(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ装置（１１）を光学的に励起するための光源であって、
前記光源は、複数の放射源（１３１）を備えたダイオードレーザ（１３）と光導体装置（１２）とを有しており、
前記光導体装置（１２）は複数の光ファイバ（１２１）を有しており、各光ファイバ（１２１）は第１の端部（１２１１）と側面（１２１７）とを有しており、
前記第１の端部（１２１１）はそれぞれ、前記放射源（１３１）によって形成された光が前記光ファイバ（１２１）の前記第１の端部（１２１１）に入力されるように前記放射源（１３１）に対して配置されており、
前記光ファイバ（１２１）はそれぞれ、少なくとも前記第１の端部（１２１１）の領域において、前記側面（１２１７）に沿って突き合うように配置されている、光源において、
前記光ファイバ（１２１）は前記第１の端部（１２１１）の領域においてファイバ支持体（２０）と結合されており、
前記光ファイバ（１２１）は１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、
１つのファイバ支持体（２０）または複数のファイバ支持体（２０，２１）は１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、
前記１つの第２のガラスの軟化温度または前記複数の第２のガラスの軟化温度は、前記１つの第１のガラスの軟化温度または前記複数の第１のガラスの軟化温度よりも高い値を有する、
ことを特徴とする、光源。
【請求項２】
前記ファイバ支持体（２０）は、前記光ファイバ（１２１）の前記第１の端部（１２１１）の領域において、前記光ファイバ（１２１）の前記側面（１２１７）と結合されている、請求項１記載の光源。
【請求項３】
前記光ファイバ（１２１）は前記ファイバ支持体（２０）と素材結合により結合されている、請求項１または２記載の光源。
【請求項４】
前記ファイバ支持体（２０）は、前記光ファイバ（１２１）の長手方向において、前記光ファイバ（１２１）と面一に終端している、請求項１から３までのいずれか１項記載の光源。
【請求項５】
前記光導体装置（１２）は第２のファイバ支持体（２１）を有しており、
前記光ファイバ（１２１）は前記第１の端部（１２１１）の領域において、前記ファイバ支持体（２０）と前記第２のファイバ支持体（２１）との間に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の光源。
【請求項６】
前記光ファイバ（１２１）は前記ファイバ支持体（２０）および前記第２のファイバ支持体（２１）と素材結合により結合されている、および／または、
前記ファイバ支持体（２０）および前記第２のファイバ支持体（２１）は前記光ファイバ（１２１）の長手方向において相互に面一に終端しており、且つ、前記光ファイバ（１２１）と面一に終端している、請求項５記載の光源。
【請求項７】
前記１つの第２のガラスの軟化温度または前記複数の第２のガラスの軟化温度は、前記１つの第１のガラスの軟化温度または前記複数の第１のガラスの軟化温度よりも２０Ｋから２５０Ｋ高い値を有し、前記第１のガラスの軟化温度と前記第２のガラスの軟化温度は２０Ｋを上回る程に相互に離されている、請求項１記載の光源。
【請求項８】
前記光ファイバ（１２１）は１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、
１つのファイバ支持体（２０）または複数のファイバ支持体（２０，２１）は１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、
空間温度における前記１つの第２のガラスの硬度または空間温度における前記複数の第２のガラスの硬度は、空間温度における前記１つの第１のガラスの硬度または空間温度における前記複数の第１のガラスの硬度よりも低い値を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の光源。
【請求項９】
前記光ファイバは１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、
１つのファイバ支持体（２０）または複数のファイバ支持体（２０，２１）は１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、
前記１つの第１のガラスの熱膨張係数または前記複数の第１のガラスの熱膨張係数は、前記１つの第２のガラスの熱膨張係数または前記複数の第２のガラスの熱膨張係数とは、ガラスの軟化温度と室内温度との間の温度領域において、最大で５％異なる、請求項１から８までのいずれか１項記載の光源。
【請求項１０】
少なくとも前記第１の端部（１２１１）の領域における前記光ファイバ（１２１）は、該光ファイバ（１２１）が相互に接触している領域、および／または、該光ファイバ（１２１）が１つのファイバ支持体（２０）または複数のファイバ支持体（２０，２１）と接触している領域においては、該光ファイバ（１２１）が相互に接触していない領域における曲率半径、または、１つのファイバ支持体（２０）または複数のファイバ支持体（２０，２１）と接触していない領域における曲率半径よりも大きい曲率半径を有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の光源。
【請求項１１】
前記光ファイバ（１２１）は少なくとも前記第１の端部（１２１１）の領域において、矩形の断面を有する、請求項１０記載の光源。
【請求項１２】
前記矩形の断面はＰｉ対４の縦横比を有する、請求項１１記載の光源。
【請求項１３】
前記光ファイバ（１２１）は前記第１の端部（１２１１）の領域内に、前記光ファイバ（１２１）の端面（１２１６）と対向している第１の部分領域（１２１ａ）を有しており、
前記光ファイバ（１２１）は前記第１の端部（１２１１）の領域内に、前記光ファイバ（１２１）の端面（１２１６）から距離置いて設けられている第２の部分領域（１２１ｂ）とを有しており、
前記第１の部分領域（１２１ａ）における前記光ファイバ（１２１）の断面は、前記第２の部分領域（１２１ｂ）における前記光ファイバ（１２１）の断面に比べてより強く円形の面の形状から偏差している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の光源。
【請求項１４】
前記光ファイバ（１２１）の前記端面（１２１６）は台形状または矩形の断面を有しており、
前記光ファイバ（１２１）の前記断面は、該光ファイバ（１２１）の前記第１の端部（１２１１）の領域内では、該光ファイバ（１２１）の前記長手軸（１２１９）に沿って、円形の断面へと移行する、請求項１３記載の光源。
【請求項１５】
前記光ファイバ（１２１）の断面は、前記光ファイバ（１２１）が前記ファイバ支持体（２０）の上に配置されているか、または、前記ファイバ支持体（２０）および前記第２のファイバ支持体（２１）の上に配置されている領域から、前記光ファイバ（１２１）が前記ファイバ支持体（２０）の上に配置されていないか、または、前記ファイバ支持体（２０）および前記第２のファイバ支持体（２１）の上に配置されていない領域へと移行する際に円形に保たれる、請求項１から１４までのいずれか１項記載の光源。
【請求項１６】
前記光源は、内燃機関（１０９）のレーザ点火システムのレーザ装置（１１）を光学的に励起するための光源である、請求項１から１５までのいずれか１項記載の光源。
【請求項１７】
レーザ装置（１１）を光学的に励起するための請求項１から１６までのいずれか１項記載の光源（１０）の製造方法において、
複数の光ファイバ（１２１）をファイバ支持体（２０）の上に配置するステップと、
配置された前記光ファイバ（１２１）を該光ファイバ（１２１）の第１の端部（１２１１）の領域において加熱するステップと、
加熱された前記光ファイバ（１２１）と前記ファイバ支持体（２０）との間に結合部を形成するステップとを有することを特徴とする、光源（１０）の製造方法。
【請求項１８】
少なくとも前記第１の端部（１２１１）の領域において、前記光ファイバ（１２１）が前記光ファイバ（１２１）の側面（１２１７）に沿って突き合うように、前記光ファイバ（１２１）を前記ファイバ支持体（２０）の上に配置する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記光ファイバ（１２１）を加熱する際に、前記光ファイバ（１２１）を軟化させる、請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
前記加熱の間または前記加熱の後に、前記ファイバ支持体（２０）における前記光ファイバ（１２１）の載置面に対して垂直な方向に配向されている力を前記光ファイバ（１２１）に加える、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記加熱の間または前記加熱の後に、前記ファイバ支持体（２０）における前記光ファイバ（１２１）の載置面の法線に対して０．１°から２．５°の角度を形成する力を前記光ファイバ（１２１）に加え、不均等な押圧を行う、請求項１７から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
加熱された前記光ファイバ（１２１）間に結合部を形成する際に前記光ファイバ（１２１）を変形させ、前記光ファイバ（１２１）と前記ファイバ支持体（２０）との間に素材結合による結合部を形成する、請求項１７から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
前記光ファイバ（１２１）間の素材結合による結合を回避する、請求項１７から２２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２４】
前記光ファイバ（１２１）に力を加えている間に、前記光ファイバ（１２１）を前記ファイバ支持体（２０）と対向面（２２）との間に配置し、前記光ファイバ（１２１）に作用する力を、前記対向面（２２）を用いて前記光ファイバ（１２１）に作用させる、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
前記対向面（２２）を、８００℃の温度においても前記光ファイバ（１２１）と結合しない、熱耐性のある材料から形成する、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記熱耐性のある材料はＳｉＣである、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記対向面（２２）は第２のファイバ支持体（２１）の一部であり、
前記第２のファイバ支持体（２１）も同様に前記光ファイバ（１２１）と結合させる、請求項２４記載の方法。
【請求項２８】
前記光ファイバ（１２１）は、該光ファイバ（１２１）が前記ファイバ支持体（２０）の上に配置されている幅にわたる、前記ファイバ支持体（２０）と前記対向面（２２）との間の空間を満たす、請求項２３から２７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２９】
前記光源は、内燃機関（１０９）のレーザ点火システムのレーザ装置（１１）を光学的に励起するための光源である、請求項１７から２８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載されている光源ならびに光源の製造方法に関する。
【０００２】
この種の光源は、DE 10 2004 006 932 B3から公知であり、幅の狭い複数の放射源を備えたダイオードレーザバーを有しており、これらの放射源は長手軸の方向において一列に並んで配置されている。ダイオードレーザバーには、このダイオードレーザバーから放射されるレーザ放射の放射案内および放射成形のための装置が対応付けられており、この装置には、一列に並んで配置されており、またレーザ放射が入力される複数の光導体ファイバを有している。光導体ファイバは対向する側において１つの束に統合され、ダイオードレーザバーにおいて相互に間隔をおいて配置されている放射源間に位置する、放射を放出しない光導体ファイバは束から除外されている。
【０００３】
従来技術から公知である光源の欠点は、レーザ放射が入力される領域において放射を案内および成形するための装置の機械的な安定性が低く、したがって放射を案内および成形するための装置の取り扱いが困難になることである。さらには、装置の耐久性が低下する。本発明の第１の態様および本発明の課題は、この欠点を克服することである。
【０００４】
