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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】紫外光照射システム及び紫外光照射方法
(51)【国際特許分類】
A61L 2/10 20060101AFI20241022BHJP
【ＦＩ】
A61L2/10
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023503268
(86)(22)【出願日】2021-03-03
(86)【国際出願番号】 JP2021008270
(87)【国際公開番号】W WO2022185458
(87)【国際公開日】2022-09-09
【審査請求日】2023-07-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】谷口 友宏
(72)【発明者】
【氏名】成川 聖
(72)【発明者】
【氏名】岩城 亜弥子
(72)【発明者】
【氏名】桐原 誉人
(72)【発明者】
【氏名】中島 和秀
(72)【発明者】
【氏名】松井 隆
(72)【発明者】
【氏名】半澤 信智
(72)【発明者】
【氏名】寒河江 悠途
(72)【発明者】
【氏名】深井 千里
【審査官】葛谷 光平
(56)【参考文献】
【文献】特表２００１－５２４３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－７２３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１３７２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２０－５１３２６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３３７３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５６－５１７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２５７０２６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｌ ２／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
紫外光を発生させる紫外光源部と、前記紫外光を所望箇所に照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部と、
を備える紫外光照射システムであって、
前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする紫外光照射システム。
【請求項2】
前記紫外光源部は、複数の光源を有し、
それぞれの前記光源から出力された前記紫外光を空間分割多重することを特徴とする請求項１に記載の紫外光照射システム。
【請求項3】
前記紫外光源部は、前記紫外光を分岐する光分岐部を有し、
分岐されたそれぞれの前記紫外光を空間分割多重することを特徴とする請求項１に記載の紫外光照射システム。
【請求項4】
Ｎ＝１である場合、前記伝搬区間と前記供給区間との間に、空間分割多重されて前記伝搬区間を伝搬された前記紫外光を全て合波する光合成部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の紫外光照射システム。【請求項5】
Ｎ＞２である場合、前記伝搬区間と前記供給区間との間に、空間分割多重されて前記伝搬区間を伝搬された前記紫外光をＮ個のグループに分け、前記グループごとに前記紫外光を合波し、Ｎ個の前記単一コア光ファイバへ入射する光合成分配部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の紫外光照射システム。【請求項6】
前記光合成分配部が多段に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の紫外光照射システム。【請求項7】
前記伝搬区間は、充実コア光ファイバ、空孔アシスト光ファイバ、空孔構造光ファイバ、中空コア光ファイバ、結合コア型光ファイバ、充実コア型マルチコア光ファイバ、空孔アシスト型マルチコア光ファイバ、空孔構造型マルチコア光ファイバ、中空コア型マルチコア光ファイバ、及び結合コア型マルチコア光ファイバのいずれかを束ねた光ケーブル、又は充実コア型マルチコア光ファイバ、空孔アシスト型マルチコア光ファイバ、空孔構造型マルチコア光ファイバ、中空コア型マルチコア光ファイバ、及び結合コア型マルチコア光ファイバのいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の紫外光照射システム。【請求項8】
紫外光源部で発生した紫外光をＮ個（Ｎは自然数）の照射部から所望箇所に照射する紫外光照射方法であって、前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする紫外光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、紫外光を用いて殺菌およびウィルスの不活性化を行う紫外光照射システム及び除染方法に関する。
