JPH08103090A

JPH08103090A - エネルギー伝送装置

Info

Publication number: JPH08103090A
Application number: JP23804894A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ono; 正弘大野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な検出、制御機構なしに、高効率で小型機
械に光エネルギを供給出来るようにすること。【構成】入射光に対する増幅作用を持つ光位相共役鏡11
0,111,112,113,114,116と、光エネルギ供給対象である
小型機械中に内蔵され、前記光位相共役鏡にレーザ光を
照射するレーザ発振手段12と、このレーザ発振手段より
小型機械の外部に向けて放射されたレーザ光を光位相共
役鏡に伝送する光学系18,19 とを持つ構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマシンなどの
小型機械にエネルギーを供給するエネルギー伝送装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の機械を小型化することによ
って、従来の機能をより高精度化したり、従来にない機
能を持たせようとする試みがなされている。これらは機
械材料、加工法の進歩、半導体作製技術の転用、生物に
おける構成、動力機構の模倣等により可能となった技術
である。これらの機械は通称マイクロマシンと呼ばれて
いるが、ここではより一般的に小型機械と呼ぶ。これら
の小型機械は従来の機械では不可能であったような領域
での調査、測定、作業等に用いられる。この領域とは、
たとえば生体内部、細径管内部、複雑な機械の内部等で
ある。

【０００３】このような小型機械を実現させるための要
因としては、小型機械を作製する技術、小型機械の各構
成要素の動作を制御する技術、小型機械にエネルギーを
供給する技術があげられる。このうち前二者について
は、前述した技術の発達により種々の技術が蓄積されて
いるが、小型機械にエネルギーを供給する技術は未成熟
である。

【０００４】ここで、現在提案されているエネルギー供
給法をいくつか示す。図８は光電変換を利用した光によ
るエネルギー供給の概念図である。図中１は小型機械で
あり、その一部に光電変換素子２が形成されている。光
電変換素子２は外部の光源３から照射される光を電気エ
ネルギーに変換してこれを動力源とし所定の作業を行
う。現在、この方式によるエネルギーを供給機構では、
指向性の低い光源を用いている。すなわち光源３から光
を小型機械１の存在する場所をその内部に含むような立
体角Ω₀中に放射する。小型機械上の光電変換素子２
は、光電変換素子２から光源３を見込む立体角Ω中の光
を受光し、それを電気エネルギーに変換する。このよう
な方式の場合、Ω₀をΩに比べて非常に大きくしなけれ
ばならないのが普通である。なぜなら、Ω₀は小型機械
１が作業中に位置する可能性のある領域すべてを含まな
ければならず、一方、Ωは小型機械自体が小さいために
必然的に小さくなるためである。したがって、この方式
では光源３から放射される光の全エネルギーのうちΩ／
Ω₀を利用するのみであり、エネルギー供給法としては
きわめて効率が悪い。

【０００５】この欠点を改善するためには、たとえば図
９に示すように、図８と同様の構成要素である小型機械
１、光電変換素子２、光源３からなる構成に集束光学系
４を追加し、光源３からの光を光電変換素子２上に集束
させればよい。しかし、このためには、小型機械１が作
業領域のどこにいるかを検出しなければならず、またそ
の位置に応じて光学系を制御して小型機械１上の光電変
換素子２上に光を集束させる機構も必要となる。また、
エネルギー伝送中も小型機械が動く場合には、それに追
従して光を走査する必要がある。このような構成は装置
全体を複雑にするばかりでなく、できるだけ外部との結
合なしに単体で作業し得る小型機械を提供しようとする
開発思想に反するものとなる。

