DE202010002568U1

DE202010002568U1 - Device for limiting a transmitted optical power

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Publication number: DE202010002568U1
Application number: DE201020002568
Authority: DE
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2020-02-20

Abstract

Vorrichtung (1) zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung (22), enthaltend:
zumindest eine fokussierende Optik (11), welche eintreffendes Licht auf einen Zwischenfokus (21) bündelt; wobei im Zwischenfokus (21) zumindest ein Funktionselement (10) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (10) eine Dicke (d) von mehr als 0,5 mm aufweist.Device (1) for limiting a transmitted optical power (22), comprising:
at least one focusing optic (11) which focuses incident light onto an intermediate focus (21); wherein in the intermediate focus (21) at least one functional element (10) is arranged,
characterized in that the functional element (10) has a thickness (d) of more than 0.5 mm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung, enthaltend zumindest eine fokussierende Optik, welche eintreffendes Licht auf einen Zwischenfokus bündelt, wobei im Zwischenfokus zumindest ein Funktionselement angeordnet istThe The invention relates to a device for limiting a transmitted optical power, containing at least one focusing optics, which focuses incident light on an intermediate focus, wherein arranged in the intermediate focus at least one functional element is

Aus der WO 2007/042913 A2 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Diese bekannte Vorrichtung verwendet eine planparallele Platte aus einem dielektrischen Material mit einer Licht absorbierenden Beschichtung. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Funktionsschicht somit nur wenige 10 μm dick.From the WO 2007/042913 A2 a device of the type mentioned is known. This known device uses a plane-parallel plate of a dielectric material with a light-absorbing coating. In this known device, the functional layer is thus only a few 10 microns thick.

Vorrichtungen dieser Art können dazu verwendet werden, die durch die Vorrichtung hindurch tretende optische Leistung zu begrenzen, um auf diese Weise Sensoren und/oder das menschliche Auge vor leistungsstarken Lichtquellen zu schützen.devices of this kind can be used by the Device passing optical power limit to in this way sensors and / or the human eye in front of powerful To protect light sources.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung anzugeben, welche einen gleichmäßigen Schutz bietet, auch wenn die Vorrichtung oder das damit ausgestattete optische Gerät bei Temperaturschwankungen einer thermischen Ausdehnung unterliegt. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung bereitgestellt werden, welche für unterschiedliche Wellenlängen eine möglichst gleichmäßige Wirkung erzielt.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a device for limiting a transmitted optical To specify achievement, which a uniform Provides protection, even if the device or the so-equipped optical device during temperature fluctuations of a thermal Expansion is subject. Furthermore, a device for limiting a transmitted optical power are provided, which one for different wavelengths achieved as even as possible effect.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung, enthaltend zumindest eine fokussierende Optik, welche eintreffendes Licht auf einen Zwischenfokus bündelt, wobei im Zwischenfokus zumindest ein Funktionselement angeordnet ist, welches eine Dicke von mehr als 0,5 mm aufweist.The The object is achieved by a device for limiting a transmitted optical Power containing at least one focusing optics, which incoming light focuses on an intermediate focus, wherein in the intermediate focus at least one functional element is arranged, which has a thickness of more than 0.5 mm.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die bekannte Vorrichtung eine gute Schutzwirkung nur dann entfaltet, wenn der Zwischenfokus auf wenige Mikrometer genau auf die als Funktionselement verwendete Dünnschicht fokussiert ist. Die Schutzwirkung nimmt jedoch sehr rasch ab, wenn sich die Fokuslage nur um wenige Mikrometer entlang der optischen Achse verändert. Solche Veränderungen können beispielsweise durch chromatische Aberration hervorgerufen sein. In diesem Fall ist die Schutzwirkung der bekannten Vorrichtung für unterschiedliche Wellenlängen der eintreffenden Strahlung nicht mehr gegeben. Weiterhin kann sich die Fokuslange durch thermische Ausdehnung der Fassung verändern.According to the invention was recognized that the known device only a good protective effect unfolds when the intermediate focus is within a few microns focuses the thin film used as a functional element is. However, the protective effect decreases very rapidly when the Focus position only changed by a few microns along the optical axis. Such changes can be made for example by be caused by chromatic aberration. In this case, the Protective effect of the known device for different wavelengths the incoming radiation is no longer given. It can continue change the focus length by thermal expansion of the socket.