さらに、従来技術から公知である光源の欠点は、比較的少ない光しか入力されないファイバも束に含まれていることである。このようにして、放射を案内および成形するための装置の出力側における放射密度が低くなり、また、例えば固体レーザを光学的にポンピングするための、放射を案内および成形するための装置から放射される光の適用可能性が低減されている。本発明の第２の態様は、この欠点を克服することである。
【０００５】
本発明の第３の態様は、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、この光導体装置において伝送される光源を提供することである。
【０００６】
本発明の別の態様は、本願明細書において開示される方式により光源を製造する方法に関する。
【０００７】
DE 10 2004 006 932 B3からは、円形の複数の光導体ファイバが端部領域において相互に並んで配置され、その端部領域が熱圧縮法によって矩形の断面の形状にされることによって光源が製造されることが公知であり、この発明においては、相互に並んで配置されている複数のファイバは端部領域において相互に溶融されている。
【０００８】
従来技術から公知の製造方法では、ファイバを配置して熱圧縮する処理工程毎に、ビームを案内および成形するための装置がその都度１つしか製造できない。さらに、端部区間における光導体ファイバの配置は比較的時間が掛かる。したがって、従来技術から公知である方法は経済性の点に関して不利である。本発明の第１の別の態様は、処理工程毎に少なくとも２つの光導体装置が製造される方法を提供することである。
【０００９】
上述の方法を実施する際に、殊に工業的な基準において上述の方法を実施する際に、所望の基準でのファイバの変形を実施するが、他方ではファイバの過度の圧縮が確実に排除されることは重要である。したがって、本発明の第２の別の態様は、ファイバの所定の変形が高い精度で行われることが保証されている方法を提供することである。
【００１０】
発明の利点
本発明による光源は、光ファイバの第１の端部の領域における機械的な安定性が高いので、光導体装置を問題なく取り扱うことができ、また耐久性が高いという点においても優れているという利点を有する。
【００１１】
本発明によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源において、光ファイバが第１の端部の領域においてファイバ支持体と結合されている。光源は、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されている。
【００１２】
ここで、光ファイバの第１の端部とは、光ファイバの長手軸の方向における光ファイバの端部、例えば円筒状のファイバではその円筒の底面であると解される。光ファイバの側面とは、光ファイバが長手軸に対して垂直に接している面、例えば円筒状のファイバではその円筒の被覆面であると解される。側面に沿って突き合うように配置されている複数の光ファイバとは、それらの複数の光ファイバの全ての光ファイバ、またはほぼ全ての光ファイバ、例えば９０%以上の光ファイバがその側面に沿って、直ぐ隣に位置している光ファイバと接触している光ファイバであると解される。
【００１３】
第１の端部領域においてファイバ支持体と結合されている複数の光ファイバを有している光導体装置を備えた光源においては、ファイバがファイバ支持体と結合されている領域全体が、ファイバの第１の端部の領域と解される。
【００１４】
有利には、ファイバ支持体が光ファイバの第１の端部の領域においてファイバの側面と結合されている場合、および／または、ファイバ支持体が光ファイバの長手方向においてファイバと面一に終端している場合、および／または、光ファイバとファイバ支持体との間において素材結合による結合部が形成されている場合に、光導体装置の高い機械的な安定性が得られる。
【００１５】
有利には、光導体装置がファイバ支持体の他に第２のファイバ支持体を有しており、光ファイバがそれらのファイバ支持体の間に配置されている場合には、光導体装置の殊に高い機械的な安定性が得られる。この場合においても、第２のファイバ支持体と光ファイバとの間の結合、殊に素材結合による結合が存在する場合、および／または、第２のファイバ支持体が光ファイバの長手方向において光ファイバと面一に終端している場合、および／または、第２のファイバ支持体が光ファイバの長手方向においてファイバ支持体と面一に終端している場合には、光導体装置の機械的な安定性が高まっている。
【００１６】
光ファイバおよび１つまたは複数のファイバ支持体に関して適切な材料を選択することによって、本発明による装置を殊に簡単に製造できるという利点を達成することができる。
【００１７】
有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、また、１つまたは複数のファイバ支持体が１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、１つの第２のガラスの軟化温度または複数の第２のガラスの軟化温度は、１つの第１のガラスの軟化温度または複数の第１のガラスの軟化温度よりも高い値を有する。この場合には、光ファイバの変形を選択的に行うことができ、その一方で、１つまたは複数のファイバ支持体の変形を十分に回避することができる。
【００１８】
有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、また、１つまたは複数のファイバ支持体が１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、空間温度における１つの第２のガラスの硬度または空間温度における複数の第２のガラスの硬度は、空間温度における１つの第１のガラスの硬度または空間温度における複数の第１のガラスの硬度よりも高い値を有する。この場合には、光導体装置の最終的な処理、例えばポリッシングを行うことも可能であり、この処理においては、１つまたは複数のファイバ支持体の摩耗による光ファイバの端面の引っ掻き傷が排除されている。
【００１９】
有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、また、１つまたは複数のファイバ支持体が１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、１つの第２のガラスの熱膨張係数または複数の第２のガラスの熱膨張係数は、１つの第１のガラスの熱膨張係数または複数の第１のガラスの熱膨張係数とほぼ同じ値を有する。この場合には、温度が変化した場合であっても光導体装置における応力および亀裂の発生は確実に排除されている。
【００２０】
有利には、少なくとも第１の端部の領域における光ファイバは、それらの光ファイバが相互に接触している領域、および／または、光ファイバが１つまたは複数のファイバ支持体と接触している領域において平坦化された形状を有する。このことは、この領域におけるファイバの断面が、ファイバが相互に接触していない領域また光ファイバが１つまたは複数のファイバ支持体と接触していない領域よりも大きい曲率半径を有することを意味している。平坦化によって、ファイバと１つまたは複数のファイバ支持体との間の接触面が拡大されるので、これらの部分の間の安定した結合部が生じる。さらには、ダイオードレーザの放射源の手前の空間はより広範に光ファイバによって満たされているので、光導体装置への光の入射が改善される。殊に好適な実施形態においては、ファイバがその端面に沿って、および／または、第１の端部の領域において、矩形または台形の断面を有するような強さで、および／または、そのような形状を有するように大面積で平坦化されている。
【００２１】
ファイバの円形の断面はファイバ内の損失の少ない光の案内を実現するが、光の入力に関してはむしろ不利であるので、本発明の有利な実施形態においては、第１の端部の領域内のファイバの断面が、ファイバの第１の端部からファイバの第２の端部の方向に向かって、円形の形状とは大きく異なる形状、例えば矩形または台形の形状、もしくは少なくともほぼ矩形またはほぼ台形の形状から、円形またはほぼ円形の形状へと移行していく。
【００２２】
機械的な安定性を改善するため、また光学的な損失を低減するために、この移行が連続的に行われる場合、殊にファイバが１つまたは複数のファイバ支持体上に配置されている領域全体にわたり連続的に行われる場合には有利である。
【００２３】
ファイバの断面の形状が、ファイバが１つまたは複数のファイバ支持体上に配置されている領域から、ファイバが１つまたは複数のファイバ支持体上に配置されている領域へと移行する際に急激に変化するのではなく、変化が十分でない場合、殊に円形に保たれる場合にも、ファイバの機械的な安定性は改善される。
【００２４】
本発明によれば、複数の光ファイバがファイバ支持体上に配置され、配置された光ファイバが第１の端部の領域において加熱され、続けて、加熱された光ファイバと１つまたは複数のファイバ支持体との間に結合部、殊に素材結合による結合部が形成されることによって光源、殊に上記において延べたような光源が製造される。
【００２５】
光ファイバが少なくとも第１の端部の領域においては、それらの光ファイバの側面に沿って相互に突き合うように配置されているように光ファイバの配置が行われる場合には、本発明による方法を非常に良好に再現可能に実施することができる。
【００２６】
有利には、光ファイバを加熱した際に光ファイバが軟化する場合、および／または、光ファイバがファイバ支持体と対向面との間に配置されており、その際に、対向面を用いて光ファイバに作用する力が光ファイバに作用する場合には、結合がより迅速に行われる。この場合には、より良好な熱伝導が生じ、また個々の表面間において殊に集中的な接触が生じる。
【００２７】
本発明の第２の態様によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と第２の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくともその第１の端部の領域において、その側面に沿って突き合うように配置されており、光ファイバの第１の部分は第２の端部の領域において１つの束に統合されており、光ファイバの第１の部分は、それぞれに放射源からファイバに入力される光の全ての部分が入力されるファイバから形成されており、そのような光の部分は０とは異なる第１の限界値を上回っている。
【００２８】
この第２の態様が基礎とする着想は、僅かな光しか入力されないファイバを束に含めることによって、光源から供給される放射の放射密度が低くなるということである。しかしながらそれと同時に、光が入力される光ファイバを束から除外することによって、光源から供給される放射出力が低下することも観察される。さらに本発明は、ダイオードレーザおよび光ファイバの固有の特性、殊にダイオードレーザおよび光ファイバの幾何学的な特性に応じて、また、光源の用途、例えば固体レーザをポンピングするための光源の用途に応じて、放射出力の最適化または放射密度の最適化が必要となるという知識を基礎としており、また、０とは異なる第１の限界値が設定され、この第１の限界値よりも大きい、ダイオードレーザの放射の部分がファイバに入力される場合にのみ、そのファイバを束に含まれることを考慮できるという知識を基礎としている。この着想および知識を背景として、当業者であれば第１の限界値を簡単な検査によって、例えば連続的な測定を実施することによって発見することができる。
【００２９】
第１の限界値は、例えば、光導体装置の光ファイバの個数の逆数と所定の係数の積で良い。この場合、所定の係数は０．０３以上、殊に０．０７から０．２の間の値、例えば０．１の値を取る。
【００３０】
付加的または代替的に、第１の限界値は、光ファイバに入力される最大放射出力とダイオードレーザの総放射出力の商に所定の係数を乗算した積で良い。この場合、所定の係数は０．０３以上、殊に０．０７から０．５の間の値、例えば０．２の値を取る。
【００３１】
しかしながら有利には、最適な放射密度と最適な放射出力とを同時に提供する光源を提供することも考えられる。このために、ファイバの第１の部分に属さない光ファイバの少なくとも一部が光ファイバの第２の部分に属し、光ファイバの第２の部分がファイバの第２の端部の領域においては束の周囲に配置されている。
【００３２】
例えば、光ファイバの第２の部分が光ファイバの第１の部分に属さない光ファイバを含んでいても良い。
【００３３】
有利には、光ファイバの第２の部分には、０とは異なる限界値を上回る、ダイオードレーザの放射の部分がそれぞれ入力される光ファイバのみを属させることができる。
【００３４】
もちろん、光ファイバの別の部分を取り出し、光ファイバの第２の端部の領域において統合することも同様に可能である。さらには、第２の端部の領域にファイバを所期のように配置することによって光源からの放射の放射プロフィールを所定の限界内で自由に選択することができる。
