具有二极管激光器和多个光纤的光源 【技术领域】
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的光源和一种用于制造光源的方法。 背景技术 这 样 的 光 源 从 DE 10 2004 006 932 B3 中 公 知， 并且具有二极管激光器条 （Diodenlaserbarren） ， 该二极管激光器条具有多个狭长的发射体， 这些发射体在其长轴方 向上并排地串联布置。 给二极管激光器条分配有用于对从其发出的激光束进行射束引导和 射束成形的装置， 该装置含有多个并排地串联布置的光导纤维， 激光束被输入耦合到所述 光导纤维中。所规定的是， 光导纤维在相对的侧上组合成束， 其中未被照射的、 位于在二极 管激光器条中彼此间隔开布置的发射体之间的光导纤维被从该束中排除。
从现有技术中公知的光源的缺点是， 用于射束引导和射束成形的装置在进行激光 束的输入耦合的区域中的机械牢固性小， 并且因此妨碍了对用于射束引导和射束成形的装
置的操作。此外， 该装置的可操作性降低。本发明的第一方面和本发明的任务是克服该缺 点。
从现有技术中公知的光源的缺点还有， 在束中还含有这样的光纤 ： 在所述光纤中 仅仅输入耦合比较少的光。通过这种方式， 减少了用于射速引导和射速成形的装置的输出 端处的辐射密度， 并且从用于射速引导和射速成形的装置发出的光的例如用于固体激光器 的光学泵浦的可用性降低。本发明的第二方面是克服该缺点。
本发明的第三方面在于， 说明一种光源， 其中二极管激光器的发射的高份额被输 入耦合到光导装置中并且在该光导装置中被传输。
本发明的另外的方面涉及用于制造在此公开类型的光源的方法。
从 DE 10 2004 006 932 B3 中公知了通过如下方式来制造光源 ： 圆形光导纤维以 末端片段并排地布置并且它们的末端区域被放入到模具中， 在该塑模中， 这些光导纤维通 过热压法变为矩形截面， 其中并排布置的光纤在末端区域中彼此熔在一起。
在从现有技术中公知的制造方法中， 由对光纤的布置和热压构成的每工作流程分 别仅仅制造一个唯一的用于射速引导和射速成形的装置。另外， 光导纤维在末端片段中的 布置是比较费时的。因此， 从现有技术中公知的方法具有的缺点是低的经济性。本发明的 第一个另外的方面是， 说明一种方法， 其中每工作流程制造至少两个光导装置。
在尤其是以工业规模执行所述方法时具有重要意义的是， 实际上以所期望的量度 来进行光纤的整形， 但是另一方面， 可靠地排除对光纤的过度挤压。因此， 本发明的第二个 另外的方面在于， 说明保证以高精确度对光纤进行所定义的整形的方法。 发明内容 根据本发明的光源所具有的优点是， 光纤的第一末端区域中的机械牢固性高， 使 得光导装置可以无问题地被操作并且特点是高的可操作性。
根据本发明， 这在一种尤其是用于光学地激励激光装置——例如内燃机的激光点 火系统的激光装置——的光源的情况下得以解决， 该光源包括具有多个发射体的二极管激 光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤都具有第一末端和侧面， 其 中光纤的第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被输入耦合到光纤的 第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边 （auf Stoß） 地布置， 实现这一点的方式是光纤在其第一末端的区域中与光纤载体连接。
在此， 应将光纤的第一末端理解成光纤在其长轴方向上的末端， 例如在圆柱形光 纤的情况下理解成圆柱体的基面。在此， 应将光纤的侧面理解成对光纤垂直于其长轴进行 限制的面， 例如在圆柱形光纤的情况下理解成圆柱体的侧面。应将沿着其侧面边对边地布 置的光纤理解成如下光纤 ： 这些光纤中的所有光纤或几乎所有光纤、 例如多于 90％光纤沿 着其侧面接触直接相邻的光纤。
在具有光导装置的光源的情况下， 其中光导装置包括多个光纤， 其中光纤在其第 一末端的区域中与光纤载体连接， 应将该光源理解成光纤的与光纤载体连接的整个区域的 第一末端的区域。
有利地， 当光纤载体在光纤的第一末端的区域中与光纤的侧面连接时和 / 或当光 纤载体在光纤的长度方向上与光纤平齐地端接和 / 或当导致形成光纤与光纤载体之间的 粘接牢固的连接时， 得出光导装置的特别高的机械坚固性。
有利地， 当光导装置除了所述光纤载体以外还具有第二光纤载体时得出光导装置 的特别高的机械坚固性， 其中光纤布置在这些光纤载体之间。 在这种情况下， 当在第二光纤 载体与光纤之间存在连接、 尤其是粘接牢固的连接时和 / 或当第二光纤载体在光纤的长度 方向上与光纤和 / 或与光纤载体平齐地端接时， 光导装置的机械坚固性也提高。
通过为光纤以及为光纤载体选择合适的材料， 可以实现的优点是， 可以特别简单 地制造根据本发明的装置。
有利地， 光纤由一种或多种第一玻璃制成， 并且光纤载体由一种或多种第二玻璃 制成， 并且一种或多种第二玻璃的软化温度具有比一种或多种第一玻璃的软化温度更高的 值。在这种情况下可能的是， 选择性进行光纤的变形， 同时可以基本上避免光纤载体的变 形。
有利地， 光纤由一种或多种第一玻璃制成， 并且一个或多个光纤载体由一种或多 种第二玻璃制成， 并且一种或多种第二玻璃在室温下的硬度比一种或多种第一玻璃在室温 下的硬度具有更高的值。在这种情况下可能的是， 进行光导装置的最终处理、 例如抛光， 其 中通过摩擦一个 / 多个光纤载体来排除光纤的端面的划痕。
有利地， 光纤由一种或多种第一玻璃制成， 并且一个或多个光纤载体由一种或多 种第二玻璃制成， 并且一种或多种第二玻璃的热膨胀系数具有与一种或多种第一玻璃的热 膨胀系数大致相等的值。在这种情况下， 在温度改变的情况下也可以可靠地排除光导装置 中的张力和裂缝的出现。
有利地， 光纤至少在其第一末端的区域 （其中光纤彼此接触） 中和 / 或在其接触一 个或多个光纤载体的区域中具有扁平化的形状， 这意味着， 光纤在这些区域中的截面比在 其既不彼此接触也不接触一个或多个光纤载体的区域中具有更高的曲率半径。通过扁平 化， 扩大了光纤与一个或多个光纤载体之间的接触面， 使得产生这些部分之间的稳固连接。此外， 二极管激光器的发射体之前的空间更好地被光纤填充， 使得改善到光导装置中的输 入耦合。在一个特别有利的实施方式中， 光纤沿着其端面和 / 或在其第一末端的区域中被 如此程度和或如此大面积地扁平化， 使得其具有矩形或梯形的截面。
由于光纤的圆形截面实现光纤内的低损耗的光导， 但是这对输入耦合是更加不利 的， 因此在本发明的一个有利的扩展方案中规定 ： 光纤在其第一末端的区域中在从光纤的 第一末端到光纤的第二末端的方向上的截面从与圆形形状大不相同的形状、 例如矩形或梯 形或至少近似矩形或至少近似梯形的形状过渡到圆形或近似圆形的形状。
为了改善机械稳定性以及减小光损耗， 有利的是， 所述过渡连续地进行， 尤其是在 光纤布置在一个或多个光纤载体的整个区域上连续地进行。
当光纤截面的形状在从光纤布置在一个或多个光纤载体上的区域过渡到光纤布 置在一个或多个光纤载体上的区域的情况下不是跳跃式地改变、 而是基本上不变、 尤其是 保持为圆形时， 也改善光纤的机械稳定性。
根据本发明， 通过将多个光纤布置在光纤载体上来制造尤其是所述类型的光纤， 所述布置的光纤在其第一末端的区域中变热并且接着导致变热的光纤与一个或多个光纤 载体之间形成尤其是粘接牢固的连接。 在此， 当光纤的布置进行得使得其至少在其第一末端的区域中沿着其侧面彼此边 对边地布置时， 该方法尤其是可以可再现地执行。
有利地， 当在光纤变热时导致光纤的软化时和 / 或当光纤布置在光纤载体与相对 面之间时， 加速地导致该连接， 其中作用于光纤的力借助于相对面作用于光纤。 在这种情况 下， 产生改善的导热并且产生各个表面之间的特别紧密的接触。
考虑到本发明的第二方面， 其中提出 ： 在一种尤其是用于光学地激励激光装置、 例 如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源的情况下， 其中该光源包括具有多个发射体的 二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤都具有第一末端和 侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被输入耦合到光纤的 第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边地布置， 并且其中光 纤的第一部分在其第二末端的区域中组成束， 其中光纤的第一部分由如下的光纤构成 ： 分 别将从发射体全部输入耦合到光纤中的光的一部分输入耦合到所述光纤中， 其中该部分高 于不等于 0 的第一极限值。