【背景技術】
【0002】
感染症予防などの目的から、紫外光を用いた紫外光を用いて殺菌およびウィルスの不活性化を行うシステムの需要が高まっている。なお、本実施形態では、「除染」の記載には、殺菌およびウィルスの不活性化が含まれるものとする。
【0003】
除染のシステムには、大きく３つのカテゴリの製品がある。
（１）移動型殺菌ロボット
移動型殺菌ロボットは、紫外光を照射する自律移動型のロボットである。移動型殺菌ロボットは、病室などの建物内において、部屋の中を移動しながら紫外光を照射することで、人手を介さず、自動で広い範囲の除染ができる。例えば、カンタム・ウシカタ株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋａｎｔｕｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｓａｋｋｉｎ＿ｒｏｂｏｔ／ｓａｋｋｉｎｎ＿ｒｏｂｏｔ／ＵＶＤ＿ｒｏｂｏｔ）を参照。
（２）据え置き型空気清浄機
据え置き型空気清浄機は、天井や室内の所定の場所に設置し、室内の空気を循環させながら除染する装置である。据え置き型空気清浄機は、外部へ紫外光を照射せず、人体への影響がないため、安全性の高い除染が可能である。例えば、岩崎電気株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｗａｓａｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｏｐｔｉｃｓ／ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ／ａｉｒ／ａｉｒ０３．ｈｔｍｌ）を参照。
（３）ポータブル型殺菌装置
ポータブル型殺菌装置は、蛍光灯や水銀ランプ、ＬＥＤの紫外光源を搭載したポータブル型の装置である。ユーザは、ポータブル型殺菌装置を除染を行いたいエリアに持って行き、紫外光を照射する。このように、ポータブル型殺菌装置は、様々な場所で使用可能である。例えば、フナコシ株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆｕｎａｋｏｓｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／６８１８２）を参照。
（１）移動型殺菌ロボット
移動型殺菌ロボットは、紫外光を照射する自律移動型のロボットである。移動型殺菌ロボットは、病室などの建物内において、部屋の中を移動しながら紫外光を照射することで、人手を介さず、自動で広い範囲の除染ができる。例えば、カンタム・ウシカタ株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｋａｎｔｕｍ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｓａｋｋｉｎ＿ｒｏｂｏｔ／ｓａｋｋｉｎｎ＿ｒｏｂｏｔ／ＵＶＤ＿ｒｏｂｏｔ）を参照。
（２）据え置き型空気清浄機
据え置き型空気清浄機は、天井や室内の所定の場所に設置し、室内の空気を循環させながら除染する装置である。据え置き型空気清浄機は、外部へ紫外光を照射せず、人体への影響がないため、安全性の高い除染が可能である。例えば、岩崎電気株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｗａｓａｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｏｐｔｉｃｓ／ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ／ａｉｒ／ａｉｒ０３．ｈｔｍｌ）を参照。
（３）ポータブル型殺菌装置
ポータブル型殺菌装置は、蛍光灯や水銀ランプ、ＬＥＤの紫外光源を搭載したポータブル型の装置である。ユーザは、ポータブル型殺菌装置を除染を行いたいエリアに持って行き、紫外光を照射する。このように、ポータブル型殺菌装置は、様々な場所で使用可能である。例えば、フナコシ株式会社ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆｕｎａｋｏｓｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／６８１８２）を参照。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】馬場ら， 「紫外専用耐熱光ファイバの開発（２）」， 三菱電線工業時報， 第１００号， ｐｐ．８４－８８， ２００３年４月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術には、次のような困難性がある。
（１）移動型殺菌ロボットは、高出力の紫外光を照射するため、装置が大掛かりとなりで高価である。このため、移動型殺菌ロボットには、経済的に実現することが困難という課題がある。
（２）据え置き型空気清浄機は、循環させた室内の空気を殺菌する方法のため、衣類等の除染や保菌者から発せられる菌やウィルスの即時除染が困難という課題がある。
（３）ポータブル型殺菌装置は、照射される紫外光が比較的弱く、短時間の除染が困難という課題がある。また高出力な水銀ランプや蛍光灯を使用したとしても、これらは一般的に大型かつ短寿命であり、かつ距離の２乗に比例して光が拡散しパワーが低減するため、ポータブル型殺菌装置に適用することは難しい。
