数のジェットからなっていてもよい。かかるブラシは、ＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＪＥＴ若しくはＥＸ−ＲＡＹＪＥＴ又はこれらの組み合わせの形態を取っていてもよい。このことは、歯垢形成の洗浄を目的とし、且つ、口腔又は歯の内部空間及び歯根を滅菌、洗浄及び消毒することを目的として歯科適用及び歯周適用に特に有用である。

ＵＶＪＥＴの動作は、従来の光学要素が必要ないように、高強度のサブマイクロ秒のパルス状レーザー光を水射出手段のベンチュリ吸引へと（ＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＪＥＴ、ＥＸ−ＲＡＹＪＥＴ、ＩＲＪＥＴ、ＮＩＲＪＥＴ等）カップリングすることを有していてもよい。ＥＭＲＪＥＴは、本発明による異なる適用例に対するリアルタイムで流動する液体導波路の適用性を適合するように、約２６６の波長を有し、約０．１ミリ秒から約１００アト秒のパルス持続時間又は幅を有し、約１Ｈｚから約１ＧＨｚのパルス反復率を有する少なくとも１つのパルスにより駆動される。その他の適切な動作態様は、光がベンチュリ入力吸引に侵入する前に拡散され、或いは、光がＪＥＴ流に侵入し、ジェット流を横切る間、若しくはジェット流の端部にて、又はこれらの組み合わせの状態で拡散することである。さらに他の動作態様は、多重線レーザーが、１つ以上の波長の光が同時に利用されるように、ジェットにカップリングされることである。このことは、ジェット流における光反応性成分を惹起するのに有用であり、或いは、特に表面を処理する際処理領域の工学的マーキングに有用である。

ＵＶＪＥＴのアレイは、従来の熱をベースとした低温殺菌法を置き換え、資本コストを減少させ、定期的なメンテナンス及び交換の頻度を実質的に減少させる、ボトル水及び農業食品工業にいて無菌的に充填する、高強度又は高い頒布率のレーザーエンジンにより駆動されてもよい。ＤＮＡの最も感受的な作用スペクトルの存在する約２６６ｎｍの波長を用いることにより、（本発明の方法を用いた準ミニチュア型の装置を用いた）無菌的な充填、ボトル水、香味水、飲料、ジュース、飲料水、洗浄水、冷却水、加熱水、血液並びに体液を同時に洗浄及び消毒すること並びに化学プラント用、医薬品製造ライン用、脱塩プラント、水処理プラント、生物学的汚染物からの洗浄及び消毒を必要とする大都市領域、先進的な酸化処理（ＡＯＴ）を必要とする表面領域などの洗浄及び消毒を同時に行うことを規定する。

過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、オゾン、電子ビーム、ＵＶ等を適用するなど、液体、ガス及び表面を処理する先進的酸化技術（ＡＯＴ）は周知である。種々の有機汚染物及び生物由来の有害種は、ＡＯＴにより酸化され得る。生体系は光吸収（光感受性）を直接又は間接的に精製される活性励起状態により不活化され得るが、有機汚染物のＡＯＴは、通常、活性中間体としてヒドロキシラジカルを包含する。脱汚染を目的として、ＴｉＯ_２などの金属酸化物を用いた光触媒的酸化は、表面、水及び空気の洗浄を目的として、過去数十年興味を引いてきた。

Ｈ_２Ｏ_２をＴｉＯ_２の水の懸濁液に添加することは、光触媒的酸化の効率を向上させ得ることが知られている。これは、ＴｉＯ_２電子がＯＨラジカルに変換し、電子とＯＨ^＊とのリコンビネーションを遅延させ、且つ、Ｈ_２Ｏ_２の還元により追加のＯＨラジカルが供給されることにより、ＯＨ^＊の生成率が増加する。（これは、Ｈ_２Ｏ_２分子の電子がＯＨ_＊ラジカル及びヒドロキシイオン（ＯＨ⁻）へと受容されることにより起こる）。

多くのＡＯＴは、実用的なれ適用において高度に期待がおけるものとみえるが、生成率と処理効率とコストとの組み合わせは、処理効率、安定性及び再現性の向上を要求する。かかる最適化なしに有望な技術的趣旨の商品化は、出現していないことが広く受け入れられている。特に、従来の先進的な酸化及び光触媒反応器において幾何学的に利用性を向上させる材料及び技術に関して検討及び検索は実質的に資源に指定されてきた。

本発明は、ＵＶ光を他の先進的な酸化処理と組み合わせる技術に係り、例えば、２６６ｎｍのレーザーＵＶ光を相対的に長い距離又は障害のある容量及び表面に適用する技術に関する。

さらに、光ガイドとして、ＨＧＦＳ（高純度溶融石英）、ＳＦＳ（合成溶融石英）又はその他の薄膜技術などの材料を利用する試みは、これらの材料が凝集してしまったり、コロイド堆積物や硬水ミネラル堆積物により覆われてしまい、ホットスポットや光学的特性を悪化させるなどにより、しばしば失敗する。