【０００６】また、図１０のように、光源３と小型機械
１の間を光ファイバで中継する方法も提案されている。
この方法では光源３からの光の全量をファイバによって
小型機械１の近くに伝送するため、図８の方法に比べて
エネルギー効率は良い。また、通常の光照射が困難な場
所、たとえば細径管中等に位置する小型機械に対しても
エネルギーを供給できる。しかし、小型機械の位置に応
じてファイバを制御しなければならないという欠点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、マイ
クロマシンのような小型機械では、小型機械側に光電変
換素子を設け、この光電変換素子に対して光を照射して
エネルギーを得るようにしている。しかし、光を集束さ
せない場合にはエネルギー供給の効率が低く、あるい
は、光を小型機械に集束させるように構成したものであ
っても複雑な検出、制御機構が必要となるという欠点を
有している。本発明はこれらの欠点を克服し、簡易な構
成で、かつ高効率で小型機械にエネルギーを供給するこ
とが可能なエネルギー伝送装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため以下のように構成する。すなわち、装置
にエネルギーを供給するためのエネルギー伝送装置にお
いて、前記装置に設けられたコヒーレント光放射手段
と、前記コヒーレント光放射手段からのコヒーレント光
を受けて、増幅された光位相共役波を発生する光位相共
役波発生手段と、前記装置に設けられ、前記位相共役波
を受けて電気信号に変換する光電変換手段と、を有する
構成とする。コヒーレント光放射手段は、自らコヒーレ
ント光を発生する手段と外部のコヒーレント光源からの
コヒーレント光を反射することによってコヒーレント光
を放射する手段の両者を含む概念である。

【０００９】

【作用】以上の構成において、装置に設けられたコヒー
レント光放射手段から出射されたコヒーレント光は光位
相共役波発生手段に入射する。光位相共役波発生手段で
は入射したコヒーレント光より強度の大きい位相共役波
を発生し、この位相共役波を装置に設けられた光電変換
手段で受けて電気信号に変換し、エネルギーとして利用
する。

【００１０】

【実施例】本発明では光の位相共役波を発生させる機構
を用いるが、まず、その原理について説明する。

【００１１】位相共役波（phase conjugate wave）と
は、入射波と同一の空間的分布を持ちその進行方向のみ
が逆転した波をいい、入射波に対する時間反転性を持っ
ている。任意の入射波に対してその位相共役波を発生す
る素子を、位相共役鏡（phaseconjugate mirror(PCM)
）と呼ぶ。図１は位相共役波および位相共役鏡の特性
を概念的に示したものである。

【００１２】図１に示すように、発散性の球面波Ｅ_iが
位相共役鏡に入射すると、位相共役鏡は自動的にＥ_iの
位相共役波、すなわち光源に逆に集束するような集束性
球面波Ｅ_cを発生する。このような作用は、入射波が球
面波以外の任意の波面、振幅分布を持つ場合にも同様に
働く。光に対してこのような作用をする素子は、光がコ
ヒーレント光（レーザ光）の場合に可能であり、種々の
実現方法が提案されている。例えば文献［１］「左貝潤
一：位相共役光学、朝倉書店刊」に示されている。位相
共役鏡の特性を示す重要な量はその反射率Ｒと応答時間
τである。反射率Ｒとは、位相共役鏡への入射波強度に
対する位相共役波強度の比であり、図１中の記号を用い
れば以下のように定義される。

【００１３】Ｒ= ｜Ｅ_c｜²／｜Ｅ_i｜² …(1) また、応答時間τとは入射波が入射してからその位相共
役波が発生するまでの時間である。Ｒおよびτは、位相
共役鏡の構成原理、材料によってさまざまである。現在
までの報告によれば、反射率Ｒはごく微小な値（たとえ
ば０．１％程度）から非常に大きい値（〜１０００）に
までまたがる。また、τは瞬時（ｎｓ）から数１０秒の
範囲にまたがる。本発明において重要なことは、反射率
Ｒが１より大きい、すなわち増幅作用を持つ位相共役鏡
が実際に実現できることである。

【００１４】本発明では、このような増幅作用を持つ位
相共役鏡を、以下の実施例に記するように配置してエネ
ルギー供給を実現するものであるが、その基本的作用は
図２、図３に示すような２種類の配置に代表させて説明
できる。

【００１５】図２は、本明細書中、以下において第一種
のエネルギー供給法と呼ぶ原理の概念図である。図中１
は小型機械であり、これは外部にレーザ光を照射する機
能および外部からのレーザ光を受信して電気エネルギー
に変換する光電変換機能を具備するものとする。この機
構は実施例中で詳しく記述するが、ここでは単純にまと
めて送受信部６と表示する。