（１）移動型殺菌ロボットは、高出力の紫外光を照射するため、装置が大掛かりとなりで高価である。このため、移動型殺菌ロボットには、経済的に実現することが困難という課題がある。
（２）据え置き型空気清浄機は、循環させた室内の空気を殺菌する方法のため、衣類等の除染や保菌者から発せられる菌やウィルスの即時除染が困難という課題がある。
（３）ポータブル型殺菌装置は、照射される紫外光が比較的弱く、短時間の除染が困難という課題がある。また高出力な水銀ランプや蛍光灯を使用したとしても、これらは一般的に大型かつ短寿命であり、かつ距離の２乗に比例して光が拡散しパワーが低減するため、ポータブル型殺菌装置に適用することは難しい。
【0006】
上述した課題（１）～（３）に対して、光ファイバを用いたシステムが考えられる。細くて曲げやすい光ファイバを用いて光源からの紫外光を伝送することで、ファイバ先端から出力される紫外光をピンポイントで除染したい場所へ照射する柔軟性を備えることが可能となる。また、ＦＴＴＨで用いられるようなＰ－ＭＰ側のシステム構成とすることで、単一の光源をシェアすることにより経済化が期待できる。
【0007】
しかしながら、光ファイバを用いたシステムでは、紫外光の伝送によるファイバの伝送特性劣化の問題がある（例えば、非特許文献１を参照。）。紫外領域の高エネルギの光を伝送することで、コアガラス内に欠陥が発生し、伝送損失特性が経時劣化し、結果として光ファイバ出力端から照射される紫外光パワーが低減するため、十分な除染効果が得られなくなる。劣化が生じた光ファイバを取り換えるという運用方法も取り得るが、使用状況によっては頻繁な取り換えが発生し、運用が煩雑になる可能性があり、効率的な対策が課題である。
つまり、従来の光ファイバを用いた除染システムには、紫外光パワーが大きい場合に伝送損失特性の経時劣化により照射される紫外光パワーが低減するという課題があった。
つまり、従来の光ファイバを用いた除染システムには、紫外光パワーが大きい場合に伝送損失特性の経時劣化により照射される紫外光パワーが低減するという課題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止できる紫外光照射システム及び紫外光照射方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明に係る紫外光照射システムは、紫外光を伝搬する一部の区間を空間分割多重方式（ＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で伝送することとした。
【0010】
具体的には、本発明に係る紫外光照射システムは、
紫外光を発生させる紫外光源部と、
前記紫外光を所望箇所に照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部と、
を備える紫外光照射システムであって、
前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする。
紫外光を発生させる紫外光源部と、
前記紫外光を所望箇所に照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部と、
を備える紫外光照射システムであって、
前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る紫外光照射方法は、紫外光源部で発生した紫外光をＮ個（Ｎは自然数）の照射部から所望箇所に照射する紫外光照射方法であって、
前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする。
前記紫外光源部と前記照射部との間に伝搬区間と供給区間があり、
前記伝搬区間では、前記紫外光源部が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
前記供給区間では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで前記照射部へ伝搬する
ことを特徴とする。
【0012】
本紫外光照射システムは、紫外光源からの高いエネルギー密度の紫外光を複数ファイバ等で分散して伝送することで伝送経路へのダメージを緩和しつつ、複数ファイバ等の出力光を合成することで除染箇所に対して十分な除染パワーの紫外光を照射できる。従って、本発明は、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止できる紫外光照射システム及び紫外光照射方法を提供することができる。
【0013】
本発明に係る紫外光照射システムの前記紫外光源部は、複数の光源を有し、それぞれの前記光源から出力された前記紫外光を前記伝搬区間において空間分割多重することができる。
【0014】
本発明に係る紫外光照射システムの前記紫外光源部は、前記紫外光を分岐する光分岐部を有し、分岐されたそれぞれの前記紫外光を前記伝搬区間において空間分割多重するとしてもよい。
【0015】
本発明に係る紫外光照射システムは、Ｎ＝１である場合、前記伝搬区間と前記供給区間との間に、空間分割多重されて前記伝搬区間を伝搬された前記紫外光を全て合波する光合成部をさらに備えることができる。
