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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen optischen Absorber, welcher eine Lichtstrahl absorbiert.
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2. Zum Stand der Technik
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Bei Wartungsarbeiten an einem optischen Resonator oder einer Anregungsenergiequelle in einem industriellen Laseroszillator wird vorzugsweise die Laserstrahlung in Oszillation versetzt und abgegeben, ohne dass Laserstrahlung aus dem Laseroszillator herausgeführt wird. Für die Sicherheit bei solchen Wartungsarbeiten hat der Laseroszillator eine Einrichtung, welche Laserstrahlung vollständig absorbiert und aufnimmt.
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Ein solche Einrichtung, d. h. ein optischer Absorber, verwendet einen lichtabsorbierenden Körper mit geringem Reflexionsvermögen für Laserlicht und hohem Absorptionsvermögen zum Absorbieren von Laserlicht. Ein spezieller optischer Absorber wird beispielsweise durch eine Oberflächenbehandlung oder eine Beschichtung mit hohem Absorptionsvermögen für Laserlicht auf einem Material mit großer Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, hergestellt. Ein anderer optischer Absorber ist so gestaltet, dass er das Laserlicht mehrfach empfängt und es schrittweise abschwächt.
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Die offengelegte
japanische Patentanmeldung 2005-140964 beschreibt beispielhaft einen optischen Absorber mit einem reflektierenden Bauteil, welches das Laserlicht streut bevor es in einen lichtabsorbierenden Körper eintritt. Die offengelegte
japanische Patentanmeldung 2003-80390 beschreibt einen optischen Absorber mit teilweisem Lichtaustritt aus einer Austrittsöffnung, wobei Licht über eine Eingangsöffnung einfällt und das austretende Laserlicht in einen lichtabsorbierenden Körper einfällt, welcher im Strahlungsweg hinter der Austrittsöffnung angeordnet ist, um das Licht zu absorbieren. Die offengelegte
japanische Gebrauchsmusteranmeldung H5-50757 und die offengelegte
japanische Patentanmeldung 2012-204374 beschreiben optische Absorber, bei denen das Reflexionsvermögen an einem Ende eines absorbierenden Körpers verbessert ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei der offengelegten
japanischen Patentanmeldung 2005-140694 ist aber ein reflektierender Körper zur Streuung von Laserlicht erforderlich, während es gemäß der japanischen offengelegten
japanischen Patentanmeldung 2003-80390 erforderlich ist, einen lichtabsorbierenden Körper und auch eine Austrittsöffnung in dem optischen Absorber auszubilden. Bei der offengelegten
japanischen Gebrauchsmusteranmeldung H5-50757 und der offengelegten
japanischen Patentanmeldung 2012-204374 ist es erforderlich, das Reflexionsvermögen mit einer Oberflächenbehandlung zu vergrößern.
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Dadurch wird im Stand der Technik ein zusätzliches Bauteil oder eine zusätzliche Oberflächenbehandlung erforderlich. Dies erhöht die Anzahl der Komponenten und der Prozesse, wodurch wiederum die Herstellungskosten steigen und auch Probleme bezüglich der Qualität und Funktionszuverlässigkeit entstehen oder der optische Absorber auch groß und aufwändig wird.
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Die vorliegende Erfindung steht im Zusammenhang mit diesen Problemen und hat zum Ziel, einen hochfunktionszuverlässigen und kleinen optischen Absorber bereitzustellen, welcher mit geringen Kosten herstellbar ist und weder eines zusätzlichen Bauteils noch einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung bedarf.
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Um dieses Ziel zu erreichen stellt eine erste Erfindung einen optischen Absorber bereit mit einem ersten lichtabsorbierenden Körper und einem zweiten lichtabsorbierenden Körper. Der erste lichtabsorbierende Körper empfängt von einer Eingangsöffnung einfallendes Licht und absorbiert teilweise und reflektiert das einfallende Licht. Der zweite lichtabsorbierende Körper absorbiert teilweise einfallendes Licht, welches durch den ersten lichtabsorbierenden Körper reflektiert wird und reflektiert teilweise das einfallende Licht in Richtung auf den ersten lichtabsorbierenden Körper. Das Reflexionsvermögen und der Lichtwiderstand des ersten lichtabsorbierenden Körpers werden höher eingestellt als das Reflexionsvermögen bzw. der Lichtwiderstand des zweiten lichtabsorbierenden Körpers.
