包括具有漫射体元件的光波导的照射系统以及用于至少部分地或分区段地生产和/或构造漫射体基体的方法与流程

本发明涉及一种照射系统，特别是用于医疗和/或诊断系统的照射系统，并且涉及一种用于生产特别是用于照射系统的漫射体基体的方法，并且还涉及一种用于至少部分地或分区段地构造漫射体基体的方法，特别是用于调整侧向发射的强度分布的方法。

背景技术：

1、这样的照射系统越来越多地用于医学领域。目前主要的应用领域可以归类为：

2、· 用于肿瘤治疗的光动力疗法（pdt）；

3、· 用于治疗静脉曲张的静脉激光治疗（evlt）；

4、· 激光诱导间质热疗法（litt）；和

5、· 其它应用，例如在牙科、眼科和皮肤病学领域。

6、光动力疗法（pdt）是针对各种癌症的微创疗法选项。pdt是一种将光与可以被光激活的物质结合使用来治疗肿瘤和其它组织改变（例如血管生成）的程序。在治疗开始时，患者接受光敏物质（称为光敏剂）的静脉内注射，该光敏物质累积在癌细胞内或癌细胞上。这些天然光性物质（photosubstance）聚集在肿瘤细胞中，并且在那里对光产生强敏感性。为此，在pdt治疗期间使用多个针（通常高达8个）刺穿肿瘤组织，并且将具有漫射体元件的光波导引入其中的每一个中。漫射体元件需要在肿瘤组织上尽可能良好地在空间上分布。经由光波导将通常具有在可见光谱范围内的波长的激光（例如，532 nm的绿色光或690 nm波长的红色光）注入漫射体元件中，使得尽可能均匀地从内部辐照肿瘤组织，借此在这些细胞中产生侵蚀性的氧自由基，该氧自由基选择性破坏肿瘤细胞。与患病的细胞相比，健康的细胞不受此化学反应影响。确切的作用机制尤其在“癌症的光动力疗法”（《癌症医学》，2003年）中加以描述。

7、在这里区分了典型有效长度为10到50 mm的圆柱形漫射体、产生前向发光锥的斑漫射体与表现出径向光发射的点漫射体。在圆柱形漫射体的情况下，特别重要的是，漫射体元件的侧向发射在其操作状态下在长度上尽可能地均匀。在轴向上及径向上都应如此，即在轴向上，在均匀性要求的范围内，在沿着每条在纵向轴线方向上从近端到远端的线的所有点处的发射强度一致，而在径向上，在均匀性要求的范围内，在沿着每条沿纵向轴线的圆周线的所有点处的发射强度也一致，因此这些漫射体实质上用作朗伯辐射体（lambertianradiators）。

8、同时，必须实现高散射效率，从而确保尽可能低的热量输入到组织中。侧向发射的典型均匀性要求指定与平均强度的最大偏差为±10%到20%，同时向前发射（特别是从远端发射）应避免大于注入光的10%、通常大于5%。用于pdt应用的激光输出功率通常是小于5 w的连续功率，使得每厘米漫射体长度发射的最大功率在100 mw与1000 mw之间，通常在200mw与500 mw之间。当前，这允许使用基于塑料的漫射体实施方案。

9、现有的实例是由细的硅酮圆柱体制成的漫射体元件，其中嵌入有二氧化钛纳米粒子形式的散射粒子。文献de 10129029 a1描述了一种柔性装置，该柔性装置用于通过经由光波导的激光辐射来热清除生物组织，该光波导的远端由护套围绕，该护套对激光辐射透明并且突出超过纤维端并且在其位于纤维端前部的体积中填充有硅酮母体，在该位于纤维端前部的体积中嵌入有散射粒子，其中直径为几纳米的非散射粒子（优选地由二氧化硅制成）混入优选由硅酮制成的塑料母体中，浓度范围优选地为1%到10%，并且其中护套的远端由对激光辐射透明或不透明的端件密封。

10、然而，具有足够发射均匀性的漫射体制造非常复杂且昂贵。散射粒子的团块经常形成强度显著高于平均值的发射斑。

11、此类带有漫射体元件的光波导通常仅使用一次，并且在每次治疗之后被丢弃。因此，在制造成本上也存在一定的成本压力。因此，越来越多地考虑可重用的解决方案。此类解决方案由此必须允许按照相关的已知标准进行翻新，即它们必须是可消毒的和/或可灭菌的。此处应提及的制备过程包含尤其是利用强碱性溶液的清洁和消毒过程以及在高达135℃的温度和约3巴的典型蒸汽压力下通过高压灭菌法进行的灭菌。通常，接着采用数十到数百个此类处理循环。这意味着对耐热、耐化学性以及耐水解性有很高的要求。因此，由玻璃或熔融石英纤维制成的光波导和漫射体实施方案特别合适这种情况。

12、在evlt中，主治医生经由细小的穿刺部位将导管插入相关静脉，该导管用作静脉激光的导轨。接着借助于漫射体通过有针对性地侧向发射激光能量来加热血管的内壁，从而使静脉塌陷并且被密封。以此方式防止了静脉血液的病理性回流。结果，静脉变硬、退行并且会被身体分解。当前，通常将已知为环形或双环形发动系统（fire systems）的发射元件用于此目的。激光以相对清晰定界的环形或双环形光形式径向发射到围绕静脉的组织，同时，为了进行均匀治疗，经常会将带有发射元件的光波导以稳定速率手动地拉动穿过要治疗的静脉区段，由于在不合规或停留时间过长的情况下这可能会在若干位置造成进一步的细胞损坏，因此使应用复杂化。

