(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面が鏡面である中空の光導波管と、レーザー光を出射するレーザー光発光器とを備え、
上記光導波管が、下端が閉塞して内部に気相と接する液相を有するものであり、
上記液相中に上記気相方向へ発光する上記レーザー光発光器を備えることを特徴とする光給電用光源装置。
【請求項２】
ピーク強度に対して１／ｅ２の強度を有する光が、最初に光導波管の内面で反射される位置よりも、上記液相の液面高さが低いことを特徴とする請求項１に記載の光給電用光源装置。
【請求項３】
さらに上記光導波管内の液相中に反射材を有し、
上記反射材が、光導波管内面及び上記レーザー光の光軸と間隔を開けて略平行に配置され、
上記反射材の光軸側が鏡面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光給電用光源装置。
【請求項４】
さらに上記光導波管内の液相中に多孔体を有し、
上記多孔体をレーザー光の光路外に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項５】
さらに上記光導波管内の液相中にレーザー光に対して透明な透明板を有し、
上記透明板を、レーザー光の光路上にレーザー光の光軸に対して傾けて備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項６】
さらに排熱部材を有し、
上記排熱部材が、上記レーザー光発光器の熱を排熱するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項７】
上記排熱部材が、冷媒を供給する冷却管であることを特徴とする請求項６に記載の光給電用光源装置。
【請求項８】
レーザー光発光器を複数有し、該複数のレーザー光発光器を上記光導波管の内面に沿って配置したものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項９】
上記光導波管の外周に冷却部材を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項１０】
上記冷却部材が、冷媒供給部材であることを特徴とする請求項９に記載の光給電用光源装置。
【請求項１１】
上記冷却部材が、内部に常温常圧で液体の冷媒を含む中空気密構造を有するものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光給電用光源装置。
【請求項１２】
上記液相を構成する液体がフッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項１３】
上記光導波管が、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料で成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項１４】
上記レーザー光発光器が半導体発光素子であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つの項に記載の光給電用光源装置。
【請求項１５】
上記半導体発光素子がＶＣＳＥＬ型レーザ（面発光レーザ）であることを特徴とする請求項１４に記載の光給電用光源装置。
【請求項１６】
光給電用光源装置と、該光源装置からの光を受光し発電する光給電用受光装置とを備える光給電システムであって、
上記光給電用光源装置が、請求項１〜１５のいずれか１つの項に記載の光給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光給電用光源装置に係り、更に詳細には、塵埃等によるレーザー光のパワー低下を防止できる光給電用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の電気自動車は、走行に必要なエネルギーのすべてを電池に蓄積するものであり、電気自動車の航続可能距離は搭載する電池の容量によって決まってしまう。また、電池の充電は、電池材料の化学組成の変化防止や反応速度などの制限もあるため、大量のエネルーを短時間で蓄積することは困難であり、電気自動車の普及の障害となっている。
【０００３】
特許文献１の特開２０１０−１６６６７５号公報には、道路に設けたレーザー光供給手段から、電気自動車が備えるレーザー光受給装置にレーザー光を供給し、該レーザー光受給装置が電力に変換することで、電気自動車が電力の供給を受けながら走行することを可能にするレーザー光給電システムが提案されている。