Zur Lösung dieses Problems wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Funktionselement mit einer Dicke von mehr als 0,5 mm einzusetzen. Auf diese Weise bleibt die Schutzwirkung erhalten, auch wenn die Fokuslage aufgrund chromatischer Aberration und/oder thermischer Ausdehnung und/oder sphärischer Aberration und/oder weiterer Abbildungsfehler wandert. Die Dicke von mehr als 0,5 mm stellt in diesem Fall sicher, dass auch der wandernde Fokus stets im Inneren des Funktionselements verbleibt.to Solution to this problem is now proposed according to the invention, to use a functional element with a thickness of more than 0.5 mm. On this way, the protective effect is retained, even if the focus position due to chromatic aberration and / or thermal expansion and / or spherical aberration and / or further aberration emigrated. The thickness of more than 0.5 mm ensures in this case, that also the wandering focus is always inside the functional element remains.

Das Funktionselement bewirkt eine Schwächung der durch das Funktionselement hindurch tretenden Strahlung. Diese Schwächung kann durch Absorption und/oder Streuung und/oder elektronische Anregung des für das Funktionselement verwendeten Materials erfolgen, beispielsweise durch Plasmonenanregung oder Phononenanregung. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schwächung aufgrund nichtlinearer optischer Effekte erfolgen.The Functional element causes a weakening of the Functional element passing radiation. This weakening may be due to absorption and / or scattering and / or electronic stimulation of the material used for the functional element, for example, by plasmon excitation or phonon excitation. In some embodiments of the invention, the weakening due to nonlinear optical effects.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Funktionselement eine Dicke von 0,6 mm–5 mm aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Dicke des Funktionselements auch 0,6–1,5 mm oder 1 mm bis 2,5 mm betragen. Um die für die nichtlineare Absorption erforderliche Intensität der eintreffenden Strahlung zu ermöglichen, sollte die eintreffende Strahlung auf einen Zwischenfokus mit kleiner räumlicher Ausdehnung im Inneren des Funktionselements fokussiert sein. Das hier beschriebenen Funktionselement stellt sicher, dass einerseits eine im Betrieb der Vorrichtung auftretende Veränderung der Fokuslage ausgeglichen werden kann und andererseits die stets im Funktionselement auftretende, unvermeidliche Schwächung für niedrige Leistungsdichten so gering bleibt, dass die Funktion des mit der Vorrichtung ausgestatteten optischen Geräts nicht bzw. nur wenig beeinträchtigt wird.In According to some embodiments of the invention, the functional element have a thickness of 0.6 mm-5 mm. In some embodiments The thickness of the functional element can also be 0.6-1.5 mm or 1 mm to 2.5 mm. To those for nonlinear absorption required intensity of the incoming radiation too should allow the incoming radiation to one Intermediate focus with small spatial extent in the interior be focused on the functional element. The functional element described here ensures that on the one hand occurring during operation of the device Change in focus position can be compensated and on the other hand, always occurring in the functional element, inevitable Weakening for low power densities so low remains that the function of the device equipped with the device optical device not or only slightly affected becomes.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Funktionselement Partikel enthalten, welche in einem Festkörper gebunden sind. In einigen Ausführungsformen können die Partikel zumindest ein Element enthalten, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Ag, Au, Zn, Cu, Cd, Fe, Ni, Co, Ti, V, Cr, Mo, Zr, Ta, W, Pb, Ga, C, P, Sb, As und In. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Partikel eine Größe von 0,5 nm–100 nm aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Größe der Partikel zwischen 5 nm und 30 nm liegen. In einigen Ausführungsformen können die Partikel eine Beschichtung aufweisen.In According to some embodiments of the invention, the functional element Contain particles that are bound in a solid are. In some embodiments, the Particles contain at least one element selected from the group containing Ag, Au, Zn, Cu, Cd, Fe, Ni, Co, Ti, V, Cr, Mo, Zr, Ta, W, Pb, Ga, C, P, Sb, As and In. In some embodiments According to the invention, the particles can be one size of 0.5 nm-100 nm. In some embodiments The size of the particles can be between 5 nm and 30 nm. In some embodiments the particles have a coating.