【００３５】
つまり、例えば、光ファイバが第２の端部の領域において１つの束に統合されており、ダイオードレーザの放射の大部分が入力される光ファイバが、ダイオードレーザの放射の比較的僅かな部分しか入力されない光ファイバよりも束の中央に配置されていることが考えられる。有利には、このようにして光源の放射を形成することができ、そのような放射はいわゆるガウス分布状の放射に類似する。
【００３６】
光源、殊に、レーザ装置、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源、殊に本願明細書において開示されているような光源を、以下の方法によって製造することができる。すなわち、複数の光ファイバが少なくとも第１の端部の領域においては側面に沿って相互に突き合うように、且つ、放射源からの放射が光ファイバの第１の端部に入力されるように、それらの光ファイバをダイオードレーザの複数の放射源の手前に配置し、ファイバに入力される放射出力を検出し、放射源によって形成された光において、０とは異なる限界値を上回っている部分の全てがそれぞれ入力される光ファイバを含んでいる光ファイバの第１の部分を第２の端部の領域において１つの束に統合する方法によって光源を製造することができる。
【００３７】
原理的には、ダイオードレーザの放射源に相対的な第１の端部の配置に基づき光ファイバを選択することができる。しかしながら、第２の端部から出力される放射出力の測定に基づき、または、光ファイバから横方向に出力される放射出力の測定に基づき光ファイバを選択する方が遙かに効果的であり、したがって有利である。
【００３８】
本発明による方法の効率のさらなる上昇は、複数の光ファイバ、殊に全ての光ファイバの放射出力が例えばＣＣＤカメラを用いて同時に測定されることによって実現される。本発明による方法の効率は、光ファイバのさらなる処理、殊に光ファイバの切り離しが自動的に、また測定結果に依存して行われることによってさらに上昇する。
【００３９】
さらには、前述の束を第２の端部の領域において、熱および力を加えることによって、横方向に、すなわちファイバの長手軸に対して垂直な方向においてシーリングすることができる。
【００４０】
有利には、光ファイバの第１の部分が、１０ＫＷ／ｃｍ2より高いピーク出力密度を有する放射が少なくとも一時的に出力される第２の端部を有している光ファイバを含んでいる。
【００４１】
本発明の第３の態様によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されており、光ファイバはファイバコアとファイバクラッドとを有しており、ファイバクラッドの断面は少なくとも第１の端部の領域においては、ファイバコアの断面に比べて小さい。
【００４２】
これによって、ファイバクラッドの厚さが少なくとも第１の端部の領域においては、ファイバコアの断面に比べて薄くなることが考えられる。
【００４３】
第１の端部の領域におけるファイバコアの断面に比べて、ファイバクラッドの断面が小さいことによって、および／または、ファイバクラッドの厚さが薄いことによって、ダイオードレーザの放射の大部分をファイバに入力させ、ファイバ内で損失が少なく案内させることができる。ファイバクラッドの領域におけるファイバの端面に入射し、ファイバ内を案内することができない、もしくは高い損失を伴うことでしか案内することができないダイオードレーザの放射の部分は、これによって大幅に低減されている。
【００４４】
ファイバクラッドはファイバの長手軸の方向に対して垂直な方向においてファイバコアを少なくとも十分に包囲する。例えば、ファイバクラッドは、ファイバコアの外面に沿って少なくとも９９．５％の外面を包囲する。
【００４５】
殊に、ファイバクラッドの断面の大きさが、少なくとも第１の端部の領域においては、ファイバコアの断面の大きさの３０％を下回る場合、とりわけファイバコアの断面の大きさの１０％を下回る場合、それどころがファイバコアの断面の大きさの５％を下回る場合に、ファイバクラッドの断面が少なくとも第１の端部の領域においてはファイバコアの断面に比べて小さい、ファイバコアとファイバクラッドとを備えた光ファイバを基礎とすることができる。
【００４６】
殊に、ファイバクラッドの厚さが、少なくとも第１の端部の領域においては、ファイバコアの断面の平方根の７％を下回る場合、とりわけファイバコアの断面の平方根の３％を下回る場合に、ファイバクラッドの厚さが少なくとも第１の端部の領域においてはファイバコアの断面に比べて小さい、ファイバコアとファイバクラッドとを備えた光ファイバを基礎とすることができる。
【００４７】
有利には、ファイバコアの断面が少なくとも第１の端部の領域においては、ファイバの断面の７０％よりも大きい場合、とりわけ９０％よりも大きい場合、それどころか９５％よりも大きい場合に、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、光導体装置内を伝播する。
【００４８】
有利には、ファイバクラッドの厚さが少なくとも第１の端部の領域においては、ダイオードレーザによって形成された光の波長とファイバの開口数の積よりも小さくない場合には、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、光導体装置内を伝播する。何故ならば、このようにして、過度に薄いファイバクラッドにおいて光ファイバ内の光の損失を生じさせる漏れ全反射の効果を回避できるからである。
【００４９】
有利には、光ファイバが少なくとも０．４の開口数を有する場合、または、進相軸における放射源の放射の半分の拡がり角の正弦波に少なくとも対応している開口数を有する場合、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力される。
【００５０】
有利には、光ファイバの第１の端部が光沢部および／または反射防止コーティングを有している場合、および／または、放射源と光ファイバとの間において放射が通過する空間が光学的に均一な媒体、例えば光学的なゲルでもって完全に満たされている場合、殊にその屈折率が適切に選定されている場合、ファイバへの入力時の僅かな光学的な損失しか生じず、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力される。このために、光学的に均一な媒体の屈折率、例えば光学的なゲルの屈折率がファイバの屈折率に等しいか、またはほぼ等しい、例えば１５％以上異ならない、またはそれどころか３％以上異ならない、殊にファイバコアの屈折率とは１５％以上異ならない、殊にファイバコアの屈折率とは３％以上異ならない。さらに有利には、光学的に均一な媒体の屈折率、例えば光学的なゲルの屈折率はファイバの屈折率よりも大きくなく、殊に、ファイバコアの屈折率よりも大きくなく、１５％以下、殊に３％以下である。
【００５１】
殊に、光導体装置の全ての光ファイバの第１の端部またはほぼ全ての光ファイバの第１の端部、例えば少なくとも９５％の光ファイバの第１の端部には光沢部が設けられているか、または反射防止コーティングが施されている。
【００５２】
有利には、光ファイバの第１の端部が放射源に対向して、数μｍの間隔を置いて配置されている場合には、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力される。
【００５３】
付加的または代替的に、本発明の第３の態様によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくともその第１の端部の領域において、その側面に沿って突き合うように配置されており、光ファイバはファイバコアとファイバクラッドとファイバ被覆部とをそれぞれ１つずつ有しており、ファイバコアは第１の材料から形成されており、ファイバクラッドは第２の材料から形成されており、ファイバ被覆部は第３の材料から形成されており、第１の材料はダイオードレーザによって形成された光に対してｎ1の屈折率を有しており、第２の材料はダイオードレーザによって形成された光に対してｎ2の屈折率を有しており、また、第３の材料はダイオードレーザによって形成された光に対してｎ3の屈折率を有しており、ｎ1＞ｎ2＞ｎ3＞１の関係が成り立っている。
【００５４】
屈折率ｎ1，ｎ2およびｎ3をこのように選択することによって、光ファイバの第１の端部においてファイバコアに入力される、ダイオードレーザの放射の部分がファイバコア内で光ファイバを通って案内されて光ファイバの第２の端部に到達し、それと同時に、ファイバクラッドに入力されるダイオードレーザの放射の部分が少なくとも部分的に光ファイバの内部において案内されて光ファイバの第２の端部に到達し、ファイバクラッドに入力されるダイオードレーザの放射の部分の光ファイバにおける光出力は、ファイバクラッドとファイバ被覆部との間の境界面における全反射に起因する。
【００５５】
ファイバクラッドは光ファイバの長手軸の方向に対して垂直な方向においてファイバコアを少なくとも十分に包囲している。例えば、ファイバクラッドは、ファイバコアの外面に沿って少なくとも９９．５％の外面を包囲している。
【００５６】
さらには、ファイバコアおよびファイバクラッドから成る領域は、ファイバの長手軸に対して垂直な方向において少なくとも十分にファイバ被覆部によって包囲されており、例えば、ファイバコアおよびファイバクラッドから成る領域の外面に沿って少なくとも９９．５％の外面がファイバ被覆部によって包囲されている。
【００５７】
さらには、殊に、ファイバ被覆部は光ファイバの長手軸に対して垂直な方向において、光ファイバの外皮を形成している。
【００５８】
有利には、ファイバ被覆部が１μｍよりも小さい範囲の厚さ、殊に０．０２μｍから０．１μｍの範囲の厚さを有する場合、ファイバ被覆部に入力される光は極めて少ないので、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、光導体装置内を伝播する。
【００５９】
有利には、択一的または代替的に、ファイバ被覆部の屈折率ｎ3が、ファイバクラッドの屈折率ｎ2よりも１％から１５％小さい、および/または、少なくとも１．３の値を有している場合に、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、光導体装置内を伝播する。
【００６０】
有利には、ファイバクラッドが１μｍから数μｍまでの範囲の厚さ、殊に１μｍから５μｍの範囲の厚さを有している場合、ファイバクラッドに入力される光は極めて少ないが、それと同時に、ファイバクラッドとファイバコアとの間の境界面における漏れ全反射をさらに確実に排除することができるので、ダイオードレーザの放射の大部分が光導体装置に入力され、光導体装置内を伝播する。
【００６１】
例えば、ファイバクラッドに入力された光の減衰が、ファイバコアに入力される光の減衰の約２倍から３倍程度の高さでないことを達成できる。
【００６２】
例えば、第１の材料および／または第２の材料としてガラスが考えられる。第３の材料にラッカまたはプラスチックを使用することもできる。
【００６３】
例えば、光ファイバを少なくとも第１の端部領域においては、円形の断面から出発して、ダイオードレーザの放射の入力が高まるように変形させ、かつ、配置することができる。
【００６４】
本発明の第１の別の態様によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されているものであり、その種の光源は、複数の光ファイバが少なくともファイバ区間内に配置されることによって製造される。さらには、配置されたファイバ間の直接的または間接的な結合部、殊に素材結合による結合部がファイバ区間内に形成され、続いて光ファイバはファイバ区間内で切り離される。
【００６５】
したがって、ファイバが切り離されることによって少なくとも２つの光導体装置が得られる。
【００６６】
有利には、光ファイバが加熱される場合、および／または、光ファイバが軟化される場合、および／または、光ファイバが変形される場合、配置された光ファイバ間の直接的または間接的な結合部、殊に素材結合による結合部の形成を加速させることができる。
【００６７】
殊に、光ファイバは、少なくともファイバ区間においては、その側面に沿って突き合うように配置されている。
【００６８】
有利には、光ファイバがファイバ区間の領域においてファイバ支持体上に配置される場合、殊に、ファイバ支持体における光ファイバの載置面に対して垂直な方向またはほぼ垂直な方向に配向されている力が光ファイバに加えられる場合、製造プロセス、殊に、配置された光ファイバ間の直接的または間接的な素材結合による結合部の形成を加速させることができる。
【００６９】
殊に、ファイバ支持体は変形されたファイバを切り離す際に同様に切り離される。
【００７０】