本发明的该方面所基于的思想是， 将仅仅输入耦合少量光的光纤容纳到束中导致 由光源提供的辐射密度的减小。但是同时应当注意， 通过从束中排除输入耦合光的光纤将 导致由光源提供的辐射功率减小。另外， 本发明所基于的认识是， 根据二极管激光器和光 纤的特殊特性、 尤其是二极管激光器和光纤的几何特性， 并且根据光源的应用、 例如用于固 体激光器的泵浦的应用， 要么更需要辐射功率的优化， 要么更需要辐射密度的优化， 并且另 外本发明所基于的认识是， 考虑到如下内容 ： 确定不等于 0 的第一极限值， 并且正好在将二 极管激光器的大于第一极限值的发射的部分输入耦合到光纤中时， 将这些光纤容纳到该束 中。 在这些思想和认识的背景下， 专业人员通过简单的研究、 例如通过实施测量序列来发现 第一极限值。
第一极限值例如可以是光导装置的光纤数目的倒数与预先给定的因数的积， 其中 该因数大于或等于 0.03、 尤其是处于 0.07 至 0.2 之间、 并且例如为 0.1。
附加地或可替代地， 第一极限值可以是最高输入耦合到光纤中的辐射功率与二极 管激光器的总辐射功率的商同预先给定的因数的积， 其中该因数大于或等于 0.03、 尤其是 处于 0.07 至 0.5 之间、 并且例如为 0.2。
但是有利地还可能的是， 提供一种光源， 该光源提供优化的辐射密度并且同时提 供优化的辐射功率。为此规定 ： 不属于光纤的第一部分的那些光纤的至少一部分属于光纤 的第二部分， 并且光纤的第二部分在光纤的第二末端的区域中绕束布置。
例如可能的是， 光纤的第二部分包含不属于第一部分的那些光纤。
有利地， 属于光纤的第二部分的仅仅是如下的光纤 ： 在所述光纤中分别输入耦合 二极管激光器的发射的一部分， 其中该部分高于不等于 0 的第二极限值。
当然可以类似地取出光纤的另外部分并且将其在光纤的第二末端的区域中进行 组合。此外可能的是， 通过有针对性地在一定极限内将光纤布置在其第二末端内来自由选 择光源的发射的射束剖面。
因此， 例如可能的是， 将光纤在其第二末端的区域中组合成束， 其中二极管激光器 的发射的较大部分被输入耦合到的光纤与二极管激光器的发射的较小部分被输入耦合到 的光纤相比被更加中心地布置在束中。有利地， 可以通过这种方式生成光源的与所谓高斯 辐射类似的发射。 光源、 尤其是用于光学地激励激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置 的光源、 尤其是在此所公开类型的光源可以通过一种方式来制造， 其中规定将多个光纤布 置在二极管激光器的多个发射体之前， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面彼 此边对边地布置， 其中发射体的发射被输入耦合到光纤的第一末端中， 其中该方法还规定 ： 检测输入耦合到光纤中的辐射功率， 并且还规定 ： 将光纤的第一部分在其第二末端的区域 中组成束， 其中光纤的第一部分包括如下的光纤 ： 在所述光纤中分别输入耦合全部由发射 体生成的光的一部分， 其中该部分高于不等于 0 的第一极限值。
原则上可能的是， 基于光纤的第一末端相对于二极管激光器的发射体的布置来选 择光纤。但是显著更有效和由此更有利的是， 基于从光纤的第二末端出射的辐射功率的测 量或者基于在侧向上从光纤出射的散射辐射的测量来选择光纤。
该方法的另一效率提高有利地通过如下方式来实现 ： 例如利用 CCD 摄像机同时进 行多个、 尤其是所有光纤的辐射功率的测量， 该方法的另外的效率提高可以通过如下方式 来实现 ： 自动化地以及根据测量的结果进行光纤的继续加工、 尤其是光纤的分割。
另外可能的是， 在光纤的第二末端的区域中在热和力的作用下在侧向上、 即在与 光纤的长轴垂直的方向上使该束变密集。
优选的是， 光纤的第一部分包括如下的光纤 ： 在所述光纤的第二末端处至少分时 2 地出射具有大于 10kW/cm 峰值功率密度的辐射。
考虑到本发明的第三方面， 其中提出 ： 在一种尤其是用于光学地激励激光装置、 例 如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源的情况下， 其中该光源包括具有多个发射体的 二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤都具有第一末端和 侧面， 其中光第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被输入耦合到光纤 的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边地布置， 光纤还包 括纤芯和光纤套， 其中光纤套的截面至少在第一末端的区域中与纤芯的截面相比是小的。
可以与此伴随而来的尤其是， 光纤套的厚度至少在第一末端的区域中与纤芯的截 面相比为小的。
通过在第一末端的区域中与纤芯的截面相比光纤套的小的截面和 / 或小的厚度， 实现了二极管激光器的发射的高的部分被输入耦合到纤芯中并且可以在那里低损耗地引 导。 二极管激光器的发射可能落到光纤在光纤套的区域中的端面上并且在那里不能或者仅 能以高损耗引导的那部分由此被显著降低。
尤其是规定 ： 光纤套在与光纤的长轴垂直的方向上至少基本上、 例如沿着纤芯的 外表面的至少 99.5％包围纤芯。
尤其是当光纤套的截面至少在第一末端的区域中不大于纤芯的截面的 30 ％、 尤 其是不大于纤芯的截面的 10％、 或者甚至不大于纤芯的截面的 5％时， 出发点可以是具有 纤芯和光纤套的光纤， 其中光纤套的截面至少在第一末端的区域中与纤芯的截面相比为小 的。
尤其是当光纤套的厚度至少在第一末端的区域中不大于纤芯的截面的平方根的 7％、 尤其是不大于纤芯的截面的平方根的 3％时， 出发点可以是具有纤芯和光纤套的光纤， 其中光纤套的厚度至少在第一末端的区域中与纤芯的截面相比为小的。 有利地， 当纤芯的截面至少在第一末端的区域中大于光纤的截面的 70％、 尤其是 大于光纤的截面的 90％、 或者甚至大于光纤的截面的 95％时， 二极管激光器的发射的高的 部分被输入耦合到光导装置中并且在光导装置中被传输。
有利地， 当光纤套的厚度至少在第一末端的区域中不小于由二极管激光器生成的 光的波长与光纤的数值孔径的积时， 二极管激光器的发射的高的部分被输入耦合到光导装 置中并且在光导装置中被传输， 因为通过这种方式可以避免受抑全反射的效应， 该效应在 光纤套过薄的情况下导致光纤中的光损耗。
有利地， 当光纤具有至少 0.4 的数值孔径或者具有如下的数值孔径——该数值孔 径至少对应于发射体在快轴中的发射的半发散角的正弦——时， 二极管激光器的发射的高 的部分被输入耦合到光导装置中。
有利地， 当光纤的第一末端具有抛光体和 / 或抗反射层时和 / 或当发射体与光纤 之间的透射空间完全被光学均匀的介质、 例如光学凝胶充满时， 尤其是当其折射率被合适 地选择时， 得出在输入耦合到光纤中时的低光学损耗并且二极管激光器的发射的高的部分 被输入耦合到光导装置中。 为此， 光学均匀的介质、 例如光学凝胶的折射率应当等于或大致 等于、 例如相差不超过光纤的折射率的 15％或者甚至相差不超过光纤的折射率的 3％、 尤 其是相差不超过纤芯的折射率的 15％、 尤其是相差不超过纤芯的折射率的 3％。另外优选 的是， 光学均匀的介质、 例如光学凝胶的折射率不大于光纤的折射率、 尤其是不大于纤芯的 折射率、 而是小了高达 15％、 尤其是小了高达 3％。
尤其是可以规定全部或几乎全部光纤的第一末端、 例如光导装置的光纤的至少 95％一起配备有抛光体或者抗反射层。
有利地， 当光纤的第一末端被布置为与发射体相对并且具有几微米的间距时， 二 极管激光器的发射的高的部分被输入耦合到光导装置中。
可替代或附加地， 考虑到本发明的第三方面， 其中提出 ： 在一种尤其是用于光学地 激励激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源的情况下， 其中该光源包括
具有多个发射体的二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤 都具有第一末端和侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被 输入耦合到光纤的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边地 布置， 光纤分别具有纤芯、 光纤套以及光纤磨光层 （Faserschlichte） ， 其中纤芯由第一材 料制成， 光纤套由第二材料制成， 光纤磨光层由第三材料制成， 其中第一材料对由二极管激 光器生成的光具有折射率 n 1， 其中第二材料对由二极管激光器生成的光具有折射率 n2， 并 且其中第三材料对由二极管激光器生成的光具有折射率 n3， 并且其中有 n1 > n2 > n3 > 1 成 立。
通过选择折射率 n1、 n2 和 n3 实现了， 二极管激光器的发射的在光纤的第一末端处 被输入耦合到纤芯中的部分在纤芯中通过光纤被引导， 并且达到光纤的第二末端， 并且同 时， 二极管激光器的发射的被输入耦合到光纤套中的部分至少部分地在光导纤维内被引 导， 并且到达光纤的跌入末端， 其中光纤中的被输入耦合到光纤套中的那部分发射的光基 于光纤套与光纤磨光层之间的交界面处的全反射。