そして、信号機や街路灯などと共に道路の上部にレーザー光供給手段を設け、上方から電気自動車にレーザー光を供給することが例示されている。
【０００４】
また、特許文献２の特表２０１４−５１１５０７号公報には、車両の将来位置を予測し、レーザー光の指向性を高速で移動させる照明装置が提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献３の特開２００５−２６８５０６号公報には、ガラス容器中にフッ素系不活性液体を封入した高耐力位相共役鏡を増幅光路中に配置することで、固体レーザー材料の発熱によるレーザー光の波面歪みを補正し、レーザー光の集光性を向上できる固体レーザー増幅器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６６６７５号公報
【特許文献２】特表２０１４−５１１５０７号公報
【特許文献３】特開２００５−２６８５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光給電用光源装置内に塵埃や大気中の成分等が侵入すると、レーザー光発光器のレーザー光出射部に塵埃が付着したり、結露等により膜を形成する。これらの付着物はレーザー光の透過を妨げるだけでなく、光給電システムに用いられるレーザー光は高パワーであるため、レーザー光を吸収して発熱し、光源を劣化させる。
【０００８】
上記光源の劣化に対しては、レーザー光発光器に保護ガラスを設け、付着する塵埃等を上記保護ガラスで受けとめることが考えられるが、レーザー光の透過の妨げとなることは防止できず、光導波管内での保護ガラスを清掃するメンテナスは困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長期に亘り、光路の清浄度を高度に維持できるメンテナンス性に優れた光給電用光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、内部に気相と接する液相を有する光導波管の液相中にレーザー光発光器を設けることにより、レーザー光発光器の発熱によって上記液相に対流が生じ、該対流によりレーザー光発光器上に塵埃等が堆積することを防止でき、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の光給電用光源装置は、内面が鏡面である中空の光導波管と、レーザー光を出射するレーザー光発光器とを備える。
そして、上記光導波管が、下端が閉塞して内部に気相と接する液相を有するものであり、上記液相中に上記レーザー光発光器を配置したものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光給電システムは、上記本発明の光給電用光源装置と、該光源装置からの光を受光し発電する光給電用受光装置とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内部に気相と接する液相を有する光導波管の液相中に、レーザー光発光器を設けることとしたため、長期に亘り、光路の清浄度を高度に維持できるメンテナンス性に優れた光給電用光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の光給電システムを説明する概略図である。
【図２】本発明の光給電用光源装置を説明する概略図である
【図３】第１の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図である。
【図４】第１の実施形態の光導波管内の液体の対流を説明する図である。
【図５】レーザー光の光路と液面の高さの関係を説明する図である。
【図６】（ａ）は、第２の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図であり、（ｂ）は、光給電用光源装置を上から見たときのレーザー光発光器と反射材の位置関係を説明する図である。
【図７】第３の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図である。
【図８】第３の実施形態の光導波管内の液体の対流を説明する図である。
【図９】第４の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図である。
【図１０】第４の実施形態の光導波管内の液体の対流を説明する図である。