かかる悪化は、本発明の方法を用いると発生することはない。なぜなら、本発明による、ジェット流内で光を反射するのに使用されるＵＶＪＥＴ境界（水／空気）は、仮想的な反応器型であり、従来の材料の制約により障害されないためである。

さらに、上述の水ジェットは、液体／空気のインターフェースを連続的に更新することを包含し、従って、表面の汚染及び脱落が最小限となる。さらに、先進的な酸化及び光触媒の領域において今日実行されている研究及び商品化作業は、光学要素を必要とするＵＶランプをしばしば使用しており、これら自体、長時間の使用の後、障害閾値及び光学的特性の悪化を惹き起こすものであって、或いは、そのエネルギー密度は高いものである。本発明の方法は、従来の光学レンズ又は光学要素を用いる必要がないように、高出力でパルス状のサブマイクロ秒のＵＶレーザーを水射出手段上のベンチュリ吸引位置へと挿入することにより、従来の欠点を克服する。これは、エネルギーを増大させ、これにより、単一のプラットフォームにカップリング可能となり、且つ、障害閾値の制限を除去可能となる。

Ｈ_２Ｏ_２などの酸化剤及び／又はＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＩＴＯなどの光触媒材料並びに他の半導体金属粒子又は懸濁物は、ＵＶＪＥＴ流を空気へとラウンチする前、後、間及びこれらを組み合わせたタイミングでリアルタイムで流動する液体導波路に添加されてもよく、上述のＵＶＪＥＴ流を所定の表面標的部位に直接適用してもよい。これにより、本発明の方法を用いて、表面又は容量処理を目的として、ジェット流内又は（良好には）ジェット流の先端にて、酸化又は光触媒処理を活性化又は開始することが可能となる。ＵＶレーザーパルス（例えば、サブマイクロ秒のパルス状ＵＶレーザービームなど）を流動するジェット流に導入する際、液体の屈折率が周囲の屈折率よりも高いことに起因して、全内部反射ＴＩＲによりジェット流内で縦搖れ及び反射が起こる。上述のようにして得られる屈折率特性の結果として、ＵＶパルス状レーザー光は、酸化剤又は光触媒材料を有するジェット流内で多重的な反射を受け、従って、内部で光のカップリング、送達及びガイドに関する角的制限が起こるが、本発明は、ハードウェア型でない反応器ベッセルを用いることにより、ユニークな幾何学的利用性を提供し、従来の反応器に関連したヘッド−ロスがなくなり、光の深ＵＶ波長において十分効率的に存在しない適切な反射コーティングに関する検討を行う必要がなくなり、酸化剤、半導体金属酸化物による適切な吸着が保証される。

従って、本発明は、ＡＯＴを適用する際に考慮される従来の光ガイドシステムに係る制約を受けない。単一のプラットフォームにおいて先進的な酸化処理及び光触媒反応のいずれも、送達、開始及び惹起に利用可能となり、ハードウェア型の反応器が必要なくなり、ジェットの境界は、深ＵＶに関する反射コーティングを開発する必要がなくなり、従来の方法に関連した資本コストや定期的なメンテナンスや交換の頻度を実質的に減少させる。本発明は、事実、同一のラインにて、先進的な酸化材料及び光触媒処理のいずれをも利用するのに適しており、ここでは、幾何学的利用性は、角的光学指向性（例えば、カップリングされ／送達される光と比較したジェット流の角的指向性など）が保持されるのと同様に増加される。

ジェットの内壁は、生体膜成長が起こらないことを確実にする目的や、いかなる時間においても水射出手段の生体適合性及び清潔性を確保する目的で、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＩＴＯなどの半導体金属酸化物の少なくとも１層、又は薄膜で好ましくコートされる。特に、（空気又は表面にラウンチされる前に）ジェットを介して反射するパルス状レーザー光に一度曝露された、かかるコーティング又はフィルムは、電子ホールを発生し、続いて、非常に短い寿命のフリーラジカルを形成する。これらのフリーラジカル種（つまり、ヒドロキシラジカル）は、連続的な動作の間、水射出手段の内壁表面が清潔かつ滅菌状態に保たれることを確保するのに、有効である。これは、種々の工業における従来のＣＩＰ法などの洗浄工程に関して動作を停止する必要もなく、連続した工業的な動作を確実とする。

ＵＶＪＥＴを使用する追加の好適な態様は、２０ｎｓで、８０ＭＨｚのレーザービームを、水射出手段（ＵＶＪＥＴ）上のベンチュリ吸入入力にカップリングし、ジェットが５ガロンの水又は香味水ジョッキに混入している可能性のある有害種を洗浄、消毒、清潔化、溶解、ミネラル化及び酸化する、ことである。ＵＶＪＥＴを利用した追加の好適な態様は、本発明の方法に従ったＵＶＪＥＴ装置を用いて、現在の水製造技術を流線形化することを目的とし、且つ、質の高い工程の連続体を提供することを目的として、洗浄、充填及び消毒を同時に行うことである。