尤其是规定 ： 光纤套在与光纤的长轴垂直的方向上至少基本上、 例如沿着纤芯的 外表面的至少 99.5％包围纤芯。
另外尤其是规定 ： 由光纤和光纤套构成的构造在与光纤的长轴垂直的方向上至少 基本上、 例如沿着纤芯的构造的外表面的至少 99.5％被纤芯磨光层包围。
另外尤其是规定 ： 光纤磨光层在与光纤的长轴垂直的方向上形成光纤的外部封 套。
有利地， 当光纤磨光层具有处于小于 1 微米、 尤其是 0.02 － 0.1 微米范围的厚度 时， 二极管激光器的发射的高份额被输入耦合到光导装置中并且在该光导装置中被传输， 因为在这种情况下， 输入耦合到光纤磨光层中的光的部分特别小。
有利地， 当可替代或附加地， 光纤磨光层的折射率 n3 比光纤套的折射率 n2 小 1％ -15％和 / 或至少为 1.3 时， 二极管激光器的发射的高份额被输入耦合到光导装置中并 且在该光导装置中被传输。
有利地， 当光纤套具有 1 微米至几微米范围的厚度、 尤其是 1-5 微米范围的厚度 时， 二极管激光器的发射的高份额被输入耦合到光导装置中并且在该光导装置中被传输， 因为在这种情况下， 输入耦合到光纤套中的光的部分特别小， 但是同时咋洗光纤套与纤芯 之间的交界面处的受抑全反射的效应仍然可以被可靠地排除。
例如可以实现 ： 输入耦合到光纤套中的光的衰减不高于输入耦合到纤芯中的光的 衰减的大致两倍至三倍。
例如可以规定 ： 第一材料和 / 或第二材料是玻璃。对于第三材料来说也可以使用 漆或塑料。
例如可以规定 ： 光纤至少在其第一末端的区域中从圆形截面出发被变形和布置为 使得进行二极管激光器的发射的提高的输入耦合。
考虑到本发明的第一个另外的方面， 其中提出 ： 制造一种尤其是用于光学地激励 激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源， 其中该光源包括具有多个发射 体的二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤都具有第一末 端和侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被输入耦合到光纤的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边地布置， 其方式 是多个光纤至少被布置在光纤片段中。另外规定 ： 在光纤片段内导致在所布置的光纤之间 形成直接或间接的、 尤其是粘接牢固的连接， 并且光纤接着在光纤片段内被分割。
因此在分割光纤以后， 存在至少两个光导装置。
有利地， 当光纤变热时和 / 或当导致光纤的软化时和 / 或当导致光纤的变形时， 可 以加速所布置的光纤之间的直接或间接、 尤其是粘接牢固的连接的产生。
尤其是规定 ： 光纤至少在光纤片段中沿着其侧面边对边地布置。
有利地， 当光纤在光纤片段中布置在光纤载体上时， 尤其是当对光纤施加力时， 可 以加速制造过程、 尤其是在所布置的光纤之间制造直接或间接的粘接牢固的连接， 其中所 述力定向为与光纤载体上的光纤的抵靠面垂直或几乎垂直。
尤其是规定 ： 在分割变形的光纤时， 光纤载体同样被分割。
有利的是， 导致在所布置的光纤与光纤载体之间形成粘接牢固的连接， 其中与光 纤连接的光纤载体在分割所布置的光纤时同样被分割。
如果避免光纤之间的直接的牢固粘接， 则不预期或者仅以小的程度预期各个光纤 之间的光学串扰。 在一个实施方式中规定 ： 光纤在力作用于光纤时被布置在光纤载体与相对面之 间， 其中光纤在相对面与光纤载体之间受到挤压。在此， 一方面可能的是， 相对面由至少一 种耐热材料、 例如 SiC 制成， 该材料在 800℃的温度下也不与光纤形成连接。另一方面可能 的是， 相对面是光纤载体的部分， 其中第二光纤载体与光纤连接， 尤其是粘接牢固地连接， 其中与光纤连接的第二光纤载体在分割所布置的光纤时同样被分割。 在该方法的一个特殊 的实施方式中规定 ： 光纤在光纤被布置在光纤载体上的宽度上在光纤变形之后完全或几乎 完全充满光纤载体与相对面之间的空间， 例如高达 95％以上或高达 90％至 99％。
有利地， 光纤的分割在光纤片段之内进行， 使得光纤的界面与长轴之间成大致直 角、 尤其是 89˚ 至 91˚ 之间的角度。通过这种方式， 要分割的线路被最小化并且该方法的经 济性被优化。
有利地， 光纤被布置为使得光纤在里面彼此连接并且光纤被分割的光纤片段处于 光纤的中心区域， 使得光纤在分割时被分成大致长度相同的两个光纤件。
光纤的分割可以借助于红外激光器、 尤其是借助于 CO2 激光器进行。
有利地， 可以在第一和至少一个第二切割中进行光纤的分割， 其中第一切割大致 垂直于光纤的长轴进行， 并且第二切割沿着光纤的长轴进行。 通过这种方式， 每工作流程制 造至少 4 个光导装置， 由此进一步优化该方法的经济性。
以经济的方式可能的还有， 光导装置、 尤其是在第一切割以后和第二切割以前尤 其是一起经历打磨和 / 或镀层。
考虑到本发明的第二个另外的方面， 其中提出 ： 制造一种尤其是用于光学地激励 激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源， 其中该光源包括具有多个发射 体的二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个光纤都具有第一末 端和侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的光被输入耦合到光 纤的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对边地布置， 其中该 制造方法具有下列步骤 ：
－布置多个光纤， 所述光纤在部分区域中形成光纤片段， 该光纤片段布置在两个彼此 相对的挤压面之间， －使该光纤片段变热 ； －通过挤压面将力施加在变热的光纤上， 其中由于力和变热首先导致变热的光纤的变 形， 其中所施加的力和 / 或光纤的温度被选择为使得变形在光纤首次至少基本上充满挤压 面之间的区域时出现静止状态。
本发明所基于的认识是， 在两个挤压面之间边对边布置的光纤位于挤压面之间首 先为自由的体积的区域中并且可能的是， 找出这样的方法参数， 使得光纤在首先自由的体 积中的整形是可能的， 但是当光纤首次至少基本上充满挤压面之间的区域时不进行另一整 形。
该方法参数例如可以包括下面参数之中的一个或所有 ： 光纤在整形时的最小温 度； 光纤在整形时的最大温度 ； 在整形时挤压面之间的最小力 ； 在整形时挤压面之间的最 大力。尤其是有利的是， 设置光纤被加热至少到最小温度并且设置在挤压面上以最小力挤 压光纤， 并且最小力和最小温度被选择为使得光纤的整形是可能的， 其中当光纤首次至少 基本上充满挤压面之间的区域时， 对光线的进一步整形导致静止状态， 设置光纤被加热直 到最大温度， 并且设置在挤压面上以直到最大力挤压光纤， 并且最大力和最大温度被选择 为使得当光纤至少基本上充满挤压面之间的区域时， 排除对光线的进一步整形。 有利地， 尤其是可以将该方式执行得使得变形导致静止状态， 而为此不需要所作 用的力或者温度的改变和 / 或变形不导致状态， 而所施加的力和 / 或光纤的温度基本上保 持恒定。
尤其是规定 ： 光纤至少在光纤片段中沿着其侧面边对边地布置。
尤其是规定 ： 当挤压面之间的区域的 95％以上、 尤其是 99.5% 以上被充满时， 加热 的光纤导致静止状态。
有利地， 至少一个挤压面是光纤载体的一部分， 并且导致形成连接、 尤其是形成光 纤与光纤载体之间的粘接牢固的连接。
可替代或附加地， 有利的是， 挤压面是光纤载体的一部分， 并且相对的另一挤压面 是第二光纤载体的一部分， 并且导致形成连接、 尤其是形成光纤与光纤载体之间的粘接牢 固的连接。
另一方面优选的是， 避免光纤载体与第二光纤载体之间的直接的、 尤其是粘接牢 固的连接。
对于改善光纤整形的精确度有利的是， 光纤由一种或多种第一玻璃制成， 并且光 纤载体由一种或多种第二玻璃制成， 并且第二玻璃的软化温度具有比第一玻璃的软化温度 更高的值。 如果相应地选择玻璃， 则保证 ： 在力的作用下， 进行光纤的整形， 而不是光纤载体 的整形。优选地， 第一和第二玻璃的软化温度彼此相差大于 20K。
另外优选的是， 光纤由一种或多种第一玻璃制成， 并且光纤载体由一种或多种第 二玻璃制成， 第二玻璃在室温下的硬度具有比第一玻璃在室温下的硬度更高的值。
在可替代的实施方式中， 挤压面之一或二者由至少一种耐热的材料、 例如 SiC 制 成， 该材料在 700℃的温度下也不与光纤形成连接。
在一个实施方式中规定， 所布置光纤的加热在光纤片段内进行， 其方式是光纤通
过至少一个、 尤其是通过两个挤压面尤其是借助于至少一个电阻发热体被加热。可替代或 附加地， 使用电感发热体， 使得缩短发热时间。