【0016】
本発明に係る紫外光照射システムは、Ｎ＞２である場合、前記伝搬区間と前記供給区間との間に、空間分割多重されて前記伝搬区間を伝搬された前記紫外光をＮ個のグループに分け、前記グループごとに前記紫外光を合波し、Ｎ個の前記単一コア光ファイバへ入射する光合成分配部をさらに備えることができる。
【0017】
本発明に係る紫外光照射システムは、前記光合成分配部が多段に接続されていてもよい。
【0018】
本発明に係る紫外光照射システムの前記伝搬区間は、充実コア光ファイバ、空孔アシスト光ファイバ、空孔構造光ファイバ、中空コア光ファイバ、結合コア型光ファイバ、充実コア型マルチコア光ファイバ、空孔アシスト型マルチコア光ファイバ、空孔構造型マルチコア光ファイバ、中空コア型マルチコア光ファイバ、及び結合コア型マルチコア光ファイバのいずれかを束ねた光ケーブル、又は充実コア型マルチコア光ファイバ、空孔アシスト型マルチコア光ファイバ、空孔構造型マルチコア光ファイバ、中空コア型マルチコア光ファイバ、及び結合コア型マルチコア光ファイバのいずれかであることを特徴とする。
【0019】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明は、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止できる紫外光照射システム及び紫外光照射方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係る紫外光照射システムを説明する図である。
【図2】本発明に係る紫外光照射システムの伝搬区間を説明する図である。
【図3】光ファイバの断面を説明する図である。
【図4】本発明に係る紫外光照射システムの紫外光源部を説明する図である。
【図5】本発明に係る紫外光照射システムの光合成部を説明する図である。
【図6】本発明に係る紫外光照射システムを説明する図である。
【図7】本発明に係る紫外光照射システムの光合成分配部を説明する図である。
【図8】本発明に係る紫外光照射システムを説明する図である。
【図9】本発明に係る紫外光照射方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0023】
（発明の趣旨）
図１及び図６は、本発明の紫外光照射システムを説明する図である。
紫外光源部１１と、除染する対象箇所Ａｒの付近に設置する照射部１３とを光合成部１５もしくは光合成分配部１６を介して接続する。紫外光源部１１から光合成部１５／光合成分配部１６までの紫外線の光パワーが大きい伝搬区間５０では複数の光ファイバ（単一コアもしくはマルチコア）を束ねた光ケーブル、もしくは、マルチコア光ファイバで接続する。伝搬区間５０での伝送損失により紫外線の光パワーは低下する。このため、光合成部１５／光合成分配部１６から照射部１３までの供給区間５１は単一コア光ファイバで接続できる。
図１及び図６は、本発明の紫外光照射システムを説明する図である。
紫外光源部１１と、除染する対象箇所Ａｒの付近に設置する照射部１３とを光合成部１５もしくは光合成分配部１６を介して接続する。紫外光源部１１から光合成部１５／光合成分配部１６までの紫外線の光パワーが大きい伝搬区間５０では複数の光ファイバ（単一コアもしくはマルチコア）を束ねた光ケーブル、もしくは、マルチコア光ファイバで接続する。伝搬区間５０での伝送損失により紫外線の光パワーは低下する。このため、光合成部１５／光合成分配部１６から照射部１３までの供給区間５１は単一コア光ファイバで接続できる。
【0024】
ここで、光合成部１５は、複数の光ファイバもしくはコアからの出力光を合成して、単一コア光ファイバに入力する（後述の実施形態１を参照。）。
また、光合成分配部１６は、複数の光ファイバもしくはコアからの出力光を合成するとともに、合成した光を分配して複数の単一コアの光ファイバに入力する（後述の実施形態２を参照。）。
また、光合成分配部１６は、複数の光ファイバもしくはコアからの出力光を合成するとともに、合成した光を分配して複数の単一コアの光ファイバに入力する（後述の実施形態２を参照。）。
【0025】
この構成により、紫外線の光パワーが大きい伝搬区間５０では、全体のパワーを複数の光ファイバもしくはコアに分散させて伝送することで、それぞれの光ファイバもしくはコアの特性劣化の問題を緩和して、効率的な運用が可能となる。
更に、供給区間５１では、シンプルな構成でかつ細い単一コア光ファイバを用いることで、経済性に優れ、かつ、狭隘部などにも敷設可能なシステムを実現することができる。
更に、供給区間５１では、シンプルな構成でかつ細い単一コア光ファイバを用いることで、経済性に優れ、かつ、狭隘部などにも敷設可能なシステムを実現することができる。
【0026】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の紫外光照射システム３０１を説明する図である。紫外光照射システム３０１は、
紫外光を発生させる紫外光源部１１と、
前記紫外光を所望箇所Ａｒに照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３と、
を備える紫外光照射システムであって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