【００１６】さて小型機械１は内部に蓄積した電気エネ
ルギーによって所定の作業を行うが、そのエネルギーの
残量がある一定値以下になると、その残量の一部をレー
ザ光として外部に放射する。これを今後プローブ光と呼
ぶ。プローブ光の一部は、外部空間に設置した光学系７
の開口に到達し、光学系７はそれを位相共役鏡８に伝達
する。位相共役鏡８は入射光を受けて、入射光の位相共
役波を放射する。位相共役波はその基本的性質すなわち
入射光の時間反転波であるという性質により、入射光の
たどった経路を正確に逆戻りする。

【００１７】この結果、位相共役波は光学系７を通過
し、小型機械１上の送受信部６の部分に集束するように
伝搬する。この過程は、小型機械１の位置が変化しても
同様に作用する。すなわち、位相共役鏡とは任意の入射
波に対してその位相共役波を発生するものであるから、
最初に小型機械１から放射されたプローブ光が光学系７
の開口を通過して位相共役鏡８に到達すれば、その位相
共役波は必ず小型機械１上の送受信部２の部分に照射さ
れるのである。

【００１８】次に、この構成において位相共役鏡８が小
型機械１にエネルギーを供給できることを説明する。い
ま、小型機械１中のレーザにおいて電気エネルギーをプ
ローブ光に変換する効率をη₁、送受信部６内の光電変
換器においてレーザ光を電気エネルギーに変換する効率
をη₂とする。また、小型機械１から放射された光エネ
ルギーのうち光学系７の開口を通る割合をγ、位相共役
鏡の反射率をＲとする。このとき、最初に小型機械１中
でプローブ光を発生させるのに必要なエネルギーＩ
₀と、最後に光電変換器によって位相共役波から生成さ
れるエネルギーＩとの間には次の関係がなりたつ。

【００１９】Ｉ＝η₁η₂γＲＩ₀ …(2) したがって、Ｉ／Ｉ₀＝η₁η₂γＲ＞１ …(3) であれば、小型機械１中においてプローブ光を発生させ
るのに必要なエネルギーよりも光電変換器によって位相
共役波から生成されるエネルギーの方が大きくなり、エ
ネルギー供給が達成される。ここで、上記(3) 式は次の
ように書ける。

【００２０】Ｒ＞１／η₁η₂γ …(4) １／η₁η₂γ＞１であるから、(4) 式の条件を達成す
るにためは位相共役鏡の反射率Ｒが１より大きいことが
必要条件である。しかるに、レーザ光に対する位相共役
鏡においては、種々の方法により反射率を１以上にする
ことが可能であり、１０００程度の非常に大きな値にす
ることも可能である。このような位相共役鏡を用いれば
上記(3) 式の条件を満たすことは可能であり、結果とし
て小型機械１に対するエネルギー供給が達成されること
になる。

【００２１】次に、本明細書中で第二種のエネルギー供
給法と呼ぶ原理について説明する。この方法の基本的概
念図を図３に示す。図３において、１は小型機械であ
り、これは外部からの光を反射し、かつ外部からの光を
受信して電気エネルギーに変換する光電変換器を具備す
る。この機構の具体的構造は実施例中で述べるがここで
は単に反射／受信部９と記す。３はレーザ発振器、７、
８は図２と同様にそれぞれ光学系、位相共役鏡である。

【００２２】本構成においては、まずレーザ３によって
レーザ光を小型機械１に向けて照射する。この時、小型
機械１本体を正確に狙って照射する必要はなく、小型機
械１の存在位置を含む領域を漠然と照射するだけでよ
い。この照射光の一部は、小型機械１上の反射／受信部
９によって反射される。この反射光のうちの一部は光学
系７の開口に到達し、位相共役鏡８に伝送される。この
光は第一種のエネルギー供給法における小型機械中から
発信される光と同様の役割を果たすので、プローブ光と
呼ぶ。この後の過程は前述した第一種のエネルギー供給
法と同様である。すなわち、位相共役鏡８は入射光の位
相共役波を自動的に発生し、位相共役波はその本来的な
性質により入射光の経路を逆進し反射／受信部9 に到達
し、そこで電気エネルギーに変換される。