附加地或可替代地， 考虑到本发明的第二个另外的方面， 其中提出 ： 制造一种尤其 是用于光学地激励激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源， 其中该光源 包括具有多个发射体的二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个 光纤都具有第一末端和侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的 光被输入耦合到光纤的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对 边地布置， 其中该制造方法具有下列步骤 ： －布置多个光纤， 所述光纤在部分区域中形成光纤片段， 该光纤片段布置在两个彼此 相对的挤压面之间， －加热该光纤片段 ； －通过挤压面将力施加在加热的光纤上来使该光纤片段变形， 其中在施加力期间确定 剩留在挤压面之间的缝隙的高度， 并且其中当所确定的在挤压面之间剩余的缝隙的高度达 到或超过预先给定的值时， 结束施加力。
尤其是规定 ： 光纤至少在光纤片段中沿着其侧面边对边地布置。 有利地， 预先给定的高度的值被选择为使得在结束施加力时， 光纤至少基本上充 面挤压面之间的区域。
尤其是规定 ： 为了使光纤变形而将相对面彼此移动所定义的路程长度。
在此尤其是规定 ： 该方法规定安排或者测量在将加压面放置在光纤上时挤压面之 间的距离， 并且还规定安排或测量挤压面之间的自由截面在将挤压面放置到光纤上时处于 光纤区域中的部分， 并且路程长度由两个安排或测量的参数的乘积来给定。
在一个实施方式中规定 ： 通过高度精确的驱动、 尤其是通过基于压电驱动彼此移 动挤压面。
有利地， 残留在挤压面之间的缝隙的高度的确定包括参考测量装置， 该参考要么 通过譬如由合适的传感机构来检测光纤变形的开始进行， 要么通过挤压面有规律地、 例如 在层开始时彼此接近使得其彼此接触来进行。
有利地， 在检测光纤变形的开始以后， 将挤压面彼此移动所定义的路程长度， 其中 路程长度由挤压面之间在光纤变形的开始时的距离以及挤压面在光纤区域中在光纤变形 开始时的自由截面的部分来给定。可能的是， 在光纤的变形开始时这两个因素由本身公知 的传感机构来测量， 但是光纤有利地被布置成层并且具有拥有已知直径的圆形截面。 于是， 该距离至少大致由光纤的直径与因数 （1 － pi/4） 的积来给定。
有利地， 两个挤压面之一或者两个挤压面是一个或两个光纤载体的一部分， 所述 光纤载体与光纤形成尤其是粘接牢固的连接。在这些情况下有利的是， 为了改善光纤整形 的精确度而如上述那样在光纤的材料方面选择光纤。
附加地或可替代地， 考虑到本发明的第二个另外的方面， 其中提出 ： 制造一种尤其 是用于光学地激励激光装置、 例如内燃机的激光点火系统的激光装置的光源， 其中该光源 包括具有多个发射体的二极管激光器以及光导装置， 其中光导装置包括多个光纤并且每个 光纤都具有第一末端和侧面， 其中第一末端相对于发射体被布置为使得由发射体所生成的 光被输入耦合到光纤的第一末端中， 其中光纤至少在其第一末端的区域中沿着其侧面边对
边地布置， 其中该制造方法具有下列步骤 ： －布置多个光纤， 所述光纤在部分区域中形成光纤片段， 该光纤片段布置在挤压工具 的两个彼此相对的挤压面之间， 其中挤压工具包括两个部分并且其中挤压工具的两个部分 中的每个都包括所述挤压面之一， －加热该光纤片段， －通过挤压工具的所述部分之间的相对运动使加热的光纤变形， －挤压工具的所述部分之间的相对运动导致静止状态， 其中通过挤压工具的两个部分 间接或直接地彼此碰撞来使相对运动导致静止状态。
在此尤其是规定 ： 光纤至少在光纤片段中沿着其侧面边对边地布置。
有利地， 挤压工具的两个部分的彼此碰撞直接的进行， 也就是说， 挤压工具的部分 彼此接触。 在这种情况下直接可以以高精确度将工具的尺寸稳定性映射到光纤的所定义的 整形。
有利地， 挤压工具的两个部分的彼此碰撞间接地通过至少一个布置在挤压工具的 挤压面之间的间隔件来进行。这样的间隔件可以以相对小的成本来制造和布置， 使得可以 利用工具精确地来对不同类型的光纤、 例如具有不同截面和有不同材料制成的光纤进行整 形。
有利地， 挤压工具的部分被成形和布置为或者间隔件被确定尺寸和布置为使得 当光纤首次至少基本上充满挤压面之间的区域、 尤其是当挤压面的 95 ％以上、 或者甚至 99.5% 以上被充满时， 挤压工具的部分之间的相对运动导致静止状态。
有利地， 光纤成层地布置并且光纤具有拥有已知直径的圆形截面， 并且挤压工具 的部分被成形和布置为、 或者间隔件被确定尺寸和布置为使得当挤压工具的加压面之间的 距离至少大致由光纤的直径与因数 pi/4 的积来给定时， 挤压工具的部分之间的相对运动 导致静止状态。
有利地， 在里面布置有光纤的区域旁边进行挤压工具的彼此碰撞。 通过这种方式， 可以实现光纤的尽可能密的布置。
有利地， 两个挤压面之一或者两个挤压面是一个或两个光纤载体的一部分， 所述 光纤载体与光纤形成尤其是粘接牢固的连接。在这些情况下有利的是， 为了改善光纤整形 的精确度而如上述那样在光纤的材料方面选择光纤。
如果在挤压面之间布置间隔工件， 则对于改善光纤整形的精确度有利的是， 光纤 由一种或多种第一玻璃制成， 并且间隔工件由一种或多种第三玻璃制成， 并且第二玻璃的 软化温度具有比第三玻璃的软化温度更高的值。 如果相应地选择玻璃， 则保证 ： 导致光纤的 变形， 而不是间隔工件的变形。优选地， 软化温度彼此相差大于 20K。 附图说明
图 1 示出了具有激光点火装置的内燃机的示意图。
图 2 详细地示意性示出了激光点火装置。
图 3a、 3b、 3c 和 3d 示意性示出了光源的示例。
图 4、 4a 示意性示出了光纤的构造和布置。
图 4b 示意性示出了光导装置和二极管激光器的布置的示例。图 5a、 5b 和 5c 示意性示出了光源的另一示例。 图 6、 7a、 7b、 7c、 7e、 7f、 7g、 7h 和 7i 示例性和示意性地示出了光源的制造。 图 8a、 8b、 8c、 8d 和 8e 以及图 9a 和 9b 示意性地示出了光源的制造的另一示例。 图 10、 11、 12、 13 和 14 示出了光源的制造的另外的示例。 图 15、 15a 和 15b 和 16 示意性地示出了光源的另外的示例。 图 17a、 17b 和 18 示意性示例性地示出了光源的制造方法。 图 19 和 20 示意性示例性地示出了光源的另一制造方法。具体实施方式
在图 1 中， 附图标记 109 总体上表示内燃机。该内燃机用于驱动未示出的机动车 辆或同样未示出的发电机。内燃机 109 包括多个汽缸 129， 图 1 中示出了其中一个。汽缸 129 的燃烧室 14 受到活塞 16 的限制。燃料 229 直接通过喷射器 18 到达燃烧室 14 中， 该喷 射器 18 连接到燃料压力储罐 209。
喷入到燃烧室 14 中的燃料 229 借助于激光脉冲 24 被点燃， 所述激光脉冲 24 由包 括打火装置 27 的激光装置 11 辐射到燃烧室 14 中， 并且借助于聚焦光学器件 261 被聚焦。 激光装置 11 由光源 10 通过光导装置 12 馈送泵浦光。光源 10 由控制和调节装置 32 来控 制， 该控制和调节装置 32 还控制喷射器 18。
光源 10 除了光导装置 12 以外还包括二极管激光器 13， 该二极管激光器 13 根据控 制电流将相应的泵浦光通过光导装置 12 输出给激光装置 11。
图 2 示意性地示出了图 1 中的激光装置 11 的固体激光器 260 的详细视图。 如从图 2 中可以看出的那样， 固体激光器 260 具有在后面被称为激光晶体 44 的激光活性的固体， 在 该固体之后还光学地布置有也被称为 Q 开关的晶体、 即无源品质开关 （Güteschalter） 46。 固体激光器 260 还具有输入耦合镜 42 和输出耦合镜 48。在该示例中， 固体激光器 260 的组 件被构造为单片的， 也就是说， 这些组件例如通过接合和 / 或涂层以基本上不可松开的方 式彼此连接。
为 了 生 成 亦 称 巨 脉 冲 的 激 光 脉 冲， 激 光 晶 体 44 被 贯 穿 输 入 耦 合 镜 42 施 加 泵 浦 光 28a， 使 得 导 致 光 学 泵 浦 以 及 导 致 在 激 光 晶 体 44 中 形 成 粒 子 数 反 转 （Besetzungsinversion） 。无源品质开关 46 首先处于其静止状态， 在该静止状态中该品质 开关对要由激光装置 11 生成的光具有相对小的透射。通过这种方式， 受激发射的过程以及 由此激光辐射的生成首先受到抑制。但是随着泵浦持续时间增加， 即在施加泵浦光 28a 期 间， 固体激光器 260 中的辐射强度升高， 使得无源品质开关 46 最后褪色。在此， 该品质开关 的透射跳跃式地升高， 并且激光辐射的生成开始。该状态由双箭头 24’ 符号化表示。在激 光运行期间， 由于受激发射的效应， 存在于激光晶体 44 中的粒子数反转的迅速下降， 使得 固体激光器 260 的发射通常在几纳秒以后就停止， 并且随后品质开关 46 的透射也又下降到 其原始的小的值。