供給区間５１では、空間分割多重された伝搬区間５０の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬することを特徴とする。
紫外光照射システム３０１は、Ｎ＝１の場合であり、伝搬区間５０と供給区間５１との間に、空間分割多重されて伝搬区間５０を伝搬された前記紫外光を全て合波する光合成部１５をさらに備える。
図１は、本実施形態の紫外光照射システム３０１を説明する図である。紫外光照射システム３０１は、
紫外光を発生させる紫外光源部１１と、
前記紫外光を所望箇所Ａｒに照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３と、
を備える紫外光照射システムであって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
供給区間５１では、空間分割多重された伝搬区間５０の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬することを特徴とする。
紫外光照射システム３０１は、Ｎ＝１の場合であり、伝搬区間５０と供給区間５１との間に、空間分割多重されて伝搬区間５０を伝搬された前記紫外光を全て合波する光合成部１５をさらに備える。
【0027】
図２は、伝搬区間５０を構成する光ケーブルもしくはマルチコア光ファイバを説明する図である。図２（Ａ）は、複数の単一コア光ファイバ２１を束ねた光ケーブルである。図２（Ｂ）は、複数のコア２２を有するマルチコア光ファイバである。図２（Ｃ）は、複数の複数のマルチコア光ファイバ２３を束ねた光ケーブルである。
【0028】
図３は、上述した単一コア光ファイバ及びマルチコア光ファイバの断面を説明する図である。
つまり、図３に示した単一コア光ファイバ又はマルチコア光ファイバの光ケーブル、もしくはマルチコア光ファイバを伝搬区間５０として使用できる。図３（１）のような一般的な添加物を用いた充実型光ファイバの他、図３（２）～（４）に記載した空孔構造を有する光ファイバ、図３（５）、（６）に記載した複数のコア領域を有するマルチコア光ファイバ、もしくはそれらを組み合わせた構造を有する光ファイバ（図３（７）～（１０））であっても良い。
つまり、図３に示した単一コア光ファイバ又はマルチコア光ファイバの光ケーブル、もしくはマルチコア光ファイバを伝搬区間５０として使用できる。図３（１）のような一般的な添加物を用いた充実型光ファイバの他、図３（２）～（４）に記載した空孔構造を有する光ファイバ、図３（５）、（６）に記載した複数のコア領域を有するマルチコア光ファイバ、もしくはそれらを組み合わせた構造を有する光ファイバ（図３（７）～（１０））であっても良い。
【0029】
（１）充実コア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中にクラッド６０より高屈折率である１つの充実コア５２を有する。「充実」とは「空洞ではない」という意味である。尚、充実コアは、クラッド内に円環状の低屈折率領域を形成することでも実現できる。
（２）空孔アシスト光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に充実コア５２とその外周に配置された複数の空孔５３を有する。空孔５３の媒質は空気であり、空気の屈折率は石英系ガラスに比べ十分小さい。このため、空孔アシスト光ファイバは、曲げなどでコア５２から漏れた光を再びコア５２に戻す機能があり、曲げ損失が小さいという特徴がある。
（３）空孔構造光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の空孔５３の空孔群５３ａを有し、ホスト材料(ガラス等)よりも実効的に屈折率が低い。本構造は、フォトニック結晶ファイバと呼ばれる。本構造には、屈折率を変化させた高屈折率コアが存在しない構造をとることができ、空孔５３に取り囲まれた領域５２ａを実効的なコア領域として、光を閉じ込めることができる。充実コアを有する光ファイバに比べ、フォトニック結晶ファイバは、コアの添加剤による吸収や散乱損失の影響を低減することができるとともに、曲げ損失の低減や非線形効果の制御等、充実型光ファイバでは実現し得ない光学特性を実現できる。
（４）中空コア光ファイバ
この光ファイバは、コア領域が空気で形成される。クラッド領域に複数の空孔によるフォトニックバンドギャップ構造もしくはガラス細線によるアンチレゾナント構造をとることによって光をコア領域に閉じ込めることができる。この光ファイバは、非線形効果が小さく、高出力または高エネルギーレーザ供給が可能である。
（５）結合コア型光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の高屈折率である充実コア５２が近接して配置される。この光ファイバは、充実コア５２間で光波結合で光を導波する。結合コア型光ファイバは、コア数分だけ光を分散して送れるので、その分ハイパワー化して効率的な殺菌ができる、また、結合コア型光ファイバは、紫外線によるファイバ劣化を緩和し長寿命化できるというメリットがある。