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Gemäß einer zweiten Erfindung ist bei dem Gegenstand der ersten Erfindung ein durch den ersten lichtabsorbierenden Körper und den zweiten lichtabsorbierenden Körper umgebener Raum mit Ausnahme der Eingangsöffnung geschlossen.
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Gemäß einer dritten Erfindung überlappen beim Gegenstand der ersten oder zweiten Erfindung das einfallende Licht und das durch den zweiten lichtabsorbierenden Körper reflektierte Licht einander zumindest teilweise im ersten lichtabsorbierenden Körper.
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Gemäß einer vierten Erfindung hat beim Gegenstand der ersten bis dritten Erfindungen der optische Absorber eine Kühleinheit, welche den ersten lichtabsorbierenden Körper und/oder den zweiten lichtabsorbierenden Körper kühlt.
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Gemäß einer fünften Erfindung hat beim Gegenstand der vierten Erfindung der optische Absorber weiterhin ein Verbindungsbauteil, welches den ersten lichtabsorbierenden Körper und den zweiten lichtabsorbierenden Körper für einen Wärmeübergang miteinander verbindet.
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Gemäß einer sechsten Erfindung hat beim Gegenstand einer der ersten bis fünften Erfindungen der erste lichtabsorbierende Körper ein Reflexionsvermögen zwischen 40% und 60%.
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Gemäß einer siebten Erfindung hat beim Gegenstand der ersten bis sechsten Erfindungen der zweite lichtabsorbierende Körper ein Reflexionsvermögen größer als 0% jedoch kleiner oder gleich 10%.
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Diese sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung typischer Ausführungsbeispiele im Einzelnen, welche in den Figuren dargestellt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines optischen Absorbers entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ist eine Seitenansicht eines optischen Absorbers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 zeigt mit einem Graphen die Beziehung zwischen Lichtwiderstand und Reflexionsvermögen und dem Licht-Absorptionsvermögen; und
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4 zeigt mit einem Graphen die Beziehung zwischen dem Abschwächungsverhältnis und der Anzahl der Reflexionen.
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BESCHREIBUNG IM EINZELNEN
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche Komponenten verwendet. Zur Förderung des Verständnisses verwenden die Figuren unterschiedliche Maßstäbe.
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1 ist eine Seitenansicht zur Erläuterung eines optischen Absorbers (Aborbierers) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der optische Absorber 10 hat einen ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und einen zweiten lichtabsorbierenden Körper 12, welche gemäß 1 miteinander einen spitzen Winkel bilden. Ein ringförmiges Bauteil 10b mit einer Eingangsöffnung 10a ist an den Endabschnitten des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 angeordnet. Der optische Absorber 10 kann auch ohne Einsatz des ringförmigen Bauteils 10b aus dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 geformt sein.
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Der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende 12 gemäß 1 bilden jeweils ein rechtwinkliges Parallelepiped, gebildet durch Ebenen, wobei jedoch der erste absorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 teilweise auch gekrümmte Flächen aufweisen können. Ein solcher optischer Absorber 10 wird bei Wartungsarbeiten an einem optischen Resonator oder an einer Anregungsenergiequelle in einem Laseroszillator (nicht dargestellt) eingesetzt.
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Einfallendes Licht wird über die Eingangsöffnung 10a gemäß 1 vom ersten lichtabsorbierenden Körper 11 empfangen. Der erste lichtabsorbierende Körper 11 hat einen relativ hohen Lichtwiderstand und somit ein relativ hohes Reflexionsvermögen für das Laserlicht. Im Gegensatz dazu hat der zweite lichtabsorbierende Körper 12 einen kleineren Lichtwiderstand als der erste lichtabsorbierende Körper 11 und deshalb ein Reflexionsvermögen für das Laserlicht, welches kleiner ist als das des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11.
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3 zeigt mit einem Graphen die Beziehung zwischen dem Lichtwiderstand und dem Reflexionsvermögen und dem Licht-Absorptionsvermögen. 3 zeigt den Lichtwiderstand und das Reflexionsvermögen auf der Ordinate und das Licht-Absorptionsvermögen auf der Abszisse. Wie 3 zeigt, wird mit größer werdendem Lichtwiderstand bzw. Reflexionsvermögen das Licht-Absorptionsvermögen kleiner. Je kleiner der Lichtwiderstand und das Reflexionsvermögen sind, umso größer ist das Licht-Absorptionsvermögen. Deshalb hat der zweite lichtabsorbierende Körper 12 ein Licht-Absorptionsvermögen welches größer ist als das des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11.
