用于发射白光的光扩散光纤的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请依据专利法要求于2017年12月7日提交的美国临时申请序列号62/595,722和2017年3月28日提交的美国临时申请序列号62/477,649的优先权权益，所述临时申请各自的内容是本申请的基础并且以全文引用方式并入本文中。
本公开涉及光扩散光纤。更具体地说，本公开涉及光扩散光纤，所述光扩散光纤包括用于提供白光照明的磷光体层。
技术实现要素：
本公开的第一方面关于光扩散光纤，所述光扩散光纤展现白光照明。在一或更多个实施方案中，所述光扩散光纤包括玻璃芯、包围所述玻璃芯的包层、包围所述包层的磷光体层，和多个散射结构，所述多个散射结构定位在所述玻璃芯、所述包层，或所述玻璃芯和所述包层两者内。所述多个散射结构被构造来朝着所述光扩散光纤的所述磷光体层散射引导光，使得所述引导光的一部分沿着所述光扩散光纤的扩散长度扩散通过所述磷光体层。在一或更多个实施方案中，所述磷光体层包括二或更多个磷光体，并且被构造来将扩散通过所述磷光体层的引导光转换成发射光，使得所述发射光的颜色具有在cie1976色度空间上的u'-v'色度区域内的色度，所述u'-v'色度区域由以下各项限定：第一u'-v'边界线，所述第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于所述普朗克轨迹延伸；第二u'-v'边界线，所述第二u'-v'边界线以距所述普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于所述普朗克轨迹延伸；第三u'-v'边界线，所述第三u'-v'边界线沿着用于约2000k的相关色温的等温线在所述第一u'-v'边界线与所述第二u'-v'边界线之间延伸；以及第四u'-v'边界线，所述第四u'-v'边界线沿着用于约10000k的相关色温的等温线在所述第一u'-v'边界线与所述第二u'-v'边界线之间延伸。
本公开的第二方面关于制造用于光扩散光纤的磷光体层的方法。在一或更多个实施方案中，所述方法包括形成第一测试磷光体层，所述第一测试磷光体层具有以第一组成比组合的基体材料、第一磷光体，和第二磷光体的组合并且具有第一磷光体层厚度；导向光通过所述第一测试磷光体层；以及测量被导向通过所述第一测试磷光体层的光的第一色度。在一或更多个实施方案中，所述方法进一步包括形成第二测试磷光体层，所述第二测试磷光体层具有以第二组成比组合的所述基体材料、所述第一磷光体，和所述第二磷光体的组合并且具有第二磷光体层厚度，其中所述第二组成比不同于所述第一组成比，所述第二磷光体层厚度不同于所述第一磷光体层厚度，或所述第二组成比和所述第二磷光体层厚度两者分别不同于所述第一组成比和所述第一磷光体层厚度，使得被导向通过所述第二测试磷光体层的光具有第二色度，所述第二色度比所述第一色度更接近于目标色度。
根据本公开的又一个方面，光扩散光纤包括玻璃芯、包围所述玻璃芯的包层、包围所述包层的磷光体层，和多个散射结构，所述多个散射结构定位在所述玻璃芯、所述包层，或所述玻璃芯和所述包层两者内。所述多个散射结构被构造来朝着所述光扩散光纤的所述磷光体层散射引导光，使得所述引导光的一部分沿着所述光扩散光纤的扩散长度扩散通过所述磷光体层。此外，在一或更多个实施方案中，所述磷光体层包括二或更多个磷光体，并且被构造来将扩散通过所述磷光体层的引导光转换成发射光，使得所述发射光的颜色具有在cie1931色度空间上的x-y色度区域内的色度，所述x-y色度区域由以下各项限定：第一x-y边界线，所述第一x-y边界线自位于约(0.15,0.0)与(0.25,0.0)之间的第一x-y色度点和位于约(0.4,0.6)处的第二x-y色度点延伸；以及第二x-y边界线，所述第二x-y边界线自所述第一x-y色度点和位于约(0.6,0.4)处的第三x-y色度点延伸。
尽管本文主要参考具有用于白光照明的磷光体层的光扩散光纤描述了本公开的概念，但是设想所述概念将享有对任何光扩散光纤的适用性。
附图说明
当结合以下附图阅读时，可更好地理解本公开的特定实施方案的以下详细描述，附图中的相同结构用相同附图标号指示，并且在附图中：
图1示意性地描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的包含光输出装置和光扩散光纤的照明系统；
图2a示意性地描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的光扩散光纤的横截面；
图2b示意性地描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的光扩散光纤的另一个横截面；
图3用图形描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的cie1931色度空间；
图4用图形描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的cie1976色度空间；
图5是描绘根据本文所示和所述的一或更多个实施方案的制造用于光扩散光纤的磷光体层的方法的流程图；
图6是展示具有老化的缓冲器的光扩散光纤样本和没有插入老化的管材中的缓冲器的纤维中的扩散长度和散射效率的变化的图表；
图7是展示老化之后的老化pvc管材的散射效率的图表；
图8是展示在老化之后因为pvc和apolhya材料的降级导致的cie1976色度空间中的色点变化(duv)的图表；
图9是展示因为具有作为缓冲器的磷光体层的光扩散纤维中的蓝光的损失的色点偏移(以duv为单位)的图表，其中色变温度(cct)大约4500k；
图10是展示老化之后的用于包括eva材料的光扩散纤维样本的色点变化的图表；并且
图11是展示用于图10的光扩散纤维的cct变化的图表。
具体实施方式
现参考图1、图2a和图2b，示意性地描绘照明系统100，所述照明系统包含光扩散光纤110，所述光扩散光纤光学耦合到光输出装置150，所述光输出装置包括光源152。光扩散光纤110包含第一末端112、与第一末端112相对的第二末端114、芯120、包围芯120的包层122、次级散射层132、磷光体层140、外表面128，和多个散射结构125，所述多个散射结构定位在芯120、包层122，或者芯120和包层122两者内。多个散射结构125被构造来朝着光扩散光纤110的外表面128散射引导光(例如，沿着光扩散光纤110从第一末端112和第二末端114中的一个朝着第一末端112和第二末端114中的另一个传播的由光输出装置150输出的光)，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤110的扩散长度扩散通过外表面128。如本文所使用，“扩散长度”是沿着光扩散光纤110的长度从光扩散光纤110的第一末端112(或从接收输入光的任何末端)延伸到引导光的90％已从光扩散光纤110扩散的位置的光扩散光纤110的长度。在一或更多个实施方案中，扩散长度可为从第一末端112到第二末端114的纤维的长度的10％或更大、20％或更大、30％或更大、40％或更大、50％或更大、60％或更大、70％或更大、80％或更大、90％或更大、95％或更大，或约100％。此外，磷光体层140被构造来改变通过磷光体层140扩散的引导光的颜色，使得从光扩散光纤110的外表面128向外发射的光(例如，发射光)包含白色或近白色光，如本文更详细地描述。
仍然参考图1、图2a和图2b，“外表面128”指的是光扩散光纤110的最外层表面。例如，在图2a和图2b中所描绘的实施方案中，外表面128是磷光体层140的表面，然而，应理解，其他实施方案可包含与磷光体层140径向向外间隔的另外层，例如，另外的透明涂层、护套等等，使得外表面128是光扩散光纤110的不同层的表面。此外，如本文所使用，“光扩散”意味光散射是沿着光扩散光纤110的长度的至少一部分大致上空间连续的，即，不存在实质性跳跃或不连续性诸如与离散(例如，点)散射相关联的那些跳跃或不连续性。因而，如本公开中阐述的大致连续光发射或大致连续光散射的概念指的是空间连续性。
如图1中所描绘，光输出装置150光学耦合到光扩散光纤110的第一末端112，使得由光输出装置150的光源152输出的光可照射光扩散光纤110的第一末端112的末端面116并且进入光扩散光纤110。在一些实施方案中，另外的光输出装置150可光学耦合到光扩散光纤110，例如，耦合到光扩散光纤110的第二末端114。光源152可包含发光二极管(light-emittingdiode；led)、激光二极管等等。例如，光源152可包含多模激光二极管、单模激光二极管、sip激光二极管、vcsel激光二极管，或另一种类型的半导体激光二极管。
在一些实施方案中，光源152可被构造来生成在200nm到2000nm波长范围内的光。例如，光源152可为紫外(ultraviolet；uv)或近uv光源，所述uv或近uv光源被构造来以自约300nm至约550nm、自约320nm至约550nm、自约340nm至约550nm、自约350nm至约550nm、自约360nm至约550nm、自约380nm至约550nm、自约400nm至约550nm、自约300nm至约540nm、自约300nm至约530nm、自约300nm至约520nm、自约300nm至约500nm、自约300nm至约480nm、自约300nm至约460nm、自约300nm至约450nm、自约300nm至约440nm、自约300nm至约420nm、自约300nm至约410nm或自约390nm至约410nm的波长发射光。示例性波长包括例如约300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、405nm、415nm、425nm、435nm、445nm、450nm、475nm、500nm、525nm、550nm等等。光输出装置150可进一步包含另外的光学部件诸如透镜、光学输送纤维等，所述另外的光学部件定位在光源152与光扩散光纤110的第一末端112之间并且光学耦合到所述光源和所述第一末端，以便于将光输入到光扩散光纤110中。此外，这些另外的光学部件，诸如光学输送纤维，可允许光源152与光扩散光纤110空间分离。