13、在pdt应用中使用的此类圆柱形漫射体将在这里带来优势。然而，evlt治疗需要显著更高的激光输出功率。举例来说，在nir范围内，即约800 nm与1480 nm之间的波长处的激光功率通常在10到50 w之间，其当前使用二极管激光器（例如，810 nm、940 nm或1480 nm）或nd:yag激光器（1064 nm）提供。同时，对于evlt治疗也已经确立了约2 µm的更长波长。在此情况下，例如使用tm:yag激光器（1.9 µm）和ho:yag激光器（2.1 µm）。由于组织的吸收特性，在这些波长下通常需要<10 w的较低激光输出功率。然而，这里已经强制使用由熔融石英制成的光波导，特别是用于供应激光。

14、可以用于evlt的漫射体在侧向发射上的均匀性要求与pdt应用相比较低，并且与平均强度的最大偏差可以是±30%到±50%。

15、litt是用于局部肿瘤破坏的微创手术。在可视化（例如，超声检查/mri）下穿刺肿瘤，将一根（或多根）激光纤维引入肿瘤灶中，并且通过热能在肿瘤灶中诱发硬化。在此情况下，尤其要使用nd:yag激光器（1064 nm）和漫射体尖端施加器。激光输出功率大致为5到8 w（尤其参见“laserinduzierte interstitielle thermotherapie (litt) bei malignentumoren” bäk和kbv 01/2002）。

16、从下文提到的文献中可知进一步的漫射体实施方案，并且可以将其分为四类：体积散射漫射体、具有施加的散射粒子的纤维、通过激光处理生产的漫射体、以及由侧发射纤维形成的漫射体。

17、体积散射漫射体例如在文献ep 3184885 a1中公开，该文献描述了在由熔融石英制成的光波导的端部的漫射体，并且为了生产漫射体，将散射物质施加到光波导的纤维远端并且固化以形成漫射体。应用散射物质包括以下步骤：（a）提供含有无定形sio2粒子并且由至少90 wt%的sio2组成的sio2晶粒；（b）提供由玻璃制成的中空体，该中空体具有围绕腔体的腔体壁，该腔体向外敞开；（c）在腔体中提供sio2晶粒的晶床，并且将纤维端引入到腔体中，使得至少一部分纤维端突出到晶床中；（d）热压缩该晶床以形成由至少90wt%的sio2组成的多孔烧结块，该多孔烧结块至少部分地被玻璃护套围绕。此类方法的缺点在于，此类体积散射实施方案意味着强度的强指数下降。此外，就其可处理性而言，多孔材料在医学技术应用中并非优选的。

18、第6,810,184 b2号美国专利描述了一种方法，其中使用纳米多孔二氧化硅包覆的光学纤维来制造具有整体形成的漫射尖端和可以与其它纤维融合的漫射尖端的纤维。所公开的漫射体可以被制造为光沿其长度漫射的圆柱形的、光以球形图案向外辐射的球形的，或者定制形状以照亮不规则的表面或体积。渐变和阶跃折射属性也可以被实现。

19、文献ep 2062077 a4、us 2009/0204111 a1和de 102015119875 a1公开了一种漫射体，该漫射体是通过使用激光将结构引入到纤维中或在纤维上施加结构而生产的。

20、文献ep 2062077 a4和wo 2008/024397 a2公开了一种漫射体，该漫射体用于将高功率密度的光能输出到至少一根光学纤维的远端处的治疗部位，其中该漫射体包括至少一根光学纤维的远端的预定长度的区段和位于该光学纤维的远端处的预定长度的区段中的散射中心，该散射中心使一部分输入的光能径向地射出到治疗部位。可以预期的是，散射中心位于纤维纤芯的此预定长度中，或者位于此预定长度中的纤维纤芯与包层之间的界面中或附近。散射中心是纤维纤芯中的缺陷，例如纳米裂纹或纳米空隙在纤芯中或纤芯与包层之间的界面内或界面附近产生局部折射率差异。散射中心可以是包含在纤芯内或此纤芯的包层内的散射粒子。除了其复杂的引入难以控制之外（例如在上述纳米裂纹或纳米空隙的分布和/或大小方面），纳米裂纹或纳米空隙还可能对部件的易破损性产生负面影响。此外，在所有方法中，由于在足够均匀的设计的情况下侧向发射的指数衰减或者由于分布不均匀，不得不预期所需的侧向发射均匀性不会实现。

21、文献us 2009/0204111 a1描述了一种激光递送系统，该激光递送系统包括光学纤维，该光学纤维具有：（i）纤芯和覆盖至少部分纤芯的包层，其中该包层的折射率低于纤芯的折射率；以及（ii）非特征部分和特征部分，该特征部分具有迫使光从特征部分径向耦合出并且提供所需径向光输出图案的特征。可以预期的是，该特征选自由螺纹、径向切口、轴向切口及其组合组成的群组。

22、de 102015119875 a1公开了一种光波导，该光波导包括：光波导纤芯；光波导中的区域，在该光波导的区域中布置微型修改部，其中该微型修改部以有序的方式布置。将微型修改部引入光波导中的方法包括以下步骤：（a）将光波导粘附在保持器中，该光波导和/或保持器是以可移动方式安装；（b）将高能辐射聚焦到焦点位置上，该焦点位置可定位在光波导的内部，该辐射由辐射源以脉冲操作产生，并且用于聚焦高能辐射的聚焦设备是以可移动方式安装；以及（c）移动焦点位置穿过光波导，其中焦点位置在光波导内部的移动是以取决于重复率的方式来选择。