配置された光ファイバとファイバ支持体との間に殊に素材結合による結合部が形成され、光ファイバと結合されたファイバ支持体が、配置された光ファイバの切り離しの際に同様に切り離される場合には有利である。
【００７１】
光ファイバ間の直接的な素材結合が回避される場合には、個々の光ファイバ間の光漏話は生じない、または僅かな程度しか生じない。
【００７２】
１つの実施形態においては、光ファイバがファイバ支持体と対向面との間に配置され、光ファイバに力が加えられ、対向面とファイバ支持体との間において光ファイバが押圧される。一方では、対向面を、８００℃の温度においても光ファイバと結合しない、少なくとも１つの熱耐性のある材料、例えばＳｉＣから形成することができる。他方では、対向面は、光ファイバと結合されている、殊に素材結合により結合されている第２の支持体の部分であり、光ファイバと結合されている第２のファイバ支持体は、配置された光ファイバを切り離す際に同様に切り離される。本発明による方法の特別な実施形態においては、光ファイバの変形後に、ファイバ支持体上に光ファイバが配置されている幅にわたる、ファイバ支持体と対向面との間の空間が、光ファイバによって完全に、またはほぼ完全に、例えば９５％以上もしくは９０％から９９％にわたり満たされる。
【００７３】
有利には、切断面と光ファイバの長手軸との間にほぼ直角の角度、殊に８９°から９１°の角度が生じるように、ファイバ区間内の光ファイバの切り離しが行われる。このようにして、切り離すべき区間が最小になり、本発明による方法の経済性が最適化される。
【００７４】
有利には、光ファイバが相互に結合され、且つ、光ファイバが切り離されるファイバ区間が光ファイバの中央の領域に位置するように光ファイバが配置されるので、光ファイバは切り離しの際にほぼ同じ長さの２つのファイバ区間に分割される。
【００７５】
光ファイバの切り離しを赤外線レーザ、殊にＣＯ2レーザを用いて行うことができる。
【００７６】
有利には、ファイバの切り離しが第１のステップおよび少なくとも１つの第２のステップにおいて行われる。第１のステップでは光ファイバの長手軸に対してほぼ直角な切り離しが行われ、第２のステップは光ファイバの長手軸に沿って切り離しが行われる。このようにして、作業工程毎に少なくとも４つの光導体装置が製造され、これによって本発明による方法の経済性がさらに最適化される。
【００７７】
さらに経済的には、殊に第１のステップの後且つ第２のステップの前に、複数の光導体装置に対して、殊に共通して、つや出しおよび／またはコーティングが施すことができる。
【００７８】
本発明の第２の態様によれば、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されているものであり、その種の光源は、以下のステップを有する製造方法によって製造される：
−相互に対向する２つの押圧面間に配置されているファイバ区間を部分領域において形成している複数の光ファイバを配置するステップ。
−ファイバ区間を加熱するステップ。
−加熱された光ファイバに押圧面を介して力を加え、この力と加熱により差し当たり、加熱された光ファイバを変形させるステップ。ただし、光ファイバに加えられる力および／または温度は、光ファイバが押圧面間の領域を最初に少なくとも十分に満たしたときに光ファイバの変形が停止するように選定されている。
【００７９】
本発明による方法が基礎とする知識は、２つの押圧面間において突き合うように配置されている光ファイバが、押圧面間の光ファイバの領域において、差し当たり自由な体積を有すること、また、光ファイバを差し当たり自由な体積に変形させることができるが、光ファイバ押圧面間の領域を最初に少なくとも十分に満たしたときにはさらなる変形が行われない方法パラメータを発見できることである。
【００８０】
それらの方法パラメータは、例えば、以下のパラメータのうちの１つまたは全てを含むことができる。変形時のファイバの最低温度、変形時のファイバの最大温度、変形時の押圧面間の最小力、変形時の押圧面間の最大力。殊に有利には、少なくとも最低温度になるまで光ファイバの加熱が行われ、押圧面を介して、少なくとも最小力での光ファイバの押圧が行われ、この場合、最低温度および最小力は光ファイバを変形させることができるように選定されており、光ファイバ押圧面間の領域を最初に少なくとも十分に満たしたときには、せいぜい最大温度までの光ファイバの加熱が行われ、且つ、押圧面を介して、せいせい最大力での光ファイバの押圧が行われることによって、光ファイバのさらなる変形が停止され、最大温度および最大力は、光ファイバが押圧面間の領域を少なくとも十分に満たすときに光ファイバのさらなる変形が終了するように選定されている。
【００８１】
殊に有利には、光ファイバに作用する力または温度の変更を必要とすることなく変形が停止するように、および／または、光ファイバに作用する力および／または温度が十分に一定に維持される間に変形が停止するように、本発明による方法を実施することができる。
【００８２】
殊に、光ファイバは、少なくともファイバ区間においては、その側面に沿って突き合うように配置されている。
【００８３】
殊に、押圧面間の領域の９５％以上、とりわけ９９．５％以上が光ファイバによって満たされたときに、加熱された光ファイバの変形が停止する。
【００８４】
有利には、押圧面のうちの少なくとも１つの押圧面はファイバ支持体の一部であり、光ファイバとファイバ支持体との間に結合部、殊に素材結合による結合部が形成される。
【００８５】
択一的または付加的に、有利には、一方の押圧面はファイバ支持体の一部であり、この一方の押圧面に対向して配置されている他方の押圧面は第２のファイバ支持体の一部であり、光ファイバと第２のファイバ支持体との間に結合部、殊に素材結合による結合部が形成される。
【００８６】
他方では、ファイバ支持体と第２のファイバ支持体との間に直接的な結合部、殊に素材結合による直接的な結合部が回避されることは有利である。
【００８７】
有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、また、１つまたは複数のファイバ支持体が１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、１つの第２のガラスの軟化温度または複数の第２のガラスの軟化温度は、１つの第１のガラスの軟化温度または複数の第１のガラスの軟化温度よりも高い値を有している場合に、光ファイバの変形の精度が改善される。それらのガラスが相応に選定されている場合には、力の作用下で光ファイバが変形するが、ファイバ支持体は変形しないことが保証されている。有利には、第１のガラスの軟化温度と第２のガラスの軟化温度は２０Ｋを上回る程に相互に離されている。
【００８８】
有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、また、１つまたは複数のファイバ支持体が１つまたは複数の第２のガラスから形成されており、空間温度における１つの第２のガラスの硬度または空間温度における複数の第２のガラスの硬度は、空間温度における１つの第１のガラスの硬度または空間温度における複数の第１のガラスの硬度よりも高い値を有している。
【００８９】
択一的な実施形態においては、押圧面の一方または両方が、７００℃の温度においても光ファイバと結合しない、少なくとも１つの熱耐性のある材料、例えばＳｉＣから形成されている。
【００９０】
１つの実施形態においては、少なくとも１つの押圧面、殊に両方の押圧面にわたり光ファイバが殊に少なくとも１つの電気的な加熱抵抗を用いて加熱されることによって、配置された光ファイバがファイバ区間内で加熱される。択一的または付加的に、誘導加熱を使用することができ、これによって加熱時間が短縮される。
【００９１】
本発明の第２の態様によれば、付加的または択一的に、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されているものであり、その種の光源は、以下のステップを有する製造方法によって製造される：
−相互に対向する２つの押圧面間に配置されているファイバ区間を部分領域において形成している複数の光ファイバを配置するステップ。
−ファイバ区間を加熱するステップ。
−加熱された光ファイバに押圧面を介して力を加えることによってファイバ区間を変形させ、力が加えられている間に押圧面間に残存している隙間の高さを求め、押圧面間に残存している隙間の求められた高さが所定の値に達するか、所定の値を超えたときに力を加えることを終了するステップ。
【００９２】
殊に、光ファイバは、少なくともファイバ区間においては、その側面に沿って突き合うように配置されている。
【００９３】
有利には、力を加えることを終了した際に、ファイバが押圧面間の領域を少なくとも十分に満たすように、所定の高さの値が選定されている。
【００９４】
殊に、光ファイバを変形させるために、押圧面は所定の距離にわたり相互に移動する。
【００９５】
殊に、本発明による方法では、光ファイバの上に押圧面を載置させた際の押圧面間の距離が格納または測定され、さらに、光ファイバの上に押圧面を載置させた際の光ファイバの領域における押圧面間の自由な断面の部分が格納および測定され、格納または測定された２つのパラメータの積によって前述の移動距離が決定される。
【００９６】
１つの実施形態においては、高精度の駆動によって、殊に圧電アクチュエータを基礎とした駆動によって押圧面が相互に移動される。
【００９７】
有利には、押圧面間に残存している隙間の高さを求めるステップは、光ファイバの変形の開始が例えば適切なセンサによって検出されることによって行われるか、規則的に、例えばステップの開始時に、押圧面を相互に接近させ、押圧面が接触するまでこれを繰り返すことによって行われる測定装置の基準化を含む。
【００９８】
有利には、光ファイバの変形の開始の検出に続いて、押圧面が所定の距離にわたり相互に移動される。この距離は、光ファイバの変形の開始時の押圧面間の距離と、光ファイバの変形の開始時の光ファイバの領域における押圧面間の自由な断面の部分とによって与えられている。光ファイバの変形の開始時におけるこれら２つのファクタがそれ自体公知のセンサによって測定されるが、有利には光ファイバは１つの層内に配置されており、且つ、既知の直径の円形の断面を有する。この場合、押圧面間の距離は少なくとも、例えば光ファイバの直径と係数（１−ｐｉ／４）との積によって与えられている。
【００９９】
有利には、２つの押圧面のうちの一方の押圧面、または両方の押圧面が、光ファイバと結合する、殊に素材結合により結合する１つまたは２つのファイバ支持体の一部である。これらの場合、有利には、光ファイバの変形の精度を改善するために、光ファイバおよび１つまたは複数のファイバ支持体の材料を上述のように選択することができる。
【０１００】
本発明の第２の態様によれば、付加的または択一的に、光源、殊にレーザ装置を光学的に励起するための光源、例えば内燃機関のレーザ点火システムのレーザ装置を光学的に励起するための光源が、複数の放射源を備えたダイオードレーザと光導体装置とを有しており、光導体装置は複数の光ファイバを有しており、各光ファイバは第１の端部と側面とを有しており、光ファイバの第１の端部は、放射源によって形成された光が光ファイバの第１の端部に入力されるように放射源に対して配置されており、光ファイバは少なくとも、その第１の端部の領域において、側面に沿って突き合うように配置されているものであり、その種の光源は、以下のステップを有する製造方法によって製造される：
−圧縮工具の相互に対向する２つの押圧面間に配置されているファイバ区間を部分領域において形成している複数の光ファイバを配置するステップ。ただし、圧縮工具は２つの部分を有しており、圧縮工具のそれらの２つの部分の各々は圧縮面のうちの一方の面を有している。
−ファイバ区間を加熱するステップ。
−圧縮工具の前述の部分の間における相対運動によって、ファイバ区間なの加熱された光ファイバを変形させるステップ。
−圧縮工具の２つの部分を間接的または直接的に突き合わせることによって、圧縮工具の２つの部分間の相対運動を停止させるステップ。
【０１０１】
殊に、光ファイバは、少なくともファイバ区間においては、その側面に沿って突き合うように配置されている。
【０１０２】
有利には、圧縮工具の２つの部分の突き合わせを直接的に、すなわち、圧縮工具の２つの部分を相互に接触させることによって行うことができる。この場合には直接的に、工具の高い寸法精度を光ファイバの所定の変形に高い正確性で適用することができる。
【０１０３】
有利には、圧縮工具の２つの部分の突き合わせを、圧縮工具の押圧面間に配置されたスペーサによって間接的に行うことができる。その種のスペーサは比較的僅かなコストで製造および配置することができるので、１つの工具でもって種々の種類の光ファイバ、例えば種々の断面を有する光ファイバ、または、種々の材料から形成されている光ファイバを正確に変形させることができる。