環境に配慮した本発明の追加の好適実施例は、ＵＶＪＥＴ流を電流に導通し、或いは、ジェット流又は水射出手段を半導通し、或いは、発生するジェット流を超伝導又は誘電させ、或いは、これらを組み合わせることである。有用な機構で相互運用的且つ相互結合的に特徴づけるさらなる最適な態様は、本発明のＵＶＪＥＴを、ボトル水工業、生物医学的応用例、バイオフォトニック応用例、環境的応用例又は農業的応用例に適するように適合させることである。後者（農業的及び生物医学的な応用例）の場合、特に適合された懸濁物又は混合物（つまり、多重成分の水をベースとした懸濁物）は、光化学処理を実行するためジェット流を通過させる。この処理には、滅菌、消毒、先進的酸化、ミネラル化、清潔化、洗浄、分解、励起、光活性種類又は蛍光種又はクエンチングの惹起、又は有害な有機リン化合物の処理が挙げられ、この処理は、ヒトの皮膚の処理若しくは（生物学的／化学的汚染物から）脱汚染することを目的とし、又は、汚染物をより無害でより管理可能な形態へと洗浄と消毒又は酸化とを同時に行う必要のある大都市の表面領域での処理を目的として、行われる。特に、本発明の方法は、同様の単一の技術的プラットフォームにおいて酸化と滅菌とを同時に行うのに使用される。特に、化学的且つ生物的種の処理は、本発明を用いて達成されてもよい。これは、ジェット流内で内部反射の原理を用いて、光感受性種、一重項酸素種、Ｈ_２Ｏ_２などの酸化剤、ＴｉＯ_２光触媒などの半導体金属を惹起して達成される。ＴｉＯ_２光触媒及び同様の材料を使用することにより、水射出手段の内部表面を清浄、清潔、滅菌及び生体膜形成が起きない状態に保持するのに役立ち得る。これは、上記の内部表面上で電子ペアホールを生成するのに十分な電子ボルト（光触媒の強力な効果／吸着を惹き起こす約３．４ｅＶ）を有する光子の吸着による表面上でフリーラジカル種が生成することによる。特に、Ｈ_２Ｏ_２などの酸化剤とＴｉＯ_２などの光触媒とを同期して同時に使用する場合により高い効果を達成するのにハイブリッドな組み合わせを提案する。かかる好適実施例は、難しい洗浄作用や生物由来の有害種の厚層が既に形成されている場合の除去や、化学的汚染物に適する。

本発明の方法は、水射出手段のボディーに沿って導通される電流を可変的に使用し、ジェット流に沿って導通したり、水射出手段を介して用いたり、外部ボディーやジェット流の構造に適用したり（つまり、屈折率が約１．００の、ジェット流を取り巻く空気又はガスに沿って行う）、これらを組み合わせて使用する態様を含んでもよい。

本発明の方法を用いた装置の動作に関する好適な態様は、追加のパルス状レーザービームを空気又はガスから外部的にジェット流に挿入、重ね合わせ又は射出することである。これらのパルス状ビームが光学的損失を最小限にするように、十分な角度からジェット流に一度侵入すると、ＵＶＪＥＴ流内により高いエネルギー密度の領域が形成され、所定の光化学処理が実行される率が増加又は減少する。

上述の流動する液体光ガイドは、内部の光を拡散するため或いは所定の通路長に光学的処理される活性を有する液体媒体容量を減少させるため、或いは、特定のジェット流長若しくは容量又はこれらの組み合わせのため、泡を有していてもよい。特に、この泡は、実際に処理する容量を減少させ、且つ、内部の光の拡散を増加させるため、流動する液体導波路に挿入又は添加されてもよい。特に、この泡は、光がジェット流に侵入する前、若しくは光ビームが水射出手段に侵入する前、若しくは光がジェット流を介して反射された後、又はこれらの組み合わせのタイミングで、光分解若しくは光触媒又はこれらの組み合わせに添加又は取り除くように、設計されてもよい。泡の使用は、本発明の方法による所望の光分解、光触媒又は先進的酸化処理を適切に達成する成分又は特性を有する一重項酸素、水素、窒素又は種々の好適なガスを有していてもよい。

単一のレーザーステーションは、複数の導波路（ＨＧＦＳ／ＳＦＳ／ＰＣＦ型などの、多重調整されたファイバーの固体ハーネス等）にカップリングされてもよい。この実施例は、ＵＶＪＥＴの複数のセット又はアレイが光ファイバーを介して、充填位置において、１００％電気的に安全で、特定のＣＩＰ法又は洗浄若しくは消毒法（つまり、多くの農業／職業製造部署における自動の洗浄法など）のため無菌的な充填動作が分布される必要がないように、リンクされてもよいため、特定の利点を有する。このユニークな利用態様は、平滑な２４／３６５工業動作に必要な定期的なメンテナンス及び交換を実質的に減少させる。