【００２３】上述した原理を用いて位相共役波によるエ
ネルギ供給を実現する具体的な実施例を以下に説明す
る。

【００２４】（第１実施例）図４に本発明の第１実施例
を示す。本実施例は上記の第一種のエネルギー供給法に
よる構成となっている。１は小型機械本体であり、内部
に半導体レーザ１２、透明窓１３、半透鏡１４、受光素
子１５、蓄電池１６を具備する。また、蓄電池１６から
の電圧を利用して所定の作業を行うための動作部を有す
るが、それをここでは負荷１７と表記する。半導体レー
ザ１２の出射光の一部は半透鏡１４によって反射され立
体角Ω₀中に放射される。このうち立体角Ω中にある光
は縮小光学系１８の開口を通過する。この光の一部は半
透鏡１９を透過して非線形媒質１１０に入射する。この
光をＥ_iと呼び、その強度をＩ_iとする。

【００２５】ここで非線形媒質とは、三次の非線形光学
効果を持つ物質または光屈折性物質であり、例えば、Ｎ
ａ蒸気、ＢａＴｉＯ₃、ＧａＡｓなどがある。また、一
部は半透鏡１９によって反射され、レンズ系１１１、レ
ーザ増幅器１１２、反射鏡１１３、１１４、レンズ１１
５、自己励起型位相共役鏡１１６によって構成されるポ
ンプ波生成部に伝送される。

【００２６】半透鏡１９によって反射された光はレンズ
系１１１によってある程度コリメートされた後にレーザ
増幅器１１２によって増幅される。この光は反射鏡１１
３、１１４によって反射した後、非線形媒質１１０に入
射する。この光をポンプ光Ｅ_p1と呼び、その強度をＩ_p1
とする。ポンプ光Ｅ_p1の一部は非線形媒質１１０を透過
し、レンズ１１５によって自己励起型位相共役鏡１１６
に入射する。自己励起型位相共役鏡とは、入射光以外の
光なしに入射光の位相共役波を発生する装置であり、た
とえばＢａＴｉＯ₃単結晶単体により構成される。

【００２７】この自己励起型位相共役鏡１１６はポンプ
光Ｅ_p1の位相共役波を自動的に出射する。この光をポン
プ光Ｅ_p2と呼び、その強度をＩ_p2とする。自己励起型位
相共役鏡としてＢａＴｉＯ₃単結晶を用いた場合、自己
励起位相共役鏡の反射率は数１０％であり、この結果Ｉ
_p2はＩ_p1の数１０％の値となる。

【００２８】さて、上記の構成により、非線形媒質１１
０には強度Ｉ_iの入射光Ｅ_i、強度Ｉ_p1のポンプ光
Ｅ_p1、強度Ｉ_p2のポンプ光Ｅ_p2が入射することになる。
この結果、文献[1] 等で公知である四光波混合が起り、
入射波Ｅ_iの位相共役波Ｅ_cが発生する。この位相共役
波Ｅ_cの強度はＩ_i、Ｉ_p1、Ｉ_p2の強度比によって変化
するが、Ｉ_p1、Ｉ_p2をＩ_iに比べて非常に大きくすれば
Ｉ_cが大きくなり、位相共役鏡反射率Ｒ＝Ｉ_c／Ｉ_iは
１を越えることが知られている。

【００２９】いま、レーザ増幅器１１２の増幅率を大き
く設定すればＩ_p1はＩ_iに比べて大きくなる。また、Ｂ
ａＴｉＯ₃単結晶を用いた場合、自己励起位相共役鏡の
反射率は数１０％であるから、Ｉ_p2もＩ_p1と同程度のオ
ーダーとなる。この結果、Ｉ_p1、Ｉ_p2がＩ_iに比べて非
常に大きくなり、構成要素１９〜１１６によって構成さ
れる位相共役鏡の反射率は１より大きくなる。また、上
記構成において自己励起位相共役鏡１１６を配置した理
由は、四光波混合における二つのポンプ波（この場合は
Ｅ_p1とＥ_p2）は互いに位相共役である必要があるからで
あり、小型機械１と位相共役鏡１９〜１１６の位置関係
が変わってプローブ光の波面に変更が生じても、この条
件が達成されるように構成するためである。

【００３０】さて上記の過程により生じた位相共役波Ｅ
_cは縮小光学系１８を逆に通り、小型機械１の透明窓１
３を経て半透鏡１４に到達する。この光の一部は半透鏡
１４を透過して受光素子１５で電流に変換され、蓄電池
１６に電気エネルギーとして蓄えられる。その電気エネ
ルギーは負荷１７によって消費され、小型機械の所定の
作業が行われる。

