侧发光阶跃型光纤 |
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| 申请号 | CN200980105142.1 | 申请日 | 2009-02-03 | 公开(公告)号 | CN101946197A | 公开(公告)日 | 2011-01-12 |
| 申请人 | 肖特公开股份有限公司; | 发明人 | 西蒙·莫尼卡·里特尔; 因卡·亨策; 德特勒夫·沃尔夫; 约亨·阿尔克马佩尔; 贝恩特·霍佩; 贝恩特·舒尔特海斯; 阿克塞尔·科德特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及侧发光阶跃型光纤、预制件、及其制备方法、以及包括侧发光阶跃型光纤的光纤束、片材和它们的应用。在芯(1)和包层(2)之间，侧发光阶跃型光纤具有确保光从光纤中耦合输出的散射中心(3)。侧发光阶跃型光纤由含有镶入棒的预制件来制备，所述镶入棒中嵌入散射中心，并且在光纤拉制过程中施加至纤芯的外部区域。可选择地，可以使用至少一个镶入管。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种侧发光阶跃型光纤，其包括：导光芯(1)，其由具有折射率n1的玻璃制成；和沿着光纤轴(A)包封所述芯的透明和/或半透明包层(2)，其由具有折射率n2的玻璃制成，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 侧发光阶跃型光纤技术领域[0001] 本发明涉及侧发光阶跃型光纤、其制备方法和它们的应用。 背景技术[0002] 阶跃型光纤被理解为这样的光导光纤，通过在芯中传导的光在包封纤芯的包层处的全反射，光沿着光纤轴在纤芯中传导。只要包层的折射率低于传导光的纤芯的折射率就会发生全反射。然而，全反射的条件可能仅仅至多为照射到(striking)包层的光的极限角，所述角是芯和包层的折射率的函数。极限角βMin(也就是仍发生全反射时的最小角)可由sin(βMin)＝n2/n1计算，其中βMin由垂直于光纤轴的平面来测定，n1表示纤芯的折射率，并且n2表示包层的折射率。 [0003] 通常，目标是尽可能良好地在光纤中传导光，也就是说在耦合输入光纤的过程和在光纤中传输的过程中光的损失尽可能小。侧发光阶跃型光纤是这样的阶跃型光纤，在该情况下有意地将光从纤芯和光纤中耦合输出。通常期望的是均匀的耦合输出，在理想情况下这使得侧发光阶跃型光纤看起来为均匀发光的带或线。这使得其为多种应用所关注，特别是在照明工程中。 [0005] 如通常知道的那样，借助于光纤拉制方法而制备光纤，其中至少纤芯的预制件被加热至最高达或超过预制件或纤芯材料的软化温度，并拉拔光纤。光纤拉制方法的原理(例如)在德国专利DE 103 44 205 B4和DE 103 44 207 B3中详细描述。 [0006] 由现有技术已知各种方法来产生侧发光效果。一种已知方法是确保纤芯中的光耦合输出。 [0007] 日本特许公开申请JP 9258028 A2公开了一种侧发光阶跃型光纤，在该情况下光通过非圆形芯而耦合输出。当光以小于全反射极限角βMin的角度下照射在纤芯和包层之间的界面时，进行耦合输出。所述非圆形芯的几何构造(例如正方形、三角形或星形)在芯的几何形状区域(其中否则通过全反射传导的光可耦合输出)中形成。然而，通过这种芯的几何构造产生的侧发光光纤伴随下列问题：在该情况下光的耦合输出非常低效。光在光纤中以基本上非常平的入射角传导至包层，并且所述芯的几何形状沿着光纤轴延伸。因此，几乎没有任何其中βMin未达到预定点(undershot)的区域。此外，利用JP 9258028 A2中描述的芯的几何形状用于由玻璃制成的光纤是非常复杂的，因为非常难以制备合适的预制件，例如光纤拉制所需的预制件。此外，准确地说在玻璃光纤的情况下，这种光纤的最终强度随着非圆形纤芯直径而大大降低。据推测出于该原因，该公开文献也仅仅公开了由聚合物制成的光纤。 [0008] 使光从纤芯中耦合输出的另外的方法在US 4,466,697中有所描述，根据该专利，反射和/或散射光的颗粒混合在纤芯中。此处的困难在于制备具有均匀的侧发光性能的相对较长的光纤，因为光在芯中的传导由于芯中加入的颗粒的吸收(因为没有颗粒完全散射入射光，只有一些颗粒散射几乎全部入射光)而降低。因为在颗粒均匀分布在芯中的情况下，在芯中传导的光照到这种颗粒的可能性非常高，所以吸收的可能性也非常高，即使在颗粒总数量较小的情况下也是如此。因此，非常难以调节(scaled)耦合输出效果，并且至少对于长度超过3m的光纤，至少在目的为制备玻璃光纤的情况下，这使得在光纤拉制中产生可重复的结果成为非常复杂的问题，甚至接近不可能。 [0009] 就本公开的意义而言，可调节性(scalability)被理解为在光纤的长度上定向设定侧发光效果的能力。这是需要的，因为对于不同的应用，光纤长度可能变化非常大，而目的是在整个光纤长度上对于发光可能获得最均匀的强度。 [0010] 作为使光直接从纤芯中耦合输出的可选择的方式，侧发光性能也可以由这样的光纤情况下的效果引起，所述效果为纤芯和包层之间的界面中的效果或包层本身中的效果。因此，由现有技术已知在芯玻璃和包层玻璃之间的结晶反应是不期望的，因为芯和包层之间的界面中的微晶可起到散射中心的作用，使得光从光纤中耦合输出，因而降低其光电导率。该效果通常在光波导的情况下是不期望的，如德国专利DE 102 45 987 B3中所述，通常目标是开发这样的玻璃光纤，使得在芯和包层之间不发生结晶。然而，目标可能是利用芯和包层之间的结晶以产生侧发光性能。在芯和包层彼此熔合并光纤再次冷却时，在光纤拉制过程中发生结晶。然而，试验中出现在光纤拉制过程中难以设定和控制结晶过程，因此到目前为止，在可重复和可分级地制备侧发光玻璃光纤(其侧发光性能基于芯和包层之间的界面中存在的微晶)方面仍未成功工业化。 [0011] 为了产生基于芯和包层之间的界面中的散射中心的侧发光性能，依照专利说明书LV 11644 B，提出对于二氧化硅玻璃光纤，向拉长的二氧化硅玻璃光纤施加含有散射颗粒的涂层。随后可以在二氧化硅玻璃光纤周围施加保护性外包层。对于二氧化硅玻璃光纤，通常散射层和外包层的涂层都由塑料构成。这样的缺点在于拉长的纤芯不得不经历另外的涂覆步骤，并且在该步骤中是不受保护的。在芯和涂层之间沉积的污垢颗粒导致可能的破裂和/或具有强的光耦合输出的点。同样在任何情况下，因为材料的原因，二氧化硅玻璃光纤本身已经而非常昂贵，然而在该公开文献中需要的复杂的制备方法另外使得它们更加昂贵。 [0012] US 2005/0074216 A1公开了一种侧发光光纤，其具有由塑料制成的透明芯，首先所述透明芯具有透明的第一包层，之后是第二包层，两个包层同样由塑料制成。散射颗粒嵌入第二包层(其是外包层)中。该方法只对具有非常大的光纤直径(4mm或更大)的光纤是可行的，因为在纤芯中传导的光必须通过在芯和第一包层之间的非常大的界面中必需存在的不均匀性而耦合输出。在该情况下具有嵌入散射颗粒的第二包层的作用是使得所有立体角下耦合输出的光均质化。然而，具有这样大的芯直径的光纤挠性较差，因此可能难以铺设。这些实施方式只能从玻璃制成刚性光导棒，并且其是完全非挠性的。 [0013] 此外，所述包括塑料的所有方案的严重缺点在于，所述的所有塑料包层都是可燃性的。因此，通常这些光纤应该是不期望的。除此以外，它们至少在具有更严格的防火规定的区域(例如航空器客舱内)中是不能被允许的。 [0014] 玻璃光纤本身不是可燃性的。然而，侧发光玻璃光纤同样是已知的。制备具有侧发光性能的玻璃光纤的公认方法提供纤芯的预制件，通过研磨或喷砂而使其粗糙化。这些处理过程在纤芯的外周表面上形成凸入纤芯的结构，并且旨在使传导的光耦合输出。此处，还出现下列情况：形成侧发光的方法是低效的，并且也难以调节。此外，预制件的处理、特别是当它们由玻璃构成时的处理通常是昂贵和复杂的。此外，凸入纤芯的结构形成对纤芯造成损害的例子，这可导致负荷峰，因此在弯曲负荷的情况下产生破裂，结果是这些光纤受最终强度降低的影响。出于该原因，该技术似乎也需要进行改善。 发明内容[0015] 针对所述背景技术，本发明的目的是提供这样的侧发光阶跃型光纤，所述光纤可经济地制备，并且以高效的方式将光从侧面耦合输出，针对所述效果的目的在于容易地调节，此外，所述光纤是不可燃性的。本发明的其他目的是提供这种侧发光光纤的制备方法、以及包括这种侧发光光纤的光纤束、及其应用。 [0017] 本发明的侧发光阶跃型光纤包括：导光芯，其由具有折射率n1的玻璃制成；和沿着光纤轴包封所述芯的透明和/或半透明包层，其由具有折射率n2的玻璃制成，在该情况下至少一个散射区域位于芯和包层之间，所述散射区域由具有基本相同折射率n3的玻璃制成，并且其中具有嵌入的散射中心，其中该玻璃的折射率n3基本上不同于包层玻璃的折射率n2。 [0018] 本发明的侧发光阶跃型光纤可以是挠性或刚性的。 [0019] 对于光纤，通常包层沿着光纤轴完全包封芯和一个或多个散射区域。因此，一个或多个散射区域以受到包层保护的方式位于纤芯的表面上。 [0020] 在本发明的情况中，侧发光效果是由在芯中传导的光在芯和包层(与纤芯直径相比其是薄的)之间的区域中的散射而形成的。为此，发生散射的散射区域以在两者之间以直接接触的方式位于芯和包层之间。负责散射的是嵌入散射区域中的散射中心。在本发明的意义上，散射中心是所有可散射传导的光的颗粒、和/或材料团块、和/或不均匀区域，而无论其形状、材料和/或尺寸如何。散射中心可通过经典散射(特别是Rayleigh和/或Mie散射)、以及通过衍射和/或反射(包括这些机理中彼此间的多个过程)来发挥它们的散射作用。它们的功能仅在于使单独或全部的入射光转向。 [0021] 通过合适地选择折射率n1、n2和n3的值，侧发光阶跃型光纤的耦合输出行为可适应于各种要求。