JP7242649B2 - ディフューザ要素を備える光導波路を備える照明システムならびにディフューザ基体の製造方法および/またはディフューザ基体を少なくとも部分的にまたは領域的に構造化する方法 - Google Patents
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Description
・腫瘍治療のための光線力学療法(PDT)
・静脈瘤の治療のための血管内レーザ治療(EVLT)
・レーザ間質熱療法(LITT)ならびに
・その他の用途、とりわけ歯科医学、眼科ならびに皮膚科の領域
・屈折率n1および/またはn1’を有する、ガラスから作られた複数の導光ロッドを提供するステップを有し、
・屈折率n1および/またはn1’を有する複数の導光ロッドと、ガラスまたは散乱中心を含んでいるガラスセラミックスから作られた少なくとも1つの散乱ロッドとを配置するステップを有し、これによって導光ロッドの長手方向軸線と少なくとも1つの散乱ロッドの長手方向軸線とが実質的に相互に平行に延在し、プリフォームが得られ、
・プリフォームを加熱するステップを有し、
・プリフォームを延伸して、ディフューザ基体を形成するステップを有し、これによって導光ロッドの複数の外周面が相互に分離不可能に、材料接続で接続し、かつ少なくとも1つの散乱ロッドと接続し、特に相互に溶融して、ディフューザ基体のマトリクスを、少なくとも1つの延伸された散乱ロッドから形成された、少なくとも1つの埋め込まれた、かつ/または接している散乱要素を伴って形成する。
・特に短パルスレーザまたはCO2レーザを用いたレーザ加工プロセスを含んでおり、これは有利には、屈折率変化および/または組成変化または体積部分および/または表面における構造の生成を導入し、
・相応する顔料を使用した印刷可能な有機インクまたはセラミックインクを用いて、またはガラスフラックスベースのインクを用いて、特にグリッドパターン構造を被着もしくは製造する印刷プロセス
・湿式化学エッチングまたは乾式化学エッチングのプロセス
・フォトリソグラフィプロセス
・研磨による機械的な加工プロセスまたは
これらのプロセスの組み合わせを含んでいる。
Claims (37)
- 医療技術を用いた治療システムおよび/または診断システムのための照明システム(1)であって、
前記照明システムは、少なくとも1つのレーザ光源(10)と光導波路(30)とを含み、前記光導波路(30)は、近位端で前記少なくとも1つのレーザ光源(10)に接続可能でありかつ/または前記少なくとも1つのレーザ光源(10)に割り当て可能であり、前記照明システムは、前記光導波路(30)の遠位端でディフューザ要素(40)を有しており、前記ディフューザ要素(40)は、前記光導波路の入力面に対して垂直に、前記ディフューザ要素(40)内へ、または前記ディフューザ要素(40)内で延在する長手方向軸線を備えており、
前記ディフューザ要素(40)は、動作状態において、光を、自身の有効長(40.2)にわたって、前記長手方向軸線に対して側方に放射し、
前記ディフューザ要素(40)は、少なくとも1つのディフューザ基体(43)を有しており、前記ディフューザ基体(43)は、ガラス、石英ガラスまたはガラスセラミックスのマトリクスを含み、前記ディフューザ基体(43)は、少なくとも1つの散乱要素(43.6)を含み、
前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)は、前記長手方向軸線に沿って、前記長手方向軸線に対して実質的に平行に配向されており、または、前記長手方向軸線に対して角度を成して配置されており、
前記ディフューザ基体(43)の遠位端および/または光導波路(30)とディフューザ基体(43)との間の移行領域および/または前記ディフューザ基体(43)に、前記ディフューザ基体を少なくとも部分的にまたは領域的に包囲する、前記長手方向軸線に沿って放射強度を均質化するための手段が設けられており、
前記照明システムは、動作状態において、平均側方放射強度から最大±50%偏差する、側方放射の強度分布を有している、
照明システム(1)。 - 前記長手方向軸線の周りに配置されている複数の散乱要素(43.6)が存在し、前記散乱要素(43.6)は、前記長手方向軸線の周りに規則的なパターンで、配置されている、
請求項1記載の照明システム(1)。 - 前記散乱要素(43.6)は、前記長手方向軸線の周りに環状に配置されている、
請求項2記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)の横断面積に関した単位面積当たりの前記散乱要素(43.6)の数は、前記長手方向軸線に沿ったコア領域(43.7)外で、前記コア領域(43.7)内よりも大きい、
請求項2記載の照明システム(1)。 - 前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)は、管状に配置されている、
請求項1記載の照明システム(1)。 - 前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)は、前記長手方向軸線に対して同軸に配置されている、
請求項1記載の照明システム(1)。 - 前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)は、三角形または六角形の横断面を有している、
請求項1から6までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、自身の横断面積に関して、前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)が埋め込まれているマトリクス(43.4)を有しており、前記マトリクスは、前記マトリクス(43.4)のコア領域(43.7)と周辺領域との間で、異なる屈折率n1およびn1’を有している、
請求項1から7までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記光導波路(30)は、コア直径(31.1)を有するコア(31)とクラッド(32)とを有する単独のファイバーを含み、