在操作中，因为由光源152发射的光通过光扩散光纤110散射到周围环境中，所以光源152可定位在远离光扩散光纤110的位置处。因此，由光源152生成的任何热可远离光源152传递到远离光源152和光扩散光纤110两者的位置。因而，光扩散光纤110的温度可保持大致上类似于周围环境的周围温度，并且可将照明单元描述为热学上“冷”照明单元。此外，将光扩散光纤110和光源152空间分离可向照明系统100提供额外的设计灵活性。
再次参考图1、图2a和图2b，在一些应用中，希望从光扩散光纤110输出白光。例如，被构造来输出一致白光的光扩散光纤110可被用作使用在lcd背光电子装置、其他电子装置，或白光的任何其他已知或尚未开发的应用中的ccfl的替换。此外，被构造来输出白光的光扩散光纤110可为有利的，因为光扩散光纤110比以前用来输出白光的发光装置(诸如ccfl)细得多(例如，包含小直径)，从而允许本文所描述的光扩散光纤110用来照明小部件，诸如电子装置的薄基板。
虽然不意图受理论限制，但光(例如，由光输出装置150的光源152发射的光和从光扩散光纤110向外散射的光)的颜色可通过其色度表征。如本文所使用，“色度”指的是独立于亮度的光的颜色的质量。色度是类似物的颜色的色调和饱和度的组合，其中色调指的是由观察者感知的颜色(例如，红、橙、绿、蓝等)，并且饱和度指的是颜色的鲜艳度或暗淡度，例如，颜色与灰阶或颜色的纯色的接近程度。
现参考图3和图4，色度可被标绘在色度空间上，所述色度空间例如cie1931色度空间(图3)或cie1976色度空间(图4)。这些色度空间的部分在本文中称为“色度区域”。虽然不意图受理论限制，但是cie1931色度空间使用色度座标x和y描绘色度，所述色度座标基于如由thecommissioninternationaledel'eclairage(cie)设定的标准三原色值(xyz)，参见本文以引用方式整体并入的t.smith及j.guild，thec.i.e.colorimetricstandardsandtheiruse,33trans.op.soc.73-134(1931)。虽然不意图受理论限制，但是三原色值是用以唯一地表示可感知色调的数学构造，并且源自于原色(primarycolor)的相对强度。此外，虽然仍然不意图受理论限制，但是三原色值可被转换成色度座标x和y，以使用cie1931色度空间在二维座标中描绘色度。
此外，cie1976色度空间使用座标u'和v'描绘色度，所述座标表示感知色度(例如，由观察者感知的色度)中的差异。u'和v'座标可源自于cie1931色度空间的x和y座标，并且可用来将色度中的差异展示为几何距离。因而，u'和v'座标可用来空间上表示一个色度与另一个色度如何不同。cie1976色度空间更详细地描述于本文以引用方式整体并入的colorimetry，第二版：ciepublication15.2,vienna:bureaucentralcie,1986中。
虽然仍然不意图受理论限制，但是cie1931色度空间和cie1976色度空间两者描绘“普朗克轨迹(planckianlocus)”，所述普朗克轨迹表示当在一定温度范围内加热黑体时由黑体发射的光的色度。如以下所描述，普朗克轨迹提供色度空间内的白光和近白光的参考位置。虽然不意图受理论限制，但是“黑体”指的是吸收所有电磁辐射包含照射黑体的波长范围，例如可见光的波长的理论对象。因为黑体吸收电磁辐射，所以黑体也在绝对零度以上(例如，在0°开尔文(k)以上)的温度处发射电磁辐射
此外，由黑体发射的电磁辐射为白的或近白的，并且这个发射的白电磁辐射或近白电磁辐射的特定色度和光谱分布取决于黑体的温度。黑体发射的温度被称为“色温”，并且每个色温限定位于普朗克轨迹上的光的色度(例如，每个色温限定位于普朗克轨迹上的光的特定白色度或近白色度)。虽然不意图受理论限制，但是在黑体的温度增加时，光谱分布朝着较短波长偏移，并且因而，对于较高的温度，色度朝着蓝色调偏移，并且对于较低的温度，色度朝着红色调偏移。
此外，虽然色温限定位于普朗克轨迹上的光的色度，但其他色度(例如，感兴趣的色度)可通过“相关色温”限定，所述相关色温是当普朗克轨迹是使用cie1976色度空间的u'-v'座标标绘时普朗克轨迹上最接近感兴趣的色度的点的色温(因为u'-v'座标将色度中的差异空间上表示为几何距离)。此外，如本文所使用，cie1976色度空间上在感兴趣的的色度与最接近普朗克轨迹上的感兴趣的的色度的点之间延伸和/或延伸穿过所述感兴趣的色度和所述点(例如，在最接近普朗克轨迹上的感兴趣的的色度的点处垂直于切线延伸)的线被称为“等温线”。沿着等温线的每个色度点具有相同相关色温。
如本文所使用，色度空间(例如，cie1931色度空间或cie1976色度空间)上的两个色度点之间的无量纲距离被称为“色度距离”。例如，当将测量色度与目标色度比较时，色度距离可使用可用来限定cie1931色度空间或cie1976色度空间上的其间的距离。一个示例性色度距离是感兴趣的的色度与普朗克轨迹上最接近感兴趣的的色度的点之间的距离(例如，沿着等温线测量的距离)，所述距离在本文中和在本领域中被称为距离u-v或“duv”。duv是正或负无量纲数，其中正duv涉及cie1976色度空间上的普朗克轨迹上方的点，并且负duv涉及cie1976色度空间上的普朗克轨迹下方的点。虽然duv是一个示例性色度距离，但是应理解色度距离可指的是色度空间上的任何两个点之间或色度空间上的点与色度空间上的线(诸如等温线)之间的距离。作为一个非限制实例，可在单独色度点与表示特定颜色座标温度的等温线之间测量色度距离(例如，色度点与沿着等温线的任何位置之间的最短距离)。作为另一非限制实例，可在两个单独色度点之间测量色度距离。
现参考图2a和图2b，描绘了光扩散光纤110的实施方案的截面，所述光扩散光纤包含芯120、包围芯120的包层122、次级散射层132、磷光体层140，和多个散射结构125。芯120可包含玻璃芯，例如，二氧化硅、锗掺杂的二氧化硅、氟掺杂的二氧化硅。此外，芯120包含折射率n。在一些实施方案中，芯120的折射率可为自约1.3至约1.5，例如，在589nm波长处，钠d-线(sodiumd-line)的1.35、1.4、1.42、1.44、1.45、1.458、1.46、1.48等等。此外，在一或更多个实施方案中，芯120可具有自约10μm至约600μm的半径。在一些实施方案中，芯120的半径为自约30μm至约400μm。在其他实施方案中，芯120的半径为约125μm至约300μm。在仍然其他实施方案中，芯120的半径为约50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、140μm、160μm、170μm、180μm、200μm、220μm、240μm，或250μm。
在一或更多个实施方案中，包层122可为玻璃包层，例如，纯二氧化硅、f掺杂的二氧化硅，或f(氟)/b(硼)共同掺杂的二氧化硅，或聚合物包层。在一个实施方案中，包层122包含低折射率聚合材料诸如uv或可热固化的氟化丙烯酸酯，诸如可从sscpco.ltd403-2,moknae,ansan,kyunggi,korea获得的pc452，或硅酮。在其他实施方案中，包层122包含氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethaneacrylate)，诸如由dsmdesotech,elgin,111制造的cpc6。在一些实施方案中，包层122包含高模量涂层。
如图2a和图2b中所描绘，包层122与芯120直接接触地包围芯120。包层122大体从芯120的外半径延伸。在本文所描述的一些实施方案中，包层的径向宽度大于约10μm、大于约20μm、大于约50μm，或大于约70μm。在一些实施方案中，包层122具有约10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm，或100μm的厚度。包层122大体具有小于芯120的折射率的折射率。
虽然不意图受理论限制，但由具有低折射率的材料形成包层122可增加光扩散光纤110的数值孔径(na)。例如，光扩散光纤110可包含约0.3或更大、0.4或更大、0.5或更大等等的na。
在一或更多个实施方案中，包层122是具有相对于芯(例如，二氧化硅玻璃)为负的相对折射率的低折射率聚合物包层。例如，相对于芯的包层的相对折射率可小于约-0.5％，并且在一些实施方案中小于-1％。
在一或更多个实施方案中，包层122具有相对于芯为正的相对折射率。例如，相对于芯的包层的相对折射率可大于约0.5％，并且在一些实施方案中大于约1％。
在一些实施方案中，芯120、包层122，或两者可包括上掺杂剂或下掺杂剂。如本文所使用，“上掺杂剂”是具有相对于纯无掺杂二氧化硅使折射率上升的倾向的掺杂剂，并且“下掺杂剂”是具有相对于纯无掺杂二氧化硅使折射率降低的倾向的掺杂剂。例如，包层122包含用诸如例如氟的下掺杂剂下掺杂的二氧化硅玻璃。此外，光扩散光纤110将可包含自约0.15m至约100m，例如，约100m、75m、50m、40m、30m、20m、10m、9m、8m、7m、6m、5m、4m、3m、2m、1m、0.75m、0.5m、0.25m、0.15m，或0.1m的长度(例如，第一末端112与第二末端114之间的长度)。
仍然参考图2a和图2b，散射结构125可包含孔隙，诸如气体填充的孔隙，和/或散射粒子，诸如陶瓷材料、掺杂剂等等。散射结构125可遍及芯120设置(如图2a和图2b中所描绘)，或可设置在芯120和包层122的界面(例如，芯-包层边界)附近，或可以环形圈设置在芯120内。具有散射结构125(也称为“随机空气线”或“纳米结构”或“纳米大小的结构”)的光扩散光纤110的一些实例描述于美国专利第7,450,806号中，并且描述于美国专利申请序列号12/950,045、13/097,208和13/269,055中，所述美国专利在本文中以引用方式整体并入。或者，光扩散光纤110可具有“粗糙化”芯120，其中在芯-包层边界处的芯120的表面上的不规则引起光散射。也可以利用其他类型的光扩散光纤。