因此，就本发明的意义而言，为了能够以经济的方式将散射中心完全应用于芯，还需要将散射中心嵌入由玻璃制成的基质中。包层玻璃的折射率n2优选不同于嵌入散射中心的玻璃的折射率。因此，折射率n3基本上不同于n2。 [0022] 在沿着光纤轴完全包封芯的至少一个散射区域位于芯和包层之间时，可以获得最佳的侧发光效果。这意味着散射区域在纤芯的整个外周表面上延伸。在该情况下，就包层而言优选进而包封由芯和散射区域构成的整个结构。在该实施方式中，散射中心优选均匀地分布在散射区域中。在本发明的意义上，当通过熔合由玻璃材料(其中嵌入散射中心)构成的多个镶入棒而拉制光纤时产生这种散射区域。拉制方法和镶入棒将在结合对预制件和本发明的制备方法的说明进行更详细的解释。由于镶入棒的使用和通过镶入棒的熔合而紧密围绕芯形成散射区域，因此可以使用用于制备预制件(其用于光纤拉制)的管来分配散射区域。这是有利的，因为这样不需要通过拉制其中嵌入散射中心的玻璃的管而制备所述预制件。然而，使用具有嵌入的散射中心的玻璃管可以作为可选择的方式为本发明所涵盖，但其可能比通过镶入棒的制备变体形式更为昂贵，因为其需要专门用于制备这些设置有散射颗粒的预制件的管拉制设备，这是由于：散射中心通常在也用于常规玻璃管的管拉制设备中是不期望的，并且它们的加入将污染整个设备，例如以散射颗粒作为散射中心的情况。可通过分配这种管状预制件而以特别经济的方式制备本发明的侧发光光纤。 [0023] 进一步优选的实施方式提供位于芯和罩层之间的至少一个散射区域，所述散射区域沿着光纤轴在子区域中包封芯的整个外周。 [0024] 换句话说，这意味着散射中心仅嵌入部分基质玻璃中，这些部分以环状方式包封芯。如果存在散射中心的区域和不存在散射中心的区域之间的间距足够大，可以以定向的方式制备侧发光光纤，所述光纤在许多区域中表现出发光效果，但在其余区域中则没有。这种光纤可是有利的，以获得合适的设计效果，或者首先在损失尽可能小的情况下引导光通过没有侧发光效果的区域，并达到发生侧发光的位置。这能够使耦合输入光纤中的光源和发光位置分开。当使用这样的镶入棒或玻璃管时可制备这种类型的光纤，所述镶入棒或玻璃管其中只在沿着其轴的子区域中嵌入散射中心。然而，在光纤拉制的过程中，未掺杂散射中心的镶入棒和/或玻璃管的区域也和纤芯熔合，使得在不具有嵌入的散射中心和具有嵌入的散射颗粒的情况下，芯直径之和的量以及散射区域厚度之和的量在整个光纤长度上优选保持基本上相同。 [0025] 在特别优选的实施方式中，侧发光阶跃型光纤在芯和包层之间具有至少一个离散的散射区域，所述散射区域沿着光纤轴在芯外周的子区域上延伸，这意味着在该情况下，至少一个散射区域沿着光纤轴或光纤轴的子区域延伸，但是并未完全包封光纤。当在光纤拉制过程中镶入棒根本上没有彼此熔合或彼此熔合不完全时可以形成这种散射区域。这种离散的散射区域的形成可通过使用的镶入棒的数量、和/或直径、和从而的体积来设定。因而得出结论，在该实施方式中，在芯的外周表面上存在至少一个区域，所述区域沿着光纤轴延伸，并且也没有被否则嵌入散射中心的材料所占据。然而，当然如参照上述实施方式所描述的那样，还可能的是沿着光纤轴延伸的离散的散射区域具有沿着光纤轴的其中未嵌入散射中心的区域，使得在该情况下，本发明的光纤并不在其整个长度上表现出侧发光效果，因此通过举例的方式，存在交替方式的连续的具有侧发光的区域和不具有侧发光的区域。 [0026] 所述侧发光阶跃型光纤的光的耦合输出优选可由基本上沿着光纤轴延伸的离散的散射区域的数量来调节。由于通常期望的是光以高效的方式从光纤的侧面耦合输出，因此特别优选的是，本发明的侧发光阶跃型光纤在纤芯和包层之间具有多个离散的散射区域，所述散射区域分别沿着光纤轴在纤芯外周的子区域上延伸。离散的散射区域的数量优选为1至50个，特别优选为1至10个。 [0027] 优选的是可在玻璃中嵌入散射颗粒作为散射中心，或通过玻璃的不均匀区域来形成散射中心(其中它们是嵌入的)。 [0028] 在使用散射颗粒作为散射中心的情况下，优选使用熔融温度高于它们所嵌入的玻璃的熔融温度的散射颗粒。由于在该情况下至少散射颗粒的散射性能在制备过程中不变化，因此有利于散射颗粒的选择，并且它们可相应地购买作为原料。 [0029] 散射颗粒的直径优选在10nm至5000nm之间，特别优选在100nm至1200nm之间。就本发明的意义而言，对于非圆形散射颗粒，它们最大的长度被理解为直径。 [0030] 散射颗粒可选自多种材料。它们优选基本上由下列物质构成：SiO2和/或BaO和/或MgO和/或BN和/或AlN和/或SiN和/或ZrO2和/或Y2O3和/或Al2O3和/或TiO2和/或Ru和/或Os和/或Rh和/或Ir和/或Ag和/或Au和/或Pd和/或Pt和/或类金刚石碳和/或玻璃-陶瓷颗粒。由各种材料、化合物构成的散射颗粒的混合物、和/或这些散射颗粒的聚集物、或彼此熔合和/或烧结的那些同样也是可想到的，并为本发明所涵盖，并且上述金属成分的氧化物和氮化物也同样是如此。 [0031] 如果使用散射颗粒作为散射中心，n3优选具有和芯玻璃的n1大致相等的值。其中嵌入散射颗粒的基质材料的折射率n3基本上不同于n1将导致基质材料本身将产生影响光在芯中的传导的效果。例如，如果n3基本上小于n1，在芯中传导的光将被基质而不是散射中心的材料反射，因此在散射中心处可能只发生非常少的散射，甚至不发生散射。这样的光纤将只耦合输出少量的光到侧面。相反，如果基质材料的折射率n3基本上高于n1，在芯中传导的光将非常迅速地到达外部，光纤将在非常短的长度内就损失其全部光强度，使得只有非常短的光纤长度是可行的。相反，如果在散射区域的基质材料的折射率n3基本上等于芯的折射率n1的情况下，在芯中传导的光最多经基质材料的非实质性干扰作用，因此在芯中传导的光可照到散射颗粒，而不会受到基质材料的妨碍。因此，通过选择散射颗粒在散射区域中的浓度，有效控制侧发光是可能的。 [0032] 除了取决于作为固有参数的散射颗粒的散射性能，光从散射区域、进而从光纤中耦合输出的效率还是散射颗粒在散射区域本身中浓度的函数。 [0033] 因此，本发明的一个实施方式提供由散射颗粒形成的散射中心，散射颗粒在散射区域中的浓度为10ppm至1000ppm，优选为20ppm至100ppm。 [0034] 在该情况下规定，单位为ppm的浓度与散射颗粒相对于在其中嵌入散射颗粒的玻璃组分的质量份数的比例相关。 [0035] 如果散射区域的基质玻璃的不均匀区域起到散射中心的作用，在本发明的可选择的实施方式中这导致下列情况：优选通过它们所嵌入的玻璃的玻璃成分的相分离和/或反混合(demixing)来形成不均匀区域。 [0036] 由不均匀区域形成的散射中心的直径优选在10nm至1000nm之间，特别优选在100nm至800nm之间。 [0037] 这些散射中心特别优选为球形。就本发明的意义而言，对于非球形散射中心，它们的最大长度被理解为直径。 [0038] 其中嵌入不均匀区域作为散射中心的玻璃可优选由含有As和Pb的硅酸盐玻璃构成。在该情况下，与周围的玻璃基质相比，散射中心优选具有增加的Pb和/或As含量。 [0039] 可选择地，其中嵌入不均匀区域作为散射中心的玻璃可由含氟的Ca-Zn硅酸盐玻璃构成。则与周围的玻璃基质相比，散射中心优选具有增加的氟含量。 [0040] 嵌入散射中心的玻璃的折射率n3优选高于包层玻璃的折射率n2，也就是说优选满足条件n3＞n2。 [0041] 此外，特别优选其中嵌入散射中心的玻璃的折射率n3至少等于或大于纤芯玻璃的折射率n1，也就是说还特别优选满足条件n3≥n1。 [0042] 如散射颗粒的情况那样，除了取决于作为固有参数的不均匀区域本身的散射性能，在不均匀区域作为散射中心的情况下光从光纤中耦合输出的效率也是不均匀区域在围绕它们的玻璃中的浓度的函数。已经确定，不均匀区域在散射区域中的浓度为1％至80％时能够进行高效的耦合输出，优选地不均匀区域在散射区域中的浓度为10％至50％。 [0043] 此处，单位为％的浓度与不均匀区域相对于在其中嵌入不均匀区域的玻璃组分的重量百分数相关。 [0044] 全面考虑，可优选设定、进而控制侧发光效果的参数为沿着光纤轴的离散的散射区域的数量、使用的散射中心的散射性能及其浓度、以及折射率n1、n2和n3的选择。通过适当组合这些参数，可以制备长度显著不同的侧发光光纤，它们对人眼显现出较大均匀性，使得首次的多种应用成为可能。 [0045] 然而，除了侧发光的效率和均匀性，本发明的侧发光阶跃型光纤还必须尽可能良好地承受机械负荷。如果光纤是过于机械敏感的，容易发生光纤断裂，使光纤无效。特别地，本发明的光纤必须能够重复弯曲而不会断裂。评价光纤的最终强度的一个标准是所谓的环线试验。在该情况下，由光纤形成拉紧的环线。在光纤断裂时环线直径越小，其抗断裂性越强。 [0046] 可通过预张紧的光纤来产生合适的最终强度。对于本发明的光纤，这意味着芯玻璃的热膨胀系数优选大于包层玻璃的热膨胀系数。从相反方向，这意味着包层玻璃优选具有比芯玻璃更小的热膨胀系数和更高的玻璃化转变温度Tg。由于包层玻璃具有相对于芯玻璃更高的玻璃化转变温度的事实，因此在光纤的拉制过程中包层玻璃比芯玻璃更迅速地冷却，因此在玻璃光纤中产生应力，这使玻璃光纤机械稳定。这种预加应力的光纤通常比未预加应力的光纤具有基本上更强的抗断裂性。当然，除了所述热预加应力法，其他用于产生应力的方法也是可行的。例如，光纤还可以在制备过程中或之后进行化学预加应力处理。在该情况下，将负责产生应力的离子优选通过用于化学预加应力的已知方法来加入包层中。 [0047] 在本发明优选的侧发光阶跃型光纤中，芯的直径优选为10μm至300μm，至少一个散射区域的厚度为100nm至3μm，包层的厚度为500nm至15μm。无论使用散射颗粒还是不均匀区域作为散射中心，均是如此。 [0048] 如果侧发光阶跃型光纤被拉长使得其直径约大于0.5mm，其不是挠性而是刚性的。