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Wie oben beschrieben, hat der optische Absorber 10 gemäß der Erfindung einen ersten lichtabsorbierenden Körper 11 mit einem hohen Lichtwiderstand gegen das Laserlicht und einen zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 mit einem hohen Licht-Absorptionsvermögen zum Absorbieren von Laserlicht. Dementsprechend hat also der optische Absorber 10 gemäß der Erfindung zwei entgegengesetzte Eigenschaften: Widerstandsfähigkeit gegen Laserlicht und die Eigenschaft, Laserlicht wirksam zu absorbieren.
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Wie 1 zeigt, wird Licht bei Eintritt in den optische Absorber 10 über die Eingangsöffnung 10a als Einfallslicht zunächst von einer primären Lichtempfangsoberfläche 11a des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 empfangen. Obwohl die Intensität des einfallenden Lichtes relativ hoch ist, sind der Lichtwiderstand bzw. das Reflexionsvermögen des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 hoch. Deshalb erzeugt auch bei Empfang des Laserlichtes als einfallendes Licht der erste lichtabsorbierende Körper 11 keine Hitze durch Absorption von Laserlicht und erleidet somit keine Beschädigungen oder Störungen. Ein Teil des empfangenen Laserlichtes wird im ersten lichtabsorbierenden Körper 11 absorbiert. Verbleibendes Laserlicht, welches nicht im ersten lichtabsorbierenden Körper 11 absorbiert wird, wird in Richtung auf den zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 als reflektiertes Licht reflektiert.
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Das reflektierte Licht wird von einer sekundären Lichtempfangsoberfläche 12a des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 gemäß 1 empfangen. Der Lichtwiderstand und das Reflexionsvermögen des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 sind, wie oben gesagt, gering. Vom zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 empfangenes Licht ist aber vom ersten lichtabsorbierenden Körper 11 reflektiertes Licht, welches eine relativ geringe Intensität hat. Deshalb erzeugt der zweite lichtabsorbierende Körper 12, obwohl er einen relativ geringen Lichtwiderstand hat, keine Wärme bei Absorption des Laserlichtes und erleidet deshalb keine Beeinträchtigung oder Störung.
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Da das Licht-Absorptionsvermögen des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 hoch ist, absorbiert der zweite lichtabsorbierende Körper 12 einen großen Teil des reflektierten Lichtes und reflektiert dieses teilweise in Richtung auf den ersten lichtabsorbierenden Körper 11. Wie 1 zeigt, wird diese Laserlicht-Reflexion abwechselnd zwischen dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 wiederholt, sodass das Laserlicht im optischen Absorber 10 absorbiert wird.
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Entsprechend 1 sind die Endabschnitte des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 in Fortpflanzungsrichtung des Laserlichtes miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass der vom ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und vom zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 umgebene Raum geschlossen ist mit Ausnahme der Eingangsöffnung 10a. Mit einer solchen Anordnung gelangt kein Laserlicht aus dem optischen Absorber 10, wodurch dessen Sicherheitseigenschaften verbessert sind.
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Da die Endabschnitte des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 miteinander verbunden sind, kann die Anzahl der Reflexionen im optischen Absorber 10 so erhöht werden, dass Laserlicht zuverlässig absorbiert wird. Durch direkte Verbindung des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 ist es möglich, die Anzahl der Komponenten der Vorrichtung gering zu halten und somit kann der optische Absorber 10 mit geringem Aufwand hergestellt werden.
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Wie oben beschrieben, hat der erste, Laserlicht als Erstes empfangende lichtabsorbierende Körper 11 einen Lichtwiderstand und ein Reflexionsvermögen höher als der zweite lichtabsorbierende Körper 12, welcher Licht empfängt, welches durch den ersten lichtabsorbierenden Körper 11 reflektiert ist. Das ermöglicht die Reduzierung einer Beeinträchtigungsgefahr am ersten lichtabsorbierenden Körper 11 durch einfallendes Licht hoher Intensität. Da der zweite lichtabsorbierende Körper 12 durch den ersten lichtabsorbierenden Körper 11 abgeschwächtes, reflektiertes Licht empfängt, können auch am zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 Störungen vermieden werden. Der zweite lichtabsorbierende Körper 12 hat ein Licht-Absorptionsvermögen größer als der erste lichtabsorbierende Körper 11 und kann deshalb reflektiertes Licht effizient absorbieren.