散射结构125用来使在光扩散光纤110的芯120中传播的光散射，使得光被从芯120径向向外导向穿过外表面128，借此照明光扩散光纤110和包围光扩散光纤110的空间。虽然不意图受理论限制，但可通过增加散射结构125的浓度，遍及光扩散光纤110定位散射结构125，或在散射结构125限于定位在芯120、包层122，或两者内的环形圈的情况下，增加包含散射结构125的环形圈的宽度并且保持散射结构125的相同密度来增加散射导致的衰减。另外，在散射结构125为螺旋形的组成中，也可以通过在光扩散光纤110的长度上改变螺旋形散射结构125的节距来增加散射导致的衰减。具体来说，已经发现具有较小节距的螺旋形散射结构125比具有较大节距的螺旋形散射结构125散射更多的光。如本文所使用，螺旋形散射结构125的节距是指螺旋形散射结构125每单位长度缠绕在光扩散光纤110的长轴周围或在所述长轴周围旋转的次数的倒数。
在操作中，光扩散光纤110可经历约0.2db/m或更大，例如在照明波长(例如，发射辐射的波长(多个))处的自约0.5db/m或更大、0.6db/m或更大、0.7db/m或更大、0.8db/m或更大、0.9db/m或更大、1db/m或更大、1.2db/m或更大、1.4db/m或更大、1.6db/m或更大、1.8db/m或更大、2.0db/m或更大、2.5db/m或更大、3.0db/m或更大、3.5db/m或更大、4db/m或更大、5db/m或更大、6db/m或更大、7db/m或更大、8db/m或更大、9db/m或更大、10db/m或更大、15db/m或更大、20db/m或更大、25db/m或更大、30db/m或更大、35db/m或更大、40db/m或更大、45db/m或更大、50db/m或更大、55db/m或更大、60db/m或更大等等的散射导致的衰减(即，因为通过光扩散光纤110的外表面128丢失的光导致，并不因为芯120内的散射粒子的吸收导致的衰减)。在一些实施方案中，光扩散光纤110的平均散射损失的变化在光扩散光纤110的任何给定纤维分段上，例如，在自约0.2m至约50m，例如，0.5m、1m、2m、5m、10m、15m、20m、25m、30m、35m、40m、45m等的任何给定纤维分段上不超过40％、不超过35％、不超过30％或不超过20％(即，散射损失在平均散射损失的±40％内，例如在±35％内、在±30％内、在±25％内、在±20％内、在±15％内，或在±10％内)。
在散射结构125包含气体填充的孔隙的实施方案中，光扩散光纤110可包含大量气体填充的孔隙，例如光扩散光纤110的横截面中的多于50、大于100，或大于200个孔隙。气体填充的孔隙可含有例如so2、kr、ar、co2、n2、o2，或其混合物，所述气体降低芯120、包层122，或包括气体填充的的孔隙的芯-包层边界的区域中的平均折射率。此外，多个散射结构125诸如孔隙可随机地或非周期性地设置在芯120、包层122，或芯-包层边界中，然而，在其他实施方案中可周期性地设置孔隙。此外，气体填充的孔隙可与光扩散光纤110的长度平行。
散射结构125诸如气体填充的孔隙的横截面大小(例如，直径)可为自约10nm至约10μm，并且长度可自约1μm变化至约50m。在一些实施方案中，孔隙(或其他散射结构125)的横截面大小为在自约10nm至约9μm、自约10nm至约8μm、自约10nm至约6μm、自约10nm至约5μm、自约10nm至约4μm、自约10nm至约2μm、自约20nm至约10μm、自约40nm至约10μm、自约50nm至约10μm、自约60nm至约10μm、自约80nm至约10μm、自约2μm至约10μm、自约4μm至约10μm、自约6μm至约10μm，或自约8μm至约10μm的范围内(例如，为约10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm，或约10μm)。在一些实施方案中，散射结构125(例如，孔隙)的长度为在自约1μm至约40m、自约1μm至约30m、自约1μm至约20m、自约1μm至约15m、自约1μm至约10m、自约1μm至约8m、自约1μm至约6m、自约1μm至约5m、自约1μm至约4m、自约1μm至约2m、自约1cm至约50m、自约10cm至约50m、自约20cm至约50m、自约30cm至约50m、自约40cm至约50m、自约50cm至约50m、自约60cm至约50m、自约70cm至约50m、自约80cm至约50m、自约90cm至约50m、自约1m至约50m、自约5m至约50m、自约10m至约50m、自约15m至约50m、自约20m至约50m、自约30m至约50m，或自约40m至约50m的范围内(例如，为约1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、5mm、10mm、50mm、100mm、500mm、1m、5m、10m、20m，或50m)。
此外，可利用各种技术形成本文所描述的光扩散光纤110。例如，可通过将诸如孔隙或粒子的散射结构125合并到光扩散光纤110中的许多方法制作芯120。例如，用于形成具有孔隙的光纤预制件的方法描述于例如以引用方式并入本文的美国专利申请序列号11/583,098中。形成孔隙的另外的方法可见于例如以引用方式并入本文的美国申请序列号12/950,045、13/097,208，和13/269,055中。一般来说，光扩散光纤110是用纤维拉紧系统自光纤预制件拉制而成并且沿着大致上垂直路径退出拉制炉。在一些实施方案中，光扩散光纤110在其被拉制时旋转以沿着纤维的长轴生产螺旋形孔隙。在光扩散光纤110退出拉制炉时，非接触式瑕疵检测器可用来检查光扩散光纤110的可能已在光扩散光纤110的制造期间发生的损坏和/或瑕疵。此后，可用非接触式传感器测量光扩散光纤110的直径。在沿着垂直路径拉制光扩散光纤110时，光扩散光纤110可视情况被拉过冷却系统，所述冷却系统在将涂层(例如，二次散射层132、磷光体层140等)施加至光扩散光纤110之前冷却光扩散光纤110。
在光扩散光纤110退出拉制炉或可选的冷却系统之后，光扩散光纤110进入至少一个涂布系统，其中一或更多个层(即，包层包含聚合物的实施方案中的包层122、二次散射层132，和/或磷光体层140)被施加至光扩散光纤110。在光扩散光纤110退出涂布系统时，可用非接触式传感器测量光纤的直径。此后，非接触式瑕疵检测器用来检查光扩散光纤110的可能已在光扩散光纤110的制造期间发生的涂层中的损坏和/或瑕疵。
仍然参考图2a和图2b，将二次散射层132定位成包围芯120，包层122，并且被构造来增强从芯120和借此包层122径向发射的光的分布和/或性质。此外，二次散射层132可根据观察角度促进自磷光体层140输出的一致颜色。二次散射层132大体自包层122的外半径延伸。在本文所描述的一些实施方案中，二次散射层132的径向宽度大于约1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm，或100μm。在一些实施方案中，二次散射层132与包层122直接接触，并且在其他实施方案中，二次散射层132与包层122径向隔开，例如，一或更多个额外层可定位在包层122与二次散射层132之间(诸如涂层130)或空气间隙可定位在包层122与二次散射层132之间。
二次散射层132包括基体材料(例如，聚合物)及定位在基体材料中的散射材料(例如，散射剂)。在一些实施方案中，基体材料包含聚合物，例如，液体聚合物或散射剂可添加到其中的预聚合物材料，例如，由dsmdesotech,elgin,111制造的基于丙烯酸酯的聚合物，诸如cpc6，或基于硅酮的聚合物。此外，在制造期间，二次散射层132可作为液体施加至光扩散光纤110，并且然后在施加至光扩散光纤110之后转换成固体。
散射材料包含具有来自二次散射层132的基体材料(例如基体聚合物)的折射率差，例如，多于0.05的折射率差(例如，基体材料与散射材料之间的折射率差异大于0.05)的材料。在一些实施方案中，基体材料与散射材料之间的折射率差异为至少0.1。也就是说，散射材料的折射率可比二次散射层132的基体材料(例如，聚合物或其他基质材料的基体材料)的折射率大至少0.1。在操作中，散射材料提供从光扩散光纤110的芯120散射的光的角度独立的分布。
散射材料可为固体粒子(例如，有机或无机固体粒子)、液体小滴，或气体气泡。示例性固体有机粒子包括颜料、聚合物，或可作为粉末合并到基体材料中的任何有机材料。如果散射材料是无机的，则散射粒子可为例如颜料、氧化物，或矿物填料。有机或无机散射粒子两者可由研磨固体生成，或最初可包含小粒子(例如，来自乳液聚合或溶胶凝胶)。在一些实施方案中，固体散射粒子是无机氧化物如二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)、二氧化钛(tio2)、二氧化铈(ceo2)、氧化锡(sno2)，和氧化锑(sb2o3)。例如，基于二氧化钛的散射粒子可为白色油墨。研磨玻璃、陶瓷，或玻璃-陶瓷也可用作散射粒子。研磨硅酸盐或矿物填料如石英、滑石、富铝红柱石、堇青石、粘土、霞石正长岩、碳酸钙、三水合铝、硫酸钡、硅灰石(wallastonite)、云母、长石、叶蜡石、硅藻土、珍珠岩和方石英可在二次散射层132中用作散射材料。
此外，散射材料可通过结晶和/或相分离原地生成，例如，聚乙烯、聚丙烯、间规聚苯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酮，和聚氨酯，其中氨基甲酸乙酯官能基在凝固期间对准并结晶。例如，在变成二次散射层132的材料的固化或凝固期间，可形成充当光散射部位的晶体。此外，当二次散射层132固化且/或凝固时，散射层的材料(例如，基体材料和散射材料)可变得不相容，从而使材料相分离，进而形成可使光散射的小滴或粒子，因而形成散射部位。这些的实例将为，但不限于，苯乙烯-丁二烯苯-乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯中的聚甲基丙烯酸甲酯，和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