通过前述方式， 产生亦称巨脉冲的激光脉冲 24， 该激光脉冲具有相对高的峰值功 率。该激光脉冲 24 必要时在使用另一光导装置 （未示出） 的情况下或者直接地通过激光装 置 11 的同样未示出的燃烧室窗输入耦合到内燃机 109 的燃烧室 14（图 1） 中， 使得点燃其 中存在的燃料 229 或空气 / 燃料混合物。图 3a、 3b、 3c 和 3d 示出了光源 10 的一个实施例的示意图。光源 10 所包括的二极 管激光器 13 具有所谓的二极管激光条的构造形式。该二极管激光条因此具有多个并排布 置的发射体 131。 发射体 131 具有侧面 1310， 由发射体 131 生成的光穿过该侧面发出。 该侧 面 1310 通常具有大致矩形的构造， 该构造具有通常称为快轴 （Fast-Axis） 的短的例如 1μm 长的第一侧 1311 以及通常称为慢轴 （Slow-Axis） 的较长的例如 10 － 500μm 长的第二侧 1312。在层平面中在慢轴的方向上并排布置的发射体 131 之间存在称为隔离槽的区域， 从 这些区域中不发射光。由发射体 131 生成并且从侧面 1310 发出的光分别具有光锥的形状， 其中光锥在快轴平面中的半开口角通常处于 30˚ 至 60˚ 的范围中， 并且一般明显大于光锥 在慢轴平面中的通常为仅仅几度的开口角。
尽管在该例中二极管激光器 13 具有所谓的二极管激光条的构造形式， 本发明也 不限于这样的构造形式， 而是例如还包括具有发射体 131 的其他布置、 例如具有多个层平 面中的发射体 131 的布置的二极管激光器 13， 其中这些层平面例如在快轴的方向上彼此错 开几微米， 例如所谓的二极管激光叠层或纳米叠层。
同样由光源 10 所包括的光导装置 12 具有多个亦称光学纤维 121 的光纤 121， 其 中光纤 121 分别具有第一末端 1211 和第二末端 1212。光纤 121 在其第一末端 1211 的区 域中以一个位置并排布置。另外， 光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中被布置为使得光纤 121 的属于第一末端 1211 的端面 1216 共同处于一个平面中。另外， 光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中沿着其端面 1217 对齐地布置， 即被布置为使得所有光纤 121 或几乎所有光纤 121、 例如多于 90％的光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中接触直接相邻的光纤 121。 在该示例中， 光纤 121 的端面 1216 具有基本上矩形的形状， 同样地光纤 121 在其 第一末端 1211 中的截面具有基本上矩形的形状。在此， 光纤 121 在其第一末端 1211 的区 域中平坦地沿着光纤 121 的侧面 1217 的被构造为近似平坦的区域彼此接触。但是， 本发明 当然不限于在其第一末端 1211 的区域中具有基本上矩形的截面的光纤 121。该截面也可 以是梯形的， 或者具有弯曲的边， 其中优选的是， 光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中平坦 地沿着其侧面 1217 彼此接触并且光纤 121 的端面 1216 共同地处于一个平面内， 其中光纤 121 的端面 1216 尽可能紧密地处于一起， 即不包含暴露的表面。
光纤 121 的端面 1216 和光纤 121 的截面彼此具有至少基本相同的面积， 该面积优 2 2 选处于 3000μm 至 5000μm 的范围内。 光纤 121 的端面 1216 和光纤 121 的处于光纤 121 的 第一末端 1211 的区域中的截面优选地具有矩形形状， 该矩形的边长构成大致 0.78 或 pi/4 的比例， 其中光纤 121 优选地沿着矩形的短边彼此接触。在本发明的范围内， 应将光纤 121 的截面理解成与光纤 121 的长轴 1219 垂直的截面。
光纤 121 由至少一种玻璃制成， 其中每个单独的光纤 121 优选地由至少两种不同 的玻璃制成。所使用的玻璃种类例如是所谓的燧石玻璃和 / 或钙钠玻璃。
图 4 示出了光导装置 12 的片段、 尤其是属于光纤 121 的第一末端 1211 的端面 1216 的片段， 所述端面 1216 表示光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中的截面。 在光纤 121 的截 面中， 或沿着光纤 121 的端面 1216， 可以看见中心地布置在光纤 121 中的纤芯 1213 以及还 有在侧向上、 即与光纤 121 的长轴 1219 垂直地包围纤芯 1213 的光纤套 1214。在光纤 121 的截面中， 或沿着光纤 121 的端面， 另外可以看见在侧向上包围光纤套 1214 的光纤磨光层 1215。 在该示例中， 光纤 121 的端面 1216 以及光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中的截面
都具有近似矩形的形状。同样， 在光纤 121 的第一末端 1211 的区域中， 纤芯 1213 的截面、 和由纤芯 1213 和光纤套 1214 组成的形成物的截面、 以及由纤芯 1213 和光纤套 1214 以及 光纤磨光层 1215 组成的形成物的截面都具有近似矩形的截面。
规定 ： 光纤套 1214 的厚度至少在光纤 121 的第一末端 1211 的区域中与纤芯 1213 的截面面积相比、 尤其是与该截面面积的平方根相比是小的， 由此实现了， 二极管激光器 13 的高份额的发射被输入耦合到纤芯 1213 中， 在那里该高份额的发射可以损失少地被引导。
为了实现尽管在光输入耦合到光纤 121 的光纤套 1214 的情况下仍在那里至少部 分地将光引导到光纤 121 的第二末端 1212， 附加地或可替代地规定 ： 纤芯 1213 由第一材料 制成， 光纤套 1214 由第二材料制成， 并且光纤磨光层 1215 由第三材料制成， 其中第一材料 对由二极管激光器 13 生成的、 波长例如为 808nm 的光具有折射率 n1， 其中第二材料对由二 极管激光器 13 生成的光具有折射率 n2， 并且其中第三材料对由二极管激光器 13 生成的光 具有折射率 n3， 并且其中有 n1 > n2 > n3 > 1 成立。
在该示例中， 纤芯 1213 在光纤 121 的第一末端 1211 的区域中具有近似矩形的外 形和 60μm 和 77μm 的边长， 光纤套 1214 形成大致 2μm 厚的层并且光纤磨光层 1215 形成 大致 0.05μm 厚的层。第一材料、 即纤芯 1213 的材料是具有在 1.5 至 1.6 之间的折射率 的玻璃、 例如燧石玻璃。第二材料、 即光纤套 1214 的材料是具有在 1.4 至 1.5 之间的折射 率的玻璃、 例如钙钠玻璃。第三材料、 即光纤磨光层 1215 的材料是塑料并且具有在 1.15 至 1.35 之间的折射率。光纤磨光层 1215 附加地具有改善光纤 121 的强度的功能。光纤磨光 层 1215 可以是由漆 （丙烯酸酯或塑料） 制成的外套。 光纤 121 的第一末端 1211 和 / 或第二末端 1212 可以具有抛光和 / 或如在图 4a 中所示抗反射层 15。这样的抛光和 / 或这样的抗反射层 15 被实施为使得减小了在从光导 装置 12 出射时 / 入射到光导装置 12 中时的光损耗。
可替代或附加地， 可以如图 4b 示意性地示出的那样， 给光纤的第一末端 1211 与二 极管激光器 13 的发射体 13 之间的空间完全填充光学均匀的介质 17、 例如光学凝胶， 优选地 填充如下凝胶， 使得在将由二极管激光器 13 的发射体 131 所生成的光输入耦合到光纤 121 中时的光损耗减小和 / 或具有等于或大致等于纤芯的折射率 n1、 例如与纤芯的折射率 n1 的 差别不大于 15％的折射率。
可替代或附加地， 可以将光纤 121 的第一末端 1211 布置为与二极管激光器 13 的 发射体 131 相距 1μm 至 10μm 的间距。
如在图 3a、 3b 和 3c 中可以看出的那样， 光纤 121 在第一末端 1211 的区域中与光 纤载体 20 相连接。在该例中所使用的光纤载体 20 具有方形小片的形状， 在布置光纤 121 的例如 20mm 的宽度上延伸， 具有在光纤 121 的长轴 1219 的方向上取向的为 1mm 至 20mm、 例 如至 10mm 的长度。光纤载体 20 在其朝向二极管激光器 13 的那侧与光纤 121 的端面 1216 平齐地端接。光纤载体 20 的高度处于 1 毫米的十分之几至几毫米的范围内， 并且通常是光 纤 121 的高度的几倍高。