（６）充実コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の高屈折率である充実コア５２が離れて配置される。この光ファイバは、充実コア５２間で光波結合を十分小さくして光波結合の影響が無視できる状態で光を導波する。このため、充実コア型マルチコア光ファイバは、各コアを独立な導波路として扱えるというメリットがある。
（７）空孔アシスト型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（２）の空孔構造およびコア領域が複数配置された構造である。
（８）空孔構造型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（３）の空孔構造が複数配置された構造である。
（９）中空コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（４）の空孔構造が複数配置された構造である。
（１０）結合コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（５）の結合コア構造が複数配置された構造である。
この光ファイバは、クラッド６０の中にクラッド６０より高屈折率である１つの充実コア５２を有する。「充実」とは「空洞ではない」という意味である。尚、充実コアは、クラッド内に円環状の低屈折率領域を形成することでも実現できる。
（２）空孔アシスト光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に充実コア５２とその外周に配置された複数の空孔５３を有する。空孔５３の媒質は空気であり、空気の屈折率は石英系ガラスに比べ十分小さい。このため、空孔アシスト光ファイバは、曲げなどでコア５２から漏れた光を再びコア５２に戻す機能があり、曲げ損失が小さいという特徴がある。
（３）空孔構造光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の空孔５３の空孔群５３ａを有し、ホスト材料(ガラス等)よりも実効的に屈折率が低い。本構造は、フォトニック結晶ファイバと呼ばれる。本構造には、屈折率を変化させた高屈折率コアが存在しない構造をとることができ、空孔５３に取り囲まれた領域５２ａを実効的なコア領域として、光を閉じ込めることができる。充実コアを有する光ファイバに比べ、フォトニック結晶ファイバは、コアの添加剤による吸収や散乱損失の影響を低減することができるとともに、曲げ損失の低減や非線形効果の制御等、充実型光ファイバでは実現し得ない光学特性を実現できる。
（４）中空コア光ファイバ
この光ファイバは、コア領域が空気で形成される。クラッド領域に複数の空孔によるフォトニックバンドギャップ構造もしくはガラス細線によるアンチレゾナント構造をとることによって光をコア領域に閉じ込めることができる。この光ファイバは、非線形効果が小さく、高出力または高エネルギーレーザ供給が可能である。
（５）結合コア型光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の高屈折率である充実コア５２が近接して配置される。この光ファイバは、充実コア５２間で光波結合で光を導波する。結合コア型光ファイバは、コア数分だけ光を分散して送れるので、その分ハイパワー化して効率的な殺菌ができる、また、結合コア型光ファイバは、紫外線によるファイバ劣化を緩和し長寿命化できるというメリットがある。
（６）充実コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に複数の高屈折率である充実コア５２が離れて配置される。この光ファイバは、充実コア５２間で光波結合を十分小さくして光波結合の影響が無視できる状態で光を導波する。このため、充実コア型マルチコア光ファイバは、各コアを独立な導波路として扱えるというメリットがある。
（７）空孔アシスト型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（２）の空孔構造およびコア領域が複数配置された構造である。
（８）空孔構造型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（３）の空孔構造が複数配置された構造である。
（９）中空コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（４）の空孔構造が複数配置された構造である。
（１０）結合コア型マルチコア光ファイバ
この光ファイバは、クラッド６０の中に上記（５）の結合コア構造が複数配置された構造である。
【0030】
なお、これらの光ファイバにおける伝搬モードについては、シングルモードだけではなくマルチモードでも良い。
【0031】
図４（Ａ）は、紫外光源部１１の構成の一例を説明する図である。紫外光源部１１は、複数の光源１１ａを有し、それぞれの光源１１ａから出力された紫外光を伝搬区間５０に空間分割多重する。
【0032】
光源１１ａは、レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体光源、次の参考文献のような非線形光学を用いた光源、あるいはランプ光源である。
［参考文献］ウシオ電機株式会社ウェブサイト、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｕｓｈｉｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｌｉｇｈｔｅｄｇｅ／２０００１２／１００２３６．ｈｔｍｌ