【００３１】以上述べたように小型機械から出射された
光束を位相共役鏡で受け、発生した位相共役波を利用し
てエネルギーを得ているので、位相共役波のすべてが小
型機械に照射され、エネルギーの供給効率が高くなると
いう利点がある。すなわち、従来技術として挙げた図８
のような構成においては全放射光のうち小型機械に照射
される割合がΩ／Ω₀のみであるのに比べて、本実施例
の構成によれば、無駄な光を照射する必要がなく、エネ
ルギー供給効率が高い。

【００３２】また、位相共役鏡はいかなる入射光に対し
てもその位相共役波を発生する能力を有し、小型機械の
位置が変化してプローブ光の状態が変化しても、位相共
役波は必ず小型機械に到達するように伝搬するので、光
を照射する対象すなわち小型機械の位置を検出する必要
がないという利点を有する。従って、図９、図１０のよ
うな従来方法では必要であった小型機械の位置検出、光
またはファイバの制御機構が不要となり、小型機械が非
常に小さくなった場合に効果的である。

【００３３】（第２実施例）図５に本発明の第２実施例
を示す。この実施例は上述した第二種のエネルギー供給
法に基づいている。２１は小型機械であり、この小型機
械２１にはその内部に、第１実施例と同様、入射光を電
気エネルギーに変換する光電変換素子２２、この光電変
換素子２２の出力する電気エネルギーを充電する蓄電池
２３、この蓄電池２３の電気エネルギーをエネルギー源
として駆動される負荷２４を具備する。また、小型機械
２１の上面には半透鏡２５が設けられている。ここに照
射された光の一部は反射され、透過した光は受光素子２
２へ伝送される。２６〜２１４はこの小型機械２１にエ
ネルギーを供給する部分であり、小型機械２１とは別体
に構成され、小型機械２１から離間して配置される。

【００３４】ここで、２７はレーザ発振器、２８は半透
鏡、２９、２１４は反射鏡、２６、２１０、２１２、は
レンズ（系）、２１１はレーザ増幅器、２１３は非線形
媒質である。ここでの非線形媒質も実施例１と同様に三
次の非線形光学効果を持つ物質または光屈折性物質であ
る。本構成では、まずレーザ２７から放射された光が半
透鏡２８で二つに分けられる。このうち一方は反射鏡２
９によって大体の方向を定められた後に凹レンズ２１０
により発散性球面波に変換され、小型機械２１を含む領
域に照射される。また他方はレンズ系２１２により比較
的径の大きい平面波に変換され、レーザ増幅器２１１に
よって増幅された後に非線形媒質２１３に送られる。こ
のうち非線形媒質２１３を透過した成分は反射鏡２１４
によって完全に対向する方向に反射され、再び非線形媒
質２１３に送られる。他方、小型機械２１に向けて照射
された光のうち、小型機械２１の上面の半透鏡２５に照
射された光は、その一部が反射される。このうち、レン
ズで構成された縮小光学系２６の開口に到達した成分は
非線形媒質２１３に伝送される。

【００３５】以上の結果、非線形媒質２１３には３つの
光が入射することになり、四光波混合が起こる。このと
き、小型機械２１から反射された光Ｅ_iがプローブ光と
なり、半透鏡２８を透過した後にレーザ増幅器２１１、
レンズ系２１２を透過して非線形媒質２１３に入力する
光Ｅ_p1、非線形媒質２１３を透過した後、反射鏡２１４
で反射され再び非線形媒質２１３に入射する光Ｅ_p2がそ
れぞれ二つのポンプ光となる。この結果、プローブ光Ｅ
_iの位相共役波Ｅ_cが発生する。この位相共役波は入射
プローブ光Ｅ_iの経路を逆進し、小型機械２１上の半透
鏡２５に到達する。このうち、半透鏡２５を透過した成
分は受光素子２２によって電流に変換され、蓄電池２３
に蓄えられる。そして、小型機械の所定の作業を行うべ
く負荷２４で消費される。

【００３６】このような構成によれば、レーザ発振器２
７からの光束の１部のみを利用するという点において従
来技術に類似しているが、位相共役鏡の反射率を１より
大きくすることによって小型機械２１の受けるエネルギ
ーは大きくなるため、レーザ発振器２７から出射する光
量は従来より小さくすることができる。したがって、よ
り効率の良いエネルギー伝送が可能になる。