散射材料的平均直径可自约200nm至约10μm，例如，300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等等。在其中散射材料包含散射粒子的实施方案中，二次散射层132内的散射粒子的横截面大小可包含0.1λ至10λ，其中λ是穿过光扩散光纤110传播的光的波长。在一些实施方案中，散射粒子的横截面大小大于0.2λ并且小于5λ，例如，在0.5λ与2λ之间。散射粒子的量可自约0.005重量％变化到70重量％，例如，0.01％至60％、0.02％至50％，等等。一般来说，二次散射层132越薄，越大量的散射粒子应存在于二次散射层132内。
散射粒子的浓度可沿着光扩散光纤110的长度变化，或可为恒定的并且可为足以提供光的均匀(例如，独立于角度的)散射的重量百分比。在一些实施方案中，散射层中的散射粒子的重量百分比包含自约1重量％至约50重量％(例如，约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％、35％、40％、45％，或50％)。在一些实施方案中，散射材料可包含二次散射层132内的子层。例如，在一些实施方案中，子层可具有约1μm至约5μm的厚度。
在操作中，二次散射层132可在大角度范围上(例如，40°至120°，或30°至130°，或15°至150°)促进一致的角度散射。例如，未散射的引导光在传播方向10上自光输出装置150沿着光扩散光纤110传播。展示了以散射角度θs在方向12上退出光扩散光纤110的散射光，所述散射角度为沿着光扩散光纤110传播的引导光的传播方向10与散射光离开光扩散光纤110时的所述散射光的方向12之间的角度差异。在一些实施方案中，当散射角度θs在15°与150°，或30°与130°之间时的光谱的强度为如在峰值波长处测量的±50％、±30％、±25％、±20％、±15％、±10％，或±5％内。在一些实施方案中，当散射角度θs在30°与130°或40°与120°内的所有角度之间时的光谱的强度至少在峰值波长处测量的±50％，例如±30％、±25％、±20％、±15％、±10％，或±5％内。因此，光扩散光纤110被构造来由于散射而提供大致上一致的照明，使得对于至少40度与110度之间的所有观察角度(例如，传播方向10与观察者的观察位置之间的角度)，例如对于40度与120度之间的所有观察角度，最小散射照明强度与最大散射照明强度之间的差异小于最大散射照明强度的50％。根据一些实施方案，最小散射照明强度与最大散射照明强度之间的差异不大于最大散射照明强度的30％。
如图2a和图2b中所描绘，光扩散光纤110可进一步包含一或更多个另外的层，例如，涂层、护套等等。例如，光扩散光纤110可另外包含涂层130，所述涂层可为包围芯120和包层122以便于机械搬运的大致上透明层，例如聚合物涂层。涂层130可包括在其中二次散射层132是在光扩散光纤110的初始拉制之后施加的实施方案中，以用于搬运问题。
仍然参考图2a和图2b，磷光体层140包围芯120、包层122，和二次散射层132。在一些实施方案中，磷光体层140与二次散射层132间隔开，并且空气间隙135定位于其间。在其他实施方案中，磷光体层140可与二次散射层132直接接触。磷光体层140可为用来作为保护层提供另外的功能的缓冲管材或护套，然而，应理解，磷光体层140不限于缓冲管材或护套并且可设置在光扩散光纤110的包层与外表面128之间的任何径向位置处。磷光体层140可包含约1.5mm或更小，例如，约1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm等等的外径，并且可包含200μm或更大，例如，约210μm或更大、220μm或更大、230μm或更大、240μm或更大、250μm或更大、300μm或更大、400μm或更大、500μm或更大、600μm或更大、700μm或更大、800μm或更大、900μm或更大、1.0mm或更大、1.1mm或更大、1.2mm或更大、1.3mm或更大等等的内径。此外，磷光体层140可包含自约200μm与约400μm，例如，约225μm、250μm、275μm、300μm、325μm、350μm、375μm等等的厚度。
磷光体层140包含基体材料和混合到基体材料中的两种或更多种磷光体(例如，荧光或磷光材料)。基体材料可包含聚合物，例如液体聚合物、预聚合物材料等等。示例性聚合物包括基于丙烯酸酯或基于硅酮的聚合物(例如，cpc6二次涂层)。在一些实施方案中，例如，其中磷光体层140包含缓冲管材的实施方案，基体材料包含热塑性聚合物，例如聚烯烃，诸如聚乙烯、聚丙烯或来自arkemacorporation的
在一或更多个实施方案中，光扩散纤维包括聚合物层，所述聚合物层被选择来以隔离方式或作为光扩散光纤的部分抵抗这样的老化。在一或更多个实施方案中，选择聚合物，使得在通过将纤维放置在具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室中持续100小时、持续100小时至500小时，或高达2000小时使光扩散纤维老化之后，并且在光源光学耦合到第一末端之后，光扩散纤维展现改变了约20％或更少(例如，18％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、12％或更少、10％或更少、8％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少或2％或更少)的光学损失。换句话说，老化之前的光扩散光纤的光学损失和老化(如本文所描述)之后的光扩散光纤的光学损失改变20％或更少。
在一或更多个实施方案中，选择聚合物，使得在通过将纤维放置在具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室中持续100小时、持续100小时至500小时，或高达2000小时使光扩散纤维老化之后，并且在光源光学耦合到第一末端之后，光扩散纤维沿着自420nm至800nm的光谱范围展现改变了约10％或更少(例如，9％或更少、8％或更少、7％或更少、6％或更少、5％或更少、4％或更少、3％或更少，或2％或更少)的散射效率。换句话说，老化之前的光扩散光纤的散射效率和老化(如本文所描述)之后的光扩散光纤的散射效率改变10％或更少。
在一或更多个实施方案中，选择聚合物，使得在通过将纤维放置在具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室中持续100小时、持续100小时至500小时，或高达2000小时使光扩散纤维老化之后，并且在光源光学耦合到第一末端之后，光扩散纤维展现改变小于20％(例如，18％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、13％或更少、12％或更少、10％或更少、8％或更少或5％或更少)的发光效率。换句话说，老化之前的光扩散光纤的发光效率和老化(如本文所描述)之后的光扩散光纤的发光效率改变小于20％。
在一或更多个实施方案中，选择聚合物，使得在将纤维放置在具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室中持续100小时、持续100小时至500小时，或高达2000小时使光扩散纤维老化之后，并且在光源光学耦合到第一末端之后，光扩散纤维在沿着其长度的纤维的任何给定部分处展现改变小于约25％(例如，24％或更少、22％或更少、20％或更少、18％或更少、16％或更少、15％或更少、14％或更少、12％或更少、10％或更少、8％或更少，或5％或更少)的亮度。换句话说，老化之前的在沿着其长度的纤维的任何给定部分处的光扩散光纤的亮度和老化(如本文所描述)之后的沿着其长度的纤维的任何给定部分处的光扩散光纤的亮度改变小于约25％。在光扩散或穿透缓冲管材或二次涂层时，色温(cct)在环境测试或老化(如本文所描述)之后可改变。在本公开的一或更多个实施方案中，光纤具有在7000k处小于400k，或在2500k处小于200k的cct变化。在一或更多个实施方案中，发射光具有cie1976色度空间中的色点，所述色点在老化之后不改变。在一或更多个特定实施方案中，色点自老化之前的原始色点偏移或改变到老化之后的以duv为单位的约0.02或更少，或0.01或更少的色点。在一或更多个实施方案中，具有目标管材壁的厚度(即在100μm与400μm之间)的聚合物的整体吸收率变化不超过15％、不超过10％，或不超过7％。将吸收率变化测量测试应用于筛选适用于磷光体缓冲管材和二次涂层材料的材料或含有磷光体材料的所有聚合物材料，或者在将蓝光降频转换成磷光体发射之后的光的路径上进行吸收率变化测量测试。在没有磷光体的情况下针对磷光体管材材料进行类似测试。
在一或更多个特定实施方案中，聚合物包含乙烯乙酸乙烯酯(ethylenevinylacetate(eva))、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene(ptfe))、乙烯四氟乙烯(ethylenetetrafluoroethylene(etfe))、氟化乙烯丙烯(fluorinatedethylenepropylene(fep))、聚碳酸酯，和共聚酯中的任一种。在一或更多个特定实施方案中，聚合物层包含eva。与抗老化性有关的先前描述和实施方案在聚合物不包括任何磷光体材料的情况下适用。因此，当视情况包括磷光体材料时并且当聚合物层基本上无磷光体材料时，如本文所描述的聚合物层展现抗老化性。
此外，磷光体层140可包含具有混合在其中的二或更多个磷光体的聚合物涂层和/或缓冲层(例如，热塑性聚合物涂层和/或缓冲层)。
磷光体层140的二或更多个磷光体可包含任何有机或无机荧光或发磷光材料，例如二或更多个磷光体可包含诸如ce-yag、nd-yag等等的石榴石磷光体组成、氮化物磷光体组成、原硅酸盐磷光体组成、硫硒化物磷光体组成、量子点、纳米粒子、有机荧光团的金属增强荧光等等。在一些实施方案中，二或更多个磷光体包含至少一个红磷光体和至少一个黄磷光体。虽然不意图受理论限制，但黄磷光体包括硫硒化物磷光体组成和石榴石磷光体组成，诸如ce-yag、nd-yag等等，并且红磷光体包括氮化物磷光体组成和原硅酸盐磷光体组成。此外，量子点可为黄磷光体或红磷光体。