Ein solchermaßen mit Partikeln ausgestattetes Funktionselement kann ein nichtlineares Absorptionsverhalten aufweisen. Dies bedeutet, dass die Absorption mit zunehmender optischer Leistung ansteigt. Auf diese Weise können ungefährliche optische Leistungen mit nur geringer Schwächung durch die Vorrichtung transmittiert werden. Bei zunehmender optischer Leistung steigt die Absorption an, sodass ein zunehmend geringerer Anteil der Eingangsstrahlung auf das zu schützende Bauteil bzw. das menschliche Auge am Ausgang der Vorrichtung trifft. Die vorgeschlagenen Partikel können dabei einen spektral breitbandigen Wirkungsbereich aufweisen und unterscheiden sich daher von bekannten Farbstoffen und Makromolekülen, welche aufgrund von Absorptionsbanden einen spektral begrenzten Wirkungsbereich aufwiesen. Daher eignen sich die vorgeschlagenen Partikel insbesondere dann, wenn die Vorrichtung eine möglichst breitbandige Wirkung erzielen soll, wenn also die Wellenlänge der eintreffenden Strahlung nicht bekannt ist.A functional element provided with particles in this way can have a non-linear absorption behavior. This means that the absorption increases with increasing optical power. In this way, harmless opti cal services are transmitted with only slight attenuation by the device. With increasing optical power, the absorption increases, so that an increasingly smaller proportion of the input radiation hits the component to be protected or the human eye at the output of the device. The proposed particles can have a spectrally broadband range of action and therefore differ from known dyes and macromolecules, which had a spectrally limited range of action due to absorption bands. Therefore, the proposed particles are particularly suitable if the device is to achieve a broadband effect as possible, that is, if the wavelength of the incident radiation is not known.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Partikel in einem Festkörper gebunden sein, welcher Polymethylmetacrylat und/oder Polystyrol und/oder Polyethylen und/oder Polycarbonat und/oder ein Glas und/oder ein Acrylharz und ein Polyesterharz enthält. Solchermaßen ausgewählte Festkörper ermöglichen einerseits, bei der Herstellung des Funktionselements eine möglichst gleichmäßige Dispersion der Partikel in einer Flüssigkeit zu erzielen. Nach dem Aushärten der Flüssigkeit steht jedoch für den Betrieb des Funktionselements ein Festkörper bereit, welche gegen Fest-/Flüssig-Phasenübergängen bei üblichen Einsatztemperaturen geschützt ist. Dadurch sind die Partikel an ihren jeweiligen Orten fest eingeschlossen und können keine Agglomerate im Funktionselement bilden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Festkörper andere Polymere, Gläser oder Harzen enthalten, welche im Spektralbereich der Nutzstrahlung hinreichend transparent bzw. transluzent sind.In some embodiments of the invention the particles are bound in a solid, which Polymethyl methacrylate and / or polystyrene and / or polyethylene and / or Polycarbonate and / or a glass and / or an acrylic resin and a polyester resin contains. Such selected solids allow on the one hand, in the production of the functional element as uniform a dispersion as possible to achieve the particle in a liquid. After this Curing of the liquid is however for the operation of the functional element a solid ready which against solid / liquid phase transitions is protected at normal operating temperatures. As a result, the particles are firmly entrapped at their respective locations and can not form agglomerates in the functional element. In other embodiments of the invention, the solid state contain other polymers, glasses or resins, which in Spectral range of the useful radiation sufficiently transparent or translucent are.