则其表示光导棒，也就是所谓的单芯棒。 [0049] 当然，本发明的侧发光阶跃型光纤在大多数情况下不是用作单独光纤，而是和其他侧发光阶跃型光纤一起、或和其他不具有侧发光效果的光导光纤一起作为光纤束使用，因此这同样为本发明所涵盖。 [0050] 就大多数情况而言，这种光纤束优选被由塑料构成的保护性外包层所围绕。所述包层可通过已知方法在光纤束周围挤出。同样光纤束或单独光纤可以管状布置在由塑料制成的包层中。这种光纤还可以作为光纤束和/或作为设置有保护性包层的光纤束，单独插入一种电缆通道中，通过举例的方式，所述电缆通道可由注塑部件制备，并且包含矩形轮廓，其上固定有盖子。塑料优选是透明和/或半透明的，至少在子区域中是这样。 [0051] 与具有相同直径的单独光纤相比，光纤束的优点在于它们具有更大的挠性，并且可以更小的弯曲半径铺设。包括上述侧发光阶跃型光纤的光纤束同样为本发明所涵盖。 [0052] 就本发明的意义而言，也不需要光纤束必须具有挠性；同样光纤束可设计为刚性光纤棒，其通过后续成形(例如弯曲和/或压制)而形成其最终形状。光纤棒内的光纤的直径优选为10μm至300μm。和上述上述光导棒不同，光纤棒包括多个单独光纤，因此也称为多芯棒。另外，光纤棒本身可以优选被包层玻璃和/或由塑料制得的包层围绕，以保护光导光纤和/或本发明的侧发光阶跃型光纤、和/或增加光纤棒的表面质量。为了使得侧发光效果可见，围绕光纤棒的包层玻璃和/或塑料包层优选是透明和/或半透明的，至少在子区域中是这样。 [0053] 同样为本发明所涵盖的挠性光纤束包括多个玻璃光纤和沿着光纤束轴完全包封所述多个玻璃光纤的外部包层，玻璃光纤包括多个上述本发明的侧发光阶跃型光纤，并且外包层是沿着光纤束轴透明和/或半透明的，至少在子区域中是这样。外包层透明和/或半透明是必需的，使得单独光纤侧面发出的光也可离开光纤束，从而为观察者所见。如果使用半透明外包层而不是透明外包层，可以使单独光纤侧面发出的光均匀化。当然，对于所述光导棒也是如此。 [0054] 本发明的光纤束通常可具有100至10 000个单独光纤，数量由光纤束直径和单独光纤的直径决定，并且通常考虑0.8至0.9的填充系数。 [0055] 为了确保涉及光纤束的阻燃性的非常高的要求，光纤束的外包层优选由阻燃性塑料和/或玻璃光纤组织构成。然而，同样可以通过用一个或多个玻璃光纤缠绕多个玻璃光纤而产生外包层。还可以彼此旋转光纤束的单独光纤，使得产生不再需要单独包层的缆型和/或线型光纤束。 [0056] 本发明使得可以提供具有高效的侧发光的侧发光阶跃型光纤，在该情况下也可以依照要求非常有效地控制侧发光效果，结果为可在光纤长度内有效地设定耦合输出的光的量。 [0058] 就本发明的意义而言，片材是就其厚度而言具有更大面积的物体。按照这种方式，可以在本发明的侧发光阶跃型光纤的基础上制备发光的扁平片材，所述片材可以均匀分布的方式在表面上发光。这种片材优选被构造为使得当片材在运行中时，也就是说当光耦合输入片材的侧发光阶跃型光纤中时，观察者感觉到其是均匀发光的表面。 [0059] 在优选的实施方式中，侧发光阶跃型光纤基本上彼此平行地布置在这种片材中。然而，当然同样可依照发光特性，按照其他方式将侧发光阶跃型光纤布置在片材内。 [0060] 优选这样的片材，其中侧发光阶跃型光纤被固定在支撑元件上，以形成由支撑元件和侧发光阶跃型光纤构成的复合元件。同样支撑元件优选是平的，但可具有期望的任意形状和曲度。支撑元件可有助于稳定片材。 [0061] 可选择地，下列情况的片材是优选的：其中侧发光阶跃型光纤嵌入支撑元件中，以形成由支撑元件和侧发光阶跃型光纤构成的复合元件。 [0062] 该复合元件可通过注塑法来制得，其中透明塑料优选构成光导光纤和/或侧发光阶跃型光纤的封装。为此可使用热塑料，例如聚碳酸酯、PVC、热塑性弹性体或硅胶。 [0063] 然而，优选通过缝制和/或纺织而将侧发光阶跃型光纤固定在支撑元件上。同样还可以将阶跃型光纤彼此缝制和/或缝制到支撑元件。再次的，纺织用纱和玻璃光纤可用作缝制用线。 [0064] 片材还可优选产生自下列方式：例如通过粘结、层压-(和箔一起)、和/或其他合适的方法(如果合适)，使本发明的侧发光阶跃型光纤连接至合适的支撑元件。 [0065] 特别优选的是，其上和/或其中固定有侧发光阶跃型光纤的本发明的片材的支撑元件是透明和/或半透明的，使得可由阶跃型光纤发射的光可通过支撑元件。支撑元件可被着色以获得颜色效果。 [0066] 为了进一步稳定片材，还提供了进一步优选的实施方式，其中由支撑元件和侧发光阶跃型光纤构成的复合元件连接至稳定元件。 [0067] 特别优选的是，稳定元件被布置为使得侧发光阶跃型光纤位于支撑元件表面和稳定元件表面之间。因此，稳定元件还可有助于保护阶跃型光纤。优选在后面布置为箔或刚性板形式的覆盖层，支撑元件优选是透明和/或半透明的。 [0068] 为了增加光输出，面向侧发光阶跃型光纤的支撑元件和/或稳定元件的侧面优选被设计为使得其可反射由侧发光阶跃型光纤发出的光。这意味着面向阶跃型光纤的支撑元件或稳定元件的侧面可为白色，或设计为反射的方式。通过举例的方式，当铝箔用作稳定元件时这能特别容易地实现。在该情况下，支撑元件优选由透明和/或半透明塑料(例如Plexiglas)构成。当然，还可以使另外的稳定元件连接至复合元件。 [0069] 为了耦合输入光，可通过使光波导成束的方式而结合光导光纤，其中通过套圈和/或粘合剂带而结合光波导，通常是粘结的，且末端表面被研磨和抛光，使得可以最佳地耦合输入光。为了增加发光表面的发光，光导光纤还可以在两端结合，使得可以在两端耦合输入光。 [0070] 为了运行本发明的片材，光可耦合输入到光导光纤、进而输入侧发光阶跃型光纤中。为了最佳的光输出，作为光源，优选使用点光源按照这样的方式通过辅助光学设备来聚焦光，即使得光在光导光纤所明确规定的接收角内辐射。LED、特别尤其优选白光LED或RGB LED被建议用于光的耦合输入，因为它们具有紧凑的设计和相对高的光输出。 [0071] 为了能够将光传导到本发明的片材中，所述片材优选具有用于连接至少一个LED作为光源的措施(measures)。 [0072] 特别优选的是所述片材具有用于将至少一个LED连接至片材的相对边缘的措施，使得光可以在阶跃型光纤的两端处耦合输入到末端表面。 [0073] 由于在本发明的侧发光光纤中产生散射区域构成严重的问题，因此在所述制备方法中使用的预制件同样是本发明的必不可少的部分，并且为本发明所涵盖。术语“预制件”是光纤拉制领域的普通技术人员所熟知的。其包括由其拉制光纤的结构。用于制备不具有侧发光性能的玻璃光纤的常规预制件通常包含：由玻璃制成的芯棒；和在所述芯棒周围同轴布置的由玻璃制成的封套管。可通过将玻璃倾入模具中而制得芯棒。通过举例的方式，对于大部分需要进行再加工，例如通过研磨或火抛光来进行。封套管可产生自管的拉制。制备玻璃管的方法是充分熟知的。在预制件被拉长以形成光纤时，封套管和芯棒熔合，纤芯由芯棒形成，并且包层由封套管形成。光纤的直径小于预制件数倍，并且按照这种方式可由单一预制件拉制数千米的光纤。 [0074] 制备侧发光阶跃型光纤的预制件的实施方式包括：芯棒，其由具有折射率n1的玻璃制成；封套管，其由具有折射率n2的玻璃制成，封套管沿着芯棒轴包封芯棒，其中在芯棒和封套管之间以基本上平行于芯棒轴的方式布置其中嵌入散射中心的至少一个镶入棒或镶入管(其由基本上具有折射率n3的玻璃制成)。优选n2和n3彼此不同。 [0075] 在由镶入棒或镶入管拉制光纤的过程中形成散射区域。如所述，散射中心可由散射颗粒或不均匀区域形成。 [0076] 本发明的预制件优选在芯棒和封套管之间具有1至100个镶入棒，所述镶入棒以基本上平行于芯棒轴的方式布置。特别优选有1至50、1至20、1至10和1至5个镶入棒。 [0077] 如果产生自镶入棒的散射区域在光纤拉制过程中没有彼此熔合，镶入棒的数量对应于本发明的侧发光阶跃型光纤的芯上离散的散射区域的数量。然而，如已经描述的那样，部分熔合或完全熔合是可能的，使得离散的散射区域的数量不必对应于预制件中的镶入棒的数量。 [0078] 镶入棒可布置为彼此之间具有基本上相同的间距。然而，镶入棒在预制件中的确切布置对于所述光纤束之后的外观而言并不一定是非常重要的，因为由于光纤束中存在的多个侧发光光纤，所以源自不准确布置的不均匀性彼此抵消。 [0079] 对于预制件，优选采用直径为0.2mm至2mm、特别优选为0.3mm的镶入棒。这与镶入棒所嵌入的玻璃中的散射中心类型无关。 [0080] 镶入棒或镶入管中散射中心的直径可优选为10nm至2000nm，特别优选为100nm至1200nm。 [0081] 如果使用嵌入镶入棒或镶入管的材料中的散射颗粒作为散射中心，它们优选包括SiO2、和/或SiN、和/或BaO、和/或MgO、和/或ZnO、和/或Al2O3、和/或AlN、和/或TiO2、和/或ZrO2、和/或Y2O3、和/或仅这些氧化物的金属、和/或BN、和/或B2O3、和/或Ru、和/或Os、和/或Rh、和/或Ir、和/或Ag、和/或Au、和/或Pd、和/或Pt、和/或类金刚石碳、和/或玻璃-陶瓷颗粒。 [0082] 散射颗粒在至少一个镶入棒或镶入管中的浓度优选为10ppm至1000ppm，特别优选为20ppm至100ppm。 [0083] 如果镶入棒或镶入管的玻璃的不均匀区域用作散射中心，不均匀区域在至少一个镶入棒或镶入管中的浓度优选为1％至80％，特别优选为10％至50％(体积％)。 [0084] 优选通过它们所嵌入的玻璃的玻璃成分的相分离和/或反混合而形成镶入棒或镶入管的不均匀区域。也就是说通过举例的方式，可在具有折射率n3的玻璃中形成具有折射率n4的液滴状反混合区，所述反混合区由具有折射率n3的碱性玻璃的一部分玻璃组分形成。 [0085] 因此，这些具有折射率n4的反混合区具有不同于具有折射率n3的玻璃的组成，因而也可具有其他物理性能，例如甚至另一种折射率和/或另一种膨胀系数。