光纤载体 20 由玻璃制成并且与光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中粘接牢固地 连接。光纤载体 20 由玻璃制成， 该玻璃与制成光纤 121 的一种或多种玻璃相比在室温下具 有更低的硬度、 相似的热膨胀系数和 / 或更高的软化温度。所使用的玻璃种类例如是浮法 玻璃。
在此被称为光纤 121 的第一末端 1211 的区域的区域应理解为将光纤 121 的如下 区域 ： 在该区域中光纤 121 被布置在光纤载体 20 上。
由光纤 121 和光纤载体 20 构成的复合体例如通过粘接相对于二极管激光器 13 被 固定。 另一可能性是， 通过夹持来产生固定， 使得该固定在稍后的时刻例如由于拆卸或重新 调整而可以被松开。
图 5a、 5b 和 5c 中示出了另一实施方式。该另一实施方式与图 3a、 3b 和 3c 中所示 的实施方式的区别在于， 光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中不仅被布置在光纤载体 20 上， 而且被布置在光纤载体 20 与第二光纤载体 21 之间。光纤载体 20 和第二光纤载体 21 分别具有方形玻璃片的形状并且例如大小相同。例如， 光纤载体 20 和第二光纤载体 21 具 有在前面的示例中针对光纤载体 20 所说明的尺寸。
在光纤载体 20、 21 和光纤 121 之间存在粘接牢固的连接， 并且光纤载体 20 以及光 纤载体 21 都平齐地与光纤 121 的端面 1216 端接。
一方面可能的是， 光纤载体 20 的朝向光纤 121 的面以及第二光纤载体 21 的朝向 光纤 121 的面彼此平行， 使得剩留在光纤载体 20、 21 之间的缝隙具有一致的高度。可替代 地， 光纤载体 20 的朝向光纤 121 的面以及第二光纤载体 20 的朝向光纤 121 的面彼此倾斜， 使得剩留在光纤载体 20、 21 之间的缝隙在光纤 121 的端面 1216 的区域中比在光纤载体 20、 21 的与光纤 121 的端面 1216 相对的区域中具有更小的高度。该倾斜优选地进行 0.1˚ 至 2.5˚、 例如 0.2˚ 至 0.5˚ 的角度。
根据光纤载体 20、 21 之间的缝隙的形状， 设置光纤 121 的连续变尖。通过用于输 入耦合到光纤 121 中的截面形状与用于到光纤 121 中的光导的截面形状之间的连续过渡， 避免了突变的过渡， 其中突变的过渡展示出潜在的机械薄弱位置。
两个光纤载体 20、 21 可以在其材料方面具有同类的、 尤其是相同的特性。优选地， 第二光纤载体 21 由玻璃制成， 该玻璃与制成光纤 121 的一种或多种玻璃相比在室温下具有 更低的硬度和 / 或相似的热膨胀系数和 / 或更高的软化温度。
下面根据图 6 示例性地阐述光源 10 的制造。出发点是具有 1mm 高度、 5mm 长度和 14mm 宽度的光纤载体 20。沿着光纤载体 20 的总宽度布置有具有圆形端面 1216 和圆形截 面并且具有大致 1000mm 长度和大致 70μm 直径的光纤 121， 其中光纤 121 在光纤载体 20 的 区域中以一层并且沿着其端面 1217 平齐地端接， 也就是说， 所有光纤 121 或几乎所有光纤 121、 例如多于 90％的光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中沿着其端面 1217 接触直接相邻 的光纤 121。因此导致大致 200 个光纤 121 的布置。
光纤 121 相对于彼此以及相对于光纤载体 20 例如在利用共同的抵靠面 （未示出） 的情况下被定向为使得光纤 121 的端面 1216 平齐地彼此端接并且平齐地与光纤载体 20 端 接。
布置在光纤载体 20 上的光纤 121 的变热借助于加热装置 70、 例如借助于电阻加热 到例如 550℃至 800℃的温度来进行， 其中由加热装置 70 生成的热例如贯穿光纤载体 20 到 达光纤 121。由于光纤 121 和光纤载体 20 的变热， 导致形成光纤 121 与光纤载体 20 之间的 粘接牢固的连接。
在该方法的一个可替代的实施方式中， 如在图 7a 和 7b 中所示， 光纤载体 20 与光 纤 121 之间的连接的形成被通过如下方式支持和加速 ： 在光纤 121 的背向光纤载体 20 的那侧使工具 200 的相对面 22 在力 F 的作用下与光纤 121 接触。因此， 也在光纤载体 20 与光 纤 121 之间产生力。为了避免也在光纤 121 与相对面 22 之间形成连接， 该相对面由至少一 种耐热材料、 例如由 SiC 制成， 该耐热材料在热和压力的作用下也不与玻璃连接。
可替代地， 尤其是在相对面如图 7c 和 7b 所示的那样是第二光纤载体 21 的部分 时， 相对面 22 与光纤 121 之间的连接的形成也可能是所期望的。在这种情况下， 可以借助 于第二加热装置 71、 例如借助于第二电阻加热体来改善热传输， 其中该第二电阻加热体布 置在由光纤 121 和光纤载体 20、 21 构成的复合体的背向第一电阻加热体的那侧上。
在该方法的一个可替代的实施方式中， 光纤 121 的继续变热与光纤 121 的软化相 联系和 / 或在通过相对面 22 引入的力的作用下导致光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中 的变形。在此， 如图 7e 所示， 可以观察到， 光纤 121 的首先为圆形的截面在光纤 121 彼此接 触或者接触光纤载体 20 或相对面 22 的区域中变为扁平， 也就是说， 光纤 121 的侧面 1217 的曲率在该区域中减小 （曲率半径增加） ， 而光纤 121 的侧面 1217 的仍然为自由的区域中的 曲率增加 （曲率半径减小） 。如果热和力的作用进一步延续， 则光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中一直继续变形， 直到光纤载体 20 与相对面 22 之间的空间至少基本上完全地被光 纤 121 充满 （图 7e） 。 于是， 光纤 121 在其第一末端的区域中例如具有矩形的截面， 该矩形截 面尤其是具有 Pi 比 4 的边长比， 另一方面， 也可以导致光纤 121 的不那么规则地成形的截 面、 例如梯形截面或弯曲的截面 （图 7f） 。
在另一实施方式中规定 ： 如从图 7g、 7h 和 7i 中可以看出的那样， 光纤 121 在包括 光纤 121 的端面 1216 在内的第一部分区域 121a 中比在第二部分区域 121b 中更强烈地受 到挤压， 其中第二部分区域 121b 被布置为与光纤 121 的端面 1216 间隔开。例如， 光纤 121 在第一部分区域 121a 中的挤压强度为使得其在挤压以后具有近似矩形的端面 1216（图 7h） 。在该例中， 光纤 121 在第二部分区域 121b 中受到的挤压如此小， 使得其在第二部分区 域 121b 中保持近似圆形的截面 （图 7i） 。
在此规定 ： 相对面 22 与光纤 121 在光纤载体 20 上的接触面成 0.1˚ 至 2.5˚ 的角 度。可替代或附加地规定 ： 通过相对面 22 作用于光纤的力与光纤 121 在光纤载体 20 上的 接触面的法线成 0.1˚ 至 2.5˚ 的角度， 使得导致对光纤 121 的不均匀的挤压。
之前已经描述了单个光源 10 的制造、 尤其是单个光导装置 12 的制造。下面将示 例性地描述， 附加地或可替代地可以在一个工作流程中分别制造多个光源 10、 尤其是分别 制造多个光导装置 12。
在此例如如图 8a 和 8b 中所示， 多个光纤 121、 尤其是非常大数目的光纤 121、 例 如 1000 个或更多光纤 121 并排布置， 使得光纤 121 在光纤片段 1218 中沿着其侧面 1217 处 于边对边， 也就是说如此布置， 使得所有光纤 121 或几乎所有光纤 121、 例如多于 90％光纤 121 在其第一末端 1211 的区域中沿着其侧面 1217 在光纤片段 1218 中接触直接相邻的光纤 121。
光纤 121 被布置为使得光纤片段 1218 在光纤 121 的长度方向上至少大致处于光 纤 121 的中部。光纤 121 另外在光纤片段 128 中处于光纤载体 20 上， 该光纤载体 20 例如 是玻璃板并且具有大致 1 毫米的高度、 几毫米的长度和 50mm 至 200mm 或以上的宽度。在该 例中， 第二光纤载体 21 与第一光纤载体 20 相对地被放置在光纤 121 上， 第二光纤载体 20 的特性在几何结构和材料方面与光纤载体 20 一致。在图 8c 中示意性地示出下面的方法步骤。 这些方法步骤包括 ： 利用两个被构造成 电阻加热体的加热装置 70、 71 来使光纤载体 20 和光纤载体 21 变热。因此， 光纤 121 也间 接地变热， 在该例中变热到 550 至 850℃。另外， 这些方法步骤包括 ： 将力 F 作用于光纤载 体 20 并且将力 F’ 作用于第二光纤载体 21。力 F 和 F’ 彼此相反并且被定向为使得通过两 2 2 个光纤载体 20、 21 总共有例如 0.5 N/cm 至 50 N/cm 的压力施加在光纤 121 上。