【０１０４】
有利には、光ファイバが押圧面間の領域を最初に少なくとも十分に満たしたとき、殊に、押圧面間の領域の９５％以上、それどころか９９．５％以上を満たしたときに、圧縮工具の部分間の相対運動が停止するように、圧縮工具の部分が形成および配置されるか、スペーサが寸法設計および配置される。
【０１０５】
有利には、光ファイバが１つの層内に配置されており、光ファイバが既知の直径の円形の断面を有しており、また、圧縮工具の押圧面間の距離が少なくとも、例えば光ファイバの直径と係数ｐｉ／４との積によって与えられている場合に、圧縮工具の部分間の相対運動が停止するように、圧縮工具の部分が形成および配置されているか、スペーサが寸法設計および配置されている。これらの場合には、機械的に非常に安定した光導体が得られる。
【０１０６】
有利には、圧縮工具の部分の突き合わせは、光ファイバが配置されている領域の隣において行われる。このようにして、光ファイバの可能な限り密な配置を実現することができる。
【０１０７】
有利には、２つの押圧面のうちの一方の押圧面、または両方の押圧面が、本発明による方法によって光ファイバと結合する、殊に素材結合により結合する１つまたは２つのファイバ支持体の一部である。これらの場合、有利には、光ファイバの変形の精度を改善するために、光ファイバおよび１つまたは複数のファイバ支持体の材料を上述のように選択することができる。
【０１０８】
押圧面間にスペーサが配置されている場合、有利には、光ファイバが１つまたは複数の第１のガラスから形成されており、且つ、スペーサが１つまたは複数の第３のガラスから形成されており、且つ、第２のガラスの軟化温度または第３のガラスの軟化温度が、１つの第１のガラスの軟化温度または複数の第１のガラスの軟化温度よりも高い値を有していれば、光ファイバの変形の精度が改善される。それらのガラスが相応に選定されている場合には、光ファイバは変形するが、スペーサは変形しないことが保証されている。有利には、上述の軟化温度は相互に２０Ｋ程離されている。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】レーザ点火装置を備えた内燃機関の概略図を示す。
【図２】レーザ点火装置の概略的な詳細図を示す。
【図３Ａ】光源の実施例の概略図を示す。
【図３Ｂ】光源の実施例の概略図を示す。
【図３Ｃ】光源の実施例の概略図を示す。
【図３Ｄ】光源の実施例の概略図を示す。
【図４】光ファイバの構造および配置構成の概略図を示す。
【図４Ａ】光ファイバの構造および配置構成の概略図を示す。
【図４Ｂ】光導体装置およびダイオードレーザの配置構成の実施例の概略図を示す。
【図５Ａ】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図５Ｂ】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図５Ｃ】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図６】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ａ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｂ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｃ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｄ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｅ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｆ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｇ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｈ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図７Ｉ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図８Ａ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図８Ｂ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図８Ｃ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図８Ｄ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図８Ｅ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図９Ａ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図９Ｂ】光源の製造方法の別の実施例の概略図を示す。
【図１０】光源の製造方法の別の実施例を示す。
【図１１】光源の製造方法の別の実施例を示す。
【図１２】光源の製造方法の別の実施例を示す。
【図１３】光源の製造方法の別の実施例を示す。
【図１４】光源の製造方法の別の実施例を示す。
【図１５】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図１５Ａ】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図１５Ｂ】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図１６】光源の別の実施例の概略図を示す。
【図１７Ａ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図１７Ｂ】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図１８】光源の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図１９】光源の別の製造方法の実施例の概略図を示す。
【図２０】光源の別の製造方法の実施例の概略図を示す。
【０１１０】
実施例の説明
図１においては、内燃機関全体に参照符合１０９を付している。この内燃機関１０９は、図示していない自動車または同様に図示していないジェネレータの駆動に使用される。内燃機関１０９は複数のシリンダ１２９を有しているが、図１においてはシリンダは１つだけ示されている。シリンダ１２９の燃焼室１４はピストン１６によって制限される。燃料２２９はインジェクタ１８によって直接的に燃焼室１４に供給される。インジェクタ１８は燃料圧力蓄積器２０９に接続されている。
【０１１１】
燃焼室１４に噴射された燃料２２９はレーザパルス２４によって点火される。レーザパルス２４はレーザ装置１１を有する点火装置２７によって燃焼室１４に照射され、且つ、集束光学系２６１を用いて集束される。レーザ装置１１は光源１０から光導体装置１２を介してポンピング光を供給する。光源１０は開ループおよび閉ループ制御装置３２によって制御され、この開ループおよび閉ループ制御装置３２はインジェクタ１８も制御する。
【０１１２】
光源１０は光導体装置１２の他にダイオードレーザ１３も有し、このダイオードレーザ１３は制御電流に依存して、相応のポンピング光を光導体装置１２を介してレーザ装置１１に放射する。
【０１１３】
図２は、図１に示したレーザ装置１１の固体レーザ２６０の概略的な詳細図を示す。図２から見て取れるように、固体レーザ２６０は、以下ではレーザクリスタル４４とも称する、レーザアクティブな固体を有する。光の伝播方向において、このレーザアクティブな固体の後方にはＱスイッチとも称される結晶、すなわちパッシブ型のＱスイッチが配置されている。固体レーザ２６０はさらに入力ミラー４２および出力ミラー４８を有する。この実施例において固体レーザ２６０の構成要素はモノリシックに構成されている。すなわち、それらの構成要素は、例えば結合および／またはコーティングによって、相互に分離することが可能な限りないように結合されている。
【０１１４】
ジャイアントパルスとも称されるレーザパルスを形成するために、レーザクリスタル４４には入力ミラー４２を介してポンピング光２８ａが入射され、それにより光学的なポンピングが行われ、またレーザクリスタル４４における反転分布が生じる。差し当たりパッシブ型のＱスイッチ４６は、レーザ装置１１によって形成できる光を比較的僅かにしか透過しない静止状態にある。このようにして、励起される放射の経過、したがってレーザビームの形成が差し当たり抑制される。しかしながら、ポンピング持続時間、すなわちポンピング光２８ａが供給される時間が長くなると、固体レーザ２６０におけるビーム強度も上昇し、最終的にはパッシブ型のＱスイッチ４６が退行する。それによって透過が急激に上昇し、レーザビームの形成が開始される。この状態は白抜き矢印２４’によってシンボリックに表されている。レーザ動作中には、誘導放出の作用の結果、レーザ結晶４４内に存在する反転分布の急激な崩壊が生じるので、固体レーザ２６０の放射は数ナノ秒後に停止し、続けて、Ｑスイッチ４６の透過も本来の小さい値へと再び低下する。
【０１１５】
このようにして、ジャイアントパルスとも称される、比較的高いピーク出力を有するレーザパルス２４が発生する。レーザパルス２４は、必要に応じて別の導光装置（図示せず）を使用して、またはレーザ装置１１の燃焼室窓（同様に図示せず）を通して内燃機関１０９の燃焼室１４（図１を参照されたい）に直接的に入力され、これにより燃焼室１４内に存在する燃料２２９ないしは空気／燃料混合気が点火される。
【０１１６】
図３Ａ，３Ｂ，３Ｃおよび３Ｄは、光源１０の実施例の概略図を示す。光源１０に含まれるダイオードレーザ１３は、いわゆるダイオードレーザバーの構造を有している。したがって、ダイオードレーザバーは相互に並んで配置されている複数の放射源１３１を有している。放射源１３１は側面１３１０を有している。放射源１３１によって形成された光は側面１３１０を介して放射される。この側面１３１０は典型的には、一般的に進相軸（Fast-Axis）と称される、例えば１μｍの長さの第１の側１３１１と、一般的に遅相軸（Slow-Axis）と称される、例えば１０μｍから５００μｍの長さの第２の側１３１２とを備えたほぼ矩形の形状を有する。遅相軸の方向で、相平面において並んで配置されている放射源１３１の間には、分離溝と称される領域が設けられており、この分離溝からは光は放射されない。放射源１３１によって形成され、側面１３１０から放射される光はそれぞれ光円錐の形状を有し、進相軸の平面における光円錐の開口角の半分の開口角は一般的に、遅相軸の平面の光円錐の開口角、典型的には僅か数度の開口角よりも遥かに大きく、典型的には３０°から６０°の範囲にある。
【０１１７】
この実施例においては、ダイオードレーザ１３はいわゆるダイオードレーザバーの構造を有しているにもかかわらず、本発明はその種の構造に限定されるものではなく、例えば放射源１３１の別の配置構成を備えたダイオードレーザ１３を有していることも考えられる。そのような別の配置構成は、例えば、複数の層平面内に複数の放射源１３１を有しており、それらの層平面が例えば進相軸の方向において数μｍだけ相互にずらされており、例えばいわゆるダイオードレーザスタックまたはナノスタックの形態を有している。
【０１１８】
同様に光源１０に含まれる光導体装置１２は、光ファイバ１２１とも称される、複数のファイバ１２１を有し、それらのファイバ１２１はそれぞれ第１の端部１２１１および第２の端部１２１２を有している。ファイバ１２１は、第１の端部１２１１の領域においては、１つの層内で相互に隣接して配置されている。さらに、ファイバ１２１は第１の端部１２１１の領域において、その第１の端部１２１１に属するファイバ１２１の端面１２１６が共通の１つの平面内に位置するように配置されている。さらに、ファイバ１２１は第１の端部１２１１の領域において側面１２１７に沿って突き合うように配置されている。すなわち、全てのファイバ１２１またはほぼ全てのファイバ１２１、例えば９０％以上のファイバ１２１が直ぐ隣に位置するファイバ１２１と第１の端部１２１１の領域において接触するように配置されている。
【０１１９】