其中嵌入不均匀区域作为散射中心的镶入棒或镶入管的玻璃优选由含As-Pb的硅酸盐玻璃构成。这种玻璃是包含Pb和As的硅酸盐玻璃。在该情况下，与镶入棒或镶入管周围的玻璃基质相比，不均匀区域可具有增加的Pb和/或As含量。 [0086] 可选择地，其中嵌入不均匀区域散射中心的镶入棒或镶入管的玻璃优选由含氟的Ca-Zn硅酸盐玻璃构成。则与镶入棒或镶入管周围的玻璃基质相比，不均匀区域可具有增加的氟含量。 [0087] 为了制备本发明的侧发光阶跃型光纤，首先制备至少一个上述预制件作为中间产物。为此，提供由具有折射率n1的玻璃制成的芯棒，并且围绕芯棒以平行于芯棒轴的方式布置至少一个由具有折射率n3的玻璃制成的镶入棒。前述散射中心嵌入镶入棒和/或镶入棒的玻璃中。折射率n3优选不同于n2。围绕芯棒和镶入棒布置由具有折射率n2的玻璃制成的封套管，使得芯棒和一个或多个镶入棒位于封套管内。然而，还可以在布置芯棒以及芯棒和封套管之间的间隙中的镶入棒之前或之后布置镶入棒。随后这样获得的预制件固定在加热装置中，并在其中加热和拉长，以按照本领域普通技术人员已知的方式形成玻璃光纤。 [0088] 同样可以处理一个或多个同轴布置的镶入管而代替一个或多个镶入棒。 [0089] 在光纤拉制过程中，芯和各镶入棒或各镶入管在芯和镶入棒或镶入管之间的界面处熔合。在该情况下，镶入棒也是变形的，也就是说如果其在预制件中具有圆形直径，其优选在拉制光纤后在纤芯外周表面上形成平且略弧形的区域。如果散射中心嵌入该区域中，因此制得沿着光纤轴延伸的散射区域。散射中心可以说以这样的方式分布在芯外周表面的特定区域上。如果多个镶入棒彼此熔合，散射区域可以包封光纤芯的整个外周，也就是说其整个外周表面。 [0090] 光纤拉制时的温度称为拉制温度，其高于构成封套管的玻璃的软化温度。通常使用软化温度低于封套管的玻璃的软化温度的玻璃芯，使得在加热装置中加热的过程中，芯棒中达到的温度也高于芯棒玻璃的软化温度。然而，加热方法也是已知的，其能够使芯棒的软化温度高于封套管的软化温度。拉制温度还优选高于预制件中使用的最高熔点的玻璃的软化温度。通过设定拉制温度，在光纤拉制过程中影响玻璃的粘度，使得通过和拉制速度的相互作用可以获得期望厚度的光纤。 [0091] 如上所述，其中嵌入散射颗粒作为散射中心的镶入棒和/或镶入管优选具有和芯棒相同的折射率。通过使用相同玻璃用于芯棒和镶入棒和/或镶入管，可以最容易地实现这点。当然，由玻璃制备中的变化，会发生芯棒和镶入棒和/或镶入管的折射率偏离、因此发生纤芯和散射区域的基质玻璃的折射率偏离，这同样也为本发明所涵盖。 [0092] 为了获得上述沿着光纤轴延伸但没有完全包封芯外周表面的离散的散射区域，设想在本发明的方法中，在拉长预制件时，至少一个镶入棒和芯棒熔合。如果使用多于一个的镶入棒，它们被布置为使得它们不能彼此完全熔合。然而，还可以布置镶入棒，使得它们中的一些彼此熔合，而其他则不熔合。按照这种方式，可以制备沿着光纤轴的具有不同宽度的离散的散射区域。 [0093] 然而，还可以旨在制备沿着光纤轴包封芯的整个外周的散射区域。那么散射区域可以说占据了整个芯外周表面。在使用多个镶入棒并且将它们布置在预制件中、使得在拉长预制件时它们和芯棒以及彼此熔合时，通过本发明的方法实现了这点。在该情况下散射区域的厚度可通过镶入棒的数量和直径来设定。然而，在熔合过程中当独立的镶入棒具有足够的体积以包封芯外周表面时，这也是可能的。 [0094] 在其中拉长光纤时优选对预制件施加负压，也就是说在预制件间隙中产生这样的压力，该压力低于围绕预制件的介质的压力。这在拉制过程中提供支持，以将封套管或包层应用于芯棒、或纤芯和/或镶入棒和/或镶入管，进而应用于散射区域。在光纤拉制的过程中，所述方法的方面支持将包层应用于散射区域和/或芯，进而有助于在拉长的光纤中避免不期望的间隙。 [0095] 在本发明的方法的优选改进形式中，使用玻璃封套管，其热膨胀系数低于使用的芯玻璃的热膨胀系数。芯玻璃是构成芯棒、进而构成纤芯的玻璃。如上所述，这样的结果是包层对于纤芯和/或散射区域施加应力，使得所得光纤具有增强的最终强度。 [0096] 本发明的方法特别优选用在多光纤拉制设备中。在多光纤拉制设备中，同时从多个预制件拉制合适数量的光纤。可以这种方式高效地制备光纤束。通过举例的方式，多光纤拉制设备在德国专利DE 103 44 205 B4和DE 103 44 207 B3中有详细地描述。大体上，在该情况下多个预制件在多光纤拉制设备的加热装置中彼此相邻布置，并且多个侧发光阶跃型光纤在多光纤拉制设备中同时拉长，使得获得包括侧发光阶跃型光纤的光纤束。 [0097] 这样获得的光纤束可进一步加工，或进一步加工以和另外的具有或不具有侧发光性能的光纤束形成更大的光纤束。为了保护光纤束，本发明的方法的特别优选的改进形式提供由至少在子区域中为透明和/或半透明的塑料构成的外包层，其在光纤束周围被挤出。使用的塑料优选是防火的。 [0098] 可选择地，光纤束可被在所述光纤束周围形成至少在子区域中为透明和/或半透明的不燃性外包层的玻璃光纤围绕。这可以通过用其他玻璃光纤包装或使用布或玻璃光纤折叠来进行。 [0099] 本发明的侧发光阶跃型光纤优选和其他光波导和/或其他侧发光阶跃型光纤一起用在光纤束中，如上所述，所述光纤束被透明和/或半透明外包层围绕。 [0100] 为了制备刚性光纤束，预制件不是像在挠性光纤束的情况下那样被拉长以形成直径通常为50μm至150μm的光纤，而是形成直径约为0.5mm至1mm的刚性侧发光阶跃型光纤。此后，将约200至10 000个这样的刚性单个光纤紧塞在直径可约为10mm至60mm的包层管中，并且拉长以形成直径约为0.5mm至20mm的刚性光纤束。该光纤束具有基本上和挠性光纤束相同的侧发光性能。首先，这导致可能使用通常最高达约2m的长度以进行精确地直线照明。通过热成形(例如弯曲和/或压制)可由直光纤棒产生二维或三维物体。这些可以是所有下面所提到的照明方案或特征等。还可以制备扁平光纤棒或通常非圆形的刚性光纤棒或板。为了本发明的目的，术语光纤束涵盖了由刚性单个光纤和挠性光纤构成的光纤束。 [0101] 本发明的光纤束可用于建筑物的内部空间和/或外观的着重照明。在该情况下优选沿着内部空间组件(例如通道、支撑元件)的轮廓、建筑物外形等来安装光纤束，并使它们连接至合适的光源。因此，可以通过具有侧发光光纤的光纤束来调整建筑物或建筑物部分的轮廓，以补充线光源。 [0102] 特别优选使用包括本发明的侧发光阶跃型光纤的光纤束用于交通工具(特别是机动车、航空器、轮船和/或火车)的内部空间的着重照明。在该情况下，光纤束可安装在任何期望的点处，或铺设在这些内部空间的轮廓中。如果光耦合输入到光纤束中，优选沿着这些轮廓显现出发光带或发光线。因为光纤束可被构造为使得其仅包含阻燃材料，因此其本身可满足非常严格的防火安全规定。这使得其特别适用于所有种类的交通工具中。本发明的光纤束在机动车中优选的安装位置可以是(例如)门内衬，其中可以按照这种方式强调开门装置中的凹陷的轮廓、扶手、衬里材料中的过渡部分等。在航空器和轮船的情况下，可沿着带形窗、手提行李隔间等来完成安装；同样可以是位于座位和/或桌子元件上的座位或衬里的轮廓照明。本发明的光纤束可有利地用在航空器和轮船中以标记疏散路线。 [0103] 同样优选使用本发明的光纤束作为家具(特别是座椅家具)、交通工具座位、室内设计(design interior)和/或厨房的部件。如果光纤束(例如)引入座椅家具(例如扶手椅子、沙发、椅子等)的缝隙中，在光纤束照亮时，可作为发光带突出这些家具部件的轮廓。通过整合到架子、柜橱中，可以按照这种方式形成具有特定照明效果的整个室内设计。 [0104] 特别在机动车构造中，前灯也日益用于通过特殊的照明装置来产生制造商的重复的识别值。因此，一些机动车前灯具有围绕短焦距光的停车灯环，在灯打开时显现为均匀的大发光环。其他制造商利用例如在它们前灯中的LED条带。本发明的光纤束优选在前灯中使用，特别是每种类型的交通工具前灯，特别优选在机动车的前灯中。本发明的光纤束使得其可以在前灯中产生任何期望的优选均匀地发光结构。出于各种原因，LED也日益用在机动车前灯中。和布置为条带的LED相比之下，本发明的应用的优点在于少数LED即足以产生发光。此外，和由LED构成的条带相比之下，未观察到单个的光点，这出于设计原因也是优选的。再次地，一个或多个LED可耦合到本发明的光纤束的端面。本发明的应用范围中包括在前灯内起到位置灯的作用，进而包括(通过举例的方式)作为停车灯和/或白天航行灯的应用。 [0105] 本发明的光纤束的其他优选的应用是交通工具(特别是机动车、航空器、轮船和/或火车)的轮廓照明。对于合适的交通工具，所述轮廓照明视情况可以代替或取代规定的位置灯，因此有助于道路安全。 [0106] 也优选使用本发明的光纤束用于照明空中交通工具(例如航空器、直升飞机、飞船等)的跑道。迄今为止，跑道被成行布置的多个白炽灯照亮。它们具有有限的使用寿命，由于该原因，在机场管理中需要一直更换这样的行中失效的白炽灯。如果本发明的光纤束沿着跑道布置和/或也在其中间布置，形成线性发光结构，其在黑暗和/或较差观察条件下标记跑道的位置。光源可以在少数中心点(其甚至无需直接邻近跑道设置)处将光耦合输入光纤束。本发明的光纤束尽可能地无需维护，因此这种跑道照明的维护仅仅限于使用的少数光源。通过举例的方式，可按照这种方式标记机场的起飞和起落跑道，还可以标记航空母舰、直升机升降坪和其他空中交通工具的那些。 [0107] 本发明所述和所涵盖的片材的优选应用是显示器的背景照明。显示器可以是任何类型的指示装置，但优选为平面屏幕，例如计算机监视器、平面屏幕电视机、以及移动电话和PDA(个人数字助理)的显示器。迄今为止，需要背景照明的大尺寸显示器被布置在显示器边缘处或在显示器的显示器表面后方的荧光灯管照亮。