前記入力面の領域における前記ディフューザ基体(43)の直径(43.1)は、前記入力面(46)の領域における前記光導波路(30)のコア直径(31.1)以上であり、
前記光導波路のコア直径(31.1)と前記ディフューザ基体(43)の直径との比は、≦1.0から0.7であり、または、
前記光導波路は、ファイバー束直径(31.1)を有するファイバー束(31)を含み、
前記入力面(46)の領域における前記ディフューザ基体(43)の直径(43.1)は、前記入力面の領域における前記光導波路(30)のファイバー束直径(31.1)以上であり、
前記光導波路のファイバー束直径(31.1)と前記ディフューザ基体(43)の直径との比は、≦1.0から0.7である、
請求項1から6までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ要素(40)は、前記ディフューザ基体(43)の遠位端に、指向性にまたは拡散性に反射する反射面(47)を有しており、前記反射面(47)は、前記ディフューザ基体(43)を閉じる、かつ/または、前記ディフューザ基体(43)を少なくとも部分的にまたは領域的に、前記ディフューザ基体の周囲の面で包囲している、
請求項1から9までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記反射面(47)は、前記ディフューザ基体(43)と直接的に接触している、研磨された金属部分から形成されている、
請求項10記載の照明システム(1)。 - 前記反射面(47)は、前記ディフューザ基体(43)の前記遠位端に、スパッタ蒸着または気相蒸着された誘電反射層として形成されており、
前記誘電反射層は、複数の層から構成されており、かつ、反射率に関して、使用される光の波長に合うように調整されており、前記反射率の極大値は、前記波長において存在している、
請求項10記載の照明システム(1)。 - 前記反射面(47)は、背面のパッシベーションを伴う銀層として構成されている、
請求項10記載の照明システム(1)。 - 前記反射面(47)は、凹状または凸状に形成されている、かつ/または、直接的にまたは間隔を空けて、前記反射面(47)と前記ディフューザ基体(43)の遠位端との間の中空空間を形成して、前記ディフューザ基体(43)に隣接している本体(47.1)および/または被覆部(47.2)として、片側が閉じられた、反射する中空体として形成されている、
請求項10から13までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)の近位端と前記光導波路(30)の遠位端との間に接続領域(44)が設けられており、前記接続領域内に、光学要素および/または中間媒体(45)が配置されている、
請求項1から14までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記接続領域(44)は、被覆材料によって、少なくとも部分的にまたは領域的に覆われている、
請求項15記載の照明システム(1)。 - 前記接続領域(44)は、スリーブ(48)によって、少なくとも部分的にまたは領域的に覆われている、
請求項16記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)および前記接続領域(44)は、少なくとも部分的にまたは領域的に、透明または半透明の、無色のまたは染色された被覆部(49)によって包囲されており、
前記被覆部(49)は、剛性の管部分から、かつ/または、柔軟なチューブから形成されている、
請求項15から17までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記管部分および/または前記チューブは、散乱中心を含む、
請求項18記載の照明システム(1)。 - 前記被覆部(49)は、少なくとも領域的に1つまたは複数の薄肉の熱収縮チューブから構成されている、
請求項18記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、ガラス、石英ガラスまたは透明なガラスセラミックスから作られたマトリクス(43.4)を含む、または、ガラス、石英ガラスまたは透明なガラスセラミックスから作られたマトリクス(43.4)から作られており、
前記散乱要素(43.6)は、
・ガラスマトリクスの場合には、孔、粒子、多孔質の、または着色された、または染色された、または不均質性を含むガラスまたはガラスセラミックスまたはガラスセラミックス要素およびその中に含まれている結晶子を含み、または孔、粒子、多孔質の、または着色された、または染色された、または不均質性を含むガラスまたはガラスセラミックスまたはガラスセラミックス要素およびその中に含まれている結晶子から作られており、
・石英マトリクスの場合には、孔、多孔質の石英ガラスまたはセラミックのまたは多結晶の粒子を含み、または孔、多孔質の石英ガラスまたはセラミックのまたは多結晶の粒子から作られており、
・透明なガラスセラミックスマトリクスの場合には、孔、粒子、多孔質の、または着色された、または染色された、または不均質性を含むガラスまたはガラスセラミックスまたはガラスセラミックス要素およびその中に含まれている結晶子を含み、または孔、粒子、多孔質の、または着色された、または染色された、または不均質性を含むガラスまたはガラスセラミックスまたはガラスセラミックス要素およびその中に含まれている結晶子から作られており、または、
・各散乱要素(43.6)の組み合わせを含む、
請求項1から20までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - ガラスマトリクスソリューションまたはガラスセラミックスマトリクスソリューションの場合に前記散乱要素(43.6)を形成する、前記ガラスまたは前記ガラスセラミックスの前記不均質性は、相分離、偏析および/または粒子混入、核および/または結晶子を含む、