由于该压力的作用， 导致光纤 121 在光纤载体 20 与第二光纤载体 21 之间的区域 中的变形， 其中光纤 121 在光纤载体 20 与第二光纤载体 21 之间的区域中首先具有圆形的 截面并且该圆形的截面由于光纤 121 的变形而如上所述那样变形。
图 8b 中还示出了相应地变形的光纤 121 的一个示例， 其中光纤 121 的截面在光纤 121 接触光纤载体 20、 21 或彼此接触的区域中具有扁平化部。图 8e 中示出了另一示例， 其 中光纤 121 基本上充满了光纤载体 20 与光纤载体 21 之间的区域， 使得整个光纤 121 基本 上完全充满位于光纤载体之间的空间。各个光纤 121 在光纤载体 20、 21 之间的区域中的截 面可以是矩形或梯形的。
下面进行光纤 121 和光纤载体 20、 21 的冷却， 其中导致光纤 121 的固化并且其中 在光纤 121 与光纤载体 20、 21 之间形成粘接牢固的连接。
如图 9a 示例性地示出的那样， 在该例中规定 ： 由光纤载体 20、 光纤 121 和第二光 纤载体 21 构成的复合体接着借助于大致垂直于光纤 121 的长轴 1219 在光纤 121 的光纤片 段 1218 的区域中进行的切割 55 而被分成两个大致相等的部分 301、 302。切割 55 例如可以 公知方式借助于金刚石锯或者借助于刻刮或折断或者借助于激光束、 例如红外激光、 尤其 是 CO2 激光来执行。
可选地， 两个这样获得的部分 300、 301 或者多个这样获得的部分 301、 302 可以彼 此堆叠并且一起进行抛光和 / 或配备抗反射层。
所获得部分 301、 302 可以理解成一起制造的两个光导装置 12。
另外， 可选地也可以如图 9b 示意性示出的那样， 通过执行在光纤 121 的光纤片段 1218 的区域中沿着光纤 121 的长轴 1219 进行的一次或多次第二切割 56 来单独地或一起将 部分 301、 302 进一步拆分， 并且因此生成多个光导装置 12。第二切割 56 可以灵活地执行， 尤其是这样执行， 即所生成的光导装置 12 的宽度对应于二极管激光器 13 的用于共同作用 的宽度。
第二切割 56 同样可以如切割 55 那样来执行， 例如借助于金刚石锯或者借助于刻 刮或折断或者借助于激光束、 例如红外激光、 尤其是 CO2 激光来执行。
尤其是可以为了执行第二切割 56 而将部分 301、 302 或者多个部分 301、 302 进行 堆叠， 使得在每次第二切割 56 时分割出多个光导装置 12。
如上所述， 光源 10 的制造可以规定 ： 在力 F 在光纤 121 的第一末端 1211 的区域中 或者在例如光纤 121 的大致中部的光纤片段 1218 中作用于变热的光纤 121 的情况下导致 变热的光纤 121 的变形， 例如变形为使得整个变形的光纤 121 完全充满光纤载体 20 与第二 光纤载体 21 之间的区域。当然也可能的是， 光纤载体 20 和 / 或第二光纤载体 21 被例如由 SiC 制成的第二工具代替， 该工具不与光纤 121 连接并且在光纤 121 变形以后被除去。重 要的是， 光纤 121 如图 10 所示那样布置在两个挤压面 201、 202 之间， 其中力 F 和反作用力 F’ 通过所述挤压面作用于光纤 121。在这种情况下， 所制造的装置不具有两个光纤载体 21、22， 而是最高具有一个光纤载体 21。 在这种情况下特别优选的是， 通过刻刮和断裂引入第一 和 / 或第二切割 55、 56。
在下面的示例中， 力 F 和 F’ 被选择为使得尽管导致光纤 121 的变形， 但是在光纤 121 首次至少基本上充满挤压面 201、 202 之间的区域时 （例如 > 截面的 99.5％） ， 该变形出 现静止状态。在此， 避免了不足以使光纤 121 变形的过小的力 F 以及将导致光纤 121 从挤 压面 201、 202 之间的区域中从侧向上掉出的过大的力。
具体而言， 140 个大小为 15mm*8mm 的由燧石玻璃 / 钙钠玻璃构成的光纤被布置在 两个挤压面 201、 202 之间， 并且被加热到大致 630℃、 即光纤 121 的软化温度以上。 接着， 光 纤 121 被施加力 F。对于该力来说， 所期望的表现在 1N 至 35N 之间被观察到。
当然， 在一定极限内可能的是， 将光纤 121 加热到更高或更低的温度， 由此导致光 纤 121 的提高或减小的流动性。在这种情况下， 力 F 的出现如下表现的区域可以推移并且 可以通过尝试被找到 ： 所述表现尽管导致光纤 121 的变形， 但是当光纤 121 首次至少基本上 充满挤压面 201、 202 之间的区域时 （例如 > 截面的 99.5％） ， 该变形出现静止状态。在该例 中， 该力所期望的表现在 10N 至 20N 之间以及光纤温度在 590℃至 690℃之间达到。
在另一实施方式中， 附加地或可替代地规定 ： 确定剩留在挤压面 201、 202 之间的 缝隙的高度， 其中当所确定的值达到或超过预先给定的值时， 也就是说， 当挤压面 201、 202 之间剩留的缝隙的高度达到或超过预先给定的高度时， 结束施加力 F。
一方面当光纤 121 基本上充满了挤压面 201、 202 之间的区域时 （例如 > 截面的 99.5％） 可以结束力的施加， 另一方面也可以选择另一高度。在图 11 所示的实施方式中， 具 有首先为圆形的截面和在示例 100 中为 100μm 的直径 D 的光纤 121 被单层地并且沿着光 纤 121 的侧面 1217 边对边地放入两个挤压面 201、 202 之间。挤压面 201、 202 分别要么是 光纤载体 20、 21 的与光纤 121 连接的部分、 要么是例如由 SiC 制成的与光纤 121 不连接的 工具 200 的部分。
挤压面 201、 202 可以通过执行器 60、 在此例如通过压电执行器被推移， 其中挤压 面 201、 202 的推移被施加在执行器 60 上的信号、 例如被电压触发。所规定的是 ： 例如基于 施加在执行器上的信号或通过光学系统来检测挤压面 201、 202 的彼此间的实际间距。
在该例中， 在将电压施加在压电执行器上以前通过如下方式参考挤压面 201、 202 相对于彼此的位置 ： 使挤压面 201、 202 与还未软化的光纤 121 接触。接着， 逐步或连续地提 高施加在压电执行器上的电压， 直到所施加的电压对应于压电执行器的为 22μm 的长度扩 展。在该时刻， 位于挤压面 201、 202 之间的空间至少基本上完全充满变形的光纤 121。
在可替代的实施方式中规定 ： 剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙的高度通过如下 方式来给定 ： 挤压借助于挤压工具 200 来进行， 该挤压工具由两部分 211、 212 构成， 其中 第一挤压面 201 被分配给挤压工具 200 的第一部分 211 并且第二挤压面 202 被分配给挤 压工具 200 的第二部分 212。如图 12 所示， 挤压工具 200 的第一部分在此在其外部区域 中具有突起 2111。突起 2111 被成形和布置为使得其具有抵靠面 2112， 该抵靠面与第二挤 压面 202 齐平。为了定义变热的光纤 121 的变形而规定 ： 挤压工具 200 的两个部分 211、 212 彼此接近， 直到挤压工具 200 的第一部分 211 的突起 2111 的抵靠面 2112 与第二挤压 面 202 接触。因此， 剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙通过由突起 2111 给定的度量体现部 （Maßverkörperung） 来定义。当然， 挤压工具 200 的第二部分 212 可以可替代地或者如图 13 所示附加地在其外 部区域中具有突起 2111。尤其是， 挤压工具 200 的两个部分 211、 212 可以例如在其外部区 域中具有突起 2111， 其中突起 2111 具有彼此平行的抵靠面 2112。在这种情况下， 为了变热 的光纤 121 的所定义的变形规定 ： 挤压工具的两个部分 201、 202 彼此接近， 直到挤压工具 200 的第一部分 211 和第二部分 212 的突起 2111 的抵靠面 2112 彼此接触。剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙由此通过由突起 2111 给定的度量体现部来定义。