高いピーク出力、高い強度、高い反復率のいずれかを有するレーザーエンジンに由来する光は、従来の光ファイバーの障害閾値を克服するため、（本発明の方法による）ＵＶＪＥＴ、ＶＩＳＪＥＴ又はＥＸ−ＲＡＹＪＥＴの複数のセット又はアレイに直接カップリングされてもよく、充填ノズル（つまり、ＵＶＪＥＴのアレイ）において高出力のパルス状ＵＶレーザービームを直接カップリング可能となる。これは、インフラにおいて高い負荷を強いる投資や高価な調製及び利用指示手段を必要とする従来の熱ベースとした方法を使用する必要がなくなる。本発明のＵＶＪＥＴは、製造におけるスループットを最大化するようにエネルギーを意図した設計を提供し動作及びメンテナンス法を最小限としつつ、従来のシステム又は滅菌及び無菌的充填に関連したフットプリントを実質的に減少さえる革新的な工程を提供する。

特定された種類の知られた処理方法とは反対に、本発明の方法を用いたＵＶＪＥＴ装置は、通過する香味水又はその他の感受性を有する液体に存在する感受性を有する成分に障害を与えない。例えば、熱又は化学物質を用いたその他の処理方法が処理される液体の香味、鮮度及び内容物にしばしば負に影響を与え全体的な質及び保存期間を低下させる、多重成分を有する混合物又は飲料における成分に強く影響を与える一方で、本発明の方法によるＵＶＪＥＴは、香味を有する飲料物、医薬品調製物、生物医学的且つ環境防御的適用例に存在する繊細で感受性を有する影響を与えないプラットフォームを提供する。むしろ、本発明の技術は、分子の移動、オルガノリプティック（ｏｒｇａｎｏｌｉｐｔｉｃ）移動を発生させず、水射出手段を通過した処理された表面又は容量をインタクトのまま保持する。動作時ジェット流内で反射したパルス状レーザービームをロックする能力に起因して、処理された表面の熱的異常は最小限となる（例えば、ミネラル水や香味水のボトルや５ガロンのジョッキの充填中、水のジェット流内に密封された光パルスなど）。特に、また、このジェット流は、所定の表面上の光のピーク出力の相互作用により発生する種々の熱力学的特性を冷却する（つまり、例えば、ボトル水工業に関するパッケージされた水製品の洗浄及び消毒など）。

１０Ｗの平均出力のパルス状ダイオードポンピングＵＶレーザーエンジンは、少なくとも１つのＵＶＪＥＴ水射出手段にカップリングされてもよく、且つ、多光子吸着工程が、単位Ｃｍ２当たり１ｍＪ異常のエネルギーを有するジェット流内で、起こる。ジェット流又は水射出手段へのパルス反復率は、１０Ｈｚから２５０Ｈｚであってもよい。このパルス反復率は、５ＫＨｚから約８０ＭＨｚであってもよい。単一のレーザーエンジンは、ＵＶＪＥＴ水射出手段の複数のセット又はアレイを駆動するのに使用されてもよい。その波長は、２６０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲で、光化学において効果的な波長範囲から選択されてもよい。本発明の方法により異なる適用例及び反応率を適合するのに、順番に、調和して、或いは連続して、複数の波長の光を使用してもよい。光触媒、光分解又は先進的な酸化処理は、（ジェット流内で）約２６６ｎｍの送達光の波長で、使用されてもよい。研磨及び最終光処理に関し、使用する波長は、ＥＭＲスペクトルのＵＶ領域において、好ましくは約３５５ｎｍである。市町村から採取した水を処理するのにＵＶＪＥＴを使用してもよく、或いは、ＵＶＪＥＴは、分布パイプネットワークの内外の、涌き水、帯水層水又は飲料水を処理してもよく、或いは、ＵＶＪＥＴは、無菌充填或いは、従来の熱ベースの滅菌法を置き換えるのに使用されてもよく、或いは、ＵＶＪＥＴは、５ガロンの水又は飲料ジョッキの内部表面を洗浄且つ消毒するのに使用されてもよく、或いは、ＵＶＪＥＴは、ＮＢＣ法の洗浄や脱汚染、ヒトの皮膚の洗浄や消毒又は大都市の表面領域の洗浄や消毒の補助をしてもよい。