23、本技术人的文献de 10 2012 208 810 a1公开了一种侧向发射玻璃元件，该侧向发射玻璃元件包括由折射率为n1的玻璃制成的并且在它们的外圆周表面处彼此不可分离地连接的多个导光元件，并且至少一个散射元件不可分离地连接到至少一个导光元件的外圆周表面，使得当光在玻璃元件中被引导时，此光的一部分从玻璃元件侧向发射，其中个别导光元件未被折射率不同于n1的包覆玻璃个别地围封，并且其中在导光元件之间存在相边界。此文献还公开了一种用于生产此类侧向发射玻璃元件的方法，包括以下方法步骤：（i）提供由折射率为n1的玻璃制成的多个光纤棒；（ii）将由包括散射中心的玻璃制成的至少一个散射棒布置在该多个光纤棒之间或之内，使得光纤棒和至少一个散射棒的轴线至少基本平行于彼此延伸以获得预制件；（iii）加热该预制件；（iv）拉制该预制件以形成侧向发射玻璃元件，使得光纤棒的外圆周表面彼此不可分离地结合并且与至少一根散射棒不可分离地结合。其中描述的方法特别用于装饰照射目的，为此特别希望实现径向定向的发射效果。

24、因此，本发明的目的是提供一种具成本效益的解决方案，用于制造和使用并且可重复使用漫射体，特别是对于圆柱状漫射体以及相关照射系统。此外，一方面，它们应满足上述基于侧向发射的平均强度的侧向发射均匀性要求，并且总体上应表现出朗伯发射行为（lambertian emission behavior），特别是对于pdt应用，另一方面，它们应满足与高功率密度兼容的要求，特别是在evlt应用中。在de 10 2012 208 810 a1中描述的方法代表了基本技术，该基本技术在提供此类漫射体方面应有利地进行优化。

技术实现思路

1、本发明的目的通过独立权利要求1和27实现，并且有利的实施例将从从属权利要求和说明书的进一步公开以及附图中显而易见。

2、为此目的，公开了一种照射系统，特别是用于医疗和/或诊断系统的照射系统，该照射系统包括至少一个激光光源和可以在其近端连接到和/或关联于该至少一个激光光源的光波导，并且包括在该光波导的远端处的漫射体元件，该漫射体元件具有垂直于光波导的耦合表面延伸到漫射体元件中的纵向轴线；其中漫射体元件在其操作状态下在其有效长度上在纵向轴线的侧向上发光；其中漫射体元件包括至少一个漫射体基体，并且该漫射体基体包含至少一个散射元件，其中，优选地，该至少一个散射元件沿着漫射体基体的纵向轴线基本平行于纵向轴线排列或布置成与漫射体基体的纵向轴线成一定角度；并且其中用于使沿着漫射体基体的纵向轴线的发射强度均匀化的构件设置在漫射体基体的远端处和/或至少部分地或在其若干区段上围绕光波导与漫射体基体之间的过渡区域和/或漫射体基体本身；其中照射系统在其操作状态下表现出与平均侧向发射强度的偏差不超过±50%、优选地不超过±30%，并且最优选地不超过±5%的侧向发射的强度分布。

3、在本发明的上下文中，侧向发射是指具有从漫射体基体的纵向轴线发出并且在径向方向上延伸的方向分量的发射。侧向发射强度是指此发射的强度。

4、此外，该目标可以有利地通过以下操作来实现：使至少一个散射元件沿漫射体基体的整个纵向轴线基本上平行于所述纵向轴线布置，该散射元件具有均匀横截面形状，或者在漫射体基体渐缩的情况下与纵向轴线成一定角度。该至少一个散射元件也可以有利地是管状的，并且尤其可以与纵向轴线同轴地布置。

5、多个散射元件可以以特定的可预定几何布置围绕漫射体基体的纵向轴线布置，优选地以规则图案布置，最优选地以围绕纵向轴线的圆形图案布置。因此，优选地，以一定角度布置的多个散射元件在漫射体基体外部的消失点处相交。

6、用于使侧向发射沿纵向轴线均匀化的构件和/或措施优选地设置在漫射体基体的远端处和/或光波导与漫射体基体之间的过渡区域中，其至少部分地或分区段地和/或基本上完全地围封漫射体基体。

7、举例来说，此类构件包含在漫射体的远端处的套筒、罩盖、帽盖和/或层，从而防止从远端向前发射，并从而将其反射回来并且因此使其可再次用于漫射体基体中的散射过程中，以及另一方面，从而避免在漫射体基体的远端处产生杂散光效果和/或光反射。

8、这同样适用于光波导与漫射体基体之间的过渡区域。杂散光效果和/或光反射也可能出现在此处，这可以通过适当有效的元件（例如在此位置处的套筒和/或层）来抑制。

9、光波导可以包括单个纤维，例如单模或多模光学纤维，该光学纤维包括具有纤芯直径和包层的纤芯，或者可以包括具有纤维束直径的纤维束。

10、这使得有可能提供可再现的并且也是成本优化的漫射体元件，该漫射体元件在其操作状态下表现出均匀的发射以如在引言部分中提到的用于医疗。

11、根据一种优选的实施变体，可以预期的是，该漫射体基体中的散射元件以围绕漫射体基体的纵向轴线的径向均匀分布的图案布置，而与纤芯区外部每单位面积的散射元件数量相比，围绕纵向轴线的纤芯区没有或显著减少了每单位面积的散射元件数量，使得散射元件主要布置在母体内的此纤芯区之外。这确保了通常以小的na（＜0.3，通常约为0.2）注入的注入光不会立即在散射元件上散射。另一方面，几乎没有散射元件的纤芯区允许足够的光传播到漫射体基体的远端而不会被散射。这一方面允许减小注入部位（漫射体基体的近端）附近的强度，另一方面允许增大漫射体基体的远端附近的强度。