【図１１】第５の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図である。
【図１２】第６の実施形態の光給電用光源装置の要部拡大図である。
【図１３】第６の実施形態の光導波管内の液体の対流を説明する図である。
【図１４】（ａ）は第６の実施形態の他の光給電用光源装置の要部拡大図であり、（ｂ）は、該光給電用光源装置を上から見たときのレーザー光発光器と反射材の位置関係を説明する図である。
【図１５】第７の実施形態の光給電用光源装置の一例を示す要部拡大図である。
【図１６】第７の実施形態の光給電用光源装置の他の一例を示す要部拡大図である。
【図１７】実施例で作製した光給電用光源装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜光給電システム＞
まず、本発明の光給電システムについて説明する。
本発明の光給電システム１００は、電気自動車等の移動体２００への給電を非接触で行うものであり、図１に示すように、光給電用光源装置１と、該光給電用光源装置からの光を受光する光給電用受光装置２０１とを備え、該光給電用受光装置は電気自動車等の移動体に搭載される。
具体的には、上記光給電用光源装置１はレーザー光６を出射するものであり、上記光給電用受光装置２０１は、上記光給電用光源装置１からのレーザー光６を受光して発電する太陽電池を有するものである。
【００１６】
レーザー光を用いて行う給電は、レーザー光の直進性が高いため送受電間距離を自由に設定でき、また送受電に伴う漏えい成分のコントロールが容易であるため汎用性が高い。
【００１７】
上記光給電用光源装置１から光給電用受光装置２０１に向けて照射するレーザー光６を、上記太陽電池のバンドギャップに合わせた波長の光にすることで、太陽光を照射したときよりも光電変換効率を高くすることができ、効率的な給電が可能となる。
【００１８】
そして、電気自動車等の移動体２００は、ボディーや屋根などに設けた太陽電池で受光したレーザー光６を電力に変換し、直接又はバッテリーを介してモータを駆動して走行する。
【００１９】
電気自動車等の移動体２００の走行に必要な大きな駆動電力を、光給電により上記移動体に供給する場合は、現状の市街地における街路灯や駐車場での保安灯に類似した形態で光給電用光源装置を設置することが、想定される代表的な普及形態の一つである。
【００２０】
そして、光給電用光源装置を街路灯に類似した形態とする場合、近年では電力線を埋設し、電柱を廃止することが趨勢となっている。また、光給電用光源装置のメンテナンス性の向上等を考慮すると、光給電用光源装置への電力供給は地上付近から行うこと想定される。
【００２１】
上記光給電用光源装置１としては、以下に示す、レーザー光発光器５を地上付近に設置するものであることが好ましい。
【００２２】
＜光給電用光源装置＞
本発明の光給電用光源装置について詳細に説明する。
上記光給電用光源装置１は、内面が鏡面である中空の光導波管２の内部に、気相３と接する液相４を有し、上記光導波管２内の液相中に配置されたレーザー光を出射するレーザー光発光器５を備える。
【００２３】
街路灯型の光給電用光源装置１の例の概略図を図２に示す。上記光給電用光源装置１は、内面が光反射面であり、上部が逆Ｕ字形をした光導波管２内の地表付近にレーザー光発光器５を備え、地表に向けてレーザー光６を照射するものである。
【００２４】
上記レーザー光発光器５は、地中又は地表付近の電力ケーブル７から電力の供給を受けてレーザー光６を出射する。
上記レーザー光発光器５が上方に向けてレーザー光６を出射すると、出射したレーザー光６は、上記光導波管２の形状に沿って進路を変えて伝播し、電気自動車等の移動体２００の光給電用受光装置２０１に入射して電力に変換される。
【００２５】
上記街路灯型の光給電用光源装置１は、供給するレーザー光の照射位置調整のために可動部８が必要であり、また設置時の運搬容易の観点等から複数のパーツを接続して組み立てられる。
【００２６】
しかし、上記光給電用光源装置の可動部８や接続部から、塵埃や大気中の成分などが光導波管２内部へ侵入し光源の劣化や照射レーザー光のエネルギー低下が生じる。
【００２７】
つまり、上記可動部等にシーリング部材等を設けたとしても、気温の変化や気圧の変化、風、雨、結露、振動、地震などの自然界の環境変化や、経時劣化等の影響により、光導波管内部への塵埃等の侵入を完全に防止することはできない。
【００２８】