在一些实施方案中，磷光体层140进一步包括散射材料，诸如以上关于二次散射层132所描述的散射材料。在这些实施方案中，磷光体层140可执行二次散射层132的一致角度散射功能，使得可从光扩散光纤110省去二次散射层132。然而，应理解光扩散光纤110的一些实施方案包括二次散射层132和磷光体层140两者，所述磷光体层包含散射材料。虽然不意图受理论限制，但将散射材料包括在磷光体层140中可增加光扩散光纤110的相互作用长度。如本文所使用，“相互作用长度”是指单独光子当横穿通过光扩散光纤110的一或更多个层诸如磷光体层140时将行进的平均路径长度。例如，将散射材料包括在磷光体层140中可导致比磷光体层140的厚度大高达约3倍的相互作用长度。
二或更多个磷光体可共同地包含磷光体层140的约5％至约45％，例如，约6％、7.5％、8％、10％、12.5％、15％、20％、25％、30％、35％、40％等等，并且基体材料可包含磷光体层140的约55％至约85％，例如，约60％、65％、70％、75％、80％等等。此外，基体材料和二或更多个磷光体中的每个磷光体可以“组成比”混合，如本文所使用，所述组成比是指基体材料、二或更多个磷光体中的磷光体(例如，第一磷光体和第二磷光体)，和在一些实施方案中，散射材料中每一个的相对量。作为说明，一个示例性实施方案可包含聚合物基体材料、红磷光体、黄磷光体，和散射材料，并且组成比可包括基体材料的73.8％、红磷光体的10％、黄磷光体的15％，和散射材料的1.2％，诸如二氧化钛。
虽然不意图受理论限制，但是改变磷光体层140的特定组成(例如，特定基体材料和特定磷光体)和磷光体层140的组成比可改变通过磷光体层140从芯120向外散射的发射光的所得色度。另外的因素可影响通过磷光体层140自芯120向外散射的发射光的所得色度，例如改变磷光体层140的厚度和改变通过光扩散光纤110的芯120传播的引导光的波长，例如，由光输出装置150的光源152输出的光。在一些实施方案中，当散射角度θs为自约10°至约170°时，发射光的色度在散射角度θs的情况下变化不超过±30％，例如，当散射角度θs为自约10°至约170°时，色度可在±30％、±25％、±20％、±15％、±10％，或±5％等等内变化。
在一些实施方案中，形成磷光体层140包含将基体材料与二或更多个磷光体混合，然后将磷光体层140施加至光扩散光纤110。在一些实施方案中，磷光体层140可作为液体施加至光扩散光纤110，并且然后在施加之后转换成固体。此外，可为有效的是将二或更多个磷光体掺合到标准uv可固化丙烯酸酯基体材料中，所述标准uv可固化丙烯酸酯基体材料诸如corning的标准cpc6二次光纤涂层。在一个实例中，可通过将30重量％的二或更多个磷光体与包含dsm950-111二次cpc6光纤涂层的基体材料混合，并且然后使混合物平移穿过滚轧机来形成磷光体层140。然而，应理解，基体材料可包含以上所描述的基体材料中的任何基体材料，例如，任何uv可固化丙烯酸酯聚合物。
在操作中，磷光体层140和具体来说，磷光体层140的二或更多个磷光体，将自芯120散射的光转换成较长波长的光。此外，磷光体层140改变自芯120散射的光的色度，使得退出磷光体层140以及自外表面128向外退出光扩散光纤110的发射光可包含所需要的颜色的光，诸如白光或近白光。例如，可通过将包含磷光体层140的光扩散光纤110光学耦合到较高能量(较低波长)光源152自光扩散光纤110发射白光，所述较高能量(较低波长)光源诸如以405nm或445nm发射的uv或近uv光源。在操作中，沿着光扩散光纤110的芯120传播的引导光(例如，由光源152输出的uv光)可自芯120散射，从而使磷光体层140的二或更多个磷光体发荧光或发磷光，使得uv光和这个发荧光或发磷光的发射波长的组合产生发射光，所述发射光为白的或近白的。此外，在包含磷光体层140中的两个磷光体的实施方案中，发射光可包含高达约80的显色指数(colorrenderingindex)，例如，自约71至约75的显色指数。此外，通过将磷光体层140中的磷光体的数目增加到三个或更多个，显色指数可增加到超过80。
再次参考图1-图4，从光扩散光纤110的外表面128向外输出的光包含由散射结构125朝着磷光体层140向外散射的沿着芯120传播的引导光，和由引导光通过磷光体层140的传播引起的散射荧光或磷光的组合，从而生产组合光，例如，发射光，所述组合光可具有在色度区域内的色度，使得发射光向观察者表现为所需要的颜色，诸如白色。
例如，图3描绘了示例性磷光体层140的cie1931色度空间上的第一x-y色度区域20，所述示例性磷光体层具有包含黄磷光体(例如，ce-yag)的第一磷光体和包含红磷光体(例如，氮化物)的第二磷光体。第一x-y色度区域20从第一x-y边界线22延伸到第二x-y边界线24。第一x-y边界线22描绘了当磷光体层140包含仅基体材料和/或第一磷光体的组成时的可能色度，其中第一色度点30描绘了具有100％基体材料的磷光体层140的色度并且第二色度点32描绘了具有100％的第一磷光体的磷光体层140的色度。此外，第二x-y边界线24描绘了当磷光体层140包含仅基体材料和/或第二磷光体的组成时的可能色度，其中第一色度点30描绘了具有100％基体材料的磷光体层140的色度并且第三色度点34描绘了具有100％的第一磷光体的磷光体层140的色度。
在一些实施方案中，第一色度点30可包含cie1931色度空间上自约(0.15,0.0)至约(0.25,0.0)的(x,y)点。第二色度点32可包含cie1931色度空间上约(0.4,0.6)的(x,y)点，并且第三色度点34可包含cie1931色度空间上来自约(0.6,0.4)的(x,y)点。虽然第一x-y色度区域20描绘了一个示例性x-y色度区域，但是应理解可设想被构造来实现其他x-y色度区域的解磷光体层140。通过改变这个示例性磷光体层140的组成比，第一x-y色度区域20内的任何色度是可能的。此外，图3还描绘了第二x-y色度区域20'，所述第二x-y色度区域展示具有与第一x-y色度区域20的磷光体层140相同的组成但具有不同厚度的磷光体层140的可能色度。如由第二x-y色度区域20'所示，磷光体层140的厚度可改变穿过磷光体层140的光的所得色度。此外，磷光体层140可被构造，使得发射光的色度对于相对于引导光的传播方向10自约15°至约170°的所有观察角度位于x-y色度区域(诸如第一x-y色度区域20)内。
此外，图4描绘了示例性磷光体层140的cie1976色度空间上的u'-v'色度区域50。u'-v'色度区域50由以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第一u'-v'边界线52、以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第二u'-v'边界线54、沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线52与第二u'-v'边界线54之间延伸的第三u'-v'边界线56，和沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一u-v边界线52与第二u'-v'边界线54之间延伸的第四u'-v'边界线58限定。此外，发射光的色度对于相对于引导光的传播方向10的自约15°至约170°的所有观察角度位于u'-v'色度区域50内。
仍然参考图4，设想被构造来实现其他u'-v'色度区域的磷光体层140。例如，u'-v'色度区域由以距普朗克轨迹0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第一u'-v'边界线、以距普朗克轨迹-0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第二u'-v'边界线、沿着用于约2500k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸的第三u'-v'边界线，和沿着用于约8000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸的第四u'-v'边界线限定。
在一个示例性实施方案中，磷光体层140被构造来促进具有目标色度的发射光的发射，所述目标色度由在普朗克轨迹处或在距普朗克轨迹约±0.02duv内的约5300k的颜色座标温度限定，所述磷光体层可包含约96％黄磷光体(例如，ce-yag)和约4％红磷光体(例如，氮化物)的磷光体混合物。此外，磷光体混合物可与基体材料和散射材料混合。例如，磷光体层140可包含约7.5％磷光体混合物、约1.2％散射材料(例如，二氧化钛)，和约91.3％基体材料(例如，热塑性聚合物)。此外，在这个示例性实施方案中，磷光体层140可包含约260μm的厚度，并且当设置在光扩散光纤110上时，可包含约750μm的外径。
在另一示例性实施方案中，磷光体层140被构造来促进具有目标色度的发射光的发射，所述目标色度由在普朗克轨迹处或在距普朗克轨迹约±0.02duv内的约3300k的颜色座标温度限定，所述磷光体层可包含约88％黄磷光体(例如，ce-yag)和约12％红磷光体(例如，氮化物)的磷光体粉末混合物。此外，磷光体混合物可与基体材料和散射材料混合。例如，磷光体层140可包含约12.5％磷光体混合物、约1.2％散射材料(例如，二氧化钛)，和约86.8％基体材料(例如，热塑性聚合物)。此外，在这个示例性实施方案中，磷光体层140可包含约200μm的厚度，并且当设置在光扩散光纤110上时，可包含约630μm的外径。
现参考图5，现在将具体参考图5的流程图200并且一般参考其他图来描述制造用于光扩散光纤110的磷光体层140的方法。流程图200描绘了若干方法步骤，所述方法步骤虽然以具体相继次序加以描述，但不限于那个相继次序。如以下所描述，方法可用来调谐磷光体层140的组成比和厚度，使得磷光体层140当由光源152照射时发射所需要的光色度。