12、根据另一种优选的实施变体，可以预期的是，漫射体基体包括相对于其横截面区域具有不同折射率n1和n1'的母体，特别是在纤芯区与母体的嵌入有散射元件的外围区之间。这允许例如影响在具有母体折射率n1的纤芯区内的和在具有折射率n1'的母体的纤芯区外的数值孔径na。此外，光在漫射体基体中的传播以及由此散射中心的激发可以被调整到在漫射体的长度上所需的发射特性。此外，在制造期间可以实现具有折射率n1的纤芯区的任何所需横截面几何形状，即例如基本上圆形，但也可以为多边形或星形形状。

13、如果嵌入有散射元件的漫射体基体的直径等于或大于光波导的纤芯直径或纤维束直径，则可以促进侧向发射强度的均匀化。

14、已经发现特别有利的是，光波导的纤芯直径或纤维束直径与母体的直径之间的比率为≤1.0到0.7，最优选为≤1.0到0.8。

15、仅略小于母体直径的纤芯直径或纤维束直径准许减小注入部位（从光波导到漫射体基体的过渡区域）处的强度峰值。

16、相比之下，纤芯直径或纤维束直径显著小于漫射体基体的母体的直径（即比率<0.8）可能会导致注入部位处的强度降低，这也可能对于特定要求是有利的。

17、此外已经发现的是，如果该比率在1到0.9之间，则可以例如通过粘接而在光波导与漫射体基体之间实现特别稳健的机械联接或结合。

18、理想地，漫射体元件在漫射体基体的远端处具有反射体表面，即以定向反射表面（例如具有尤其包括al、ag、au的金属涂层的金属反射表面）或漫反射表面（例如包括将穿过漫射体基体的光反射回去的白色涂料层基体）的形式。这允许至少部分地补偿或校正沿着漫射体基体侧向发射的光的强度的通常为指数式的衰减。因此，在恒定的散射速率下可以提供的光量至少分区段地被改变或可调整，使得侧向发射可以被均匀化。

19、长度大致为0.5到2 mm且例如由铝或金制成的短抛光金属线区段（其与漫射体基体直接接触并且形成散热器）已经被证明是特别有效的反射体，尤其也避免热斑。热斑是局部增大的光强度，该局部增大的光强度例如在界面处被吸收的情况下会导致不希望的局部温度升高。

20、此外，溅射沉积或气相沉积的介电反射层已经被发现在漫射体基体的远端上特别有利；它们可以由多层组成，并且可以在反射率方面与所用光的波长匹配，这意味着它们可以在与它们匹配的波长处具有最大值。一方面，这实现了在操作状态期间注入的光的理想背向反射，另一方面，避免了热斑。

21、或者，也可以预期通过具有背面钝化的银层来实施反射体，该具有背面钝化的银层具有良好的宽带反射率。此类层特别稳健并且能够抑制可能导致局部过大强度以及热斑的干扰性反射。以此方式，尤其可以实施非常宽带的反射体，其在可见光谱范围（vis）和ir/mir范围（例如在1 μm与2.5 μm波长之间）内都具有非常好的反射特性。背面钝化防止银层氧化。

22、如果反射体表面是凹形或凸形的，则这允许使几乎平行于纵向轴线传播的光线以相对于纵向轴线较陡的角度至少部分地反射回去，因此在散射元件处更频繁地散射，使得侧向发射的输出效率朝向漫射体元件的远端增大，这意味着发射强度的分布更均匀。

23、反射体表面也可以是空心体或可以是在一端封闭并且具有面向腔体或透明体的反射表面的罩盖或帽盖的形式。这些可以是例如由塑料、玻璃或熔融石英制成的圆柱形帽盖，该圆柱形帽盖可以布置成与漫射体基体的远端邻接，并且可以被设计为至少在其至少一个表面的若干区段上定向反射和/或漫反射，例如通过具有镜面涂层或提供有白色涂料层。镜面涂层可以实施为反射膜或反射涂层，例如气相沉积涂层。

24、同样有利的是金属帽盖，该金属帽盖由此围封与漫射体基体的远端邻接的腔体。以此类方式形成的腔体还可以填充有液体、固体或固化材料，这允许例如调整折射率和/或将帽盖结合到远端。还可以预期的是，帽盖在不限定腔体的情况下直接终止远端。尤其有利地，此类帽盖在径向上至少部分地或在漫射体基体的若干区段上在例如0.5到2 mm的长度上围绕漫射体基体。此类元件一方面允许避免杂散反射，另一方面如果存在腔体则可以根据腔体或透明体的长度来调整反射回到漫射体基体中的辐射的数值孔径。因此，反射体表面是凹形或凸形的和/或以主体和/或罩盖的形式，该主体和/或罩盖与漫射体基体直接邻接或与其间隔开以便（以在一端封闭的中空体形式）在反射体表面与反射体的远端之间限定腔体。

25、此外，金属帽盖提供了例如可以用作x射线标记的优点。这允许在介入期间或治疗期间通过基于x射线的成像来可视化漫射体元件在患者组织中的确切位置。取决于所应用的成像技术，适当设计的帽盖可至少具有类似的效果。

26、在优选的实施例中，漫射体元件包括在漫射体基体的近端与光波导的远端之间的接合区，该接合区是通过胶合、粘接或按压以形成刚性配合（positive fit）和/或材料结合而产生，并且至少将漫射体基体的直径与光波导的纤芯直径或纤维束直径连接。