ジェット流で送達されるスペクトルは、特定の適用例を最適化するため、可視光、ＮＩＲ（近赤外）若しくは遠赤外又はこれらの組み合わせであってもよい。従来のファイバー光学機器は、無菌的な充填を促進する目的で、且つ、同様のプラットフォームにおいて洗浄及び滅菌を同時に行う目的で、ＵＶＪＥＴアレイを駆動するのに使用されてもよい。ＵＶＪＥＴは、大動脈又は特定の動脈若しくは静脈（つまり、大小の血管内）における血栓除去の形成を阻止するのに準ミニチュア型で使用されてもよい。生物医学的適用例に関して、ＵＶＪＥＴは、好適なＵＰＷ（超純水）ベースの懸濁物及び光反応性又は光触媒性成分を用いて、腫瘍や、望ましくない狭窄や残存物を溶解するのに、使用される。加えて、本発明の方法を用いた特定の処理に関し、所定の特定のラジカル種を発生させるため、或いは、特定の光化学的相互作用を惹起するのに十分な光分解解離力や所定の特定の適用例を適合するため反応率やこれらを組み合わせた力を提供するため、一重項酸素やその他の種々の酸化剤を使用するのに有用である（なお、上述の適用例には、ボトル水、生物医学的適用例、バイオフォトにクス、防御、環境防御適用例などが挙げられる）。電磁気放射を行う上述の液体は、医療調製物、懸濁物、又は多重成分の混合物若しくは溶液であってもよい。

上述の水射出手段は、生体適合性を有する金属、ポリマー又は有機エラストマーでからなっていてもよい。水射出手段は、本発明の方法によるＵＶＪＥＴをダウンスケーリングする際特に有用な、ガラスや結晶製であってもよい。かかるＵＶＪＥＴの準ミニチュア版は、本発明によるＵＶＪＥＴのリアルタイムで流動する液体導波路を用いた光触媒処理を用いて、歯科領域及び歯周領域において歯の内部キャビティースペースを洗浄するためや、歯や動脈に由来するプラーク形成を除去するためなど、生物医学的領域に、特に有用である。

本発明は、フェントン／フェントン工程を利用してもよく、酸化剤を、上述の流動する液体導波路に添加する（つまり、光導通する液体へと添加する）。フェントン／フェントン工程として、かかる処理を使用した好適な態様は、使用するレーザーが多重線レーザーであったり、複数のレーザー又は単一のレーザーを同調させ、或いは、周波数倍化して利用する態様がある。利用可能な限度内で特定の適用例又は反応率を極度に適合させるため、ジェット流に同様の波長又は異なる波長を射出させつつ、所定の特定の光波長をジェット流内で反射してもよい。

スケールアップしたＵＶＪＥＴは、排水や水再生の処理や、農業−食料生産物排出物の処理に使用されてもよい。ジェットのアレイ（つまり、ＵＶＪＥＴシャワー）は、洗浄及び消毒のため、且つ、汚染されたヒト又は機械インターフェースを処理する先進的な酸化処理のため、シャワーを形成するように、角的に配置されてもよい。このレーザーエンジンは、ＴＨＧ、ＦＨＧ、ＴＨＧ（第二高調波発生、第四高調波発生、第三高調波発生）を用いたＮｄ：Ｙａｇレーザーエンジンであってもよく、そのパルス反復率は、ＵＶＪＥＴ又は順次、連続若しくは平行又は種々のプログラム可能な組み合わせにて動作するＵＶＪＥＴのアレイを介して送達される単位パルス当たりの出力に対抗するように減少される。レーザーエンジンの反復率は、ＭＨｚ又はＧＨｚクラスに到達するように増加されてもよい。これは、外見上ＣＷモード、モードロックレーザー、電気放電レーザー、プラズマポンピングレーザー又は電子ビームポンピングエキシマレーザーを用いることも包含する。本発明の種々の好適実施例に関する特定のレーザーエンジンの選択は、処理に必要とされる特定の適用例に依存する。

排出部を開口するため、且つ、凝集を溶解するため、パルス状ＵＶレーザーを水射出手段に直接射出してＵＶＪＥＴを動作させてもよい。従来の固体光ファイバー、フォトニックバンドギャップファイバー若しくはフォトニックバンドギャップ結晶又はこれらの組み合わせを用いて光をＵＶＪＥＴにガイドしてもよい。ジェット流は、各成分をジェット流に添加し得るように、或いは、本発明のＵＶＪＥＴを用いて光学的効率を最大化するように、圧縮空気又はガスで周囲を取り囲まれてもよい。

ＵＶＪＥＴは、水工業において無菌的な充填工程を実施するため、固定して配置されてもよく、加えて、ＵＶＪＥＴは、緊急領域に反応して即座に反応させるため、且つ、ヒトの皮膚や生物学的若しくは化学的にテロリストの襲撃を受けた大都市領域の処理のため、可動であってもよい。また、ＵＶＪＥＴは、乗り物、作業表面及びキーとなるビル施設を洗浄するのに使用されてもよく、生物学的且つ化学的事態の両方を自動的に処理することができる。