この実施例において、ファイバ１２１の端面１２１６は実質的に矩形の形状を有しており、同様に、第１の端部１２１１の領域におけるファイバ１２１の断面も実質的に矩形の形状を有している。ファイバ１２１は第１の端部１２１１の領域において、ほぼ平坦に形成されている、ファイバ１２１の側面１２１７の領域に沿って面状に相互に接している。しかしながら、本発明はもちろん、第１の端部の領域において実質的に矩形の断面を有しているファイバ１２１に限定されるものではない。それらの断面は台形の形状でもよいし、または弓形の面を有していてもよい。有利には、ファイバ１２１は第１の端部１２１１の領域において、その側面１２１７に沿って面状に接しており、且つ、ファイバ１２１の端面１２１６が共通して１つの平面内に位置しており、その際、ファイバ１２１の端面１２１６が一緒に可能な限り密に、すなわち自由な面を有することなく配置されている。
【０１２０】
ファイバ１２１の端面１２１６およびファイバ１２１の断面は少なくとも十分に等しい表面領域を相互に有しており、その大きさは有利には３０００μｍ2から５０００μｍ2である。有利には、ファイバ１２１の端面１２１６およびファイバ１２１の第１の端部１２１１の領域にあるファイバ１２１の断面は矩形の形状を有し、この矩形の辺の長さは約０．７８またはｐｉ／４の比率を有する。有利には、ファイバ１２１は矩形の短い面に沿って接触している。本発明の範囲において、ファイバ１２１の断面とは、ファイバ１２１の長手軸１２１９に直交する断面であると解される。
【０１２１】
ファイバ１２１は少なくとも１つのガラスから形成されており、個々のファイバ１２１は有利には少なくとも２つの異なるガラスから形成されている。使用されるガラスの種類は、例えば、いわゆるフリントガラスおよび／またはソーダ石灰ガラスである。
【０１２２】
図４は、光導体装置１２、殊に、ファイバ１２１の第１の端部１２１１に属する端面１２１６の一部を示しており、これらの端面１２１６は第１の端部１２１１の領域におけるファイバ１２１の断面を表している。ファイバ１２１の断面において、もしくはファイバ１２１の端面１２１６に沿って、ファイバ１２１の中心に位置しているファイバコア１２１３と、横方向において、すなわちファイバ１２１の長手軸１２１９に直交する方向においてファイバコア１２１３を包囲しているファイバクラッド１２１４とが見て取れる。さらには、ファイバ１２１の断面において、もしくはファイバ１２１の端面１２１６に沿って、ファイバクラッドを横方向において包囲しているファイバ被覆部１２１５が見て取れる。第１の端部１２１１の領域におけるファイバ１２１の断面もファイバ１２１の端面１２１６も、この実施例においてはほぼ矩形の形状を有している。同様に、ファイバ１２１の第１の端部１２１１の領域においては、ファイバコア１２１３の断面、ファイバコア１２１３およびファイバクラッド１２１４から成る領域の断面、またファイバコア１２１３およびファイバクラッド１２１４とファイバ被覆部１２１５とから成る領域の断面はほぼ矩形の断面を有している。
【０１２３】
ファイバクラッド１２１４の厚さは、少なくともファイバ１２１の第１の端部１２１１の領域においては、ファイバコア１２１３の断面に比べて、殊にファイバコア１２１３の断面の表面領域の平方根に比べて小さいものであり、これによって、ダイオードレーザ１３からの放射の大部分がファイバコア１２１３に入力され、このファイバコア１２１３において放射を損失無く案内することができる。
【０１２４】
それにもかかわらず、ファイバ１２１のファイバクラッド１２１４へと入力される光がこのファイバクラッド１２１４において少なくとも部分的にファイバ１２１の第２の端部１２１２へと案内されることを達成するために、付加的に、または代替的に、ファイバコア１２１３が第１の材料から形成されており、ファイバクラッド１２１４が第２の材料から形成されており、またファイバ被覆部１２１５が第３の材料から形成されており、第１の材料は、ダイオードレーザ１３によって形成された、例えば８０８ｎｍの波長を有する光に対して屈折率ｎ1を有し、第２の材料はダイオードレーザ１３によって形成された光に対して屈折率ｎ2を有し、また第３の材料はダイオードレーザ１３によって形成された光に対して屈折率ｎ3を有している。ただし、屈折率に関しては次の関係が成り立つ：ｎ1＞ｎ2＞ｎ3＞１。
【０１２５】
この実施例においては、ファイバコア１２１３がファイバの第１の端部１２１１の領域においてほぼ矩形の形状、また６０μｍから７７μｍの辺長を有しており、ファイバクラッド１２１４は約２μｍの厚さの層を形成しており、さらファイバ被覆部１２１５は約０．０５μｍの厚さの層を有している。第１の材料、すなわちファイバコア１２１３の材料は１．５から１．６の間の屈折率を有しているガラス、例えばフリントガラスである。第２の材料、すなわちファイバクラッド１２１４の材料は１．４から１．５の間の屈折率を有しているガラス、例えばソーダ石灰ガラスである。第３の材料、すなわちファイバ被覆部１２１５の材料はプラスチックであり、１．１５から１．３５の間の屈折率を有している。ファイバ被覆部１２１５は付加的に、ファイバ１２１の耐久性を改善する機能を有している。ファイバ被覆部１２１５はラッカ（アクリラートまたはプラスチック）から成るコーティングで良い。
【０１２６】
ファイバ１２１の第１の端部１２１１および／またはファイバ１２１の第２の端部１２１２は光沢部、および／または、（図４Ａに示されているように）反射防止層１５を有することができる。その種の光沢部および／またはその種の反射防止層１５は、光導体装置１２に光が入射する際、または光導体装置１２から光が放射される際に光学的な損失が回避されるように実施されている。
【０１２７】
択一的または付加的に、図４Ｂに概略的に示されているように、ファイバ１２１の第１の端部１２１１とダイオードレーザ１３の放射源１３１との間の空間を光学的に均一な媒体１７、例えば光学的なゲル、有利にはダイオードレーザ１３の放射源１３１によって形成された光のファイバ１２１への入射時の光学的な損失を回避する、および／または、ファイバコアの屈折率ｎ1と等しい屈折率、またはほぼ等しい屈折率、例えば１５％以上偏差しない屈折率を有するゲルでもって完全に充填することができる。
【０１２８】
択一的または付加的に、ファイバ１２１の第１の端部１２１１をダイオードレーザ１３の放射源１３１から１μｍから１０μｍの距離をおいて配置することができる。
【０１２９】
図３Ａ，３Ｂ，および３Ｃから見て取れるように、ファイバ１２１は第１の端部領域１２１１においてファイバ支持体２０と結合されている。この実施例において使用されるファイバ支持体２０は、直方体状のスライスの形状を有しており、ファイバ１２１が配置されている幅、例えば約２０ｍｍにわたり延在しており、また、ファイバ１２１の長手軸１２１９の方向に配向されている、１ｍｍから２０ｍｍ、例えば１０ｍｍの長さを有している。ファイバ支持体２０は、ダイオードレーザ１３と対向する側において、ファイバ１２１の端面１２１６と面一に終端している。ファイバ支持体２０の高さは数１０分の１ｍｍから数ｍｍの領域にあり、また典型的にはファイバ１２１の高さよりも数倍高い。
【０１３０】
ファイバ支持体２０はガラスから形成されており、第１の端部１２１１の領域において、ファイバ１２１と素材結合により接続されている。ファイバ支持体２０は、ファイバ１２１を形成している１つまたは複数のガラスの種類に対し、空間温度における低い硬度および／または同等の熱膨張係数および／または比較的高い軟化温度を有しているガラスから形成されている。使用されるガラスの種類は例えばフロートガラスである。
【０１３１】
この実施例においてファイバ１２１の第１の端部１２１１の領域と称される領域は、ファイバ１２１がファイバ支持体２０上に配置されている、ファイバ１２１の領域と解される。
【０１３２】
ファイバ１２１およびファイバ支持体２０から成る結合体は、例えば接着によって、ダイオードレーザ１３に相対的に固定されている。別の可能性は、クランプによる固定を確立し、それによってこの固定は後の時点において、例えば分解または後調整のために解消される。
【０１３３】
別の実施形態が図５Ａ，５Ｂおよび５Ｃに示されている。この別の実施形態は、ファイバ１２１が第１の端部１２１１の領域において、単にファイバ支持体２０上に配置されているのでなく、ファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間に配置されている点において、図３Ａ，３Ｂおよび３Ｃに示した実施形態とは異なっている。ファイバ支持体２０および第２のファイバ支持体２１はそれぞれ直方体状のガラススライスの形状を有しており、また例えば同じ大きさである。例えば、ファイバ支持体２０および第２のファイバ支持体２１は、前述の実施例においてファイバ支持体２０に関して示した寸法を有している。
【０１３４】
ファイバ支持体２０，２１とファイバ１２１との間は素材結合による結合が行われており、ファイバ支持体２０も第２のファイバ支持体２１もファイバ１２１の端面１２１６において面一に終端している。
【０１３５】
１つの考えられる実施形態では、ファイバ支持体２０のファイバ１２１と対向する面と、第２のファイバ支持体２１のファイバ１２１と対向する面とは相互に平行であるので、それら２つのファイバ支持体２０，２１の間に残存する隙間は一定の高さを有している。別の実施形態では、ファイバ支持体２０のファイバ１２１と対向する面と、第２のファイバ支持体２０のファイバ１２１と対向する面とは相互に傾斜しているので、それらファイバ支持体２０，２１の間に残存する隙間の高さは、ファイバ１２１の端面１２１６の領域においては、ファイバ１２１の端面１２１６とは反対側に位置するファイバ支持体２０，２１の領域に比べて低くなっている。有利には、０．１°から２．５°、例えば０．２°から０．５°の角度の傾斜が付けられている。
【０１３６】
ファイバ支持体２０，２１の間の隙間の形状に応じて、ファイバ１２１が連続的に細くなっていく。ファイバ１２１への入力の目的に適った断面形状と、ファイバ１２１における光ガイドの目的に適った断面形状との間が連続的に移行することによって、機械的に脆弱な潜在的な個所を表す急変する移行部が回避される。
【０１３７】
２つのファイバ支持体２０，２１はその材料に関して同種の材料、殊に同一の特性を有することができる。第２のファイバ支持体２１は、ファイバ１２１を形成している１つまたは複数の種類のガラスの硬度に比べて空間温度において低い硬度、および／または、ファイバ１２１を形成している１つまたは複数の種類のガラスの熱膨張係数と同等の熱膨張係数、および／または、ファイバ１２１を形成している１つまたは複数の種類のガラスの軟化温度に比べて高い軟化温度を有しているガラスから形成されている。
【０１３８】
以下では図６に基づき、光源１０の例示的な製造方法を説明する。１ｍｍの高さ、５ｍｍの長さおよび１４ｍｍの幅を有しているファイバ支持体２０を基礎とする。円形の端面１２１６および円形断面を有し、且つ、約１０００ｍｍの長さおよび約７０μｍの直径を有している光ファイバ１２１がファイバ支持体２０の幅全体に沿って配置されており、また、ファイバ支持体２０の領域における光ファイバ１２１は１つの層内で側面１２１７に沿って突き合うように配置されている。すなわち、全てのファイバ１２１またはほぼ全てのファイバ１２１、例えば９０％以上のファイバ１２１が直ぐ隣に位置するファイバ１２１と第１の端部１２１１の領域において相互に接触しているように配置されている。これによって約２００個のファイバ１２１が配置されることになる。
【０１３９】
ファイバ１２１は相互に相対的に、且つ、ファイバ支持体２０に相対的に、例えば共通の突合せ面（図示せず）を利用して、ファイバ１２１の端面１２１６が相互に面一に、且つ、ファイバ支持体２０と面一に終端するように配向されている。
【０１４０】
ファイバ支持体２０上に配置されているファイバ１２１は、加熱装置７０を用いて、例えば電気的な加熱抵抗を用いて、例えば５５０℃から８００℃の温度に加熱される。加熱装置７０によって形成された熱は、例えばファイバ支持体２０を通過してファイバ１２１に到達する。ファイバ１２１およびファイバ支持体２０の加熱の結果、ファイバ１２１とファイバ支持体２０との間の素材結合による結合が行われる。
【０１４１】
図７Ａおよび図７Ｂに示されているような本発明による方法の択一的な実施形態では、ファイバ１２１のファイバ支持体２０側とは反対側の面から力Ｆを加えて、工具２００の対向面２２をファイバ１２１と接触させることによって、ファイバ支持体２０とファイバ１２１との間の結合部の形成が支援され、且つ高速化される。したがって、ファイバ支持体２０とファイバ１２１との間にも力が生じる。ファイバ１２１と対向面２２との間に結合部が形成されることを回避するために、対向面２２は、熱および圧力の作用下であってもガラスと結合しない、熱耐性のある少なくとも１つの材料、例えばＳｉＣから形成されている。
【０１４２】
択一的に、殊に、対向面が図７Ｃおよび７Ｄに示されているように、第２のファイバ支持体２１の一部である場合には、対向面２２とファイバ１２１との間の結合部の形成も所望される。この場合、ファイバ１２１およびファイバ支持体２０，２１から成る結合体における、第１の電気的な加熱抵抗７０側とは反対側の面上に配置されている第２の加熱装置７１を用いて、例えば第２の電気的な加熱抵抗を用いて、熱供給を改善することができる。