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Wie oben beschrieben, müssen mit der vorliegenden Erfindung weder ein zusätzliches Bauteil noch eine zusätzliche Oberflächenbehandlung eingesetzt werden weil der optische Absorber 10 geformt wird mit nur dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 mit unterschiedlichen Reflexionsvermögen und Lichtwiderständen. Damit ermöglicht die Erfindung einen höchst zuverlässigen optischen Absorber 10, der mit geringen Kosten herstellbar ist.
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Hätte der zweite lichtabsorbierende Körper 12 den gleichen Lichtwiderstand und das gleiche Reflexionsvermögen wie der erste lichtabsorbierende Körper 11, ist die Lichtabsorption des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 gering (vgl. 3). Deshalb muss die Anzahl der Reflexionen im optischen Absorber 10 erhöht werden, was die Baugröße des optischen Absorbers 10 vergrößert.
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Hätte der erste lichtabsorbierende Körper 11 den gleichen Lichtwiderstand und das gleiche Reflexionsvermögen wie der zweite lichtabsorbierende Körper 12, ist der Lichtwiderstand des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 gering, obwohl seine Lichtabsorption hoch ist. Mit anderen Worten: der Lichtwiderstand des gesamten optischen Absorbers 10 ist gering. Deshalb muss der Einfallswinkel des auf den ersten lichtabsorbierenden Körper 11 auftreffenden Lichtes vergrößert werden, um die Intensität des Laserlichtes pro Flächeneinheit beim ersten lichtabsorbierenden Körper 11 zu reduzieren. Dies ergibt einen großen optischen Absorber 10.
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Im Gegensatz dazu haben bei der vorliegenden Erfindung der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 unterschiedliche Reflexionsvermögen und Lichtwiderstände und ein Anstieg der Baugröße des optischen Absorbers 10 kann vermieden werden.
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Es ist im Allgemeinen schwierig, einen stabilen zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 mit niedrigem Lichtwiderstand und geringem Reflexionsvermögen herzustellen und die Verwendung eines zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 mit geringem Lichtwiderstand und geringem Reflexionsvermögen ergibt höhere Herstellungskosten für den optischen Absorber 10. Gemäß der vorliegenden Erfindung bildet der zweite lichtabsorbierende Körper 12 nur einen Teil des optischen Absorbers 10 und deshalb ist der optische Absorber 10 gemäß der Erfindung mit geringen Kosten herstellbar.
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Je größer der Winkel ⊝ ist, den der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 einschließen, umso kleiner ist die Baugröße des optischen Absorbers 10. Da aber in einem solchen Fall die Einfallsfläche des auf den ersten lichtabsorbierenden Körper 11 auftreffenden Lichtes klein ist, ist die Intensität der Laserstrahlung pro Flächeneinheit beim ersten lichtabsorbierenden Körper 11 hoch.
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Die primäre Lichtempfangsfläche 11a des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 ist vorzugsweise mit schwarzem Nickel beschichtet. Dies erhöht teilweise den Lichtwiderstand und das Reflexionsvermögen für das Laserlicht. Die gesamte Fläche des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11, welche dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 gegenüberliegt, kann mit schwarzem Nickel beschichtet sein. Dann kann die Baugröße des optischen Absorbers 10 durch Einstellung eines relativ großen Winkels ⊝ vermindert werden.
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Sind der Lichtwiderstand und das Reflexionsvermögen des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 gering, soll der Winkel ⊝ klein sein, um die Intensität des Laserlichtes pro Flächeneinheit beim ersten lichtabsorbierenden Körper 11 zu reduzieren. In diesem Fall hat der optische Absorber 10 eine relativ große Gesamtlänge L (siehe 1). Um deshalb die Gesamtlänge L des optischen Absorbers 10 klein zu halten, ist der erste lichtabsorbierende Körper 11 vorzugsweise mit schwarzem Nickel beschichtet, um seinen Lichtwiderstand und sein Reflexionsvermögen zu vergrößern.
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Insbesondere wird die sekundäre Lichtempfangsoberfläche 12a des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 vorzugsweise einer schwärzenden Chrombehandlung unterzogen. Dies ermöglicht eine Vergrößerung des Licht-Absorptionsvermögens durch teilweise Absenkung des Lichtwiderstandes und des Reflexionsvermögens für das Laserlicht. Eine schwärzende Chrombehandlung kann bezüglich der gesamten Oberfläche des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12, welche dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 gegenüberliegt, durchgeführt werden. Dann kann das Laserlicht absorbiert werden unter Reduzierung der Anzahl der Reflexionen im optischen Absorber 10.