レーザーに由来する光は、ＵＶＪＥＴ水射出手段に侵入する前に、音響−光学的シャッターを通過してもよい。音響−光学的モジュレーターは、レーザービームが水射出手段に侵入する前又は後に使用されてもよく、所定容量、所定表面領域（つまり、曝露量、又は特定の処理適用例に関する線量値）及び所定時間におけるスペクトル分布は、最適化され、本発明の方法を用いた特定の種濃度又は汚染物の較正標準曲線のタイプに対して算出されてもよい。

ジェット流は、本発明の方法による、処理の実行のため、或いは、ＵＶＪＥＴの処理をモニターする目的でのスペクトルデータの取得のため、蛍光成分、リン成分、光反応性成分、又は光感受性成分の少なくとも１つを含有してもよい。

本発明の方法による、医療機器の洗浄や消毒、工業的な食品処理に係る洗浄法、脱汚染処理や滅菌法などの、表面又は容量適用例における光触媒反応を実行するため、ジェット流に半導体材料粒子及び／又は金属粒子を含有してもよい。

光化学に関し、液体で発生する光子の局在化や、処理される表面又はこれらの組み合わせなどを利用してもよい。

図２は、本発明の技術をどのように洗浄及び消毒／滅菌に使用するかを示したものであって、洗浄及び消毒／滅菌の対象は、機器の表面や果実の表面の有害種、医療、農業工業、家内クリーニング及び精製適用例などがある。本実施例において、本発明の装置１７（いわゆる、水射出器）は、容器１９の内部に直接結合されている。装置１７は、上述の装置１００と同様の構成であって、そのアウトレットは、容器１９のインレット開口部２５に挿入されている。水流は、水インレット２６を介して装置に侵入し、一方で、ＵＶパルス状レーザー光は、装置の光エントランス１８を介して侵入する。ＵＶ光を伴った水流は、水及び水流内にロックされたＵＶ光で容器の内部表面全体を手動又は（装置を制御する製造ラインロボットにより）自動のいずれかで洗浄するように向けられた、共通起動２５でともに脱出し、２０、２２、２３などの有害種にヒットし、これらを洗浄する一方、消毒するＵＶ光によりこれらを消失させる。その後、水は、さらなる洗浄工程のため、装置にポンピングされることにより収集され且つリサイクルされてもよい。ジェットに沿った流動の間、ＵＶによる自浄される水が連続する。目視又は自動的な制御システムにより濁度が達成されるまで、同様の少量の水が利用され、その後、新鮮な水と混合されるか、置換されてもよい。

水射出装置は、Ｈ_２Ｏ_２やＴｉＯ_２などの触媒を適切な位置（プラズマ位置、集束又はコリメートされたパルス状レーザーＵＶ光ビームの軌道）でジェット流に挿入するためのニードルを有していてもよい。

図３Ａ及び３Ｂを参照すると、無菌充填用、品質保証用、又は工業的な光化学処理用に、本発明の技術を使用した例を示す。ここで、本発明のシステム３００は、ＵＶ光ビームを発生する高強度のパルス状のサブマイクロ秒のレーザーを有する少なくとも１つの放射ユニット７０と、本実施例において５つの導波路７０（ａ−ｅ）で示す複数の光学導波路（ファイバー）からなる多重調整光学導波路ハーネス７２と、中空で好気的で毒性を有さない対応する複数の水射出装置７４とを有する。装置７２は、個々の導波路に関連した少なくとも１つのインレットとアウトレットラウンチャー７５を有する（一体的な導電性、誘電性、半導性又は超伝導性リンクを有する）導管又はチャンバーである。レーザー光７１は、ユニット７２により複数の導波路７３にそれぞれ結合された（種々の又は同一のエネルギーの）個々の複数の光成分に分割される。各導波路からの光成分は、個々の光射出装置７４に侵入し、伝播した光は、適切な液体媒体の流れにカップリングされ、光液体流は、ジェット流の周囲の空気（又は他のガス）環境７７を介して流動するように、ＵＶＪＥＴ流７６としてアウトレット７５に出力される。この環境７７は、ジェット流７６よりも低い屈折率を有するので、個々の液体で充填又は洗浄される標的であるボトル７９へとＵＶ光成分の伝播が効果的に（最小限のロスで以て）行われる。ＵＶＪＥＴ流は、ボトルのインレット開口部７８に適切に配列される。ボトルに侵入すると、ＵＶ放射は、ボトルの内壁８０にアクセスし、ボトルの内部に存在する種８１で所定の光化学処理が影響を与える。ＵＶＪＥＴの内部表面は、生体適合性を確実とし且つ最大とすべく、且つ、生体膜の形成が蓄積しないことを確実にすべく、光触媒化合物の層でコートされてもよい。加えて、ＵＶＪＥＴ水射出装置は、いかなる時間においても清浄又は生体適合性を有するように、光触媒作用を必要としない生体適合材料で構築されてもよい。