为了尽可能均匀地照亮显示器表面，出于这种原因通常在荧光灯管和显示器表面之间设置漫射器板，其将由荧光灯管发出的光均匀化。光还可以从侧面耦合输入漫射器板，例如在荧光灯管布置在显示器的边缘处时就是如此。然而，此时漫射器板起到光波导的作用。对于相对小的显示器，例如手机和/或PDA的显示器，光通常从LED侧面耦合输入漫射器板。近年来，已经更频繁地将LED照明应用于相对较大的显示器，因为其比用荧光灯管照明成本更有效。使用LED的问题是进而能够实现足够均匀地照亮发光的表面。本发明的侧发光光纤束可以提供补救办法。如果它们设置在显示器表面后的合适的结构中，取决于漫射器板(或没有漫射器板)后的要求，LED可以将光耦合输入光纤束的端面，使得具有侧发光性能的光纤束确保显示器的背景照明。如果光纤束的布置方式和侧面发出的光的强度特性相匹配，进而还可以获得用于显示器的成本有效的大面积均匀的背景照明。 [0109] 下面将借助附图来进一步解释本发明，其中： [0110] 图1a：示出现有技术的非侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴的纵剖面。 [0111] 图1b：示出现有技术的非侧发光阶跃型光纤的横截面。 [0112] 图2a：示出本发明的侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴的纵剖面，所述光纤具有包封芯的整个外周的散射区域。 [0113] 图2b：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的横截面，所述光纤具有包封芯的整个外周的散射区域。 [0114] 图3a：示出本发明的侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴的纵剖面，所述光纤具有沿着光纤轴在子区域中包封芯的整个外周的散射区域。 [0115] 图3b：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的横截面，所述光纤具有沿着光纤轴在子区域中包封芯的整个外周的散射区域。 [0116] 图4a：示出本发明的侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴的纵剖面，所述光纤具有沿着光纤轴在芯外周的子区域上延伸的离散的散射区域。 [0117] 图4b：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的横截面，所述光纤具有沿着光纤轴在芯外周的子区域上延伸的离散的散射区域。 [0118] 图5a：示出本发明的侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴的纵剖面，所述光纤具有沿着光纤轴分别在子区域的芯外周的子区域上延伸的离散的散射区域。 [0119] 图5b：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的横截面，所述光纤具有沿着光纤轴分别在子区域的芯外周的子区域上延伸的离散的散射区域。 [0120] 图6a：用于制备本发明的侧发光阶跃型光纤的预制件，其包括嵌入散射中心的镶入棒。 [0121] 图6b：示出包括侧发光阶跃型光纤的光纤束。 [0122] 图6c：用于制备本发明的侧发光阶跃型光纤的预制件，其包括嵌入散射中心的镶入管。 [0123] 图7：示出多光纤拉制设备的示意图。 [0124] 图8：示出在本发明的侧发光阶跃型光纤固定在支撑元件和稳定元件之间的情况下，与穿过片材的光纤轴呈横向的截面。 [0125] 图9：示出在本发明的侧发光阶跃型光纤嵌入支撑元件的情况下，与穿过可选择的片材的光纤轴呈横向的截面。 [0126] 图10：示出在本发明的侧发光阶跃型光纤作为光纤束被固定在支撑元件上、并且所述结构被囊封于壳内的情况下，与穿过片材的光纤轴呈横向的截面。 [0127] 图11：示出具有连接光源的措施的片材。 [0128] 图12：示出穿过包括片材样元件的显示器的示意剖面，所述元件具有本发明的侧发光阶跃型光纤以用于显示器的背景照明。 [0129] 图13：示出对应于图11的片材，但其具有在侧发光阶跃型光纤的两个端面连接光源的措施。 [0130] 图14：示出应用具有侧发光性能的光纤束的航空器内部。 [0131] 图15a：示出包括具有侧发光性能的光纤束的机动车前灯。 [0132] 图15b：示出包括具有侧发光性能的光纤束的另一种机动车前灯。 [0133] 图16：示出具有通过照明突出顶端的建筑物。 [0134] 图17：示出具有发光跑道标记的机场的跑道。 [0135] 图18：示出球形散射颗粒在含Pb玻璃中的SEM/EDX照片。 [0136] 图19：示出具有不均匀尺寸分布的球形散射颗粒在含Pb玻璃中的SEM/EDX照片。 [0137] 图20：示出包括侧发光阶跃型光纤的光纤束的照片，所述光纤的散射中心由嵌入的Pt颗粒产生。 [0138] 图21：示出包括侧发光阶跃型光纤的光纤束的照片，所述光纤的散射中心通过相分离和/或反混合来产生。 [0139] 图22：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的亮度分布作为光纤长度的函数的测定曲线。 [0140] 图23：示出本发明的侧发光阶跃型光纤的亮度分布作为光纤长度的函数的测定曲线。 [0141] 图24：示出穿过刚性形式的包括本发明的侧发光阶跃型光纤的刚性光纤棒的横截面。 [0142] 所有图都是示意性地，它们元件的直径不是成比例的，此外所有元件彼此之间的尺寸的相对比例可不同于真实物体中的图。 [0143] 图1a示出现有技术的阶跃型光纤沿着光纤轴(A)的纵剖面。这种阶跃型光纤由具有折射率n1的芯(1)构成。所述芯的整个外周被具有折射率n2的包层(2)围绕。由于折射率n2更小，在包层(2)处发生全反射，入射光(4)在所述芯(1)中传导。然而，全反射的条件可能仅最高达照到包层的光的极限角，所述角取决于芯和包层的折射率的值。极限角βMin可由sin(βMin)＝n2/n1计算，其中βMin由垂直于光纤轴的平面来测定。 [0144] 纤芯和围绕其的包层的折射率同样决定于接收角αMax，其由光纤轴(A)测定，其描述了可以耦合输入光纤中的光照到光纤端面时的最大角。光纤的数值孔径NA可用作光2 2 1/2 纤耦合偏斜的入射光的能力的量度。其通过NA＝n sin(αMax)＝(n1-n2) 来计算，其中n表示在耦合输入光纤中之前光横向穿过的介质的折射率。 [0145] 图1b示出图1a的光纤的横截面，也就是横向于光纤轴(A)的截面。图1a和1b中示出的光纤不具有侧发光性能，因为它们不含散射区域。 [0146] 图2a示出本发明的侧发光阶跃型光纤沿着光纤轴(A)的纵剖面。这种光纤具有由玻璃制成的区域(3)，所述玻璃中通过反混合和/或相分离而产生的散射颗粒嵌入作为散射中心，所述区域(3)位于光纤的芯(1)和包层(2)之间，并且包封芯(1)的整个外周。耦合输入到光纤中的光(4)通过这种区域(3)中的散射中心而从光纤中向外(也就是径向)耦合输出，即使大于角βMin也是如此。在不存在散射中心(3)时，否则将满足全反射的条件，并且光纤将基本上在芯(1)中传导光。在嵌入区域(3)中的散射中心上光(4)的散射负责将光(4)耦合输出。由于这种区域(3)的材料(其基质中嵌入散射中心)优选具有和芯(1)的材料相同的折射率n1，因此光(4)可大部分到达散射颗粒，而不会受到基质材料的妨碍。通过和散射中心的单独或多次相互作用，光可被散射中心从其初始入射角转向，使得照到到包层(2)上的角减小到小于βMin的程度，此时光可从光纤中耦合输出。如果入射到包层(2)上的角大于βMin，取决于照射和/或与散射中心的相互作用，返射发生在区域(3)或芯(1)中。 [0147] 如果光(4)在其穿过区域(3)的途中没有偶然照到任何散射中心，其照到包层(2)并且表现为如同不存在具有嵌入的散射中心的区域那样。在该情况下这意味着如果光通过区域(3)的角、因而其照到包层(2)上的角大于βMin，其被包层(2)再次回射到区域(3)中。如上述情况中那样，就此而言回射的光可再次照到散射中心，结果可产生这样的光路，其最后可导致光束耦合输出光纤或在芯(1)中被传导。 [0148] 在该示例性实施方式中，事实是从图2b(其示出根据图2a的光纤的横截面)清楚可见区域(3)包封所述芯的整个外周。 [0149] 在图3a中，具有嵌入的散射中心的区域(3)被构造为使得其具有嵌入散射中心的交替区域，所述区域沿着光纤轴(A)延伸，并且根据如图3b中的截面图所示包封芯(1)的整个外周，并和沿着光纤轴(A)但其中未嵌入散射中心的区域交替。如果在芯(1)中传导的光(4)照到具有嵌入的散射中心(3)的区域，则光(4)特别可能依照上述机理被径向耦合输出。然而，如果在芯(1)中传导的光(5)照到不含嵌入的散射中心的区域，其大部分未受妨碍地通过这些区域，因为如同优选的，它们具有和芯(1)相同的折射率n1，并且可通过包层(2)处的全反射在光纤中传导。耦合输出的光的量可通过具有嵌入的散射中心的散射区域(3)和不具有嵌入的散射中心的区域之间的间隔来定向设定。然而，如已经描述的那样，其他参数也是影响耦合输出效率的因素。 [0150] 图4a示出本发明具有离散的区域(3)的阶跃型光纤沿着光纤轴(A)的纵剖面，所述光纤由玻璃制成，其中嵌入通过相分离和/或反混合而形成的散射中心，其沿着光纤轴(A)延伸，但是只在芯外周的部分区域上。特别地，这还可借助于根据图4b的横截面图而看到。换句话说，在该情况下只有芯外周表面的部分区域被其中存在散射中心的区域(3)覆盖。因此，在该情况下，存在具有使光耦合输出的功能的离散区域。