In einigen Ausführungsformen können die Partikel mit einer Dichte von 10¹⁰–10¹⁸ cm^–3 in dem Festkörper vorhanden sein, welcher das Funktionselement bildet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Partikel mit einer Dichte von 10¹²–10¹⁴ cm^–3 im Festkörper vorhanden sein. Die Dichte der Partikel kann in einem Optimierungsprozess festgelegt werden. Dabei ist die Dicke des Festkörpers bzw. des Funktionselements dahingehend zu berücksichtigen, dass im Normalbetrieb die entlang des optischen Weges eingebrachten Partikel eine hinreichende Transmission einer optischen Strahlung niedriger Leistung erlauben. Andererseits muss die Anzahl der Partikel im Volumen des Zwischenfokus hinreichend groß sein, um bei hoher optischer Leistung eine entsprechende Absorption und damit einen Schutz der ausgangsseitig angeordneten Geräte bzw. des menschlichen Auges zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann somit die Dichte mit zunehmender Dicke abnehmen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass auch bei abnehmender Dichte ein hinreichender Schutz, d. h. ein hinreichender Anstieg der Absorption, erzielt werden kann.In some embodiments, the particles may be present at a density of 10 ¹⁰ -10 ¹⁸ cm ^-3 in the solid that forms the functional element. In some embodiments of the invention, the particles may be present in the solid state at a density of 10 ¹² -10 ¹⁴ cm ^-3 . The density of the particles can be determined in an optimization process. In this case, the thickness of the solid or of the functional element is to be taken into account in that in normal operation, the particles introduced along the optical path allow a sufficient transmission of low-power optical radiation. On the other hand, the number of particles in the volume of the intermediate focus must be sufficiently large to allow for high optical performance corresponding absorption and thus protection of the output side arranged devices or the human eye. Thus, in some embodiments of the invention, the density may decrease with increasing thickness. According to the invention, it has been recognized that adequate protection, ie a sufficient increase in absorption, can be achieved even with decreasing density.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Oberfläche des Funktionselements zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen sein. Die Beschichtung kann eine Hartschicht sein, welche die Oberfläche des Funktionselements vor mechanischer Beschädigung schützt. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Beschichtung eine Entspiegelungsschicht sein, welche die Ein- und/oder Auskoppelverluste des transmittierten Lichtes am Funktionselement vermindern.In In some embodiments of the invention, the surface may be of the functional element at least partially with a coating be provided. The coating may be a hard layer containing the Surface of the functional element from mechanical damage protects. In other embodiments of the invention For example, the coating may be an antireflective coating comprising the Input and / or output coupling losses of the transmitted light on the functional element Reduce.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung weiterhin zumindest eine zweite Optik enthalten, welche dazu eingerichtet ist, den Zwischenfokus abzubilden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abbildung afokal erfolgen. Hierdurch kann die Integration der Vorrichtung in ein optisches Gerät vereinfacht oder überhaupt erst ermöglicht werden.In According to some embodiments of the invention, the device continue to contain at least a second optics, which set up is to depict the intermediate focus. In some embodiments According to the invention, the image may be afocal. This can the integration of the device into an optical device simplified or even made possible.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die fokussierende Optik und die zweite Optik eine unterschiedliche Brechkraft aufweisen. In diesem Fall kann die Vorrichtung Teil eines abbildenden optischen Systems sein, beispielsweise eines Teleskopes, eines Fotoobjektives, eines Spektives oder eines Fernglases.In some embodiments of the invention, the focusing Optics and the second optics have a different refractive power. In this case, the device may be part of an imaging optical System, such as a telescope, a camera lens, a spotting scope or binoculars.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die fokussierende Optik und die zweite Optik in etwa dieselbe Brechkraft aufweisen. In diesem Fall ergibt sich eine 1:1-Abbildung. Eine solchermaßen ausgestattete Vorrichtung kann universell in unterschiedlichen optischen Geräten verwendet werden, da die Abbildungseigenschaften des optischen Gerätes nicht verändert werden. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung auch zum Schutz optischer Geräte verwendet werden, welche intrinsisch keine abbildende Optik aufweisen.In other embodiments of the invention, the focusing Optics and the second optics have approximately the same refractive power. In this case, a 1: 1 mapping results. Such a way equipped device can be used universally in different optical Devices are used because the imaging properties of the optical device are not changed. In particular, such a device can also protect optical devices be used, which intrinsically have no imaging optics.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt:following the invention is based on several embodiments and Figures without limitation of the general inventive idea closer be explained. Showing:

1 den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung. 1 the basic structure of an embodiment of the device for limiting a transmitted optical power.

2 zeigt einen möglichen Aufbau eines erfindungsgemäß verwendeten Funktionselements. 2 shows a possible structure of a functional element used in the invention.

3 zeigt das Transmissionsverhalten einer bekannten Vorrichtung zur Begrenzung einer optischen Leistung. 3 shows the transmission behavior of a known device for limiting an optical power.

4 zeigt das Transmissionsverhalten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Begrenzung einer optischen Leistung. 4 shows the transmission behavior ei ner device according to the invention for limiting an optical power.

5 zeigt die Abnahme der Transmission bei zunehmender optischer Leistung gemäß der vorliegenden Erfindung. 5 Figure 10 shows the decrease in transmission with increasing optical power according to the present invention.

1 zeigt eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung. Die Vorrichtung 1 enthält zumindest eine erste Linse 111, welche in dieser Ausführungsform die fokussierende Optik 11 bildet. Die Linse 111 kann in einigen Ausführungsformen eine Sammellinse sein. In einigen Ausführungsformen kann die fokussierende Optik 11 auch durch ein Linsensystem gebildet werden, welches aus mehreren Sammel- und/oder Zerstreuungslinsen zusammengesetzt ist. In einigen Ausführungsformen kann die fokussierende Optik 11 auch Spiegelelemente enthalten. Die zumindest eine Linse 111 besteht aus einem Material, welches für die einfallende Strahlung 20 transparent oder transluzent ist. Im Sinne dieser Beschreibung wird unter einem transparenten Material ein Material bestanden, dessen Absorption in einem vorgebbaren Wellenlängenbereich niedriger ist als eine vorgebbare Schwelle. Beispielsweise kann die Linse 111 Polycarbonat, Glas oder Quarz enthalten oder daraus bestehen. Die Absorption kann geringer sein als 30%, geringer als 20%, geringer als 10%, geringer als 5% oder geringer als 2%. 1 shows an embodiment of the proposed device for limiting a transmitted optical power. The device 1 contains at least a first lens 111 , which in this embodiment, the focusing optics 11 forms. The Lens 111 may be a positive lens in some embodiments. In some embodiments, the focusing optics 11 also be formed by a lens system, which is composed of several collection and / or diverging lenses. In some embodiments, the focusing optics 11 also contain mirror elements. The at least one lens 111 consists of a material which is responsible for the incident radiation 20 transparent or translucent. For the purposes of this description, a material is passed under a transparent material whose absorption in a predefinable wavelength range is lower than a predefinable threshold. For example, the lens 111 Contain or consist of polycarbonate, glass or quartz. Absorption may be less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5% or less than 2%.