請求項21記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、ホウケイ酸ガラス、リン酸塩クラウンガラス、鉛ケイ酸塩ガラス、錫ケイ酸塩ガラスまたはアルカリ亜鉛ガラスから作られており、前記散乱要素(43.6)は、ホウケイ酸ガラスから作られた被覆管(43.3)によって包囲されている小型の白色ガラスロッドから形成されている、
請求項21または22のいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、請求項1から23までのいずれか1項記載の異なるディフューザ基体(43)からの複数の部分から形成されている、
請求項1から23までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記散乱要素は、単位体積当たりの散乱中心密度を有する散乱中心を有しており、
前記ディフューザ基体(43)の近位端での前記散乱中心密度は、遠位端での前記散乱中心密度とは異なっており、
遠位端での前記散乱中心密度は、近位端での前記散乱中心密度よりも大きい、
請求項1から24までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記散乱中心密度の勾配が存在する、
請求項25記載の照明システム(1)。 - 前記散乱要素(43.6)は、前記ディフューザ基体(43)の入力面(46)のすぐ近くにおいて、かつ/または、前記反射面(47)のすぐ近くにおいて、前記ディフューザ基体(43)に沿った散乱作用と比べて低減された散乱作用を有している、
請求項10から14までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、少なくとも部分的にまたは領域的に円錐形に形成されている、
請求項1から27までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ要素(40)および/または前記ディフューザ基体(43)は、少なくとも部分的にまたは領域的に、その体積部分および/またはその表面において構造化されている、
請求項1から28までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、散乱作用を有する粒子から作られたコーティングを有しており、かつ/または、前記ディフューザ基体(43)は、染色されたガラスまたは染色されたプラスチックから作られた付加的な被覆部を有している、
請求項1から29までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、少なくとも10個の、埋め込まれた散乱要素(43.6)を含み、埋め込まれた散乱要素(43.6)の横断面積とディフューザ基体(43)の横断面積との比は、≦0.015である、
請求項1から30までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 前記ディフューザ基体(43)は、前記散乱要素の数と配置とが異なる複数の部分を有する、
請求項1から31までのいずれか1項記載の照明システム(1)。 - 請求項1から32までのいずれか1項記載の照明システム(1)用のディフューザ基体(43)の製造方法であって、
前記ディフューザ基体(43)は、少なくとも1つの散乱要素(43.6)を含み、
前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)は、前記長手方向軸線に沿って、前記長手方向軸線に対して実質的に平行に配向されており、または、前記長手方向軸線に対して角度を成して配置されており、前記方法は、
・屈折率n1および/またはn1’を有する、ガラスから作られた複数の導光ロッドを提供するステップと、
・前記導光ロッドの長手方向軸線と少なくとも1つの散乱ロッドの長手方向軸線とが少なくとも実質的に相互に平行に延在し、プリフォームが得られるように、屈折率n1および/またはn1’を有する前記複数の導光ロッドと、散乱中心を含むガラスまたはガラスセラミックスから作られた少なくとも1つの散乱ロッドと、を配置するステップと、
・前記プリフォームを加熱するステップと、
・前記プリフォームを延伸してディフューザ基体(43)を形成するステップと、
を有しており、これによって前記導光ロッドの複数の外周面は、互いに分離不可能に、形状接続で接続し、さらに前記少なくとも1つの散乱ロッドと接続し、前記ディフューザ基体(43)のマトリクス(43.4)を、少なくとも1つの延伸された散乱ロッドから形成された少なくとも1つの埋め込まれたかつ/または前記ディフューザ基体(43)に接している散乱要素(43.4)を伴って形成する、
方法。 - 前記プリフォームの前記加熱および延伸を前記複数の導光ロッドのガラスの融解温度より低い温度で行い、
前記少なくとも1つの埋め込まれた散乱要素(43.6)を有している前記ディフューザ基体(43)の前記マトリクスは、延伸された導光ロッドおよび/または散乱ロッド間の相境界を含む、
請求項33記載の方法。 - パラメータである、前記プリフォームの延伸プロセスの速度、温度および/または力を変えることによって前記ディフューザ基体(43)を少なくとも部分的にまたは領域的に先細りさせ、または円錐状に形成し、これによって、前記少なくとも1つの散乱要素(43.6)が先細りの領域において、前記長手方向軸線に対して角度を成して延在する、
請求項33または34記載のいずれか1項記載の方法。 - 前記ディフューザ基体は、延伸プロセスにおいて前記ディフューザ基体の直径に延伸されたプリフォームの部分から形成され、前記ディフューザ基体は、複数の部分からも合成され、前記部分は、前記散乱要素の数と配置とが異なる、異なるプリフォームから製造されている、
請求項34または35記載の方法。 - 前記方法は、前記ディフューザ基体の近位端と光導波路とのスプライシングプロセス中に、前記ディフューザ基体の付加的な温度処理を有する、
請求項34から36までのいずれか1項記載の方法。
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