【００３７】また、第１実施例と同様に、小型機械の位
置検出、光またはファイバの制御機構が不要となり、簡
易な構成の光エネルギー伝送装置を提供することができ
る。

【００３８】さらに、小型機械は光源を有しないので、
小型機械をより小型にすることが可能となる。

【００３９】（第３実施例）次に、図６に基づいて第３
実施例を説明する。これは、複数の小型機械に同時にエ
ネルギーを供給するものである。図６において、位相共
役波を発生させる機構は第２実施例と同様であり、簡単
のために位相共役波発生部３０として代表させて記載す
る。また、小型機械３１、３２、３３の構成も第２実施
例と同様である。

【００４０】このような構成において、レーザ光源３か
ら出射された光は複数の小型機械３１、３２、３３に照
射される。それぞれの小型機械は照射された光束の１部
を反射し、プローブ光として放射する。そして、それぞ
れのうちのある部分（図において立体角Ω１、Ω２、Ω
３の内部にある部分）は光学系３４の開口に達する。光
学系３４を適当な縮小率をもつ縮小光学系とすれば、こ
れら複数のプローブ光をすべて位相共役波発生部３０に
伝送することが可能である。

【００４１】位相共役波発生部３０は、これら複数のプ
ローブ光が重畳されてできた電場の位相共役波を出力す
る。この位相共役波は光学系３４を逆向きに再通過し、
それぞれの小型機械３１、３２、３３に照射される。こ
れらの照射された光は各小型機械に設けられた光電変換
部で電流に変換され、エネルギーとして利用される。

【００４２】各小型機械からプローブ光が放射され、位
相共役波として各小型機械に戻ってくる過程は、小型機
械の数、それぞれの位置によらず、それらを検出する必
要もない。従って、従来法によれば、小型機械の数が増
えればその位置検出の困難度が増加するのに対し、一個
の小型機械に対する場合と全く同一の構成によって複数
の小型機械にエネルギーを供給できる。

【００４３】なお、本実施例では位相共役波を発生させ
る機構、小型機械の構成は第２実施例と同様であるとし
て説明したが、これらは第１実施例と同様の構成であっ
てもよい。

【００４４】（第４実施例）図７に第４の実施例を示
す。図７において、位相共役波発生部４５は第３実施例
と同様の機能を有し、小型機械４１、光学系４４は第３
実施例と同様の構成を有する。

【００４５】このような構成において、最初小型機械４
１はＡの位置にあるとする。このとき光源３から出射さ
れた光は小型機械４１によって立体角Ω中に反射され、
これがプローブ光となって位相共役波発生部４５によっ
て位相共役波が発生される。発生した位相共役波が再び
小型機械４１に照射されることは前述したとおりであ
る。この過程は、位相共役鏡の応答が十分速い場合に
は、小型機械４１が運動している場合にも全く同様に作
用する。

【００４６】いま、小型機械４１が運動しており、Ａか
ら時間ｔ後にはＢの位置にあるとする。このとき小型機
械４１から放射される光のうち光学系４４の開口を通り
位相共役波発生部４５に到達する成分（図中Ω’中の
光）が存在し、かつ位相共役波発生部４５の応答時間τ
がｔより十分小さければ、プローブ光放射から位相共役
波受波までの過程は小型機械４１の運動に追従して起
り、小型機械４１が静止している場合と同様にエネルギ
ー供給が達成される。位相共役波発生部４５の応答時間
はその動作原理、非線形媒質２１３（図２）の材料によ
り異なるが、たとえば、物質の非線形光学定数χ(3) を
利用した四光波混合法では非常に速くｎｓ程度である。
この方法に用いられる物質としてはＮａ蒸気等がある。
また、光屈折性効果を用いた方法では比較的遅く、ｍｓ
〜ｓのオーダーである。

【００４７】したがって、χ(3) を利用した四光波混合
法を用いることによって大きい速度で移動している物体
に対しても位相共役波を追従させて照射することができ
る。また、特にゆっくりと運動する物体に対しては光屈
折性効果を用いた方法によって位相共役波を追従させて
照射してもよい。なお、これらのいずれの方法によって
も位相共役鏡の反射率を１より大きくすることは可能で
ある。