Auf die Linse 111 trifft eine einfallende Strahlung 20. Die einfallende Strahlung 20 kann eine Nutzstrahlung enthalten, also ein optisches Signal, welches in einer der Vorrichtung 1 nachgeordneten Einrichtung weiterverarbeitet werden soll. Beispielsweise kann die einfallende Strahlung 20 ein abzubildendes bzw. zu betrachtendes Bild repräsentieren. Weiterhin kann die Strahlung 20 eine Infrarot-Wärmestrahlung sein, welche von einem zu verfolgenden Objekt ausgesandt wird.On the lens 111 meets an incident radiation 20 , The incident radiation 20 may contain a useful radiation, so an optical signal which is to be further processed in one of the device 1 downstream device. For example, the incident radiation 20 represent an image to be imaged or viewed. Furthermore, the radiation 20 be an infrared heat radiation, which is emitted by an object to be tracked.

Weiterhin kann die eintreffende Strahlung 20 zumindest zeitweise ein Störsignal enthalten, beispielsweise aus einem nicht dargestellten Laser. Sofern ein Benutzer mit einem optischen Instrument, beispielsweise einem Fernglas, in die Sonne blickt, kann die eintreffende Strahlung 20 auch direktes Sonnenlicht als Störsignal enthalten.Furthermore, the incoming radiation 20 at least temporarily contain an interference signal, for example, from a laser, not shown. If a user looks into the sun with an optical instrument, such as a pair of binoculars, the incoming radiation can 20 also direct sunlight as interference signal included.

Die eintreffende Strahlung 20 wird mittels der Linse 111 auf einen Zwischenfokus 21 fokussiert und verläuft hinter dem Zwischenfokus divergent weiter. In einigen Ausführungsformen kann das divergente Strahlenbündel unmittelbar auf einen Detektor treffen.The incoming radiation 20 is by means of the lens 111 to an intermediate focus 21 focused and continues divergently behind the intermediate focus. In some embodiments, the divergent beam may strike a detector directly.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft das Licht ausgehend vom Zwischenfokus 21 wieder divergent zu einer optionalen zweiten Optik 12. Die zweite Optik 12 kann in einigen Ausführungsformen eine Sammellinse 121 sein. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Optik 12 auch durch ein Linsensystem gebildet werden, welches aus mehreren Sammel- und/oder Zerstreuungslinsen zusammengesetzt ist. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Optik 12 auch Spiegelelemente enthalten. Die zumindest eine Linse 121 besteht aus einem Material, welches für die ausfallende Strahlung 22 transparent oder transluzent ist. Im Sinne dieser Beschreibung wird unter einem transparenten Material ein Material bestanden, dessen Absorption in einem vorgebbaren Wellenlängenbereich niedriger ist als eine vorgebbare Schwelle.In the illustrated embodiment, the light proceeds from the intermediate focus 21 again divergent to an optional second optics 12 , The second optics 12 may in some embodiments a positive lens 121 be. In some embodiments, the second optic 12 also be formed by a lens system, which is composed of several collection and / or diverging lenses. In some embodiments, the second optic 12 also contain mirror elements. The at least one lens 121 consists of a material which is responsible for the precipitating radiation 22 transparent or translucent. For the purposes of this description, a material is passed under a transparent material whose absorption in a predefinable wavelength range is lower than a predefinable threshold.