【０１４３】
本発明による方法の代替的な実施形態においては、ファイバ１２１の継続的な加熱によってファイバ１２１が軟化される、および／または、対向面２２を介してもたらされる力の作用下で、第１の端部１２１１の領域におけるファイバ１２１の変形が生じる。この場合、図７Ｅに示されているように、ファイバ１２１が相互に接触している領域におけるファイバ１２１の断面、またはファイバ１２１がファイバ支持体２０もしくは対向面２２と接触している領域におけるファイバ１２１の断面が平坦化されることが観察される。すなわち、ファイバ１２１の側面１２１７の曲率がこの領域においては低下し（曲率半径の増大）、その一方で、ファイバ１２１の側面１２１７の依然として自由な領域における曲率は増加する。熱および力の作用がさらに継続されると、第１の端部の領域におけるファイバ１２１はさらに変形し、この変形はファイバ支持体２０と対向面２２との間の空間が少なくとも十分完全にファイバ１２１によって満たされるまで継続される（図７Ｅを参照されたい）。この場合、ファイバ１２１は第１の端部の領域において例えば矩形の断面を有し、殊に、Ｐｉ対４の縦横比を有する断面を有し、他方では、ファイバ１２１の若干規則的に成形された断面、例えば台形状の断面または弓形の断面が生じても良い（図７Ｆを参照されたい）。
【０１４４】
別の実施形態においては、図７Ｇ，７Ｈおよび７Ｉに示されているように、ファイバ１２１の端面１２１６を含む第１の部分領域１２１ａにおけるファイバ１２１は、ファイバ１２１の端面１２１６から距離を置いて配置されている第２の部分領域１２１ｂに比べてより強く押圧される。例えば、第１の部分領域１２１ａにおけるファイバ１２１は、このファイバ１２１が押圧の結果ほぼ矩形の端面１２１６を有する程度の強さで押圧される（図７Ｈ）。この実施例において、第２の部分領域１２１ｂにおけるファイバ１２１は、このファイバ１２１が第２の部分領域１２１ｂにおいてほぼ円形の断面を維持する程度の弱さで押圧される（図７Ｉ）を参照されたい。
【０１４５】
このために、対向面２２がファイバ支持体２０におけるファイバ１２１の載置面に対して、０．１°から２．５°の角度を形成する。択一的または付加的に、対向面２２を介してファイバに作用する力は、ファイバ支持体２０におけるファイバ１２１の載置面の法線に対して０．１°から２．５°の角度を形成するので、ファイバ１２１の不均等な押圧が行われる。
【０１４６】
上記においては、個々の光源１０の製造、殊に個々の光導体装置１２の製造について説明した。付加的または代替的に、下記において例示的に説明するように、１つの作業工程においてその都度複数の光源１０、殊にその都度複数の光導体装置１２を製造することが可能である。
【０１４７】
このために、例えば図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、複数のファイバ１２１、殊に非常に多くのファイバ１２１、例えば１０００個以上のファイバ１２１が相互に並んで配置され、それによりファイバ１２１はファイバ区間１２１８において側面１２１７に沿って突き合うように配置される。すなわち、全てのファイバ１２１またはほぼ全てのファイバ１２１、例えば９０％以上のファイバ１２１が、直ぐ隣に位置するファイバ１２１とファイバ区間１２１８における側面１２１７に沿って第１の端部１２１１の領域において接触するように配置される。
【０１４８】
ファイバ１２１は、ファイバ区間１２１８がファイバ１２１の長手方向において少なくともファイバ１２１のほぼ中心に位置するよう配置されている。ファイバ１２１はさらにファイバ区間１２１８においてファイバ支持体２０に載置されている。このファイバ支持体２０は例えばガラスプレートであり、約数ｍｍの高さ、数ｍｍの長さおよび５０ｍｍから２００ｍｍの幅を有している。この実施例においては、幾何学および材料に関してファイバ支持体２０と一致する幾何学および材料を有している第２のファイバ支持体２１は、第１のファイバ支持体２０とは異なり、ファイバ１２１に載置される。
【０１４９】
図８Ｃにおいては、後続の方法ステップが概略的に示されている。これらの方法ステップは、電気的な加熱抵抗として構成されている加熱装置７０，７１を用いてファイバ支持体２０および第２のファイバ支持体２０を加熱するステップを含んでいる。したがって、ファイバ１２１も間接的に加熱され、例えば５５０℃から８５０℃の温度に加熱される。さらにこれらの方法ステップは、力Ｆをファイバ支持体２０に加えるステップおよび力Ｆ’を第２のファイバ支持体２１に加えるステップを含んでいる。これらの力ＦおよびＦ７は、相互に対向する方向に配向されており、つまりは２つのファイバ支持体２０，２１両方を介して圧力、例えば０．５Ｎ／ｃｍ2から５０Ｎ／ｃｍ2の圧力がファイバ１２１に加えられるように配向されている。
【０１５０】
圧力が加えられることによって、ファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間の領域におけるファイバ１２１が変形する。ファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間の領域におけるファイバ１２１は差し当たり円形の断面を有しているが、この円形の断面はファイバ１２１の変形の結果、上述のように変形する。
【０１５１】
相応に変形されたファイバ１２１に関する実施例は図８Ｄに示されている。ファイバ１２１がファイバ支持体２０，２１と接触している領域またはファイバ１２１が相互に接触している領域におけるファイバ１２１の断面は平坦化部を有する。図８Ｅには別の実施例が示されている。この実施例においては、ファイバ１２１がファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間の領域を十分に満たしているので、ファイバ１２１全体がファイバ支持体の間に存在する空間を十分完全に満たしている。ファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間の領域における個々のファイバ１２１の断面は矩形または台形の形状を有していることが考えられる。
【０１５２】
続いて、ファイバ１２１およびファイバ支持体２０，２１の冷却が行われる。この冷却のステップでは、ファイバ１２１の硬化が行われ、ファイバ１２１とファイバ支持体２０，２１との間には素材結合による結合部が生じる。
【０１５３】
図９Ａに概略的に示されているように、この実施例においては、ファイバ支持体２０とファイバ１２１と第２のファイバ支持体２１とから成る結合体が、ファイバ１２１のファイバ区間１２１８の領域におけるファイバ１２１の長手方向軸１２１９に対してほぼ垂直に行われる切断５５によって、ほぼ同一の２つの部分３０１，３０２に分割される。切断５５を例えば、それ自体公知のやり方で、ダイアモンドソーを用いて、または、引っ掻きおよび破断によって、または、レーザビーム、例えば赤外線レーザ、殊にＣＯ2レーザを用いて実施することができる。
【０１５４】
選択的に、そのようにして得られた２つの部分３００，３０１、または、そのようにして得られた複数の部分３０１，３０２を相互に積み重ね、共通して研磨する、および／または、反射防止層を設けることも可能である。
【０１５５】
そのようにして得られた部分３０１，３０２を、一緒に製造された２つの光導体装置１２と解することができる。
【０１５６】
さらに選択的に、図９Ｂに概略的に示されているように、ファイバ１２１のファイバ区間１２１８の領域においてファイバ１２１の長手軸１２１９に沿って実施される１回または複数回の切断５６によって、部分３０１，３０２を個別にまたは共通してさらに分割し、複数の光導体装置１２を製造することも可能である。第２の切断５６をフレキシブルに実施することができる。殊に、製造された光導体装置１２の幅が、この光導体装置１２と協働するダイオードレーザ１３の幅に対応するように、第２の切断５６をフレキシブルに実施することができる。
【０１５７】
第２の切断５６を切断５５と同様に、例えば、ダイアモンドソーを用いて、または、引っ掻きおよび破断によって、または、レーザビーム、例えば赤外線レーザ、殊にＣＯ2レーザを用いて実施することができる。
【０１５８】
殊に、第２の切断５６を実施するために、部分３０１，３０２または複数の部分３０１，３０２を積み重ね、第２の切断５６の度に複数の光導体装置１２に個別化することも可能である。
【０１５９】
前述のように、ファイバ１２１の第１の端部１２１１の領域、または、ファイバ１２１の例えばほぼ中央に位置するファイバ区間１２１８における加熱されたファイバ１２１に力Ｆを加えることにより、加熱されたファイバ１２１を変形させ、例えば、変形されたファイバ１２１が全体でファイバ支持体２０と第２のファイバ支持体２１との間の領域を完全に満たす光源１０を製造することができる。もちろん、ファイバ支持体および／または第２のファイバ支持体２１を、例えばＳｉＣから成る工具２００に置換することもできる。この工具２００はファイバ１２１と結合せず、ファイバ１２１の変形後に取り除かれる。図１０に示されているように、力Ｆおよび対抗力Ｆ’をファイバ１２１に作用させる２つの押圧面２０１，２０２との間にファイバ１２１が配置されることが重要である。この場合、製造された装置は２つのファイバ支持体２１，２２を有しているのではなく、ファイバ支持体２１のみを有している。この場合、殊に有利には、第１の切断５５および／または第２の切断５６が引っ掻きおよび破断によって行われる。
【０１６０】
以下において説明する実施例においては、確かにファイバ１２１の変形は行われるが、この変形はファイバ１２１が押圧面２０１，２０２との間の領域を最初に少なくとも十分に（例えば断面の９９．５％以上）満たしたときに停止されるように力ＦおよびＦ’が選定される。この場合には、ファイバ１２１の変形には十分ではないであろう過度に小さい力Ｆも、押圧面２０１，２０２の間の領域からファイバ１２１が側方に突出することになるであろう過度に大きい力も回避される。
【０１６１】
具体的には、フリントガラス／ソーダ石灰ガラスから成る１４０個のファイバが１５ｍｍ×８ｍｍの大きさの２つの押圧面２０１，２０２の間に配置され、約６３０℃、すなわちファイバ１２１の軟化温度を上回る温度に加熱された。続けて、ファイバ１２１に力Ｆが加えられた。所望の特性は力が１Ｎから３５Ｎの場合に観察された。
【０１６２】
もちろん、所定の境界では、ファイバ１２１が比較的高い温度または比較的低い温度に加熱され、それによりファイバ１２１の流動性は増加するか低下することも考えられる。この場合、確かにファイバ１２１の変形は行われるが、この変形はファイバ１２１が押圧面２０１，２０２との間の領域を最初に少なくとも十分に（例えば断面の９９．５％以上）満たしたときに停止される特性が生じる力Ｆの領域は変化しているが、この領域を実験によって発見することができる。この実施例では、１０Ｎから２０Ｎの間の力、また５９０℃から６９０℃のファイバ温度の場合に所望の特性が達成された。
【０１６３】
別の実施形態においては、付加的または択一的に、押圧面２０１，２０２との間に残存している隙間の高さが求められ、求められた値が所定の値に達するか、所定の値を上回ったときに、すなわち、押圧面２０１，２０２の間に残存している隙間が所定の高さに達するか、その高さよりも低くなったときに力Ｆによる加圧は終了される。
【０１６４】
一方では、ファイバ１２１が押圧面２０１，２０２の間の領域を少なくとも十分に（例えば断面の９９％以上）を満たしたときに力Ｆによる加圧を終了することができ、他方では別の高さを選定することもできる。図１１に示されている実施形態においては、差し当たり円形の断面と、この実施例では１００μｍである直径とを有するファイバ１２１が単層で、ファイバ１２１の側面に相互に沿って突き合うように２つの押圧面２０１，２０２の間に挿入されている。押圧面２０１，２０２はそれぞれ、ファイバ１２１と結合しているファイバ支持体２０，２１の一部であるか、または、例えばＳｉＣから成り、ファイバ１２１とは結合しない工具２００の一部である。
【０１６５】
これらの押圧面２０１，２０２をアクチュエータ６０、例えば圧電アクチュエータによってスライドさせることができ、押圧面２０１，２０２のこのスライドは、アクチュエータ６０に印加される信号、例えば電圧によってトリガされる。押圧面２０１，２０２相互間の実際の距離が、例えば、アクチュエータに印加される信号に基づき、または、光学システムによって検出される。
【０１６６】