首先，在步骤202处，方法包含形成第一测试磷光体层，所述第一测试磷光体层包含以第一组成比组合的基体材料(例如，以上所描述的基体材料中的一种的光学凝胶)、第一磷光体，和第二磷光体的组合。此外，第一测试磷光体层包含第一磷光体层厚度。在不意图受理论限制的情况下，单独磷光体层140的厚度和组成比两者改变穿过磷光体层140的光的色度。接下来，在步骤204处，方法包含例如通过用由光输出装置150的光源152输出的光照射第一测试磷光体层来导向光通过第一测试磷光体层。在步骤206处，方法包含例如使用用于测量色度的任何已知或尚未开发的测量装置来测量穿过第一测试磷光体层的所得光的色度(例如，“第一色度”)。
接下来，在步骤208处，将第一色度与目标色度比较。在一些实施方案中，目标色度可为白或近白色度，例如，普朗克轨迹上或附近的色度。例如，目标色度可在cie1976色度空间上由以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第一边界线、以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第二边界线、沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一边界线与第二边界线之间延伸的第三边界线，和沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一边界线与第二边界线之间延伸的第四边界线限定的的色度区域内。
仍然参考图5，如果第一色度在距目标色度的阈值色度距离内，例如，在cie1976色度空间上的±0.02、±0.01、±0.0075、±0.005、±0.0025、±0.001等等内，则方法移动到步骤218并且第一组成比可使用在磷光体层140的制造中以用于作为用于本文所描述的光扩散光纤110的涂层和/或缓冲管材使用。或者，如果第一色度不在阈值色度距离内，则方法移动到步骤210，所述步骤包含形成第二测试磷光体层，所述第二测试磷光体层包含以第二组成比组合的基体材料、第一磷光体，和第二磷光体的组合，所述第二组成比可不同于第一组成比(例如，第一测试磷光体层的组成比)。应理解，虽然关于阈值色度距离描述了图5的方法，但在其中目标色度是沿着普朗克轨迹的点的实施方案中，阈值色度距离可为阈值duv。此外，第二测试磷光体层包含第二磷光体层厚度，所述第二磷光体层厚度在一些实施方案中不同于第一磷光体层厚度，例如，第二磷光体层厚度可大于或小于第一磷光体层厚度，并且如以上所描述，厚度变化可改变所得色度。应理解，第二测试磷光体层可具有相比于第一测试磷光体层的不同组成比、不同厚度，或不同组成比和不同厚度两者。
接下来，在步骤212处，方法包含例如使用光输出装置150的光源152导向光通过第二测试磷光体层，和在步骤214处，测量所得光的色度(例如，“第二色度”)。此外，在步骤216处，方法包含将第二色度与目标色度比较，并且如果第二色度在距目标色度的阈值色度距离内，则方法移动到步骤218并且第二组成比可用在磷光体层140的制造中用于作为光扩散光纤110的涂层和/或缓冲管材。
在一些实施方案中，第二色度比第一色度更接近于目标色度，例如，第二色度可在cie1976色度空间上由以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第一边界线、以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸的第二边界线、沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一边界线与第二边界线之间延伸的第三边界线，和沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一边界线与第二边界线之间延伸的第四边界线限定的色度区域内。或者，如果第二色度不在阈值色度距离内，则方法移动回到步骤210，并且形成另一测试磷光体层，所述另一磷光体层具有相比于第一测试磷光体层和第二测试磷光体层的不同组成比和/或厚度，并且可针对这个另外的组成比和/或厚度重复步骤212-216，直到找到使发射光具有在阈值色度距离内的色度的组成比和/或厚度。
对根据本公开的一个实施方案的光扩散光纤的样本执行测试。将样本放置在护套中，所述护套包括紧密聚合物层或松散管材并且其中管材不包括聚合物层。样本通过暴露于85℃的温度和具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室持续高达2000小时加以老化。
评估就相对于输入光散射多少光而言的沿着自420nm至800nm的光谱范围的光扩散光纤的散射效率。输入光包括蓝ld光源(具有自445nm至455nm的波长)、绿ld(具有自520nm至532nm的波长)、红二极管(具有自630nm或650nm的波长)，或宽带白光源(例如，等离子体激光源)。通过将光扩散纤维放置在大整合球形内侧来执行测试，并且通过检测器捕获所有散射光。通过以相同球形将光扩散纤维修剪至纤维的开始位置来测量输入光的量。
还使用整合球形测量管材透射，其中透射的光的量是从具有护套的纤维和没有护套的相同纤维测量。
测量老化之前和老化之后的来自样本的色点偏移。
纤维中测量的效率下降可为护套材料中的吸收增加和包层中的吸收增加的结果。后者可为一次涂层自身的降级的产物。其也可由缓冲材料的除气引起。在pvc材料的情况下，如图6中所示，散射效率下降的原因中的一个是包层降级。具体来说，图6展示具有老化的缓冲器的光扩散光纤样本和没有插入老化的管材中的缓冲器的纤维中的使用蓝输入光(具有自455nm至460nm的波长)的扩散长度和效率的变化。在两种情况下，老化包括暴露于85°和85％相对湿度处的腔室持续500小时。在图6中，关于老化之前和老化之后展示纤维散射效率下降(“效率下降”)、管材散射效率下降(“管材下降”)和扩散长度下降(“dl下降”)。另外，包层的脱层可引起光的较快速损失，从而导致较短的扩散长度，其中光强度下降10db(或90％强度损失)(光扩散纤维的扩散长度)，如图6中所示。
在具有护套(紧密缓冲器)的纤维的样本上测量扩散长度，并且在相同纤维上测量散射效率。在未老化纤维样本上测量护套的影响，所述未老化纤维样本放置在老化管材内侧。pvc的降级倾向于在自约60℃至约80℃的温度处发生。图7展示用于在80℃处持续498小时，和70℃处持续566小时的老化之后的老化pvc管材的散射效率的完全光谱。pvc管材放置在没有聚合物层的纤维上。这个范围内的较低温度处的降级被视为起因于pvc的除气，从而导致包层的脱层(不将所述脱层视为展现这类温度处的吸收损失)。在较高温度处，降级被视为起因于包层中的吸收增加，从而导致扩散长度和散射效率的减少。最后，在这个范围内的较高温度处，缓冲器开始吸收光，这是需要新护套材料，和可能不同的包层的主要原因。在缓冲层中的磷光体的情况下，在光谱的蓝部分处导致如图8中所示的色点偏移，并且在颜色转换中损失。图8展示当纤维以450nm光的300mw照亮时，在85℃处老化、在85℃和85％相对湿度处老化之后，因为pvc和apolhya材料的降级导致的cie1976色度空间中的色点变化(duv)。如图8中所示，最快速的降级在85℃和85％相对湿度处的老化之后发生。
为了克服降级，选择对于本文所描述的老化测试弹性较大的材料。这些老化测试通常是正常操作条件下的长期性能的预报器；然而，准确预测采用对于不同的材料可为不同的降解知识和模型。表1总结了用于不同热塑性材料的测试的结果，所述不同热塑性材料可用作光扩散光纤样本的缓冲器。用于良好性能的准则包括具有200μm的壁厚度的管材构型中的材料的充分初始透射率，和在85℃和85％相对湿度处的长期老化之后观察的透射的相对低的降级。
表1.正规化到200μm壁厚度的440-460nm光谱带(用以指示发黄)处的具有放置在内侧的光扩散光纤样本的管材的吸收
充分的透射效率意味初始透射大于90％(即吸收小于10％)，并且在老化之后，透射效率是在自420nm至800nm的光谱范围内的80％-85％。材料的发黄将导致光谱的蓝色部分中的另外效率损失。这个测试限制诸如pvc的材料的一定范围。另外，用于具有作为缓冲器的磷光体层的光扩散纤维的色点偏移应展现发射光中的色点偏移，所述色点偏移以duv为单位cie1976小于0.02或小于0.01。图6针对具有作为缓冲器的磷光体层的白色光扩散光纤展示duv色点偏移与自445nm至455nm的波长处的透射之间的相关性。不同色点的合意性可需要蓝光透射率的不同量变化，以提供小于0.01的以duv为单位的色点偏移。应相信，10％-15％的吸收率应在用于蓝透射的可接受范围内以实现这个色点偏移范围，如图9中所示。具体来说，图9是展示因为具有作为缓冲器的磷光体层的光扩散纤维中的蓝光的损失的色点偏移或色点变化(以duv为单位)，其中色变温度(cct)大约4500k。0.01duv的颜色偏移变化的变化对应于15％的透射下降。
表1含有在440nm-460nm处满足15％透射下降的材料的特定范围。最佳执行材料是氟化聚合物诸如ptfe、etfe，和fep。材料中的一些如eva接近15％透射下降范围。具有eva材料的作为缓冲器的热塑性磷光体层在85℃和85％相对湿度处老化持续2000小时。用于4900kcct色点的色点变化在没有颜色转换效率的损失的情况下为小于0.01，如图10和图11中所示。图11展示用于相同样本的cct变化，所述cct变化小于或等于约10％。
本公开的方面(1)关于光扩散光纤，所述光扩散光纤包含：玻璃芯；包层，所述包层包围玻璃芯；磷光体层，所述磷光体层包围包层；以及多个散射结构，所述多个散射结构定位在玻璃芯、包层，或玻璃芯和包层两者内，其中：多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的磷光体层散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过磷光体层，并且磷光体层包含二或更多个磷光体，并且被构造来将扩散通过磷光体层的引导光转换成发射光，使得发射光的颜色包含在cie1976色度空间上的u'-v色度区域内的色度，所述u'-v'色度区域由以下各项限定：第一u'-v'边界线，所述第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第二u'-v'边界线，所述第二u'-v'边界线以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第三u'-v'边界线，所述第三u'-v'边界线沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一u'-v’边界线与第二u'-v边界线之间延伸；以及第四u'-v'边界线，所述第四u'-v'边界线沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸。