27、为了匹配可能不同的热膨胀系数，有利的是在漫射体基体的近端与光波导的远端之间的接合区中另外提供中间介质。举例来说，这可以是过渡玻璃或焊料玻璃。另一方面，这也可以是透明的、具永久弹性的粘合剂。此外，光学元件可以布置在接合区中，或接合区可以被设计为限定光学元件，例如，用于通过几何调整或折射率匹配来修改光束的引导和/或光的导向。

28、为了提高机械稳定性，特别是漫射体元件与光波导之间的接头的机械稳定性，有利的是接合区被例如套筒或管件等覆盖材料覆盖。套筒或管件可以由塑料、玻璃、陶瓷或例如镍银、钛或不锈钢等金属或合金制成，从而至少在其若干区段上至少部分地透明、半透明和/或不透明和/或反射。在一种情况下，这可以是特别地增强了机械稳定性的薄壁玻璃套筒。此外，金属套筒的优点在于，其还可以用作x射线标记，例如，该x射线标记允许在介入期间或治疗期间可视化漫射体元件在患者组织中的确切位置。根据一种变体，可以预期的是，套筒由刚性管段限定，例如由teflon®、玻璃或熔融石英制成，和/或由柔性管件（例如硅酮管）限定。如果管段和/或管件还包含散射中心，则这允许进一步改善发射特性的上述均匀化。

29、漫射体元件的一个特别优选的实施变体提出，具有如上所述的在远端处的反射体表面或其变体并且具有如上所述的包括套筒或其变体的接合区的漫射体基体具备透明和/或半透明的、染色或无色的护套，该护套至少部分地或在若干区段上围封漫射体基体。一方面，机械保护可以此方式实现。另一方面，通过适当地选择材料，特别是如果它们含有散射中心，发射特性可以在侧向发射强度的均匀性方面进一步被优化。举例来说，这允许促进朗伯光发射。

30、在优选的实施变体中，护套至少部分地由一个或多个薄壁热缩管制成。一方面，此类热缩管可引起额外的漫散射效果，从而促进朗伯发射。另一方面，机械保护可以此方式实现，并且可以防止在漫射体损坏的情况下的可能碎裂。举例来说，已经证明由壁厚度约5到15 μm的白色染色pet制成的薄壁热缩管适用于此目的。为了抑制反射，可以另外部分地设置薄壁黑色或彩色热缩管。颜色可以选择为使得应用波长特别好地被吸收。此外，此类热缩管被实施为生物兼容的。

31、为了补偿、最小化或防止在护套或漫射体基体的表面上出现例如污物、粒子、粗糙度等任何不规则性（这些不规则性可能会导致在操作状态下产生不希望的不均匀发射），可以有利地在漫射体基体与护套之间施加或引入浸没液体。

32、漫射体基体可以基本上由用透明塑料、玻璃、熔融石英或玻璃陶瓷制成的母体组成，并且嵌入其中的散射元件在母体由塑料制成的情况下可以例如由多孔或着色或例如白色染色塑料组成，在玻璃母体的情况下由孔、粒子、多孔或着色或例如白色染色或含不均匀性的玻璃或玻璃陶瓷元件以及其中所含的微晶体组成，在母体由熔融石英制成的情况下由孔、多孔熔融石英或陶瓷或多晶粒子组成，或在透明玻璃陶瓷母体的情况下由孔、粒子、多孔或着色或例如白色或含不均匀性的玻璃或玻璃陶瓷元件和其中所含的微晶体组成。而且，作为实例提及的散射元件的组合可以有利地包含在相应母体中。在玻璃或玻璃陶瓷母体实施方案的情况下，可限定散射元件的玻璃或玻璃陶瓷的不均匀性包括例如相分离、偏析和/或粒子合并、晶种、和/或微晶体。散射区域中的散射元件的浓度应为10 ppm到1000ppm，并且优选为20 ppm到100 ppm。此处，以ppm为单位的浓度值是指散射粒子相对于其中嵌入有散射粒子的相应材料（特别是塑料、玻璃母体或熔融石英母体）的成分的质量分数的比例。由此限定的相应散射元件（即孔、粒子、多孔或着色或例如白色染色的或含不均匀性的玻璃或玻璃陶瓷元件，以及其中含有的微晶体）的直径优选为10 nm到1000 nm，最优选从100 nm到800 nm。

33、举例来说，由pmma、pet或pc塑料棒制成的漫射体基体的基于塑料的实施方案已经可以在其制造或塑形期间在低处理温度下实施。然而，以此方式制成的漫射体基体表现出相当低的热阻，并且因此更适合于具有低激光功率的应用。此外，它们仅适合于可见光谱范围（vis）的应用，因为塑料通常在nir和ir范围内表现出高吸收率。

34、基于玻璃的实施方案在这方面要稳健得多，并且最重要的是热稳定的，因此可以施加更大的激光输出功率。被考虑用于制造漫射体基体的合适组分尤其包含例如由n-bk7制成的玻璃棒、本技术人的光学硼冕玻璃、硼硅酸盐玻璃，或无铅或无重金属玻璃（如用于例如用于内窥镜或用于固化牙齿填充物的牙棒的高质量光学玻璃纤维）。后者可以满足未来的rohs要求。在本技术人的de 10 2012 100 233 a1和de 10 2013 208 838 b4中描述了此类玻璃。