【００４８】本実施例によれば、対象となる小型機械の
運動速度に応じて適当な位相共役波発生法を選ぶことに
より、小型機械が運動している場合でもその動きに追従
してエネルギー供給を行うことができる。特に、小型機
械の運動速度が速い場合には位相共役波発生手段の構成
要素である非線形媒質の非線形光学定数χ(3) を利用し
た四光波混合法を用いることによって、速い運動にも追
従が可能なエネルギー伝送装置を得ることができる。

【００４９】なお、本実施例では位相共役波を発生させ
る機構、小型機械の構成は第２実施例と同様であるとし
て説明したが、これらは第１実施例と同様の構成であっ
てもよい。

【００５０】以上、実施例に基づいて説明したが、本明
細書には以下の技術思想が含まれる。（１）装置にエネ
ルギーを供給するためのエネルギー伝送装置において、
前記装置に設けられたコヒーレント光放射手段と、前記
コヒーレント光放射手段からのコヒーレント光を受け
て、増幅された光位相共役波を発生する光位相共役波発
生手段と、前記装置に設けられ、前記位相共役波を受け
て電気信号に変換する光電変換手段と、を有することを
特徴とするエネルギー伝送装置。

【００５１】（２）前記コヒーレント光放射手段は、レ
ーザ発振器であることを特徴とする上記（１）記載のエ
ネルギー伝送装置。

【００５２】以上のように構成することにより、エネル
ギー伝送効率が良く、構成の簡単なエネルギー伝送装置
を提供することができる。

【００５３】（３）前記コヒーレント光放射手段は、外
部のコヒーレント光源からの光束を反射する反射手段で
あることを特徴とする上記（１）記載のエネルギー伝送
装置。

【００５４】このような構成においては、エネルギーを
受け取る装置内部に光源を有しないので、より小型の装
置を提供することが可能となる。

【００５５】（４）前記位相共役波発生手段は非線形な
光学特性を有する物質を有し、前記物質の非線形光学定
数χ(3) を利用した四光波混合法によって位相共役波を
発生することを特徴とする上記（１）から（３）のいず
れか１つに記載のエネルギー伝送装置。

【００５６】このように構成することによって、エネル
ギーを供給する対象の装置の運動速度が速い場合でも、
これに追従してエネルギーを供給することが可能とな
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、対象
とする装置に効率良くエネルギーを伝送することがで
き、構成の簡単なエネルギー伝送装置を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図。

【図２】本発明の原理的な説明をするための図。

【図３】本発明の原理的な説明をするための図。

【図４】本発明の第１実施例を説明するための図。

【図５】本発明の第２実施例を説明するための図。

【図６】本発明の第３実施例を説明するための図。

【図７】本発明の第４実施例を説明するための図。

【図８】従来技術を説明するための図。

【図９】従来技術を説明するための図。

【図１０】従来技術を説明するための図。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、３２、３３、４１…小型機械
（マイクロマシン等）１２…半導体レーザ発振器１３…透明窓１４、１９、２５、２８…半透鏡１５、２２…光電変換素子１６、２３…蓄電池１７、２４…負荷１８…縮小光学系２７…レーザ発振器２９、２１４…反射鏡１１０、２１３…非線形媒質２６、１１１、２１２…レンズ系１１２、２１１…レーザ増幅器１１３、１１４…反射鏡１１５、２１０…レンズ１１６…自己励起型位相共役鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置にエネルギーを供給するためのエネ
ルギー伝送装置において、前記装置に設けられたコヒーレント光放射手段と、前記コヒーレント光放射手段からのコヒーレント光を受
けて、増幅された光位相共役波を発生する光位相共役波
発生手段と、前記装置に設けられ、前記光位相共役波を受けて電気信
号に変換する光電変換手段と、を有することを特徴とするエネルギー伝送装置。
【請求項２】前記コヒーレント光放射手段は、レーザ
発振器であることを特徴とする請求項１記載のエネルギ
ー伝送装置。
【請求項３】前記コヒーレント光放射手段は、外部の
コヒーレント光源からの光束を反射する反射手段である
ことを特徴とする請求項１記載のエネルギー伝送装置。