本発明の光給電用光源装置１においては、光導波管２内に気相３と接する液相４を有するものであるため、光導波管２内に侵入した塵埃等は気相中を降下して液相により捕捉される。
そして、レーザー光発光器５の上方にはレーザー光発光器５の発熱により上昇流が生じるため、レーザー光発光器５の上方では、塵埃等が対流に乗って上昇する。
【００２９】
したがって、塵埃等がレーザー光発光器５の出射部５１に堆積することが防止され、光源の劣化及びレーザー光の透過の妨げが防止され、照射レーザー光のエネルギー低下を防止することができる。
【００３０】
なお、液相が気相と接しているため、光給電用光源装置１に振動等が加わることで液面に非平坦部分が発生して屈折光が生じることがある。
しかし、上記非平坦部分は定常的に形成されるものではなく、一時的に屈折光が生じたとしても光導波管２内に閉じ込められ、光導波管２内面で反射しながら伝送されるので、反射を繰り返し光照射において伝搬に障害が発生することはない。
【００３１】
（光導波管）
上記光導波管２は内面全体が鏡面処理されたものであり、下端２１が閉塞して水密封止され、液相４を構成する液体が漏洩しないものである。
【００３２】
上記光導波管２を構成する材料が、常温での熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料であると液相４を構成する液体の冷却が促進され、レーザー光発光器５付近の液体と気相との界面付近の液体との温度差が大きくなって対流が生じ、塵埃等がレーザー光発光器５に堆積することを防止できると共に、レーザー光発光器５の冷却が促進される。
【００３３】
上記熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料としては、銅、アルミニウム又はこれらを主成分とする合金を挙げることができる。
【００３４】
（液相）
上記液相を構成する液体としては、レーザー光に対して透明なものであれば使用できるが、メンテナンスフリーの観点から、沸点が高く、かつ蒸気圧が低い不活性の液体であることが好ましい。
本発明において、レーザー光に対して透明とは、レーザー光から出射される波長の光の透過率（厚さ１ｃｍの試料を通過した光の放射発散度／入射光の放射発散度）が９９％以上であることをいう。
【００３５】
上記不活性の液体としては、３Ｍ社製フロリナート（登録商標）等のフッ素系不活性液体を挙げることができる。
【００３６】
上記フッ素系不活性液体は、水よりも比重が大きく、水よりも沸点が高く、かつ水との溶解率は無視できるほど小さいものである。したがって、レーザー光発光器と光導波管内に侵入した水とを分離でき、フッ素系不活性液体上に溜まった水は、運転中の熱により蒸発除去することができる。
さらに、上記フッ素系不活性液体は、高エネルギーの光の照射でも分解されない特性を有し、液体が劣化しないため信頼性が向上する。加えて、高い電気絶縁性を有し、レーザー光発光器の腐食劣化を防止できるものである。
【００３７】
（レーザー光発光器）
上記レーザー光発光器５としては、高エネルギーのレーザー光を出射できれば特に制限はないが、小型軽量であることから半導体発光素子であることが好ましく、さらにＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅ）型レーザーであることが好ましい。
【００３８】
ＶＣＳＥＬ型レーザーの出射光は、端面発光半導体レーザーのように楕円錐状ではなく、円錐状となり、出射光の放射角（開き角）が端面発光半導体レーザーよりも小角である。
したがって、光導波管内面での反射回数を低減した導波が可能であり、端面発光レーザーのように、複数のシリンドリカルレンズを並べて用いる必要がなく、大径の光導波管により高エネルギーのレーザー光を効率よく伝播させることができる。
【００３９】
また、レーザー光発光器５は、レーザー光の光軸６１が光導波管２の管方向と平行、かつレーザー光の出射方向が気相方向になるように配置することが好ましい。レーザー光が光導波管２の管壁で反射して生ずる発熱減衰を低減できる。
さらに、光導波管内２のレーザー光発光器５が液体に浸漬された領域から液面４１までの範囲を光軸６１が鉛直方向になるように配置することで、前述した液面４１での屈折光を低減することができる。
【００４０】
以下、本発明を実施形態により詳細に説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図３により説明する。図３は図２中の点線丸で示す部分の拡大断面図である。