本公开的方面(2)关于方面(1)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含红磷光体和黄磷光体。
本公开的方面(3)关于方面(1)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含磷光或荧光材料。
本公开的方面(4)关于方面(3)的光扩散光纤，其中磷光或荧光材料包含ce-yag、nd-yag、氮化物、原硅酸盐、硫硒化物、量子点、纳米粒子，或其组合。
本公开的方面(5)关于方面(1)至(4)中任一个的光扩散光纤，其中：磷光体层进一步包含聚合物基体材料；并且二或更多个磷光体设置在聚合物基体材料内。
本公开的方面(6)关于方面(1)至(5)中任一个的光扩散光纤，其中散射材料设置在磷光体层内。
本公开的方面(7)关于方面(1)至(6)中任一个的光扩散光纤，其中磷光体层包含缓冲管材。
本公开的方面(8)关于方面(1)至(7)中任一个的光扩散光纤，其中：发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；并且发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第二u'-v'边界线以距普朗克轨迹-0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸。
本公开的方面(9)关于方面(1)至(8)中任一个的光扩散光纤，其中：发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第三u'-v'边界线沿着用于约2500k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸；并且发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第四u'-v'边界线沿着用于约8000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸。
本公开的方面(10)关于方面(1)至(9)中任一个的光扩散光纤，其中发射光的色度对于相对于引导光的传播方向自约15°至约170°的所有观察角度位于由第一u'-v'边界线、第二u'-v'边界线、第三u'-v'边界线，和u'-v第四边界线限定的位于cie1976色度空间上的u'-v'色度区域内。
本公开的方面(11)关于方面(1)至(10)中任一个的光扩散光纤，其中光扩散光纤发射具有沿着扩散长度的强度的光，所述强度变化不超过约20％。
本公开的方面(12)关于方面(1)至(11)中任一个的光扩散光纤，其中多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的磷光体层散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过光扩散光纤的外表面，以提供约50db/km或更大的散射导致的衰减。
本公开的方面(13)关于方面(1)至(12)中任一个的光扩散光纤，其中：光扩散光纤包含二次散射层，所述二次散射层包围玻璃芯和包层并且定位在包层与磷光体层之间；并且二次散射层包含基体材料和散射材料，并且被构造，使得对于40度与120度之间的所有观察角度，最小散射照明强度与最大散射照明强度之间的差异小于最大散射照明强度的50％。
本公开的方面(14)关于方面(13)的光扩散光纤，其中二次散射层直接接触磷光体层。
本公开的方面(15)关于方面(13)的光扩散光纤，其中二次散射层与磷光体层间隔开，使得空气间隙设置在二次散射层与磷光体层之间。
本公开的方面(16)关于方面(13)至(15)中任一个的光扩散光纤，其中二次散射层的散射材料包含tio2、sio2、al2o3、zro2、ceo2、sno2、sb2o3，或其组合。
本公开的方面(17)关于方面(13)至(16)中任一个的光扩散光纤，其中二次散射层的基体材料包含聚合物。
本公开的方面(18)关于方面(1)至(17)中任一个的光扩散光纤，其中多个散射结构包含气体填充的孔隙。
本公开的方面(19)关于方面(1)至(18)中任一个的光扩散光纤，其中包层包含聚合物。
本公开的方面(20)关于照明系统，所述照明系统包含方面(1)至(19)中任一个的光扩散光纤，所述光扩散光纤光学耦合到光输出装置，所述光输出装置包含光源。
本公开的方面(21)关于方面(20)的照明系统，其中由光源输出并沿着光扩散光纤传播的光包含自约300nm至约460nm的波长。
方面(22)关于制造用于光扩散光纤的磷光体层的方法，方法包含：形成第一测试磷光体层，所述第一测试磷光体层包含以第一组成比组合的基体材料、第一磷光体，和第二磷光体的组合并且具有第一磷光体层厚度；导向光通过第一测试磷光体层；测量导向被通过第一测试磷光体层的光的第一色度；以及形成第二测试磷光体层，所述第二测试磷光体层包含以第二组成比组合的基体材料、第一磷光体，和第二磷光体的组合并且具有第二磷光体层厚度，其中：第二组成比不同于第一组成比；第二磷光体层厚度不同于第一磷光体层厚度；或者第二组成比和第二磷光体层厚度两者分别不同于第一组成比和第一磷光体层厚度，使得被导向通过第二测试磷光体层的光包含第二色度，所述第二色度比第一色度更接近于目标色度。
方面(23)关于方面(22)的方法，其中第一磷光体包含红磷光体并且第二磷光体包含黄磷光体。
方面(24)关于方面(22)的方法，其中第一磷光体和第二磷光体各自包含磷光或荧光材料。
方面(25)关于方面(24)的方法，其中磷光或荧光材料包含ce-yag、nd-yag、氮化物、原硅酸盐、硫硒化物、量子点、纳米粒子，或其组合。
方面(26)关于方面(22)至(25)中任一个的方法，其中第二磷光体层厚度大于第一磷光体层厚度。
方面(27)关于方面(22)至(26)中任一个的方法，其中第二磷光体层厚度小于第一磷光体层厚度。
方面(28)关于方面(22)至(27)中任一个的方法，其中第二色度和目标色度在cie1976色度空间上的u'-v'色度区域内，所述u'-v'色度区域由以下各项限定：第一u'-v'边界线，所述第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第二u'-v'边界线，所述第二u'-v'边界线以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第三u'-v'边界线，所述第三u'-v'边界线沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一u'-v’边界线与第二u'-v边界线之间延伸；以及第四u'-v'边界线，所述第四u'-v'边界线沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸。
方面(29)关于方面(22)至(28)中任一个的方法，其中第二色度和目标色度在cie1931色度空间上的x-y色度区域内，所述x-y色度区域由以下各项限定：第一x-y边界线，所述第一x-y边界线自位于约(0.15,0.0)与(0.25,0.0)之间的第一x-y色度点和位于约(0.4,0.6)处的第二x-y色度点延伸；以及第二x-y边界线，所述第二x-y边界线自第一x-y色度点和位于约(0.6,0.4)处的第三x-y色度点延伸。
本公开的方面(30)关于光扩散光纤，所述光扩散光纤包含：玻璃芯；包层，所述包层包围玻璃芯；磷光体层，所述磷光体层包围包层；以及多个散射结构，所述多个散射结构定位在玻璃芯、包层，或玻璃芯和包层两者内，其中：多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的磷光体层散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过磷光体层，并且磷光体层包含二或更多个磷光体，并且被构造来将扩散通过磷光体层的引导光转换成发射光，使得发射光的颜色包含在cie1931色度空间上的x-y色度区域内的色度，所述x-y色度区域由以下各项限定：第一x-y边界线，所述第一x-y边界线自位于约(0.15,0.0)与(0.25,0.0)之间的第一x-y色度点和位于约(0.4,0.6)处的第二x-y色度点延伸；以及第二x-y边界线，所述第二x-y边界线自第一x-y色度点和位于约(0.6,0.4)处的第三x-y色度点延伸。
方面(31)关于方面(30)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含红磷光体和黄磷光体。
方面(32)关于方面(30)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含磷光或荧光材料。
方面(33)关于方面(32)的光扩散光纤，其中磷光或荧光材料包含ce-yag、nd-yag、氮化物、原硅酸盐、硫硒化物、量子点、纳米粒子，或其组合。
方面(34)关于方面(30)至(33)中任一个的光扩散光纤，其中：磷光体层进一步包含聚合物基体材料；并且二或更多个磷光体设置在聚合物基体材料内。
方面(35)关于方面(30)至(34)中任一个的光扩散光纤，其中散射材料设置在磷光体层内。
方面(36)关于方面(30)至(35)中任一个的光扩散光纤，其中磷光体层包含缓冲管材。
方面(37)关于方面(30)至(36)中任一个的光扩散光纤，其中发射光的色度对于相对于引导光的传播方向自约15°至约170°的所有观察角度位于由第一x-y边界线和第二x-y边界线限定的位于cie1931色度空间上的x-y色度区域内。