35、从无铅锡硅酸盐玻璃或碱金属硅酸锌玻璃的范围来看，用于光纤棒和漫射体基体母体的此类玻璃的实例含有以下成分（以氧化物计，以重量百分比表示）：

36、

37、可以围绕光纤棒布置以随后形成包层和/或作为预制件的鞘套的包覆管优选地由下文的第1到4组之一制成，含有以下各成分（以氧化物计，以重量百分比表示）：

38、

39、原则上，也有可能将不透x射线的玻璃或相应的透明玻璃陶瓷用于漫射体基体或用于嵌入的散射元件和/或用于包覆管。这具有的优点是，漫射体基体整体上至少部分地或在若干区段上在x射线图像中可视化，从而可以确定漫射体在患者体内的位置。

40、对于波长在0.8 µm到约2.2 µm的应用，例如在引言部分提到的evlt应用，也可以使用特殊的ir透明玻璃，例如以n-pk52a命名的玻璃，即磷酸盐冕玻璃或irg7，即本技术人的铅硅酸盐玻璃。

41、如果熔融石英具有特别少的oh基，则基于熔融石英的方法特别可解决在高达约2.5 μm波长的uv和/或ir范围内的应用。在此可以提及的另一个优点是熔融石英的极高耐热性和极低的固有吸收，特别是在应用中允许高达50 w的更高激光输出功率。除了由多孔熔融石英制成的散射元件之外，还可使用由例如二氧化钛、氧化锆或氧化铝等陶瓷颜料制成或包括所述陶瓷颜料的散射元件。基于熔融石英的漫射体基体可以特别好地粘接到由熔融石英纤维制成的光波导，该熔融石英纤维由纤芯和包层组成，它们的折射率略有不同。包层也可以由有机材料制成，例如氟塑料、pmma或聚酰亚胺。然而，漫射体基体的制造过程需要比玻璃基方法显著更高的拉制温度。

42、用于漫射体基体和/或散射元件的基于玻璃陶瓷的实施方案可以由例如用于壁炉板或烹饪台面的透明硅铝酸盐高石英固溶体玻璃陶瓷制成，其具有极强的抗热震性并且表现出低至约2.5 µm的高光谱透射率。合适的散射元件包含例如热液石英玻璃陶瓷，该热液石英玻璃陶瓷可以通过合适的热处理工艺由高石英固溶体玻璃陶瓷制成。此外，堇青石玻璃陶瓷或硅酸镁铝玻璃陶瓷适合作为漫射体基体和/或散射元件。

43、当漫射体基体由用硼硅酸盐玻璃棒、锡硅酸盐玻璃棒或碱金属硅酸锌玻璃棒制成的光纤棒制成并且散射元件由白色玻璃棒（其由用硼硅酸盐玻璃、锡硅酸盐玻璃或碱金属硅酸锌玻璃制成的包覆管围封以形成预制件）制成时，就其制造工艺而言，可得到特别优选的漫射体基体。

44、在本发明的一种改进方案中，漫射体基体与包覆管两者可以由相同类型的玻璃制成。包覆管的折射率优选地不大于母体玻璃的折射率，并且最优选地，两个折射率相等。这促进了散射在漫射体中的光的发射。

45、这允许制造漫射体的具成本效益的工艺，该漫射体可以几乎任何长度获得并具有均匀发射强度。此外，此类漫射体还可以在其它几何参数（例如直径）方面适于特定应用，并且可以用作半成品，随后可以将其切成一定长度并且针对特定应用情况进行任选的后处理。

46、为了使在操作状态下在漫射体元件或漫射体基体的长度上侧向发射的辐射的强度分布或均匀性符合预定的公差带，可能必需的是使漫射体基体由在拉制过程中拉制成漫射体基体的直径的多个预制件部分制成，并且漫射体基体可以由多个部分组成，并且该部分可以由不同的预制件制成，该预制件包含不同数量和布置的散射元件。该漫射体部分可以通过使用折射率匹配的粘合剂通过粘接或胶合来组合，以形成漫射体基体，并且在一个实施例中散射效果有利地在注入光的第一漫射体部分中最低。接着，在漫射体基体中的光传播方向上的个别下游漫射体部分中，散射效果增强。以此方式，有可能使在操作状态下侧向发射的强度在公差带内保持一致。

47、如果在拉制过程之后对漫射体基体的部分进行热处理，特别是梯度热处理，则可以进一步实现对于强度的通常为指数式的衰减的至少部分补偿。此类梯度热处理使得可在漫射体基体的散射效果方面沿着漫射体基体中的延伸长度对散射元件产生后续的影响。举例来说，通过此类梯度热处理可以改变用作散射元件的白色玻璃棒中的偏析过程。在基于玻璃陶瓷的散射元件的情况下，有可能影响晶体形成和晶体生长以及其沿着漫射体基体的纵向轴线的晶粒大小和分布。

48、为了减少不需要的散射、杂散光效果和/或特别是在从光波导到漫射体基体的过渡区域中或在漫射体基体的远端处的光反射，可以进一步预期，根据进一步优选的实施变体，与沿漫射体基体的散射效果相比，散射元件在靠近漫射体基体的耦合表面的近端和/或在紧邻反射体表面的远端处表现出减小的散射效果。这可以通过例如在漫射体基体的近端与光波导的粘接期间额外地暴露于热来实现。举例来说，可以以此方式至少部分地修改（例如，减小或甚至反转）在用作散射元件的白色玻璃棒中存在的局部偏析（例如，相分离、失透）。后者(反转)将降低此区域中的散射效果。而且，漫射体基体的远端可以被加热，并且可以由此被重整为例如凸形和/或至少圆形。此外，引起散射的失透也可以至少部分地改变，并且例如甚至可以撤消。在此情况下，也可以通过此额外热处理过程来实现在此区域中表现为热斑的不希望有的散射的减少。