Beispielsweise kann die Linse 121 Polycarbonat, Glas oder Quarz enthalten oder daraus bestehen. Die Absorption kann geringer sein al 30%, geringer als 20%, geringer als 10%, geringer als 5% oder geringer als 2%For example, the lens 121 Contain or consist of polycarbonate, glass or quartz. The absorption may be less than 30%, less than 20%, less than 10%, less than 5% or less than 2%

Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Sammellinse 121 den Zwischenfokus 21 afokal in ein Ausgangsstrahlenbündel 22 ab. Unter einer afokalen Abbildung wird für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung verstanden, dass Licht, welches parallel in die Vorrichtung 1 über die fokussierende Optik 11 eintritt, die Vorrichtung 1 über die zweite Optik 12 auch wieder parallel verlässt.In the illustrated embodiment, the condenser lens forms 121 the intermediate focus 21 afocal into an output beam 22 from. For the purposes of the present description, an afocal mapping is understood to mean that light which propagates parallel into the device 1 via the focusing optics 11 occurs, the device 1 via the second optics 12 also leaves again in parallel.

Die fokussierende Optik 11 und die zweite Optik 12 können in einigen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedliche Brennweiten aufweisen. In diesem Fall kann die Vorrichtung 1 zur Begrenzung der optischen Leistung auch als weitere Funktion eine optische Abbildung des Eingangslichtstrahles 20 in den Ausgangslichtstrahl 22 ermöglichen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 neben der Begrenzung der optischen Leistung auch die Funktion eines Spektives, eines Fernrohres oder eines Objektives übernehmen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung sind die Brennweite der fokussierenden Optik 11 und die Brennweite der zweiten Optik 12 identisch. In diesem Fall ermöglicht die Vorrichtung 1 eine 1:1-Abbildung. Die Vorrichtung 1 kann dann in optische Instrumente integriert werden, ohne deren Abbildungseigenschaften zu verändern. Weiterhin kann die Vorrichtung 1 in optischen Instrumenten verwendet werden, welche intrinsisch keine optische Abbildung vorsehen.The focusing optics 11 and the second optics 12 may have different focal lengths in some embodiments of the invention. In this case, the device can 1 To limit the optical power as an additional function, an optical image of the input light beam 20 in the output light beam 22 enable. For example, the device 1 In addition to the limitation of the optical power and the function of a spotting scope, a telescope or a lens take over. In other embodiments of the invention, the focal length of the focusing optics 11 and the focal length of the second optics 12 identical. In this case, the device 1 allows a 1: 1 mapping. The device 1 can then be integrated into optical instruments without changing their imaging properties. Furthermore, the device 1 used in optical instruments which intrinsically do not provide optical imaging.

Im Zwischenfokus 21 befindet sich ein Funktionselement 10 mit einer Dicke von mehr als 0,5 mm. Das Funktionselement 10 kann eine nichtlineare Schwächung aufweisen. Auf diese Weise kann die Schwächung, d. h. die Intensität des eintreffenden Lichtstrahles 20 gegenüber der Intensität des austretenden Lichtstrahles 22, unterhalb einer vorgebbaren Schwelle der optischen Leistung gering gehalten werden. Dadurch beeinträchtigt die Anwesenheit der Vorrichtung 1 in einem optischen Gerät dessen Leistungsfähigkeit nur gering. Beispielsweise kann die Absorption des Funktionselements 10 bei geringen optischen Leistungen bei etwa 10%–30% liegen.In the intermediate focus 21 there is a functional element 10 with a thickness of more than 0.5 mm. The functional element 10 may have a nonlinear weakening. In this way, the weakening, ie the intensity of the incoming light beam 20 relative to the intensity of the exiting light beam 22 , be kept below a predetermined threshold of optical power low. This affects the presence of the Device 1 in an optical device whose performance is low. For example, the absorption of the functional element 10 at low optical powers are about 10% -30%.

Sofern die eintretende Strahlung 20 eine größere Intensität aufweist, steigt die Absorption im Funktionselement 10 an. Auf diese Weise kann die Leistungsdichte der austretenden Strahlung 22 unterhalb einer vorgebbaren Schwelle gehalten werden, auch wenn die Leistungsdichte der eintretenden Strahlung 20 sehr stark schwankt bzw. stark ansteigt. Auf diese Weise wird ein hinter der Vorrichtung 1 befindliches Element vor einer Schädigung durch eine zu große optische Leistung bewahrt. Die Vorrichtung 1 kann zum Schutz von optoelektronischen Halbleiterbauelementen eingesetzt werden, wie beispielsweise CCD-Kameras, Photodiodenarrays oder Photowiderständen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung 1 auch zum Schutz des menschlichen Auges eingesetzt werden, beispielsweise wenn die Vorrichtung 1 in einem astronomischen Teleskop, einem Periskop oder einem Fernglas eingesetzt ist.Unless the incoming radiation 20 has a greater intensity, the absorption in the functional element increases 10 at. In this way, the power density of the exiting radiation 22 be kept below a predetermined threshold, even if the power density of the incoming radiation 20 fluctuates greatly or rises sharply. In this way, an element located behind the device 1 is prevented from being damaged by an excessive optical power. The device 1 can be used to protect optoelectronic semiconductor devices, such as CCD cameras, photodiode arrays or photoresistors. In some embodiments of the invention, the device 1 can also be used to protect the human eye, for example when the device 1 is inserted in an astronomical telescope, a periscope or a pair of binoculars.