方面(38)关于方面(30)至(37)中任一个的光扩散光纤，其中光扩散光纤发射具有沿着扩散长度的强度的光，所述强度变化不超过约20％。
方面(39)关于方面(30)至(38)中任一个的光扩散光纤，其中多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的磷光体层散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过光扩散光纤的外表面，以提供约50db/km或更大的散射导致的衰减。
方面(40)关于方面(30)至(39)中任一个的光扩散光纤，其中：光扩散光纤包含二次散射层，所述二次散射层包围玻璃芯和包层并且定位在包层与磷光体层之间；并且二次散射层包含基体材料和散射材料，并且被构造，使得对于40度与120度之间的所有观察角度，最小散射照明强度与最大散射照明强度之间的差异小于最大散射照明强度的50％。
方面(41)关于方面(40)的光扩散光纤，其中二次散射层直接接触磷光体层。
方面(42)关于方面(40)的光扩散光纤，其中二次散射层与磷光体层间隔开，使得空气间隙设置在二次散射层与磷光体层之间。
方面(43)关于方面(40)至(42)中任一个的光扩散光纤，其中二次散射层的散射材料包含tio2、sio2、al2o3、zro2、ceo2、sno2、sb2o3，或其组合。
方面(44)关于方面(40)至(43)中任一个的光扩散光纤，其中二次散射层的基体材料包含聚合物。
方面(45)关于方面(40)至(44)中任一个的光扩散光纤，其中多个散射结构包含气体填充的孔隙。
方面(46)关于方面(30)至(45)中任一个的光扩散光纤，其中包层包含聚合物。
方面(47)关于照明系统，所述照明系统包含方面(30)至(46)中任一个的光扩散光纤，所述光扩散光纤光学耦合到光输出装置，所述光输出装置包含光源。
方面(48)关于方面(47)的照明系统，其中由光源输出并沿着光扩散光纤传播的光包含自约300nm至约460nm的波长。
方面(49)关于光扩散光纤，所述光扩散光纤包含：第一末端、与第一末端相对的第二末端；第一末端112与第二末端114之间的长度；玻璃芯，所述玻璃芯沿着长度延伸；以及包层，所述包层包围玻璃芯的至少一部分；聚合物层，所述聚合物层包围包层；并且其中纤维被构造来朝着光扩散光纤的外表面散射沿着光扩散光纤传播的引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过聚合物层，其中，在通过将纤维放置在具有85℃的温度和85％相对湿度的腔室中持续100小时、持续100小时至500小时，或高达2000小时使光扩散纤维老化之后，并且在光源光学耦合到第一末端之后，光扩散纤维展现以下各项中的任一个：改变约20％或更少的光损耗、改变约10％或更少的散射效率，和改变小于25％的沿着长度的纤维的任何给定部分处的亮度。
方面(50)关于方面(49)的光扩散光纤，进一步包含多个散射结构，所述多个散射结构定位在玻璃芯、包层，或玻璃芯和包层两者内，其中多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的外表面散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过聚合物层，所述引导光被转换成具有cie1976色度空间中的色点的发射光，其中在老化之后，色点偏移约0.02或更少。
方面(51)关于方面(49)或方面(50)的光扩散光纤，进一步包含发光效率，其中发光效率在老化之后改变小于20％。
方面(52)关于方面(49)至(51)中任一个的光扩散光纤，其中聚合物层包含乙烯乙酸乙烯酯(eva)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯四氟乙烯(etfe)、氟化乙烯丙烯(fep)、全氟烷氧基烷烃(pfa)、聚碳酸酯、共聚酯，和硅酮中的任何一种。
方面(53)关于方面(49)至(52)中任一个的光扩散光纤，进一步包含聚合物层中的二或更多个磷光体，其中聚合物层被构造来将扩散通过聚合物层的引导光转换成发射光，使得发射光的颜色包含在cie1976色度空间上的u'-v'色度区域内的色度，所述u'-v'色度区域由以下各项限定：第一u'-v'边界线，所述第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第二u'-v'边界线，所述第二u'-v'边界线以距普朗克轨迹-0.02duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；第三u'-v'边界线，所述第三u'-v'边界线沿着用于约2000k的相关色温的等温线在第一u'-v’边界线与第二u'-v边界线之间延伸；以及第四u'-v'边界线，所述第四u'-v'边界线沿着用于约10000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸。
方面(54)关于方面(53)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含红磷光体和黄磷光体。
方面(55)关于方面(53)的光扩散光纤，其中二或更多个磷光体包含磷光或荧光材料。
方面(56)关于方面(54)或方面(55)的光扩散光纤，其中磷光或荧光材料包含ce-yag、nd-yag、氮化物、原硅酸盐、硫硒化物、量子点、纳米粒子，或其组合。
方面(57)关于方面(53)至(56)中任一个的光扩散光纤，其中散射材料设置在聚合物层内。
方面(58)关于方面(53)至(57)中任一个的光扩散光纤，其中：发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第一u'-v'边界线以距普朗克轨迹0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸；并且发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第二u'-v'边界线以距普朗克轨迹-0.01duv的距离平行于普朗克轨迹延伸。
方面(59)关于方面(53)至(58)中任一个的光扩散光纤，其中：发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第三u'-v'边界线沿着用于约2500k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸；并且发射光的色度在cie1976色度空间上位于内部的u'-v'色度区域的第四u'-v'边界线沿着用于约8000k的相关色温的等温线在第一u'-v'边界线与第二u'-v'边界线之间延伸。
方面(60)关于方面(53)至(59)中任一个的光扩散光纤，其中发射光的色度对于相对于引导光的传播方向自约15°至约170°的所有观察角度位于由第一u'-v'边界线、第二u'-v'边界线、第三u'-v'边界线，和u'-v第四边界线限定的位于cie1976色度空间上的u'-v'色度区域内。
方面(61)关于方面(53)至(60)中任一个的光扩散光纤，其中光扩散光纤发射具有沿着扩散长度的强度的光，所述强度变化不超过约20％。
方面(62)关于方面(53)至(61)中任一个的光扩散光纤，其中多个散射结构被构造来朝着光扩散光纤的聚合物层散射引导光，使得引导光的一部分沿着光扩散光纤的扩散长度扩散通过光扩散光纤的外表面，以提供约50db/km或更大的散射导致的衰减。
方面(63)关于方面(53)至(62)中任一个的光扩散光纤，其中：光扩散光纤包含二次散射层，所述二次散射层包围玻璃芯和包层并且定位在包层与聚合物层之间；并且二次散射层包含基体材料和散射材料，并且被构造，使得对于40度与120度之间的所有观察角度，最小散射照明强度与最大散射照明强度之间的差异小于最大散射照明强度的50％。
方面(64)关于方面(63)的光扩散光纤，其中二次散射层直接接触聚合物层，或与聚合物层间隔开，使得空气间隙设置在二次散射层与聚合物层之间。
方面(65)关于照明系统，所述照明系统包含方面(49)至(64)中任一个的光扩散光纤，所述光扩散光纤耦合到光输出装置，所述光输出装置包含光源。
方面(66)关于方面(65)的照明系统，其中由光源输出并沿着光扩散光纤传播的光包含自约300nm至约520nm的波长。
出于描述和限定本发明技术的目的，应注意，本文对为参数或另一个变量的“函数”的变量的涉及不意图指示变量仅仅是所列表参数或变量的函数。实情为，本文对为所列表参数的“函数”的变量的指称意图为开放式的，使得变量可为单个参数或多个参数的函数。
还应注意，“至少一个”部件、元件等的本文叙述不应用来产生冠词“一(a或an)”的替代性使用应限于单个部件、元件等的推断。
应注意，与预定用途的叙述相反，本文对本公开的部件以具体方式“构造”、用以体现具体性质，或以具体方式发挥功能的叙述是结构叙述。更具体地说，本文对“构造”部件的方式的指称指示部件的现有物理条件，并且因而，将被视为部件的结构特性的明确叙述。
出于描述和限定本发明技术的目的，应注意术语“大致上”和“约”在本文中用来表示可因为任何定量比较、值、测量，或其他表示的固有不确定性程度。术语“大致上”和“约”在本文中还用来表示定量表示可在不导致所讨论主题的基本功能方面的变化的情况下自所述参考变化的程度。
已详细地并且参考本公开的特定实施方案描述了本公开的主题，应注意，即使在具体元件例示于伴随本描述的附图中的每一个中的情况下，本文所公开的各种细节也不应视为暗示这些细节涉及为本文所描述的各种实施方案的必要部件的元件。此外，将显而易见，修改和变化在不脱离本公开的范围的情况下是可能的，包括但不限于所附权利要求书中限定的实施方案。更具体地说，尽管本公开的一些方面在本文中识别为优选的或尤其有利的，但设想本公开未必限于这些方面。
应注意，以下权利要求中的一个或更多个利用术语“其中”作为过渡短语。出于限定本发明技术的目的，应注意，这个术语被引入权利要求书中作为开放式过渡短语，所述开放式过渡短语用来引入一系列特性的叙述并且应以与更常见的开放式前言词“包含”类似的方式加以解释。
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