本実施形態の光給電用光源装置は、中空の光導波管２中に、気相３と接する液相４を構成する液体を有し、該液体中にレーザー光発光器５が配置されたものである。
【００４２】
上記中空の光導波管２の内面は、全面が鏡面処理されており、上記レーザー光発光器５から上方に向けて出射されたレーザー光６を反射して伝播する。また、光導波管２の下端２１は閉塞し、水密封止されて上記液体の漏洩を防止する。
【００４３】
上記レーザー光発光器５は、上方に向けてレーザー光６を出射すると共に、発熱して周囲の液体を加熱する。すると、図４中矢印ｃで示すように、液相中にはレーザー光発光器５から上方に向けて上昇流が生じて液体が対流する。
【００４４】
したがって、レーザー光発光器５の上方に塵埃等が落下したとしても上昇流によってまき上げられ、レーザー光発光器５の出射部５１に塵埃等が堆積することが防止される。
【００４５】
また、塵埃等が液面に浮遊したとしても、液面４１ではレーザー光６の光軸６１から測方に向けて、すなわち、光導波管２の内壁に向かって流れ、塵埃等は、図５中点線で示すレーザー光の光路６２から排斥されるため、レーザー光の透過の妨げとはならない。
【００４６】
さらに、レーザー光発光器が液相４中に配置されているので、保護ガラスを設けた場合のような結露による膜付着は発生しない。
【００４７】
上記光導波管２の下端部には塵埃溜まり２２を設けることが好ましく、レーザー光発光器５を塵埃溜まり２２よりも上方に配置することで、レーザー光発光器５に塵埃等が堆積することを防止できる。
【００４８】
上記液面４１の高さｈは、図５に示すように、レーザー光発光器から出射されたレーザー光のピーク強度に対して１／ｅ２の強度を有する光が、最初に光導波管の内面で反射される位置ｒよりも低いことが好ましい。
【００４９】
レーザー光の断面強度分布はガウス分布を基本とした分布を有し、レーザー光の光軸６１が最も強く、該光軸から離れるにつれて低下するが、ピーク強度に対して１／ｅ２以上の強度を有する高強度のレーザー光は、反射される際に光導波管２を加熱するエネルギーを有する。
【００５０】
特にレーザ光発光器５が光導波管２と熱結合されていない場合においては、ピーク強度に対して１／ｅ２の強度を有する高強度のレーザー光を最初に反射する位置ｒが液面４１よりも高く、上記反射位置ｒと液面４１とが離れていると、液面付近の光導波管が加熱されることが防止される。
【００５１】
したがって、液体の冷却が促進されてレーザー光発光器５付近と液面４１付近との温度差が大きくなって強い対流ｃが生じ、塵埃等のレーザー光発光器５への堆積が防止される。
【００５２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を図６により説明する。本実施形態の光給電用光源装置１は、光導波管２内の液相４中に反射材９を有する他は、上記第１の実施形態と同様である。
【００５３】
上記反射材９は形状が板状又は筒状であり、光導波管２の内面及び上記レーザー光の光軸６１と間隔を開けて略平行、かつ、その上端が液相中に存在するように配置される。
【００５４】
上記板状又は筒状の反射材９は、少なくとも光軸側の全面が鏡面であり、光導波管２の内側に小径の光導波管を形成する。上記反射材９の長さは、その下端がレーザー光発光器５の近傍まで達する長さであることが好ましい。
【００５５】
上記反射材９により、液相中の上昇流と下降流とが分離され、下降流に乗って沈降する塵埃等がレーザー光発光器５上に入り込むことが防止されて塵埃等のレーザー光発光器５への堆積防止作用が促進される。
【００５６】
さらに、上記反射材９はレーザー光の光軸６１側が鏡面であるため、光導波路が狭くなり、放射角が大きい成分の光が減衰してホモジナイズ効果が促進され、レーザー光の放射角の狭角化と均一性とが向上する。
【００５７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態を図７により説明する。本実施形態の光給電用光源装置１は、光導波管２内の液相４中に多孔体１０を有し、該多孔体１０を図７中点線で示すレーザー光の光路６２外に配置する他は、上記第１の実施形態、第２の実施形態と同様である。
本発明において、レーザー光の光路６２とはピーク強度に対して１／ｅ２以上の強度を有する光の範囲をいう。
【００５８】
上記多孔体１０は塵埃のサイズよりも小さい空隙を有するものであり、例えば、０．３μｍ以下の空隙を有するものである。
【００５９】