2 zeigt eine Ausführungsform des Funktionselements 10. Das Funktionselement 10 weist eine Dicke d auf, welche in einigen Ausführungsbeispielen zwischen 0,5 mm und 10 mm liegen kann. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Dicke d zwischen 0,6 und 5,0 mm liegen oder zwischen 1,0 mm und 2,5 mm. 2 shows an embodiment of the functional element 10 , The functional element 10 has a thickness d, which may be between 0.5 mm and 10 mm in some embodiments. In other embodiments of the invention, the thickness d may be between 0.6 and 5.0 mm or between 1.0 mm and 2.5 mm.

Das Funktionselement 10 weist einen Festkörper 101 auf. Der Festkörper 101 kann beispielsweise, Polymethylmetacrylat, Polystyrol, Polyethylen, Polycarbonat, Glas, Acrylharz und/oder Polyesterharz enthalten oder daraus bestehen. Der Festkörper 101 kann während des Herstellungsprozesses plastisch verformbar oder in einem flüssigen Aggregatszustand sein. Nach Abkühlung und/oder Aushärtung steht der Festkörper 101 dann als festes Material zur Verfügung, welches bei typischen Einsatztemperaturen der Vorrichtung 1 im festen Aggregatszustand bleibt. Der Festkörper 101 muss nicht notwendigerweise ein kristalliner Festkörper sein. Vielmehr kann der Festkörper 101 auch eine amorphe Struktur aufweisen.The functional element 10 has a solid 101 on. The solid 101 For example, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyethylene, polycarbonate, glass, acrylic resin and / or polyester resin may contain or consist of. The solid 101 may be plastically deformable or in a fluid state during the manufacturing process. After cooling and / or curing of the solid state 101 then as a solid material available, which remains at typical operating temperatures of the device 1 in the solid state. The solid 101 does not necessarily have to be a crystalline solid. Rather, the solid can 101 also have an amorphous structure.

Im Inneren des Festkörpers 101 sind Partikel 102 dispergiert. Die Partikel 102 werden bevorzugt gleichmäßig im Material des Festkörpers 101 dispergiert. Nach dem Verfestigen des Festkörpers 101 sind die Partikel 102 im Festkörper 101 im Wesentlichen ortsfest eingebettet.Inside the solid 101 are particles 102 dispersed. The particles 102 are preferably uniform in the material of the solid 101 dispersed. After solidification of the solid 101 are the particles 102 in the solid state 101 essentially embedded in a stationary manner.

Die Partikel 102 können im Festkörper 101 eine Dichte von 10¹⁰ bis 10¹⁴ Partikel/cm³ aufweisen. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Dichte von 10¹² bis 10¹⁴ Partikel/cm³ reichen. Die Partikel können in einigen Ausführungsformen Gold, Silber oder Kupfer enthalten. Daneben sind die bereits vorstehend genannten Metalle oder deren Legierungen oder halbleitende Verbindungen einsetzbar. In einigen Ausführungsformen können die Partikel 102 eine Beschichtung 104 aufweisen, beispielsweise eine kohlenstoffhaltige Beschichtung.The particles 102 can be in the solid state 101 have a density of 10 ¹⁰ to 10 ¹⁴ particles / cm ³ . In other embodiments, the density may range from 10 ¹² to 10 ¹⁴ particles / cm ³ . The particles may include gold, silver or copper in some embodiments. In addition, the above-mentioned metals or their alloys or semiconducting compounds can be used. In some embodiments, the particles may 102 a coating 104 have, for example, a carbonaceous coating.

Die Partikel 102 können in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Größe von 0,5 nm bis 100 nm aufweisen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Größe 0,5 nm bis 30 nm betragen.The particles 102 In some embodiments of the invention, they may have a size of 0.5 nm to 100 nm. In other embodiments of the invention, the size may be 0.5 nm to 30 nm.