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2 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines optischen Absorbers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Tritt gemäß 2 Laserlicht über die Einfallsöffnung 10a als einfallendes Licht in den optischen Absorber 10 ein, wird es zunächst durch eine primäre Lichtempfangsoberfläche 11a des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 empfangen. Ein Teil des empfangenen Laserlichtes wird in dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 absorbiert. Ein verbleibender Teil des Laserlichtes, welcher im ersten lichtabsorbierenden Körper 11 nicht absorbiert wird, wird in Richtung auf einen zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 als reflektiertes Licht reflektiert.
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Sodann wird das reflektierte Licht durch eine sekundäre Lichtempfangsoberfläche 12a des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 empfangen. Der zweite lichtabsorbierende Körper 12 absorbiert einen großen Teil des reflektierten Lichtes und reflektiert einen Teil davon in Richtung auf den ersten lichtabsorbierenden Körper 11. Durch den zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 reflektiertes Licht wird von einer tertiären Lichtempfangsoberfläche 11b des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 empfangen. Das reflektierte Licht wird teilweise im ersten lichtabsorbierenden Körper 11 absorbiert und der verbleibende Teil wird wiederum zum zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 reflektiert.
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Wie 2 zeigt, überlappen beim zweiten Ausführungsbeispiel teilweise die primäre Lichtempfangsoberfläche 11a, welche einfallendes Licht empfängt, und die tertiäre Lichtempfangsoberfläche 11b, welche durch den zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 reflektiertes Licht empfängt. Mit anderen Worten: beim zweiten Ausführungsbeispiel sind der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 so angeordnet, dass einfallendes Licht und durch den zweiten lichtabsorbierende Körper 12 reflektiertes Licht sich zumindest teilweise auf dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 überlappen. Deshalb kann der Winkel ⊝, den der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 einschließen, relativ groß eingestellt werden, womit die Herstellung eines kleinen, lichtgewichtigen optischen Absorbers 10 mit geringen Kosten ermöglicht ist.
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Gemäß 2 ist eine erste Kühleinheit 15 auf der Oberfläche des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11, welche der Lichtempfangsoberfläche gegenüberliegt, angeordnet und eine zweite Kühleinheit 16 ist auf der Oberfläche des zweiten lichtabsorbierende Körpers 12 angeordnet, welche der Lichtempfangsoberfläche gegenüberliegt. Die erste Kühleinheit 15 und die zweite Kühleinheit 16 wirken als kühlende Platten oder Kühlrippen, durch welche beispielsweise ein Kühlmittel strömt, insbesondere im Inneren.
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Der erste lichtabsorbierende Körper 11 und der zweite lichtabsorbierende Körper 12 absorbieren Laserlicht und erzeugen Wärme, wobei die erste Kühleinheit 15 und die zweite Kühleinheit 16 die Erwärmung unterdrücken. Dies ermöglicht eine Verhinderung von Schäden am ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und am zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 aufgrund von Wärmeerzeugung und somit kann die Lebensdauer und die Funktionszuverlässigkeit des optischen Absorbers 10 verbessert werden. Anstelle des Einsatzes der ersten Kühleinheit 15 und der zweiten Kühleinheit 16 kann auch ein Durchlass (Kanal) innerhalb des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 ausgeformt sein, sodass ein Kühlmittel durch den Durchlass (Kanal) strömen kann.
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2 zeigt auch ein Verbindungsbauteil 18, welches den ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und den zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 miteinander verbindet. Das Verbindungsbauteil 18 ist an den Seitenflächen des ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 angebracht, um Wärme zwischen dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 und dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 zu übertragen. Mit einem solchen Verbindungsbauteil 18 kann eine der beiden genannten Kühleinheiten 15 bzw. 16 weggelassen werden. Dies hält die Herstellungskosten des optischen Absorbers 10 gering.
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4 zeigt mit einem Graphen die Beziehung zwischen dem Abschwächungsverhältnis und der Anzahl der Reflexionen. 4 zeigt das Abschwächungsverhältnis auf der Ordinate und die Anzahl der Reflexion auf der Abszisse. 4 zeigt auch ein gefordertes Abschwächungsverhältnis B für den optischen Absorber 10.
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Die Kurve A1 gemäß 4 wird gewonnen mit einem Reflexionsvermögen von sowohl dem ersten lichtabsorbierenden Körper 11 als auch dem zweiten lichtabsorbierenden Körper 12 von 10%. Die Kurve A2 gemäß 4 wird gewonnen wenn das Reflexionsvermögen des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 auf 50% und das Reflexionsvermögen des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 auf 10% eingestellt werden. Die Kurve A3 gemäß 4 wird gewonnen wenn das Reflexionsvermögen sowohl des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 als auch des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 auf 50% eingestellt werden.