［参考文献］ウシオ電機株式会社ウェブサイト、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｕｓｈｉｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｌｉｇｈｔｅｄｇｅ／２０００１２／１００２３６．ｈｔｍｌ
【0033】
光学系１１ｂは、例えば、レンズである。光学系１１ｂは、それぞれの光源１１ａの出力光を伝搬区間５０の光ファイバもしくはコアに入力する。
伝搬路５０ａは、光ケーブル内の1つのファイバ、もしくは、マルチコア光ファイバ内の1つのコアである。
伝搬路５０ａは、光ケーブル内の1つのファイバ、もしくは、マルチコア光ファイバ内の1つのコアである。
【0034】
図４（Ａ）のように、紫外光源部１１が複数の光源１１ａを有する構成である場合、単一の光源の出力レベルに制限されず、トータルで高いパワーの伝送が可能であるシステムとすることができる。
【0035】
図４（Ｂ）は、紫外光源部１１の構成の他の例を説明する図である。紫外光源部１１は、前記紫外光を分岐する光分岐部１１ｄを有し、分岐されたそれぞれの前記紫外光を伝搬区間５０に空間分割多重する。
【0036】
本構成の場合、光源１１ａは一つである。光源１１ａ、光学系１１ｂ、及び伝送路５０ａは、それぞれ図４（Ａ）で説明した光源、光学系、及び伝送路と同じである。
光分岐部１１ｄは、光源１１ａが出力した紫外光を分岐して複数の光学系１１ｂに入射する。
光分岐部１１ｄは、光源１１ａが出力した紫外光を分岐して複数の光学系１１ｂに入射する。
【0037】
図４（Ｂ）のように、紫外光源部１１が単一の光源１１ａの出力を分岐する構成である場合、単一の光源が一つであるため簡素な構成の紫外光源部１１とすることができる。
【0038】
図５は、光合成部１５の構成の一例を説明する図である。光合成部１５は、伝送路５０ａ毎の光学系１５ａ、伝送路５０ａ毎のビームコンバイナ１５ｂ、及び１つの光学系１５ｃを有する。光学系１５ａは、例えばレンズであり、伝送路５０ａからの紫外光をコリメートしてビームコンバイナ１５ｂに出力する。ビームコンバイナ１５ｂは透過光と反射光とを合成する機能を持ち、各光学系１５ａからの紫外光を合波して光学系１５ｃに出力する。光学系１５ｃは、例えばレンズであり、合波された紫外光を供給区間５１の単一コア光ファイバに入射する。つまり、光合成部１５は、複数の光ファイバもしくはコアからの紫外光を合成して、単一コアの光ファイバに入力する。
【0039】
供給区間５１は、紫外光を照射部１３まで伝送する。供給区間５１は単一コア光ファイバであり、シンプルな構成で経済性に優れ、かつ、細いため狭隘部などにも敷設可能である。なお、供給区間５１の単一コア光ファイバとして、図３の（１）から（５）で説明した光ファイバを利用することができる。
【0040】
照射部１３は、光ケーブルもしくはマルチコア光ファイバで伝送された紫外光を、所定の殺菌対象箇所Ａｒに照射する。照射部１３は、紫外領域の波長に対して設計されたレンズなどの光学系で構成される。
【0041】
紫外光照射システム３０１は、上述した構成により、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止することができる。
【0042】
（実施形態２）
図６は、本実施形態の紫外光照射システム３０２を説明する図である。紫外光照射システム３０２は、
紫外光を発生させる紫外光源部１１と、
前記紫外光を所望箇所Ａｒに照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３と、
を備える紫外光照射システムであって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
供給区間５１では、空間分割多重された伝搬区間５０の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬することを特徴とする。
紫外光照射システム３０１は、Ｎ＞２の場合であり、伝搬区間５０と供給区間５１との間に、空間分割多重されて伝搬区間５０を伝搬された前記紫外光をＮ個のグループに分け、前記グループごとに前記紫外光を合波し、Ｎ個の前記単一コア光ファイバへ入射する光合成分配部１６をさらに備える。
図６は、本実施形態の紫外光照射システム３０２を説明する図である。紫外光照射システム３０２は、
紫外光を発生させる紫外光源部１１と、
前記紫外光を所望箇所Ａｒに照射するＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３と、
を備える紫外光照射システムであって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬し、
供給区間５１では、空間分割多重された伝搬区間５０の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬することを特徴とする。
紫外光照射システム３０１は、Ｎ＞２の場合であり、伝搬区間５０と供給区間５１との間に、空間分割多重されて伝搬区間５０を伝搬された前記紫外光をＮ個のグループに分け、前記グループごとに前記紫外光を合波し、Ｎ個の前記単一コア光ファイバへ入射する光合成分配部１６をさらに備える。