49、如果在拉制过程期间通过改变拉制速率、拉制温度和/或拉制力而至少部分地或分区段地将漫射体基体拉制成圆锥形（例如使得在切割过程之后获得漫射体基体，该漫射体基体至少部分地或在若干区段上渐缩），则可以实现另外至少部分补偿在操作状态下侧向发射的光的强度下降。举例来说，获得锥形渐缩漫射体基体，其由于锥度而导致光束的角度扩展，使得光传播更大的距离，并且因此在漫射体基体的纵向方向上引起更强的散射。在生产预制件时原本平行于纵向轴线而布置的散射元件在锥度范围内不再平行于漫射体基体的纵向轴线而延伸，而是与之成一定角度，从而理想地在共同消失点处相交。

50、此外，可以有利地进行进一步的后续过程，在其中可以校正或调整漫射体基体和/或漫射体元件的侧向发射的强度分布。

51、这些特别地包含如下过程，该过程一方面允许至少局部地修改体积内和/或其表面上的材料的特性，例如折射率和/或其组成（例如以胶体偏析和/或成核和/或结晶的形式），和/或另一方面，允许以几乎任何几何形状和布置去除材料或修改材料沉积。这些包含例如激光处理技术，该技术允许例如通过使用短脉冲或co2激光器来引入折射率的修改或在例如腔体和/或表面上的体积中产生结构。

52、此外，印刷工艺可以用来施加或产生结构，例如在漫射体基体和/或漫射体元件的表面上施加或产生网格图案，例如使用包含适当颜料的可印刷有机或陶瓷油墨，或者使用玻璃助熔剂基油墨，任选地进行相应的后续热处理。光刻技术和处理步骤也是可行的，诸如那些例如尤其用于光敏或可光结构化的玻璃和玻璃陶瓷的体积或表面结构化的光刻技术和处理步骤。此外，也可以对漫射体基体和/或漫射体元件在其表面上进行湿式或干式化学蚀刻，必要时任选地进行，并且在此情况下也可以使用光刻处理步骤。机械的和/或磨蚀有效的工艺（例如磨削、研磨或喷砂）也可以用于结构化，特别是用于使漫射体基体和/或漫射体元件的表面粗糙化。

53、所提出的示例性技术或过程也可以组合使用。因此，可以以此类方式生产的漫射体元件和/或漫射体基体在其体积和/或在其表面上至少部分地或分区段地具有结构。

54、根据另一有利的实施变体，可以预期的是，漫射体基体具有涂层，该涂层至少部分地和/或分区段地包含散射粒子，和/或漫射体基体至少部分地和/或分区段地具有由染色玻璃或染色塑料制成的额外护套。氮化硼（bn）涂层是此类涂层的实例，该涂层另外促进朗伯发射特性并且特别是在光注入的方向上减少向前的发射。此类型的其它涂层可以由例如氧化钛、碳酸钙或氧化锆制成。

55、额外护套可以例如实施为白色玻璃管，其在其玻璃母体中包含散射元件。

56、举例来说，着色玻璃管可以作为额外护套在漫射体基体与光波导之间的接头附近或中间介质附近设置在接合区中，并且其着色和强度可以选择，使得特别是所使用的光波长被抑制或甚至被阻挡。

57、这可以用来抑制不想要的反射，从而抑制不希望的侧面发射。举例来说，由塑料制成的合适护套包含染色的硅酮或ptfe管件。在另一种变体中，可以预期的是，特别是为了抑制在漫射体的远端的前向发射，将染色的玻璃棒粘接到漫射体基体或其包覆管（其吸收光的波长）上。也可以有利地使用由硅酮或合适的塑料制成的类似浸渍涂层。

58、显著挑战在于根据本发明的漫射体基体的制造，该漫射体基体具有适于预期用途的照射分布，特别是在操作状态下侧向发射强度的均匀性。因此，根据本发明的用于生产漫射体基体的方法也是本发明的有利的另一方面。

59、一种用于生产特别是用于如上所述的照射系统的漫射体基体的方法被指定，该漫射体基体包括至少一个散射元件，其中该至少一个散射元件优选地沿着漫射体基体的纵向轴线基本平行于该纵向轴线排列或布置成与漫射体基体的纵向轴线成一定角度，该方法包括以下方法步骤：

60、- 提供由折射率为n1和/或n1'的玻璃制成的多个光纤棒；

61、- 布置具有折射率n1和/或n1′的多个光纤棒和由玻璃或玻璃陶瓷制成并且包括散射中心的至少一个散射棒，使得该光纤棒与该至少一个散射棒的纵向轴线至少彼此基本平行地延伸以获得预制件；

62、- 加热该预制件；

63、- 拉制预制件以形成漫射体基体，使得该光纤棒的外圆周表面彼此不可分离地结合并且与至少一个散射棒不可分离地结合以形成形状配合，特别是彼此熔接，以便形成漫射体基体的母体，该漫射体基体包含由嵌入其中和/或与其邻接的至少一个拉制散射棒形成的至少一个散射元件。

64、因此，提供了由折射率为n1或n1'的玻璃制成的多个光纤棒。取决于要实现的照射分布，以所需数量提供至少一个或多个散射棒，该至少一个或多个散射棒由玻璃或玻璃陶瓷制成并且包含上述散射中心，并且邻近于光纤棒或在光纤棒之间布置，从而形成光纤棒和散射棒的布置，其中光纤棒与散射棒的纵向轴线有利地基本上彼此平行地布置。散射棒可以根据取决于所需照射分布的图案而分布在所述布置内。此布置通过适当构件固定，并且因此形成预制件。