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Wie aus 4 ersichtlich, kann gemäß Kurve A1 das Abschwächungsverhältnis durch eine relativ geringe Anzahl von Reflexionen kleiner eingestellt werden als das geforderte Abschwächungsverhältnis B. In diesem Falle ist aber der Lichtwiderstand gering, wie sich aus 3 ergibt. Deshalb muss, wie oben erwähnt, der Winkel ⊝ klein eingestellt werden, was einen großen optischen Absorber 10 ergibt. Im Fall der Kurve A3 wird die Gesamtlänge L des optischen Absorbers 10 vorzugsweise lang eingestellt wegen einer großen Anzahl von Reflexionen, obwohl der Lichtwiderstand hoch ist.
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Im Fall der Kurve A2 hingegen kann das Abschwächungsverhältnis kleiner als dads geforderte Abschwächungsverhältnis B eingestellt werden, ohne die Anzahl der Reflexionen zu erhöhen. Dementsprechend ist das Reflexionsvermögen des ersten lichtabsorbierenden Körpers 11 vorzugweise etwa 50%, wie ein Wert zwischen 40% und 60%, und das Reflexionsvermögen des zweiten lichtabsorbierenden Körpers 12 ist vorzugsweise etwa 10%, wie ein Wert größer als 0% und kleiner als 20%. Es ergibt sich, dass mit diesen Werten ein funktionszuverlässiger optischer Absorber 10 mit geringem Aufwand bereitgestellt werden kann.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Da bei der ersten Erfindung einfallendes Licht in einen ersten lichtabsorbierenden Körper mit hohem Reflexionsvermögen und hohem Lichtwiderstand eindringt, kann auch einfallendes Licht sehr hoher Intensität den ersten lichtabsorbierenden Körper nicht beschädigen. Reflektiertes Licht wird in einen zweiten lichtabsorbierenden Körper geführt und absorbiert, welcher ein geringes Reflexionsvermögen und einen kleinen Lichtwiderstand hat. Da das reflektierte Licht durch den ersten lichtabsorbierenden Körper abgeschwächt wird, wird auch der zweite lichtabsorbierende Körper nicht beschädigt. Auf diese Weise ermöglicht der Einsatz von nur dem ersten lichtabsorbierenden Körper und dem zweiten lichtabsorbierenden Körper mit unterschiedlichen Reflexionsvermögen und Lichtwiderständen die Herstellung eines funktionszuverlässigen optischen Absorbers mit geringen Kosten.
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Da bei der zweiten Erfindung Bereiche außer der Eingangsöffnung geschlossen sind, kann die Sicherheit verbessert werden. Da die Anzahl der Reflexionen im optischen Absorber erhöht werden kann, wird das Laserlicht dort zuverlässig absorbiert.
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Bei der dritten Erfindung kann der Winkel, welchen der erste lichtabsorbierende Körper und der zweite lichtabsorbierende Körper einschließen relativ groß eingestellt werden sodass ein kleiner optischer Absorber mit geringem Gewicht und geringen Kosten herstellbar ist.
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Da bei der vierten Erfindung die Temperatur des lichtabsorbierenden Körpers durch eine Kühleinheit gering gehalten werden kann, kann die Lebensdauer des optischen Absorbers verlängert werden zur Verbesserung der Sicherheit und Zuverlässigkeit des optischen Absorbers.
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Bei der fünften Erfindung ermöglicht dann, wenn nur einer der genannten ersten bzw. zweiten lichtabsorbierenden Körper mit einer Kühleinheit versehen ist, ein Verbindungsbauteil eine Wärmeübertragung. Deshalb reicht nur eine Kühleinheit aus, was die Herstellungskosten ebenfalls senkt.
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Gemäß den sechsten und siebten Erfindungen kann ein funktionszuverlässiger optischer Absorber bereitgestellt werden mit einem relativ einfachen Aufbau zu geringen Kosten.
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Zwar wurde oben die Erfindung mit Bezug auf typische Ausführungsbeispiele näher beschrieben, jedoch versteht eine Fachperson, dass Änderungen und verschiedene weitere Abwandlungen, Weglassungen und Hinzufügungen gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005-140964 [0004]
- JP 2003-80390 [0004, 0005]
- JP 5-50757 [0004, 0005]
- JP 2012-204374 [0004, 0005]
- JP 2005-140694 [0005]