この実施例においては、押圧面２０１，２０２の位置は相互に相対的に、圧電アクチュエータに電圧を印加する前に、それらの押圧面２０１，２０２がまだ軟化していないファイバ１２１と接触されることによって基準化される。続けて、圧電アクチュエータに印加される電圧が段階的に、または連続的に高められ、これは印加される電圧が圧電アクチュエータの２２μｍの長手方向拡張部に相当するまで行われる。この時点において、押圧面２０１，２０２の間に存在する空間は変形されたファイバ１２１によって少なくとも十分完全に満たされる。
【０１６７】
択一的な実施形態においては、押圧面２０１，２０２の間に残存している隙間の高さは、２つの部分２１１，２１２から成る圧縮工具２００を用いた圧縮が行われることによって設定されており、この場合、第１の押圧面２０１は圧縮工具２００の第１の部分２１１に対応付けられており、第２の押圧面２０２は圧縮工具２００の第２の部分２１２に対応付けられている。図１２に示されているように、圧縮工具２００の第１の部分２１１は外側領域において突起部２１１１を有する。この突起部２１１１は、第２の押圧面２０２に対して平坦である接触面２１１２を有するように成形および配置されている。加熱されたファイバ１２１を所期のように変形させるために、圧縮工具２００の第１の部分２１１の突起部２１１１の接触面２１１２が第２の押圧面２０２と接触するまで、圧縮工具２００の２つの部分２１１，２１２が相互に接近される。したがって、押圧面２０１，２０２間に残存している隙間は突起部２１１１によって与えられている基準によって規定されている。
【０１６８】
択一的に、または図１３に示されているように付加的に、圧縮工具２００の第２の部分２１２が外側領域において突起部２１１１を有することも同様に可能である。殊に、圧縮工具２００の２つの部分２１１，２１２が例えば外側領域において突起部２１１１を有し、それらの突起部２１１１が相互に平行な接触面２１１２を有することも考えられる。この場合には、加熱されたファイバ１２１を所期のように変形させるために、圧縮工具２００の第１の部分２１１および第２の部分２１２の突起部２１１１の接触面２１１２が相互に接触するまで、圧縮工具２０１，２０２の２つの部分が相互に接近される。したがって、押圧面２０１，２０２間に残存している隙間は複数の突起部２１１１によって与えられている基準によって規定されている。
【０１６９】
上記においては圧縮工具２００の第１の部分２１１および第２の部分２１２と称した部分は一方では、狭義の意味において２つの工具、例えばＳｉＣから成り、且つ、熱および圧力が加えられても、例えば８００℃までの温度で５０Ｎ/ｃｍ2の圧力が加えられても、ファイバ１２１とは結合しない工具である。他方では、図１２および１３において参照番号２０および２１によって示唆されているように、圧縮工具２００の第１の部分２１１はファイバ支持体２０である、および／または、圧縮工具２００の第２の部分２１２は第２のファイバ支持体２１であることも考えられ、この場合には、ファイバ支持体２０および／または第２のファイバ支持体２１は有利にはガラスから形成されており、且つ、熱および圧力が加えられることによって素材結合によりファイバ１２１と結合する。
【０１７０】
別の実施例においては、押圧面２０１，２０２の間に残存している隙間の高さが、２つの部分２１１，２１２から成る圧縮工具２００を用いた圧縮が行われることによって設定されており、この場合、第１の押圧面２０１は圧縮工具２００の第１の部分２１１に対応付けられており、第２の押圧面２０２は圧縮工具２００の第２の部分２１２に対応付けられており、且つ、押圧面２０１，２０２の間には、例えば圧縮工具２００の外側領域に１つのスペーサ４０または複数のスペーサ４０が配置されている。
【０１７１】
図１４に示されている実施例においては、ファイバ１２１の両側にそれぞれ１つのスペーサ４０が配置されている。スペーサ４０は、押圧面２０１，２０２の間に残すべき隙間の高さに相当する高さを有する。スペーサ４０は、熱および圧力が加えられても、例えば８００℃までの温度で５０Ｎ／ｃｍ2の圧力が加えられてもファイバ１２１と結合しない材料から形成されているか、または、スペーサ４０はガラスから形成されており、熱および圧力が加えられることによって素材結合によりファイバ１２１と結合する。
【０１７２】
加熱されたファイバ１２１を所期のように変形させるために、スペーサ４０が２つの押圧面２０１，２０２と接触するまで、圧縮工具２１１，２１２の２つの部分２１１，２１２が相互に接近される。したがって、押圧面２０１，２０２間に残存している隙間は複数のスペーサ４０によって与えられている基準によって規定されている。
【０１７３】
上記の実施例においては、圧縮工具２００の第１の部分２１１および第２の部分２１２は、狭義の意味において、例えばＳｉＣから形成されており、且つ、熱および圧力が加えられても、例えば８００℃までの温度で５０Ｎ/ｃｍ2の圧力が加えられても、ファイバ１２１とは結合しない工具である。他方では、圧縮工具２００の第１の部分２１１はファイバ支持体２０である、および／または、圧縮工具２００の第２の部分２１２は第２のファイバ支持体２１であることも考えられ、この場合には、ファイバ支持体２０および／または第２のファイバ支持体２１は有利にはガラスから形成されており、また選択的に、熱および圧力が加えられることによって素材結合によりスペーサ４０と結合する。有利には、スペーサ４０の変形は回避される。
【０１７４】
図１９および図２０は、ダイオードレーザ１３および光導体装置１２を含む光源１０の別の実施例を示す。前述の実施例と同様に、ダイオードレーザ１３が相互に並んで配置されている複数の放射源１３１を有し、それらの放射源１３１に対向して複数のファイバ１２１が配置されており、それらのファイバ１２１にダイオードレーザ１３の放射源１３１の放射１３５が入力されるように、ダイオードレーザ１３と光導体装置１２とが協働する。
【０１７５】
放射源１３１およびファイバ１２１の配置構成によって、またダイオードレーザ１３の放射源１３１の放射１３５の空間的な特性によって、ファイバ１２１のうちの幾つかのファイバには放射源１３１の放射１３５の一部が入射され、これに対しその他のファイバには光は入射されない、もしくは僅かな光しか入射しない。光が入射しない、もしくは僅かな光しか入射しないファイバ１２１は、パターンブレード６５として構成されている切断装置を用いて、有利にはファイバ支持体２０の近傍において切り離される。パターンブレード６５を用いたファイバ１２１の切り離しを、殊に、ファイバ支持体２０の縁の直ぐ近くにおいて実施することができる。この縁においてはファイバ１２１がファイバ支持体２０を超えて突出している。パターンブレード６５は幅Ａを有する切断素子６５ａを有し、この幅Ａはダイオードレーザ１３の放射源１３１間の中間領域の幅と同一であるか、ほぼ同一である。切断素子６５ａ相互間の距離Ｐは、放射源１３１が相互に有している距離Ｐと同一であるか、ほぼ同一である。ほぼ同一とは、遅相軸におけるファイバ１２１の端面１２１６と放射源１３１の射出面との間の空間的な拡張部に相応する最大拡張部であると解される。
【０１７６】
パターンブレード６５を用いたファイバ１２１の切り離しは有利には、第１のステップにおいてダイオードレーザ１３の放射源１３１間に切断素子６５ａが位置するように、パターンブレード６５がダイオードレーザ１３の手前に位置決めされることによって行われる。ダイオードレーザ１３の放射源１３１間の切断素子６５ａの位置決めは、ダイオードレーザ１３の放射源１３１が光を放射し、パターンブレード６５を通過して放射された光量が、パターンブレード６５の側方のスライドに関して最大化されることによって達成される。続けて、パターンブレード６５の持ち上げ、また、ダイオードレーザ１３の手前における光導体装置１２の位置決めが行われ、さらに最終的に、パターンブレード６５を降下させることによって、照明されないファイバ１２１または僅かにしか照明されないファイバ１２１の切り離しが行われる。
【０１７７】
図１５，１５Ａおよび１５Ｂは、前述の実施例において説明したように協働するダイオードレーザ１３と光導体装置１２とを含む光源１０の別の実施例を示す。放射源１３１およびファイバ１２１の配置構成によって、またダイオードレーザ１３の放射源１３１の放射１３５の空間的な特性によって、ダイオードレーザ１３の放射源１３１の放射１３５の異なる量の放射、したがって異なる大きさの光出力がファイバ１２１に入射されることになる。放射源１３１の中間空間に対向している領域内に配置されているファイバ１２１には実質的に放射は入射されない。より中央に近い位置において複数の放射源１２１に対向しているファイバ１２１にはほぼ同僚の放射、すなわち放射出力Ｐ1の放射が入力される。放射源１２１の端部領域に対向しているファイバ１２１には、０からＰ1の放射出力を有する放射が入力される。
【０１７８】
図１６には、ファイバ１２１に入力される放射出力Ｐに関して得られた度数分布ｐが示されている。例えば放射出力Ｐ1が入力されるファイバ１２１の第１のグループ８４と、放射出力が入力されない、または放射出力が殆ど入力されないファイバ１２１の第２のグループ８１の他に、０と限界値Ｇとの間の放射出力を有する放射が入力されるファイバ１２１の第３のグループ８３が示されている。さらに、限界値ＧとＰ1との間の放射出力を有する放射が入力されるファイバ１２１の第４のグループ８２が示されている。
【０１７９】
第１のグループ８２のファイバ１２１および第４のグループ８４のファイバ１２１が光ファイバ１２１の第１の部分５０１（図１５Ａ）を形成し、また殊に圧力および熱が加えられて相互に結合および／またはシーリングされて、第２の端部１２１２の領域において１つの束８５に統合されている。
【０１８０】
図１５Ｂには別の実施形態が概略的に示されており、この実施形態においては、光ファイバ１２１の第１の部分５０１のファイバ１２１に入射される光よりも少ない光がそれぞれ入射される、ファイバ１２１の第２の部分５０２のファイバ１２１が束８５の周囲に配置されている。
【０１８１】
この種の光源１０を、例えば、前述したような光導体装置１２がダイオードレーザ１３の手前に配置されることによって製造することができる。ダイオードレーザ１３に動作電流が供給されることによって、ダイオードレーザ１３は放射源１３１の領域において光の放射のために励起される。この光は主として光導体装置１２のファイバ１２１に入射され、この際、個々のファイバ１２１のそれぞれに放射出力Ｐを有する放射が入力される。この放射出力が個々のファイバ１２１各々に関して検出される。
【０１８２】
図１７Ａに示されているように、放射出力の検出は例えば、ファイバの第２の端部１２１２がＣＣＤカメラ４００に結像されることによって行われる。他方では、図１７Ｂに示されているようにファイバ１２１に湾曲部１２１０が形成され、その結果、この湾曲部１２１０から散乱放射が増加し、この散乱放射がＣＣＤカメラ４００に結像されることも考えられる。
【０１８３】
図１８に概略的に示されているように、ＣＣＤカメラ４００によって記録された像が制御ユニット４０２に供給される。制御ユニット４０２によって、個々のファイバ１２１に供給される放射の放射出力Ｐが限界値Ｇを上回っているか、または下回っているかが判定される。さらには、制御ユニット４０２が分離装置４０１、例えばＣＯ2レーザシステムを駆動制御し、供給された放射の放射出力が限界値Ｇを下回っていると判定されたファイバ１２１を切り離す。
【０１８４】
残りのファイバ１２１、すなわち供給された放射の放射出力が限界値Ｇを上回っていると判定されたファイバ１２１がファイバ１２１の第２の端部１２１２の領域において１つの束８５に統合される。選択的に、第２の端部１２１２の領域において統合されたファイバ１２１が、第２の端部１２１２の領域において、圧力および熱が加えられてシーリングされる、および／または、素材結合により相互に結合されることも考えられる。
【０１８５】
束８５に統合されているファイバ１２１から放出される放射が、固体レーザ２６０（図２を参照されたい）を光学的に励起するために使用され、固体レーザ２６０の放射は内燃機関１０９（図１を参照されたい）において燃料を点火するための点火火花の形成に使用される。この背景から、内燃機関１０９における燃焼の特徴、殊に出力、エミッション値、失火の数などが最適化されるような限界値Ｇの選択は好適であることは明らかである。他方では、固体レーザ２６０の放射の少なくとも１つの特性、殊に固体レーザ２６０の出力、放射の品質、または、固体レーザ２６０の空間角度についての面積毎の出力密度が最適化されるように限界値Ｇを選択することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図４Ａ】
0005538441.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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