塵埃のサイズよりも小さい空隙を有する多孔体は、図８に示すように、液相中の循環対流ｃに乗った塵埃等を捕捉し、液相中を流れる塵埃の濃度上昇を防ぎ、レーザー光の強度低下を防止する。
【００６０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態を図９により説明する。本実施形態の光給電用光源装置１は、光導波管２内の液相４中にレーザー光に対して透明な透明板を有し、該透明板１１をレーザー光の光軸に対して傾けてレーザー光の光路６２に配置する他は、上記第１〜３の実施形態の実施形態と同様である。
【００６１】
レーザー光発光器５の発熱により生じた上昇流は、図１０中、矢印で示すように、上記透明板１１に当たると該透明板１１に沿って斜め上方に流れて光導波管の一側部より液面４１付近まで上昇する。
そして、液面付近を光導波管の他側部に向かって流れる表面流と、光導波管付近で冷却され、光導波管に沿って流れる下降流とに分かれる。そして、上記表面流は冷却されて、光導波管の他側部から光導波管に沿って流れる下降流となる。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、液面４１において測方への液体の流れが促進され、レーザー光発光器５への塵埃等の堆積防止性能がさらに向上すると共に、レーザー光を出射しない休止中においても光導波管２内に侵入した塵埃等を透明板１１でトラップすることができ、塵埃等がレーザー光発光器５上に降下することを防止できる。
さらに、光軸に対して傾いて設置した透明板は、レーザー射出口側から反射して戻ってくるレーザー光発光器５への入射を減少させることができるため、レーザー発振の安定動作を促進する効果も期待できる。
【００６３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態を図１１により説明する。本実施形態の光給電用光源装置１は、レーザー光発光器の熱を排熱する排熱部材１２を備える他は、上記第１〜４の実施形態の実施形態と同様である。
【００６４】
上記排熱部材１２は、光導波管２の下部とレーザー光発光器５を熱的に接続するものや、レーザー光発光器５に冷媒を供給する冷却管等を挙げることができる。
【００６５】
上記レーザー光発光器５と光導波管２を熱的に接続するには、熱伝導率が高い金属や結晶性の炭素シート等をこれらの界面に挿入してボルト等を用いて密着させる手法を挙げることができる。
【００６６】
光導波管２の下部とレーザー光発光器５とを熱的に接続することで、光導波管の下部が加熱点、上部が放熱点となって液相中での対流ｃが促進される。
【００６７】
また、冷却管により冷媒を供給することでレーザー光発光器５の冷却が促進され、レーザー光発光器５を安定して動作させることができる。
【００６８】
（第６の実施形態）
第６の実施形態を図１２により説明する。本実施形態の光給電用光源装置は、レーザー光発光器５を複数備え、該レーザー光発光器５を光導波管の内面に沿って配置したものである他は、上記第１〜５の実施形態の実施形態と同様である。
【００６９】
光導波管内に複数のレーザー光発光器５を備えることで、部品点数を増加させることなくコンパクトにレーザー光のパワーを増加させることができる。
【００７０】
また、光導波管２の内面に沿ってレーザー光発光器５を配置することで、図１３中矢印で示すように、光導波管の内壁付近では上昇流が生じ、光導波管の中心部では下降流が生じて、塵埃等のレーザー光発光器５への堆積が防止される。
【００７１】
また、レーザー光発光器を複数配置する場合にも、図１４に示すように、上記第２の実施形態と同様、光導波管２内の液相４中に板状又は筒状の反射材９を設け、上昇流と下降流とを分離することができる。
【００７２】
（第７の実施形態）
第７の実施形態の光給電用光源装置１は、上記光導波管２が外周に冷却部材１３を備える他は、上記第１〜６の実施形態の実施形態と同様である。
【００７３】
上記冷却部材１３としては、例えば、放熱板や、図１５に示すような、光導波管２の外周に冷媒１３２を供給する冷媒供給部材、図１６に示すような、上記光導波管２よりも大径の外管を上記光導波管２と間隙をもって配置し、下端を開放として煙突構造を形成し上記間隙を通過する空気や水等の冷媒１３２により、光導波管の冷却と光導波管と外管との熱分離を向上させるもの、また、図１７に示すように光導波管２外周の外管１３の上下両端を光導波管２との間で気密封止し、内部に減圧にて液体の冷媒を少量含む中空気密構造を有することでヒートパイプを形成するものなどを挙げることができる。
【００７４】