65、在随后的方法步骤中，将预制件加热并且拉制以形成侧向发射的玻璃元件，从而使光纤棒和至少一个散射棒在其外圆周表面处彼此不可分离地结合。拉制期间的温度控制使得在光波导元件之间维持相边界。这尤其可以通过将拉制温度保持在光纤棒的玻璃的熔融温度以下，从而使它们烧结在一起（特别是在烧结温度下）来实现。根据本发明，避免了光纤棒的完全融合。光纤棒与（如果需要）散射元件的优选形状配合也可以通过温度控制来实现。以此方式获得的玻璃元件可以直接限定漫射体基体。然而，尤其也可以通过切割成一定大小，例如切割成所生产的玻璃元件的长度来获得漫射体基体和/或其部分。漫射体基体的母体由以刚性配合方式接合在一起的经拉制光纤棒限定，并且将包含散射中心的至少一个散射元件嵌入其中，至少一个散射元件已基本上根据其在预制件内的布置而也通过形状配合从经拉制散射棒形成。

66、在有利的实施例中，如上所述，光纤棒并未完全熔接在一起，散射棒也未完全熔合到光纤棒中的至少一个。因此，在散射棒与光纤棒之间也可能存在相边界，因此将保持在如此形成的母体和漫射体基体的散射元件中。当光纤棒的玻璃的软化温度等于或低于散射棒的软化温度时，可以实现此实施例。

67、同样有利的实施例预期，光纤棒并未完全熔接在一起，并且在它们之间存在相边界，但至少一个散射元件熔接到至少一个光纤棒。这可以通过将散射棒的玻璃的软化温度选择为低于光纤棒的玻璃的软化温度来实现。已经证明，散射棒的玻璃的软化温度降低至多50 k，特别是降低至多30 k，是有利的。

68、当被拉制时，光纤棒成为母体，而散射棒成为玻璃元件的散射元件。因此，光纤棒由折射率为n1的玻璃组成，并且未被折射率为n2的包覆玻璃个别地围封。

69、用于固定包含光纤棒和散射棒的预制件布置的构件可以是例如夹具，其随后被去除。然而，优选地，使用由折射率为n2的玻璃组成包覆管。在此实施例中，光纤棒和散射棒的布置在包覆管内部组合。包覆管最优选在一端封闭。包覆管至少沿着预制件的外圆周围封上述预制件。在加热和拉制期间，包覆管软化并且接合在光纤棒和散射棒的布置上，从而在玻璃元件周围形成包层。通过加热和拉制获得的产品也可以被切割和/或进一步处理以获得漫射体基体。

70、通过在预制件的拉制过程期间改变速率、温度和/或力参数，可获得圆锥形的漫射体基体，该漫射体基体至少部分地或在其若干区段上渐缩，任选地在切成一定大小之后。至少在锥形的范围内，散射元件不再平行于漫射体基体的纵向轴线延伸，而是与其成一定角度地延伸。

71、此外，有利地，提出了一种用于至少部分地或分区段地构造包括至少一个散射元件的漫射体基体的方法，特别是用于调整其侧向发射的强度分布的方法，其中该至少一个散射元件优选地沿着漫射体基体的纵向轴线基本平行于纵向轴线排列，或布置成与漫射体基体和/或漫射体元件的纵向轴线成一角度；其中

72、具有反射体表面和接合区的漫射体基体至少部分地或在其若干区段上被透明或半透明的护套围封，以形成漫射体元件；

73、其中护套优选地由刚性管段和/或由柔性管件限定，其中管段和/或管件优选地包含散射中心，散射中心至少局部地修改其体积和/或表面处的特性和/或组成，和/或通过材料去除或材料沉积技术在其中和/或其上形成几乎任何所需几何形状和布置的结构，该技术包括

74、- 激光处理技术，特别是使用短脉冲或co2激光的激光处理技术，其优选地引入折射率和/或组成的修改或在所述体积内和/或所述表面处形成结构；

75、- 用于使用含有适当颜料的可印刷有机或陶瓷油墨或使用基于玻璃助熔剂的油墨来涂覆或产生特别是网格结构的印刷技术；

76、- 湿式化学或干式化学蚀刻技术；

77、- 光刻工艺；

78、- 研磨机械处理技术；或者

79、这些技术的组合。

80、如上所述的照射系统在其各种实施变体中的优选应用是其在光动力疗法（pdt）中的用途，例如用于肿瘤治疗、用于静脉内激光治疗（evlt）（例如用于静脉曲张治疗）、用于激光诱导间质热疗法（litt），或用于牙科、眼科和皮肤病学领域，如引言部分所述。在牙科领域，此处特别需要提及伤口或牙周治疗的应用。此外，在脑研究中存在一些应用，其中可以通过光刺激大脑的个别区域以治疗疾病症状。

81、如上所述的照射系统在其各种实施变体中的另一应用是其在用于肿瘤治疗的光动力疗法（pdt）中的用途，其中具有漫射体元件的至少一个光波导捕获从其它漫射体元件发射的光，以经由光波导将光转发到检测器进行光谱分析。在此情况下，除了多种发光漫射体-光波导之外，还将光捕获漫射体-光波导应用于患者，并且可以基于注入光与捕获光之间的光谱差异来评估对pdt治疗的响应（参见finlay等人，proc. spie int. soc. opt.eng. 2014, june 14; 5315：第132到142页）。

82、此外，在工业领域中的应用也是有利的，例如用于检查难以到达的地方，例如在机器上或机器中，其中均匀照射尤为重要，或在光谱应用中，或在生物化学中，其中光促使了生化体外反应。