本発明は、光化学的手法を用いて、無菌的な充填のため、或いは、質の保証のため、リアルタイムで流動する液体導波路のアレイの形成を規定する。図３Ｂに示すように、少なくとも１つの放射ユニットは、ＵＶ光ビーム８６を発生する高強度のパルス状サブマイクロ秒ＵＶレーザー源８４を有するように設けられる。後者は、ビームを、中空で好気的で、毒性を有さない水射出手段９５、９４、９２のインレット９２に同期して向けるように、撹拌ミラー、ビーム屈折器又はプリズム８７、８８、８９で屈折され、このビームは、液体流にカップリングされ、アウトレットラウンチャーを介して、無菌的に充填されるボトルである導管又はチャンバー９８に向けて出力される（ボトルの内部表面は、同時に充填されながら、消毒される）。ボトル９８は、本発明の方法によるＵＶＪＥＴのアレイ又はセットに関連したカルーセル９８に収納される。

図４は、光伝送液体のジェット流を介して光化学処理を行う本発明の装置１１９に関する断面図を示す。装置４００は、液体ジェット流ラウンチャーとして構成されており、液体供給手段（図示せず）から液体を受ける液体インレット１２１と；インレット１２１と液体導通する液体射出アウトレット１２２と；アウトレット１２２に相対した適切な指向性で配置された光放射インレット（入口開口部）１２０であって、光ビームが液体射出アウトレット１２２から射出され標的部位に向かってジェットの軌道に沿ってロックされる液体ジェット流内に光ビームがガイドされるように光ビームを液体流に指向する、光放射インレット１２０と；を有する。本実施例において、装置は、装置を固定的又は調節可能支持体に固定するのに有用なウォールブラケット１２３をさらに備える。従って、適当な液体が、インレット１２１を介して装置に侵入し、（流動安定部分１２２を介して）液体路と光／空気通路１２４との間でベンチュリ流体力学的水圧差動圧を実行する一方で、球形溝１２７を介して流動安定部分１２６へと向けられる。空気吸引動作は、光放射入口開口部１２０を介して侵入する空気が吸引され且つ流動する液体に混合されるように行われ、これにより、ジェット内で光の散乱が増大する。水力ノズル１２８の内部表面１２９は、長期間の使用中に堆積が生じないように、光触媒コーティングでコートされてもよい。

図５は、標的部位１０９の表面で終了する軌道１０４を有する液体ジェット流１０１を射出するために本発明の装置において使用されるのに適した水力ノズル１００を概略的に示す。光ビーム１０３は、ジェット流１０１内にガイドされ、ジェットの軌道に沿って複数回内的に屈折され、標的部位の近傍１０８に到達するまでその通路内にロックされこれを追跡する。これは、液体の屈折率が周囲の空気１０２よりも大きく、周囲の他のガス（例えばアルゴン）１０５（屈折率特性を促進するため種々の処理法に従って分散されてもよい）の屈折率に由来するためである。光ビームを伴ったジェット流が標的部位１０９の表面に衝突すると、液体は、空気を介したその流動中に発生する光化学効果により既に精製されるが、標的部位の表面は、矢印１０６及び１０７で示す周囲でも精製されている。これは、表面に衝突する一方でジェットから生成される液滴とミクロの液禎との間の全てで反射される光の散乱に起因する。

以下に示すのは、本発明の技術で得られた実験結果であって、以下のパラメーターに従って実行された２つの消毒法からなる。

例１：Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｕｂｔｉｌｌｉｓの汚染に対する消毒。以下の条件を用いた：初期濃度は〜３．９×１０^５ｃｆｕ／ｍＬ；レーザーパラメーターは、２５０ｍＷの平均出力、１５ＫＨｚのパルス周波数、３０ｎｓのパルス保持時間、５００ｍＬ／秒の水ジェット流率である。

例２：Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ Ｎｉｇｅｒの汚染に対する消毒。以下の条件を使用した：初期濃度は〜２．１×１０^５ｃｆｕ／ｍＬ；レーザーパラメーターは、２５０ｍＷの平均出力、１５ＫＨｚのパルス周波数、３０ｎｓのパルス保持時間、５００ｍＬ／秒の水ジェット流率である。

いずれの例においても、空で未使用のボトルで汚染を発生させた。実験は、以下のプロトコールに従ってオンサイトで行った。

（１）各バクテリア種に関して、バクテリアのストック懸濁液を、上述の表で示した濃度に希釈した。

（２）感染に関し、容器当たり１０ｍＬを用い、バクテリアが容器の全ての表面に到達するように、均一に分散されるまでボトルを撹拌した。アクセスした液体を適切に処分した。

（３）３４℃で一昼夜、各容器を乾燥し、滅菌キャップをかぶせた。

実験を行う前に汚染を発生させた。

上記の表のデータは、各バクテリア種に関して実行した以下の３つの消毒工程を参照する。

（ｉ）各バクテリア種で処理を行わないポジティブコントロール；
（ｉｉ）ＵＶ無しで水ジェットの洗浄サイクルにより処理；
（ｉｉｉ）ＵＶを伴った水ジェットの洗浄サイクルにより処理。