下面称为挤压工具 200 的第一部分 211 和第二部分 212 的部分可以一方面是两 个严格字面意义上的工具、 例如由 SiC 制成的工具， 该工具在热和压力的作用下、 例如在 2 800℃的温度和高达 50N/cm 的压力下也不与光纤 121 连接。 另一方面可能的是， 如图 12 和 13 中通过使用附图标记 20 和 21 所示， 挤压工具 200 的第一部分 211 是光纤载体 20 和 / 或 挤压工具 200 的第二部分 212 是第二光纤载体 21， 其中优选由玻璃制成的光纤载体 20 和 / 或第二光纤载体 21 在热和压力的作用下形成粘接牢固的连接。
在另一示例中规定 ： 剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙的高度通过如下方式来给 定： 挤压借助于挤压工具 200 进行， 使得由两个部分 211、 212 构成， 其中第一挤压面 201 被 分配给工具 200 的第一部分 211 并且第二挤压面 202 被分配给工具 200 的第二部分 212 并 且其中在挤压面 201、 202 之间、 例如在挤压工具 200 的外部区域中布置一个间隔件 40 或多 个间隔件 40。
在图 14 所示的该示例的实施方式中， 在光纤 121 的两侧分别布置间隔件 40。 间隔 件 40 具有与应剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙的高度相对应的高度。间隔件 40 要么由 在热和压力的作用下、 例如在 800℃的温度和高达 50N/cm2 的压力下也不与光纤 121 连接的 材料制成， 要么间隔件 40 由玻璃制成并且在热和压力的作用下与光纤 121 形成粘接牢固的 连接。
为了变热的光纤 121 的所定义的变形规定 ： 挤压工具的两个部分 211、 212 彼此接 近， 直到间隔件 40 与两个挤压面 201、 202 接触。剩留在挤压面 201、 202 之间的缝隙由此通 过由间隔件 40 给定的度量体现部来定义。
如前述示例中那样， 挤压工具 200 的第一部分 211 和第二部分 212 可以是严格字 面意义上的工具、 例如由 SiC 制成的工具， 该工具在热和压力的作用下、 例如在 800℃的温 2 度和高达 50N/cm 的压力下也不与光纤 121 连接。另一方面可能的是， 挤压工具 200 的第 一部分 211 是光纤载体 20 和 / 或挤压工具 200 的第二部分 212 是第二光纤载体 21， 其中光 纤载体 20 和 / 或第二光纤载体 21 优选地由玻璃制成并且在热和压力的作用下与光纤 121、 以及可选地还与间隔件 40 形成粘接牢固的连接。优选地避免间隔件 40 的变形。
图 19 和 20 示出了光源 10 的另一实施例， 该光源 10 包括二极管激光器 13 和光导 装置 12。 如在前面的示例中那样， 二极管激光器 13 和光导装置 12 相互作用， 使得二极管激 光器 13 包括多个并排布置的发射体 131， 这些发射体与多个光纤 121 相对地布置， 其中二极 管激光器 13 的发射体 131 的发射 135 输入耦合到所述光纤 121 中。
由于发射体 131 和光纤 121 的布置、 以及由于二极管激光器 13 的发射体 131 的发 射 135 的空间特性导致 ： 在光纤 121 中输入耦合发射体 131 的发射 135 的一部分， 而在其他 光纤 121 中没有或少量光被输入耦合。规定 ： 没有或有少量光被输入耦合到的光纤 121 借 助于被构造成栅格刀具 65 的切割装置优选地在光纤载体 20 附近被分割。 利用栅格刀具 65对光纤 121 的分割尤其是可以直接在光纤载体 20 的在光纤 121 处从光纤载体 20 突出的棱 边处进行。栅格刀具 65 具有拥有宽度 A 的切割元件 65， 其中宽度 A 等于或近似等于二极 管激光器 13 的发射体 131 之间的间隙的宽度。切割元件 65a 的间距 P 彼此相等， 或者近似 等于发射体 131 彼此间所具有的间距 P。在此， 应将近似相等理解成最大如下的偏差 ： 该偏 差对应于发射体 131 在发射体 131 的出射面与光纤 121 在慢轴中的端面 1216 之间的发射 135 的空间扩展。
利用栅格刀具 65 对光纤 121 的分割优选地通过如下方式进行 ： 栅格刀具 65 的第 一切割被定位在二极管激光器 13 之前， 使得切割元件 65a 到达二极管激光器 13 的发射体 131 之间。后者可以通过如下方式来实现 ： 二极管激光器 13 的发射体 131 发射光并且使通 过栅格刀具 65 发出的光量在栅格刀具 65 的侧向偏移方面最大化。接着进行栅格刀具 65 的提升、 光导装置 12 在二极管激光器 13 之前的定位， 并且接着通过下降栅格刀具 65 来进 行未照射或少量照射的光纤 121 的分割。
图 15、 15a 和 15b 示出了包括如前面的示例中那样共同作用的二极管激光器 13 和 光导装置 12 的光源 10 的另一实施例。由于发射体 131 和光纤 121 的布置、 以及由于二极 管激光器 13 的发射体 131 的发射 135 的空间特性导致 ： 在光纤 121 中输入耦合二极管激 光器 13 的发射体 131 的不一样多的发射 135， 并且因此输入耦合不一样多的光辐射。在布 置在与发射体 131 的间隙相对的区域中的光纤 121 中实际上不输入耦合辐射。在与发射体 121 更中心地相对的光纤 121 中输入耦合大致一样多的辐射、 辐射功率 P1 的辐射。在与发 射体 121 的边缘区域相对的光纤 121 中输入耦合其辐射功率处于 0 至 P1 之间的辐射。
图 16 中示出了输入耦合到光纤 121 中的辐射功率 P 的结果得到的频度分布。可 以看出， 除了大致输入耦合有辐射功率 P1 的第一组 84 光纤 121 和没有或几乎没有辐射功率 被输入耦合的第二组 81 光纤 121 以外， 还存在输入耦合有如下辐射的第三组 83 光纤 121， 该辐射的辐射功率处于 0 至极限值 G 之间。另外， 存在输入耦合如下辐射的第四组 82 光纤 121 ： 该辐射的辐射功率处于极限值 G 至 P1 之间。
规定 ： 第一组和第四组 82、 84 光纤 121 形成光纤 121 的第一部分 501 （图 15a） ， 并 且在其第二末端 1212 的区域中组成束 85， 尤其是在压力和热的作用下彼此连接和 / 或变 密。
在图 15b 中示意性地示出了另一实施方式， 其中光纤 121 的第二部分 502 的光纤 121——其中分别输入耦合比在光纤 121 的第一部分 501 的光纤 121 中少的光——围绕着 束 85 布置。
这样的光源 10 例如可以通过如下方式制造 ： 光导装置 12 如前述那样布置在二极 管激光器 13 之前。通过给二极管激光器 13 施加工作电流， 二极管激光器 13 在发射体 131 的区域中被激发以发射光。该光主要输入耦合到光导装置 12 的光纤 121 中， 其中具有辐射 功率 P 的辐射输入耦合到每个单独的光纤 121 中。规定 ： 为每个单独的光纤 121 检测该辐 射功率。
如图 17a 所示， 辐射功率的检测例如通过如下方式进行 ： 光纤的第二末端 1212 映 像到 CCD 摄像机 400 上。另一方面可能的是， 如图 17b 所示， 使光纤 121 经历衍射 1210， 使 得更多的散射辐射从其出射， 并且该散射辐射映像到 CCD 摄像机 400 上。
规定 ： 如图 18 示意性地示出的那样， 由 CCD 摄像机 400 拍摄的图像被输送给控制单元 402。由控制单元 402 决定， 引导到单独光纤 121 中的辐射的辐射功率 P 是高于还是低 于极限值 G。另外规定 ： 控制单元 402 将分割装置 401、 例如 CO2 激光器系统控制为， 使得分 割如下的光纤 121 ： 针对所述光纤 121 决定有引导到这些光纤 121 中的辐射的辐射功率低 于极限值 G。
规定 ： 剩留的光纤 121、 即被决定有引导到其中的辐射的辐射功率高于极限值 G 的 光纤 121 在光纤 121 的第二末端 1212 的区域中组成束 85。 可选地， 可以将在第二末端 1211 的区域中组合的光纤 121 在其第二末端 1212 的区域中通过压力和热的作用变密和 / 或彼 此粘接牢固地连接。
规定 ； 从组成束 85 的光纤 121 中出射的辐射被用于光学地激励固体激光器 260 （图 2） ， 该固体激光器的发射用于生成用于对内燃机 109 的燃烧进行点火的点火功能 （图 1） 。 在 这种背景下清楚的是， 有利的是如此选择极限值 G， 即使得内燃机 109 中的燃烧的特征—— 尤其是功率、 发射值、 火花塞数目等等——被优化。另一方面， 极限值 G 也可以被选择为使 得固体激光器 260 的发射的至少一个特征——尤其是固体激光器 260 的输出功率、 固体激 光器 260 的辐射质量或每面积每空间角度的辐射密度——被优化。