【0043】
本実施形態では、図１で説明した紫外光照射システム３０１と異なる構成だけ説明する。紫外光照射システム３０２は、除染箇所Ａｒが複数であるので照射部１３も複数備えること、及び伝搬区間５０で伝搬された紫外光を各照射部１３へ分配する光合成分配部１６を備えることが、紫外光照射システム３０１と相違する。
【0044】
図７は、光合成分配部１６の構成の一例を説明する図である。光合成分配部１６は、図５で説明したような光合成部１５をＮ個有する。それぞれの光合成部１５は、複数の伝送路５０ａからの紫外光を合波し、供給区間５１にある一つの単一コア光ファイバに出力する。つまり、光合成分配部１６は、複数の光ファイバもしくはコアからの出力光をグループごとに合成し、当該グループに対応する単一コア光ファイバに入力する。
【0045】
紫外光照射システム３０２は、上述した構成により、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止することができる。また、紫外光照射システム３０２は、一つの紫外光源部で複数の除染箇所に紫外光を照射できるため、経済的なメリットがある。
【0046】
（実施形態３）
図８は、本実施形態の紫外光照射システム３０３を説明する図である。紫外光照射システム３０３は、光合成分配部１６が多段に接続されていることが図６の紫外光照射システム３０２との相違点である。図８は、光合成分配部１６が２段である例である。それぞれの段の光合成分配部１６－１及び光合成分配部１６－２は、図７で説明した光合成分配部１６の構成と同じである。ただし、光合成分配部１６－１及び光合成分配部１６－２とは図２で説明した光ケーブルもしくはマルチコア光ファイバ（伝搬区間５２）で接続されている。光合成分配部１６－１は、伝搬区間５０の紫外光をグループごとに合波し、それぞれを伝搬区間５２の光ケーブルの光ファイバもしくはマルチコア光ファイバのコアに入力する。
図８は、本実施形態の紫外光照射システム３０３を説明する図である。紫外光照射システム３０３は、光合成分配部１６が多段に接続されていることが図６の紫外光照射システム３０２との相違点である。図８は、光合成分配部１６が２段である例である。それぞれの段の光合成分配部１６－１及び光合成分配部１６－２は、図７で説明した光合成分配部１６の構成と同じである。ただし、光合成分配部１６－１及び光合成分配部１６－２とは図２で説明した光ケーブルもしくはマルチコア光ファイバ（伝搬区間５２）で接続されている。光合成分配部１６－１は、伝搬区間５０の紫外光をグループごとに合波し、それぞれを伝搬区間５２の光ケーブルの光ファイバもしくはマルチコア光ファイバのコアに入力する。
【0047】
紫外光照射システム３０３は、上述した構成により、紫外光による光ファイバの伝送損失特性の経時劣化を低減し、照射される紫外光パワーの低下を防止することができる。また、紫外光照射システム３０３は、一つの紫外光源部で複数の除染箇所に紫外光を照射できるため、経済的なメリットがある。
【0048】
（実施形態４）
図９は、本実施形態の紫外光照射システム（３０１～３０３）を用いた紫外光照射方法を説明するフローチャートである。本紫外光照射方法は、紫外光源部１１で発生した紫外光をＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３から所望箇所Ａｒに照射する紫外光照射方法であって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬すること（ステップＳ０１）、及び
供給区間５１では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬すること（ステップＳ０２）を特徴とする。
図９は、本実施形態の紫外光照射システム（３０１～３０３）を用いた紫外光照射方法を説明するフローチャートである。本紫外光照射方法は、紫外光源部１１で発生した紫外光をＮ個（Ｎは自然数）の照射部１３から所望箇所Ａｒに照射する紫外光照射方法であって、
紫外光源部１１と照射部１３との間に伝搬区間５０と供給区間５１があり、
伝搬区間５０では、紫外光源部１１が発生した前記紫外光を空間分割多重方式で伝搬すること（ステップＳ０１）、及び
供給区間５１では、空間分割多重された前記伝搬区間の前記紫外光を合波し、合波した前記紫外光を単一コア光ファイバで照射部１３へ伝搬すること（ステップＳ０２）を特徴とする。
【符号の説明】
【0049】
１１：紫外光源部
１１ａ：光源
１１ｂ：光学系
１１ｄ：光分岐部
１３：照射部
１５：光合成部
１５ａ：光学系
１５ｂ：ビームコンバイナ
１５ｃ：光学系
５０：伝搬区間
５０ａ：伝送路
５１：供給区間
５２：充実コア
５２ａ：領域
５３：空孔
５３ａ：空孔群
６０：クラッド
３０１～３０３：紫外光照射システム
１１ａ：光源
１１ｂ：光学系
１１ｄ：光分岐部
１３：照射部
１５：光合成部
１５ａ：光学系
１５ｂ：ビームコンバイナ
１５ｃ：光学系
５０：伝搬区間
５０ａ：伝送路
５１：供給区間
５２：充実コア
５２ａ：領域
５３：空孔
５３ａ：空孔群
６０：クラッド
３０１～３０３：紫外光照射システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】