全ての試験を２回行った。表１及び２のデータは、各工程での平均値を示す。

ボトルのサンプリングは、以下のプロトコールに従って実行した。

（１）５０ｍＬの生理食塩水を処理した容器に注入し、滅菌キャップでキャップした。

（２）容器の全ての表面がサンプリングされるように、キャップされた容器を撹拌した。

（３）サンプリングされた液体を、滅菌採取容器に注入した。

（４）標準法に従って、インキュベーション及びバクテリアのプレートカウントを行った。

当業者は、添付した請求項で規定された範囲を逸脱することなく、本発明の実施例に関して、種々の改変及び変更を適用し得ることを即座に理解するであろう。

ＵＶジェット流を生成する水投射手段からＵＶＡ、ＵＶＢ及びＵＶＣ光をガイドする、本発明によるリアルタイムで流動する液体導波路の概略図である。 本発明の技術を利用したシステムの例示である。 本発明の方法を用いて、無菌充填するためのＵＶジェットアレイで形成された装置を示す。 本発明の方法を用いて、無菌充填するためのＵＶジェットアレイで形成された装置である。 光伝送液体のジェット流を介して光化学処理を行うための本発明の装置の断面図を示す。 標的部位上で終了する軌道を有する液体ジェット流を投射する水力ノズルにおいて本発明を使用した例を示す。

Claims (13)

1. 標的部位の光化学的処理方法であって、
   （ａ）前記標的部位と接触する部位に向かって所定の流率を有する液体流を供する工程であって、前記液体流は、軌道の少なくとも一部に沿って流動するフリースペースである、工程；
   （ｂ）出力、波長、デューティーサイクル及び反復率の点で所定のパラメーターを有するＵＶ放射を供する工程；
   （ｃ）前記液体が前記液体の軌道の前記流動するフリースペース部分に沿って前記ＵＶ放射の全内反射を使用して該部分を介して前記ＵＶ放射を運搬する流動液体導波路として機能するように、前記液体流の軌道に沿って該液体流内を前記ＵＶ放射を指向させる工程；及び
   （ｄ）一定時間の間、前記標的部位の光化学的消毒、滅菌、脱汚染又は無毒化処理に影響を与えるのに十分な条件下で、全内部反射にロックされた前記ＵＶ放射で、前記の流れの少なくとも１つの流動するフリースペース部分を保持する工程；
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記標的部位は、有害な生物学的又は化学的種により影響を受けている疑いのある事項又は物質であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記標的部位は、プレ充填された容器、充填された容器、表面、ヒト、哺乳類、乗り物、医療機器、コンベア、コンベアベルト、食品、果実、野菜及びサラダから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ＵＶ放射は、レーザー源により発生されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記レーザー源は、高周波数のパルス状レーザーであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記レーザー源は、高強度のパルス状レーザーであることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記レーザー源は、２６６ｎｍのパルス状レーザーであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記レーザー源は、３５５ｎｍのパルス状レーザーであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記レーザー源は、高強度のサブマイクロ秒のパルス状レーザーであることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記液体流で運搬される前記ＵＶ照射により前記標的部位に対して前記の液体の消毒する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 少なくとも１つのＵＶ放射ユニットから水射出手段のインレットへの出力をカップリングする工程と、ベンチュリ圧下で、前記液体流を前記水射出手段へと供給する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. ＵＶ放射を運搬する液体流を標的部位に供給する装置であって、当該装置は、少なくとも１つのパイプ様部材を備え、該部材は：
    （ａ）液体供給手段から液体を受ける液体インレット手段と；
    （ｂ）該液体インレット手段と液体連通する液体射出アウトレットと；
    （ｃ）光ビームが前記液体射出アウトレットから射出されジェットの軌道に沿って標的部位にロックされる流動するフリースペース液体ジェット流内にガイドされるように前記液体流に光ビームを指向する、前記液体アウトレット手段に相対して適切な指向で配置された光放射インレットと；
    を有し、
    当該装置は、前記液体路と前記光インレットとの間でベンチュリ流体力学的水圧差動圧力を実行する手段を有し、
    前記光放射インレットを介して侵入する空気が吸引され且つ前記の流動する液体に混合されて吸引動作が行われる、
    ことを特徴とする装置。
13. 少なくとも１つのＵＶ放射ビームを発生するように動作可能なＵＶ放射源と、
    発生したＵＶ放射の光路に収納され発生したＵＶ放射をＵＶ成分のアレイに分割するように動作可能なビーム分割アッセンブリと、
    前記ＵＶ成分の対応する一つにそれぞれ関連した前記パイプ様部材のアレイと、
    を有することを特徴とする請求項12に記載の装置。

Images