如已经描述的那样，这些离散的区域通过镶入棒和芯棒的熔合而形成，所述镶入棒由其中嵌入散射中心的玻璃构成。特别优选散射中心通过玻璃本身的相分离和/或反混合而形成。然而，同样可使用嵌入的散射颗粒。图4b中描述的形状应该纯粹以示意性的方式来理解。具有嵌入的散射中心的离散的区域(3)可以按任何期望的方式形成。基本上，熔合过程决定了这种离散的区域(3)的实际形状。如借助于图2a所示的那样，光(4)可穿过具有嵌入的散射中心的离散的区域(3)从光纤中径向耦合输出。 [0151] 按照与依照图3a的示例性实施方式类似的方式，在存在其中嵌入散射中心的离散的区域(3)情况下，依照图4a，还可以只在离散的区域(3)沿着光纤轴(A)的区域的部分上提供有散射中心。沿着这种光纤的光纤轴(A)的纵剖面示于图5a中，其横截面示于图5b中。 [0152] 图6a示出适于制备本发明的侧发光阶跃型光纤的预制件(10)，所述光纤具有包封芯的整个外周的区域并且其具有嵌入的散射中心，或只在芯外周的子区域上包封芯的离散的区域，其沿着光纤轴(A)延伸并且具有嵌入的散射中心。因此，其被要求作为本发明的侧发光光纤的初级产物，因此其还用于本发明的光纤束。预制件(10)包括芯棒(11)，围绕其布置镶入棒(13)。芯棒(11)和镶入棒(13)被封套管(12)围绕。在大多数情况下，芯棒(11)和封套管(12)彼此同轴排列，也就是说芯棒(11)和封套管(12)的轴基本位于彼此上，并且至少一个镶入棒(13)位于芯棒(11)和封套管(12)之间。镶入棒(13)的轴通常平行于芯棒(11)和封套管(12)的轴排列。 [0153] 芯棒由具有折射率n1的玻璃组成，封套管由具有折射率n2的玻璃组成。镶入棒由具有折射率n3的玻璃组成，其中嵌入散射中心。优选镶入棒(13)的玻璃的折射率n3大于包层的折射率n2。特别优选镶入棒(13)的玻璃的折射率n3恰好和所述芯的折射率n1一样大或大于折射率n1，因为按照这种方式在芯中传导的光可有效地进入其中存在散射中心的区域，从而可以使得光高效地从光纤侧面耦合输出。更特别优选两种条件结合在一起使得在n1≤n3＞n2的情况下是有效的，其中特别优选n1＞n2时也是有效的。 [0154] 为了获得处于机械应力下的光纤，如所述，优选选择封套管(12)的玻璃，使得其热膨胀小于芯棒(11)的玻璃的热膨胀。 [0155] 在预制件(10)被拉长时，芯棒(11)成为纤芯(1)，封套管(12)成为包层(2)。在光纤拉制过程中，具有嵌入的散射中心的镶入棒(13)与芯棒(11)和封套管(12)熔合，并且成为其中嵌入散射中心的区域(3)。同样镶入棒(13)也可以在该过程中彼此熔合。如果产生相应地较强地熔合，和/或如果在预制件(10)中获得足够数量的镶入棒(13)，则在光纤拉制过程中镶入棒(13)可形成具有嵌入的散射中心的区域(3)并且其包封纤芯(1)的整个外周，如依照图2a至3b所示的那样。如果镶入棒(13)彼此熔合不完全，则产生具有嵌入的散射中心的离散的区域(3)，如依照图4a至5b所示的那样。 [0156] 图6b示出包括多个侧发光阶跃型光纤(22)的光纤束(23)。在本形式中，其被外包层(24)围绕，所述外包层保护所述光纤束避免受到机械负荷的损害，并且如所述，其可由塑料和/或玻璃光纤构成。 [0157] 图6c示出用于制备侧发光阶跃型光纤的预制件(10)，其同样为本发明所涵盖，所述光纤包括由其中嵌入散射中心的玻璃制成的镶入管(131)，所述散射中心优选通过相分离和/或反混合而形成。同样可嵌入散射颗粒作为散射中心。同样，预制件(10)包括芯棒(11)，围绕其布置镶入管(131)。就其而言芯棒(11)和镶入管(131)被封套管(12)围绕。在大多数情况下，芯棒(11)、镶入管(131)和封套管(12)彼此同轴排列，也就是说芯棒(11)、镶入管(131)和封套管(12)的轴基本在彼此上，并且镶入管(131)位于芯棒(11)和封套管(12)之间。 [0158] 芯棒(11)由具有折射率n1的玻璃制成，封套管(12)由具有折射率n2的玻璃制成。镶入管(131)由具有折射率n3的玻璃制成，其中嵌入散射中心。借助于图6a，优选折射率n1、n2和n3满足所述关系。 [0159] 图7示出在多光纤拉制设备中，由多个预制件(10)同时光纤拉制光纤(22)。预制件(10)加入加热装置(20)中。至少预制件(10)的较低区域达到拉制温度。加热装置(20)通常包括多个加热衬套，各个预制件(10)被分配加热衬套。预制件(10)的加热装置通常包含在加热衬套中。依照拉制法，同时拉制多个光纤(22)，通过转向辊(21)转向，并且卷绕在卷带轴上。位于卷带轴上的光纤束(23)在该情况下不被外包层围绕。光纤束中光纤的数量对应于同时拉制的光纤(22)的数量。 [0160] 图8示出依照本发明作为横向于光纤束轴(A)的截面的片材的设计原理。此处单个的侧发光阶跃型光纤(22)作为单层粘结在透明支撑元件(71)上并进而由此固定。由侧发光阶跃型光纤(22)发出的光(4)通过支撑元件(71)，并且优选沿着所有可能的空间方向从此处发出。因此，避开阶跃型光纤，支撑元件(71)的表面起到优选均匀发光的发光表面的作用。稳定元件(72)在后侧连接到侧发光阶跃型光纤，使得它们与支撑元件(71)和稳定元件(72)一起形成夹层结构。通过举例的方式，可以通过粘结以简单方式固定的铝箔可用作稳定元件(72)。 [0161] 图9示出这样的变体形式，在该情况下透明塑料挤出在主要平行排列的侧发光阶跃型光纤(22)上，并按照这种方式形成支撑元件(71)。这可作为注塑法在截面中进行，或者作为挤出法以准无限的方式(quasi endless fashion)进行。在该情况下由阶跃型光纤发出的光(4)可优选通过片材的两个表面发出。然而，同样可以提供具有反射层的片材的表面，使得光仅可在一个方向上发出，尽管其强度增加。 [0162] 在图10中，存在至少作为彼此隔开的光纤束(23)的组件的侧发光阶跃型光纤，在所述光纤束(23)中含有多个侧发光阶跃型光纤(22)。此处，在该例子中，光纤束(23)固定在具有反射覆盖层的支撑元件(71)上。整个布置方式优选囊封。在该情况下由光纤束(23)发出的光(4)通过囊壳(75)。所述囊壳可由透明塑料构成。然而，其他能够使得密封地囊封片材的材料同样是可行的。当然，在该囊封方案的情况下，侧发光阶跃型光纤(22)也可代替光纤束(23)被固定在支撑元件(71)上。 [0163] 图11示出片材，在该情况下侧发光阶跃型光纤(22)和/或包括侧发光阶跃型光纤的光纤束(23)主要平行布置。在该情况下，阶跃型光纤(22)和/或光纤束(23)可彼此固定、和/或连接到支撑元件(71)和/或稳定元件(72)(未示出)。光源(81)可以耦合至本发明的阶跃型光纤(22)和/或光纤束(23)的端面内。为此，阶跃型光纤(22)和/或光纤束(23)通过光波导束(83)的方式结合，使得扁平布置方式转化为耦合输入表面(82)。阶跃型光纤(22)的端面优选尽可能紧密地在耦合输入表面(82)中结合。如果光通过耦合输入表面(82)从光源(81)耦合到阶跃型光纤(22)和/或光纤束(23)、进而耦合到片材中，则所述光可以通过平行布置的阶跃型光纤(22)和/或光纤束(23)侧面耦合输出并且由所述区域发出。 [0164] 依照图13，片材还可以具有两个耦合输入表面(81，82)，使得光可以从两个端面耦合输入光纤束(23)和/或侧发光阶跃型光纤(22)。然而，取决于光纤束(23)和/或侧发光阶跃型光纤(22)的布置类型，更多数量的耦合输入表面(81，82)也是可行的。 [0165] 图12示出包括本发明的片材样元件以用于显示器的背景照明的显示器的示意性截面图。在该情况下，显示器装置(91)通过多个光波导束(23)被从背后照亮，所述光波导束彼此平行布置并且彼此分开，并分别具有多个侧发光阶跃型光纤(22)。光纤束(23)固定在支撑元件(72)上，所述支撑元件(72)优选在面向光纤束(23)的侧面上被镀银。例如，显示器装置(91)可以是TFT装置，其具有两个偏振板和它们之间的液晶。由光纤束(23)发出的光(4)通过TFT装置。在该应用的例子中，特别优选使用LED作为光源(81)。 [0166] 航空器内部(例如载人航空器的机舱)示于图14中。包括本发明的侧发光光纤的光纤束可用于航空器机舱中的多种应用中。在光纤束的外包层由阻燃性材料形成时，光纤束(否则含有玻璃)满足负责许可载人航空器的官方许可条例和适用于生产商的要求。在图14中，侧发光光纤束有时示出为宽带的形式。该图示不需要是真实比例的。通常，光纤束被用作显现为发光线形式的窄的光纤束。 [0167] 这种发光带可以沿和/或围绕航空器机舱的窗户、沿和/或围绕手提行李寄存室的隔间、或者沿和/或围绕内部隔断被作为轮廓照明(30)安装。通常，各种形式的轮廓照明在航空器机舱内都是可行的。侧发光光纤束可以安装在航空器机舱的地板中以标记航空器内的道路(31)。该道路标记(31)特别有利于标记紧急出口的道路。同样可以使用侧发光光纤束作为用于座位(33)的轮廓照明。取决于续航飞行天数或时间，借助于着色和/或可调RGB光源，通过耦合输入光可以获得颜色相关的模式。除了装饰效果，这些应用的优点在于可减少环境光以在机舱内设定夜间条件，该条件被设定用于乘客以支持睡眠期，但仍允许乘客找到他们的座位位置。已经认识到通过引入睡眠期，对于长途飞行的乘客而言，特别地赋予旅程更小的压力。对于不同飞行期的不同着色光相关的模式也同样是如此，其中例如光相关的模式被设定为乘客的生物节奏的函数。因此，对于合适的夜间设备和光相关的模式(可通过航空器机舱内的颜色设定)设置更高的值。 [0168] 如果侧发光光导光纤以片材的形式使用(例如通过将它们和纺织纤维机织)，它们可以整合到座套的织造织物中。然后不仅可以使用光纤来实现轮廓照明，而且可以以发光的方式使区域(例如座位(32)的部分表面)变得时尚。 [0169] 图15a示出机动车前灯(40)，其中侧发光光纤束承担照明任务。在该例子中，它们作为环(41)包封短焦距光(42)和/或长焦距光(high beam)(42)。因此侧发光光纤束可在前灯(40)内用作停车灯和/或白天航行灯。 [0170] 图15b同样示出机动车前灯(40)，其中侧发光光纤束(45)以股的形式布置在主前灯(42)下方。在该例子中，除了装饰功能，同样可以实现作为停车灯和/或白天航行灯的任务。 [0171] 本发明的光纤束(41，45)用在机动车前灯(40)中是有利的，因为光纤束(41，45)至少主要由玻璃构成，并因此具有耐热性和耐候性，所述热和气候的影响可能通过侵蚀性物质的作用而放大。和由塑料制成的侧发光光纤束相比，由玻璃制成的本发明的光纤束对于气候和热负荷更加不敏感。此外，和可耦合输入由塑料制成的光纤束的情况相比，可将高得多的功率耦合输入由玻璃制成的光纤束中。 [0172] 同样，特别地，LED尤其适用于耦合输入侧发光光纤束，因为它们的发光表面和白炽灯或气体放电灯相比更小，这使得能够进行有效的耦合输入而不需要较大体积的光学系统。因而在机动车前灯的成本、重量和空间方面可以是经济的。和安装以带的形式布置的LED的情况相比，在机动车前灯(40)中使用侧发光光纤束(41，45)具有下列优点：光均匀地发出，使得不会产生单独发光点的美学上不吸引人的印象，不会使其他交通用户因多个发光点而不悦，发光效果很大程度上不依赖于角，并且LED的数量减少，从而当使用前灯时能够节省能量，这进而可降低交通工具的燃料消耗，并因此降低其CO2排放。 [0174] 图17示出本发明的具有侧发光性能的光纤束用作航空器(60)的跑道标记的应用。如上所述，可有利地通过本发明的侧发光阶跃型光纤而实现侧面标记(61)和中间条带(62)。 [0175] 图18示出玻璃的SEM/EDX照片，所述玻璃可优选用于镶入棒(13)和/或镶入管(131)。如本领域普通技术人员通常知道的那样，SEM表示扫描电子显微镜的缩写。则其功能原理是基于使用细的电子束来扫描问题。在该过程中，同时检测到从物体中发出或反向散射的电子、或其他信号。记录的电流确定了分配像素的强度值。EDX表示能量弥散x-射线分析法，其同样是本领域普通技术人员熟知的。该方法特别适用于在μm范围内对表面进行化学分析。 [0176] 图18中示出的整个图像表示约7μm宽的区域的玻璃样品。在该情况下，使用该方法检测了Na-Al-K-As-Pb硅酸盐玻璃、并因此检测含Pb玻璃。圆形光点表示嵌入玻璃中的散射中心，此处所述光点具有大致相同的尺寸分布并且事实上是球形的。它们的直径为约100nm至600nm。EDX光谱的评价结果为，就质量而言，球形散射中心具有和围绕它们的Na-Al-K-As-Pb硅酸盐玻璃相同的组成，但是表现出相当高的As和Pb的含量。因此推测，散射中心为反混合产物。它们在光纤拉制之前已经存在于玻璃中，这是该玻璃显现出不透明白色的原因。 [0177] 图19同样示出另一种Na-Al-K-As-Pb硅酸盐玻璃的SEM/EDX照片，其和图18具有相同的比例。此处明显的特征是存在混合的两种不同尺寸级别的散射中心。此处在EDX光谱的基础上还推测这些散射颗粒具有提高的As和Pb的含量，并且作为围绕它们的玻璃基质的反混合产物而形成。 [0178] 图20示出包括侧发光阶跃型光纤的光纤束的照片，所述光纤的散射中心是通过嵌入Pt颗粒作为散射中心而形成的。如图20中所看到的那样，这种光纤在示出的光纤束长度上表现出有效的侧面耦合输出，同时具有非常均匀的亮度特性，还表现出光的单个的强发光点。取决于应用，这些强发光点是期望的或不期望的。 [0179] 图21示出包括本发明的侧发光阶跃型光纤(22)的本发明的光纤束(23)的照片，如所述，所述光纤的散射中心通过相分离和/或反混合而产生。通过和图20比较，明显的特征是示出的本发明的光纤束在光纤束长度上具有非常均匀的亮度特性，此外，其非常均匀地发光，也就是说未观察到光的单独的明亮发光点，因此光纤束(23)显现为均匀发光条带。 [0180] 图22示出测得的本发明的侧发光阶跃型光纤(90，91，92)的侧面发光的亮度相对于与光纤端面的距离作图。曲线(92)表示本发明的侧发光阶跃型光纤，在该情况下散射中心是通过加入Pt颗粒而不是通过反混合和/或相分离而形成的。作为距离函数的亮度测定值给出侧发光光纤的亮度分布特性。期望大部分应用在尽可能长的距离上具有尽可能高的亮度。以任意单位说明图22中的亮度值。曲线(90)示出本发明的侧发光阶跃型光纤的亮度分布特性，所述光纤由具有3个直径为300μm的镶入棒的预制件拉长，镶入棒由这样的玻璃构成，其中源自相分离和/或反混合的不均匀区域被作为散射中心嵌入。相反，曲线(91)示出本发明的侧发光阶跃型光纤，在该情况下所述预制件由如用于曲线(90)的相同镶入棒构成，但是只使用2个镶入棒。如可认识到的，侧发光阶跃型光纤(90，91)的亮度以及由此的耦合输出效率明显不同。相对大量的镶入棒会导致更强的耦合输出，在远离光源处亮度特性更快地降低，输入强度也是如此。因此，耦合输出效率可由镶入棒的数量以简便的方式进行控制。 [0181] 用于曲线(92)测定的侧发光阶跃型光纤由具有30个镶入棒的预制件制备，镶入棒中的散射中心为直径尺寸分布为150nm至450nm的Pt颗粒。曲线(90)和(91)(散射中心是通过相分离和/或反混合而形成的)与曲线(92)(散射中心由Pt颗粒表示)的比较表明下列情况：与基于曲线(92)通过使用镶入棒的情况相比，借助于基于曲线(90)和(91)的镶入棒，在曲线(90)的情况下可以使用更少材料和基本上更低成本来获得更高的耦合输出效率。然而，相对于曲线(90)和(91)，曲线(92)的强度的相对降低基本上更小。 [0182] 因此观察到，耦合输出效率可通过下列情况依照各种要求来设定：通过选择镶入棒的数量、和由此通过选择光纤中散射中心的量，和通过选择散射中心本身。特别地，还可以在一个预制件中混合具有不同散射中心的不同的镶入棒，以利用例如含有由Pt颗粒制成的散射中心和通过相分离和/或反混合而形成的散射中心的镶入棒。 [0183] 如图22中的情况那样，图23进而将测得的本发明的侧发光阶跃型光纤(95)的侧发光的亮度相对于与光纤端面的距离作图，但与图22不同的是，在两端都耦合输入的情况下。图23中的亮度值同样以任意单位给出。曲线(95)表示与曲线(90)所述相同的侧发光阶跃型光纤，曲线(96)表示与曲线(92)所述相同的侧发光阶跃型光纤。比较图22和23容易认识到，从两端进行耦合输入会在光纤的中部精确地提高强度，因此优选于多种应用中从两端进行耦合输入。 [0184] 曲线(95)表示比曲线(96)一贯更高的强度，但是更强烈地表示出曲线(96)中的亮度降低。当然，在从两端进行耦合输入的情况下，上述用于控制侧发光效果的可能性也是可行的。 [0185] 图24示出穿过刚性形式的包括多个本发明的侧发光阶跃型光纤(22)的刚性光纤棒(220)的横截面、和穿过本发明的刚性侧发光阶跃型光纤的示意性横截面的放大图。光纤棒(220)被由玻璃制成的包层(120)围绕，在其内部设置侧发光阶跃型光纤(22)。可选择地，包层(120)还可由塑料制得。如已经描述的那样，其优选是透明和/或半透明的(至少在子区域中是这样)，使得光可在这些区域中从光纤棒(220)耦合输出，并且可被观察者所察觉。单个的侧发光阶跃型光纤(22)可在它们接触表面处彼此熔合。对于具有包层(120)的单个侧发光阶跃型光纤(22)的接触表面也是同样的情况。包层(120)主要起到将侧发光阶跃型光纤(22)保持在一起和/或保护避免受到外部影响的作用。特别地，包层(120)可防止颗粒或其他物质能够渗入单独侧发光阶跃型光纤(22)之间的空隙中。此外，由于包层(120)，光纤棒(220)具有基本上光滑的表面，这对于某些要求是有利的。 [0186] 此外，以放大的方式在图24中示出的是穿过单个侧发光阶跃型光纤(22)的示意性横截面。这基本上对应于图4b中示出的横截面。侧发光阶跃型光纤(22)由被包层(2)围绕的芯(1)构成。在拉制中两个散射区域(3)位于两者之间。它们在拉制中以点状方式示出，但旨在代表它们是通过和芯(1)熔合的两个镶入棒(13)形成的。同样散射区域(3)也可以彼此熔合，使得它们沿着芯外周表面包封芯(1)。 [0187] 为了产生本发明的侧发光阶跃型光纤的优选的实施方式，具有火抛光表面的芯棒(11)与镶入棒(13)和封套管一起被拉长，以依照所述方法形成光纤。芯棒的直径为30mm。封套管(12)的外径为35mm，内径为33.5mm。芯棒(11)插入封套管(12)中并在一端上熔合，在它们之间的间隙中设置1至100个镶入棒(13)，所述镶入棒(13)由具有和芯棒(11)相同组成的玻璃制成，被以熔体的形式加入其中，然而，纳米微细锆颗粒或纳米微细贵金属颗粒的浓度在1ppm至100ppm的范围内。镶入棒的直径在0.1mm至2mm之间。这样获得的预制件(10)的封闭端移动到已知拉制设备的加热装置(20)中，同时在纤芯棒(11)和封套管(12)之间的预制件的开放端施加低压，并加热至拉制温度。拉制温度通常在800℃至 1100℃之间。在预制件(10)的末端软化后，将预制件从加热装置(20)向下拉出，从而逐渐变细以形成光纤。该过程极大地软化了镶入棒(13)，使得它们变形并最终在光纤(22)的芯(1)和包层(2)之间形成散射区域(3)。在加热装置(20)中加入预制件(10)使得能够进行连续的光纤拉制过程，从而导致形成直径为5μm至300μm并且长度为数千米的侧发光阶跃型光纤。 [0188] 为了产生本发明的侧发光阶跃型光纤的另一种优选的实施方式，将具有火抛光表面的芯棒(11)与镶入棒(13)和封套管一起拉长，以依照所述方法形成光纤。芯棒的直径为30mm。封套管(12)的外径为35mm，内径为33.5mm。