光導波管２を冷却することで、液相中の対流が促進されてレーザー光発光器５への塵埃等の堆積が防止されると共に、冷却部材１３を光導波管の外周に設けることによって光導波管２を保護することができ、光導波管２の強度を上記冷却部材１３に持たせることで光導波管２の設計・加工が容易になる。
【実施例】
【００７５】
厚さ１０ｍｍ、幅１４０ｍｍ、長さ６ｍの構造用アルミニウム合金製の板を４枚用意し、上記アルミニウム板の片面を鏡面研磨して、表面にガラスコーティングを施した。
上記４枚のアルミニウム板を、鏡面が内側になるように合わせて、外側の突き合わせ部分を水密となるようにアルゴン溶接して、断面が四角形の光導波管２を作製した。
【００７６】
また、表面を鏡面に研磨した厚さ０．３ｍｍのステンレス板を用いて、１辺が６０ｍｍ、長さが１ｍの断面が四角形の筒状の反射材９を製作した。
上記光導波管２内に上記筒状の反射材９を挿入し、反射材の下端がレーザー光発光器５の出射部５１よりも上方に位置し、かつ光導波管２の内面及びレーザー光の光軸６１と平行になるように間隔を開けて固定した。
【００７７】
次に、４台のレーザー光発光器（ＶＣＳＥＬレーザー発振器）を、レーザー光の出射方向が鉛直方向上向きになるように、光導波管の内面に沿わせて光導波管の下部に金属製のねじで固定し、上記レーザー光発光器の間の空間に開孔径０．３μｍのフィルタを挿入した。
【００７８】
上記レーザー光発光器５に電源供給配線を接続し、フィードスルー端子を取り付けた底蓋（１５０ｍｍ角、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板）を、Ｏリングパッキンを挟んで光導波管の一端にねじ止めし、光導波管２の下端部を水密封止した。
【００７９】
次に、上記光導波管２の外側に、外径２８０ｍｍ厚さ１２ｍｍ、長さ５ｍの構造用アルミニム合金製の外管を設け、上記該外管の上端及び下端を、内側に１５０ｍｍ角の穴が開孔した外径２８０ｍｍ厚さ１２ｍｍの構造用アルミニウム製の蓋で塞ぎ、気密溶接して、光導波管の外周に冷却部材１３を設けた。
上記冷却部材の上部には、水供給及び／又は排気を行うバルブ・ジョイント１３１を取り付けた。
【００８０】
上記冷却部材１３に冷媒１３２として純水を内容積の１０％程度注入し、残る空間を減圧して高温部が重力側となるヒートパイプを形成した。
なお、冷却部材中の水量及び圧力は、光給電用光源装置１の設置環境で最適の冷却能力になるように設置後調整する。
【００８１】
その後、光導波管２内に、フッ素系不活性液体（フロリナート：ＦＣ−４３：３Ｍ社製）を上記ヒートパイプの上部気密接合部位置（およそ、高さ５ｍ）まで満たした。
上記フッ素系不活性液体は、沸点が１７４℃、蒸気圧が１．４×１０−４ｍＰａと非常に低いために蒸発しにくく、長期にわたり補充メンテナンスの必要がない。
【００８２】
また、上記フッ素系不活性液体は、可視光から赤外線領域の波長の光を吸収せず、水に対する溶解性や電気伝導性もほとんどない特徴を有するため、本発明の光給電用光源装置に用いる液体として最適である。
【００８３】
上記フッ素系不活性液体を用いると、結露等で光導波管内部に水がたまった場合でも、運転時のレーザー光発光器の発熱や自然蒸発で水を除去でき、光源系を常に清浄に保つことができる。
【００８４】
さらに、上記フッ素系不活性液体中に完全に沈むように、上部から８ｃｍ角の石英ガラス製の透明板１１をレーザー光の光軸に対して５°程度傾け、レーザー光の光路上に細いステンレスワイヤ製のステーを用いて光導波管２の内部に取り付けて、図１７に示す、本発明にかかる実施例の一例となる光給電用光源装置１の柱部分を製作した。
【符号の説明】
【００８５】
１    光給電用光源装置
２    光導波管
２１  下端
２２  塵埃溜まり
３    気相（気体）
４    液相（液体）
４１  液面
５    レーザー光発光器
５１  出射部
６    レーザー光
６１  光軸
６２  光路
７    電力ケーブル
８    可動部
９    反射材
１０    多孔体
１１    透明板
１２    排熱部材
１３    冷却部材
１３１  バルブ・ジョイント
１３２  冷媒
１００光給電システム
２００移動体
２０１光給電用受光装置
ｈ    液面高さ
ｒ    反射位置
ｃ    対流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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