芯棒(11)插入封套管(12)中并在一端上熔合，在它们之间的间隙中设置1至30个镶入棒(13)，所述镶入棒(13)由含As-Pb的硅酸盐玻璃制成，在所述玻璃中嵌入散射中心，所述散射中心含有增加的Pb含量并且通过相分离和/或反混合而形成。这种玻璃可作为着色玻璃商购自各生产商。如上所述，直径为数毫米的可利用的玻璃棒被拉长以产生在约100μm至1mm之间的典型厚度。 [0189] 具有1至20个镶入棒(13)(其由着色玻璃制成，并且直径为0.1mm至0.5mm)的预制件(10)被拉长至厚度为1mm至20mm，优选3mm至10mm，以制备上述光导棒，所述光导棒基本上由被封套玻璃围绕的刚性侧发光阶跃型光纤构成。嵌入着色玻璃中的散射中心通过着色玻璃的不均匀区域形成，并且从开始就包含在着色玻璃中。按照这种方式获得的侧发光阶跃型光纤由于该直径而是刚性的。 [0190] 在所述光导棒的情况下，镶入棒(13)可以以环绕分布的方式布置，或者可以以集中到一侧上的方式来布置，从而可以就其发光特性而安排侧面发光效果。 [0191] 嵌入着色玻璃中的散射中心通过着色玻璃的不均匀区域形成，并且从开始就包含在着色玻璃中。按照这种方式获得的侧发光阶跃型光纤由于该直径而是刚性的。 [0192] 拉长预制件以制备含有多个刚性侧发光阶跃型光纤(22)的所述的刚性光纤棒(220)，所述预制件由下列物质构成：通常500至2000、优选800至1200个单个的刚性侧发光阶跃型光纤(22)，其直径为0.5mm至1mm；和厚度为至多1mm至20mm、优选3mm至10mm的封套管。如上所述，单个的刚性侧发光阶跃型光纤(22)通过拉长包含芯棒(11)、镶入棒(13)和封套管(12)的预制件(10)而制备。因此，刚性光纤棒(220)的制备可以说是前面制备的侧发光阶跃型光纤(22)的再拉制过程。 [0193] 在另外的加工步骤中，所述光导棒和所述光纤棒(220)可以在二维以及三维的方向上通过热成形方法来弯曲和/或压制，以例如改变其横截面几何形状和/或使其形状适应于要求。 [0194] 具有下面列出的组成的玻璃可有利地用作芯棒(11)的材料，并从而用于芯(1)。 [0195] 折射率n1为1.65至1.75的芯玻璃的变体形式1，含有(摩尔％，基于氧化物)： [0196] SiO2 25至45 Ta2O5 0.1至6 [0197] B2O3 13至25 ZrO2 0.1至8 [0198] CaO 0至16 ZnO 0.1至8 [0199] SrO 0至8 CaO+SrO+BaO+ZnO＞33 [0200] BaO 17至35 Al2O3 0至5 [0201] La2O3 2至12。 [0202] 折射率n1为1.65至1.75的芯玻璃的变体形式2，含有(摩尔％，基于氧化物)： [0203] SiO2 54.5至65 [0204] ZnO 18.5至30 [0205] 碱金属氧化物的和 8至20 [0206] La2O3 0至3 [0207] ZrO2 2至5 [0208] HfO2 0.02至5 [0209] ZrO2+HfO2 2.02至5 [0210] BaO 0.4至6 [0211] SrO 0至6 [0212] MgO 0至2 [0213] CaO 0至2 [0214] 碱土金属氧化物的和 0.4至6 [0215] Li2O 0.5至3，但不超过碱金属氧化物的和的25摩尔％ [0216] SiO+ZrO2+HfO2＞58.5 [0217] ZnO的比例：碱土金属氧化物的和 ＞3.5∶1。 [0218] 折射率n1为1.58至1.65的芯玻璃的变体形式3，含有(摩尔％，基于氧化物)： [0219] SiO2 50至60 Nb2O5 0至4 [0220] B2O3 0至15 La2O3+Y2O3+Nb2O5 0至4 [0221] BaO 10至35 Na2O 4.5至10 [0222] SrO 0至18 K2O 0.1至1 [0223] Sr+Ba 10至35 Rb2O 0至1.5 [0224] ZnO 0至15 Cs2O 0至1.5 [0225] Sr+Ba+Zn 10至40 Rb2O+Cs2O 0至1.5 [0226] B2O3+ZnO 5至35 碱土金属氧化物的和4.8-11 [0227] Al2O3 0.1至1.9 MgO 0至6 [0228] ZrO2 0至4 CaO 0至＜5 [0229] La2O3 0至4 [0230] Y2O3 0至4。 [0231] 具有折射率的芯玻璃的变体形式4，含有(重量％，基于氧化物)： [0232] SiO2 42至53 [0233] ZnO 30至38 [0234] Na2O ＜14 [0235] K2O ＜12 [0236] Na2O+K2O≥2 [0237] BaO ＜0.9。 [0238] 具有折射率的芯玻璃的变体形式5，含有(重量％，基于氧化物)： [0239] SiO2 30至45 [0240] B2O3 ＜12 [0241] ZnO ＜10 [0242] BaO 25至40 [0243] Na2O ＜10 [0244] K2O ＜2 [0245] Al2O3 ＜1 [0246] La2O3 ＜10。 [0247] 包层玻璃的变体形式1(重量％，基于氧化物)包含： [0248] SiO2 70至78 MgO 0至1 [0249] Al2O3 0至10 CaO 0至2 [0250] B2O3 5至14 SrO 0至1 [0251] Na2O 0至10 BaO 0至1 [0252] K2O 0至10 F 0至1 [0253] 以及基本上没有Li2O。 [0254] 包层玻璃的变体形式2(重量％，基于氧化物)包含： [0255] SiO2 63至75 MgO 0至5 [0256] Al2O3 1至7 CaO 1至9 [0257] B2O3 0至3 BaO 0至5 [0258] Na2O 8至20 F 0至1 [0259] K2O 0至6 [0260] 以及基本上没有Li2O。 [0261] 包层玻璃的变体形式3(重量％，基于氧化物)含有： [0262] SiO2 75至85 [0263] Al2O3 1至5 [0264] B2O3 10至14 [0265] Na2O 2至8 [0266] K2O 0至1 [0267] 以及基本上没有Li2O和MgO。 [0268] 包层玻璃的变体形式4(重量％，基于氧化物)含有： [0269] SiO2 62至70 [0270] B2O3 ＞15 [0271] Li2O ＞0.1 [0272] Na2O 0至10 [0273] K2O 0至10 [0274] MgO 0至5 [0275] CaO 0至5 [0276] SrO 0至5 [0277] BaO 0至5 [0278] ZnO 0至5 [0279] F 0至1。 [0280] 包层玻璃的变体形式5(重量％，基于氧化物)含有： [0281] SiO2 60至72 [0282] B2O3 ＜20 [0283] Al2O3 ＜10 [0284] Na2O ＜18 [0285] K2O ＜15 [0286] Li2O ＜5 [0287] F ≤1。 [0288] 包层玻璃的变体形式6(重量％，基于氧化物)含有： [0289] SiO2 72-78 [0290] B2O3 5至15 [0291] Al2O3 5至10 [0292] Na2O ＜10 [0293] K2O ＜10 [0294] Li2O ＜5 [0295] F ≤1。 [0296] 包层玻璃的变体形式7(重量％，基于氧化物)含有： [0297] SiO2 70-80 [0298] B2O3 ＜5 [0299] Al2O3 ＜10 [0300] La2O3 ＜2 [0301] Na2O ＜10 [0302] K2O ＜10 [0303] ZrO2 ＜2。 [0304] 如所述，在本发明的意义上，用于芯玻璃的所有玻璃也可以用于镶入棒(13)的玻璃，因此由于在玻璃中嵌入散射颗粒的事实(特别是当散射颗粒用作散射中心时)而作为用于制备散射区域(3)的基质玻璃。 [0305] 按照这种方式获得的玻璃光纤具有优异的最终强度。进行环线试验，在侧发光阶跃型光纤的环线试验中提供下列数值，其中所述光纤在1040℃的拉制温度下由上述玻璃拉制： [0306] [0307] 在该情况下散射颗粒主要由Pt构成。NI表示预制件中使用的镶入棒的数量，其中FF表示形状因子(其和散射颗粒的直径是同义的)。因此FF＝150-450代表存在直径为150nm至450nm的粒径分布的散射颗粒。因此，FF＝500-1200代表存在直径为500nm至 1200nm的粒径分布的散射颗粒。对于NI和FF的各种组合，分别进行25次环线试验。dMin表示光纤断裂时环线的最小直径(mm)，dMax表示观察到光纤断裂时环线的最大直径(mm)。d强度分别是25次环线试验的单独结果的算术平均值(mm)。 [0308] 由表中可见，由于d强度降低而引起的散射颗粒的直径的增加似乎导致最终强度得到稍微改善。然而，镶入棒的数量的增加似乎稍微降低了最终强度。然而，和不具有本发明的散射区域的玻璃光纤(d强度值＝1.25mm)的比较证实，本发明的侧发光阶跃型光纤仍然确保了非常良好的最终强度。具有非圆形芯直径的侧发光阶跃型光纤(例如现有技术中已知的)在环线试验中明显更早地断裂。 [0309] 此外，和现有技术中已知的侧发光阶跃型光纤相比，本发明的侧发光阶跃型光纤的优点在于：它们更有效地将光耦合输出至侧面；对于相关应用，通过使用镶入棒(13)，侧发光的效果可以非常良好地控制；以及由于构成它们的材料，本发明的侧发光阶跃型光纤具有阻燃性。因此，它们可以用于具有更加严格的防火规定的领域中。特别地，这些应用领域对于由塑料制成的光纤是不适用的。通过借助于本发明的方法进行加工，可以经济地制备包括本发明的侧发光阶跃型光纤的光纤束。 |
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