In einigen Ausführungsformen sind die Partikel keine Farbstoffe, sodass diese eine breitbandige Absorption eintreffenden Lichtes 20 ermöglichen. Die von den Partikeln 102 absorbierte optische Leistung kann bei nichtlinearer Absorption von der im Inneren des Funktionselements 10 konzentrierten optischen Leistungsdichte abhängen. Daher ist die Dicke d so gewählt, dass unter Berücksichtigung von thermischen Ausdehnungen der Vorrichtung 1 und unter Berücksichtigung der chromatischen und/oder sphärischen Aberration der fokussierenden Optik 11 der Zwischenfokus 21 für die meisten Einsatzbedingungen im Inneren des Funktionselements 10 liegt. Im Zwischenfokus 21 ist die Leistungsdichte aufgrund der kleinen räumlichen Ausdehnung besonders hoch. Dadurch wird die Ansprechschwelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erhöht.In some embodiments, the particles are not dyes, so they have broadband absorption of incident light 20 enable. The of the particles 102 absorbed optical power can, in the case of nonlinear absorption of the inside of the functional element 10 depend on concentrated optical power density. Therefore, the thickness d is chosen so that taking into account thermal expansions of the device 1 and taking into account the chromatic and / or spherical aberration of the focusing optics 11 the intermediate focus 21 for most operating conditions inside the functional element 10 lies. In the intermediate focus 21 the power density is particularly high due to the small spatial extent. As a result, the response threshold of the device 1 according to the invention is increased.

Die Oberfläche des Funktionselements 10 kann zumindest teilweise mit einer Beschichtung 103 versehen werden. Die Beschichtung 103 kann eine Funktionsbeschichtung sein, welche beispielsweise die Härte der Oberfläche erhöht oder deren Reflexionseigenschaften vermindert, sodass die Einkoppelverluste der eintreffenden Strahlung 20 vermindert werden.The surface of the functional element 10 can at least partially with a coating 103 be provided. The coating 103 may be a functional coating which, for example, increases the hardness of the surface or reduces its reflection properties, so that the coupling-in losses of the incident radiation 20 be reduced.

3 zeigt das Transmissionsverhalten einer bekannten Vorrichtung. Dabei zeigt 3 das Transmissionsverhalten auf der Ordinate und die Lage des Zwischenfokus auf der Abszisse. Die Lage des Funktionselements 10 ist in Bildmitte mit 0 bezeichnet. 3 shows the transmission behavior of a known device. It shows 3 the transmission behavior on the ordinate and the position of the intermediate focus on the abscissa. The location of the functional element 10 is denoted by 0 in the middle of the picture.

Das gemäß 3 verwendete Funktionselement weist eine Dicke von einigen 10 μm auf.The according to 3 used functional element has a thickness of several 10 microns.

3 zeigt Messwerte für drei verschiedene Energiedichten des eintretenden Lichtstrahles 20. Dabei bezeichnet E₁ den Kurvenverlauf für die geringste Energiedichte, E₂ den Kurvenverlauf für eine mittlere Energiedichte und E₃ den Verlauf der Absorption für die höchste Energiedichte. 3 shows measured values for three different energy densities of the incoming light beam 20 , Here, E ₁ denotes the curve for the lowest energy density, E ₂ the curve for an average energy density and E ₃ the course of the absorption for the highest energy density.

3 zeigt, dass die bekannte Vorrichtung stets eine Absorption zwischen 40% und 50% der Eingangsstrahlung bewirkt. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit eines die Vorrichtung enthaltenden optischen Gerätes dauerhaft gemindert. 3 shows that the known device always an absorption between 40% and 50% of Input radiation causes. As a result, the performance of an optical device containing the device is permanently reduced.

Weiterhin ist aus 3 erkennbar, dass die Absorption und damit die Schutzwirkung der Vorrichtung hoch ist, wenn der Zwischenfokus 21 exakt innerhalb des Funktionselements 10 angeordnet ist. In diesem Fall steht am Ausgang der Vorrichtung 1 ein Lichtstrahl 22 zur Verfügung, welcher nur eine Intensität zwischen 5% und 12% der Eingangsstrahlung 20 aufweist. 3 zeigt jedoch, dass nur geringe Abweichungen der Fokuslage, beispielsweise durch chromatische Aberration oder durch thermische Ausdehnung der Vorrichtung 1, einen starken Anstieg der transmittierten Strahlung hervorrufen. So bewirkt eine Verschiebung des Fokus um lediglich 0,15 mm bei höchster Energiedichte E₃ einen Anstieg der transmittierten Strahlung von 5% auf 30%. Dies kann zur Schädigung nachgeordneter Geräte oder zur Erblindung eines Benutzers führen. Dieser Anstieg kann bei allen Energiedichten beobachtet werden, beispielsweise bewirkt eine Verschiebung der Fokuslage vom 0,15 mm bei der niedrigsten Energiedichte E₁ einen Anstieg der transmittierten Leistung von 12% auf 55%. Dieser Wert kann mit dem vollständigen Wirkungsverlust der Vorrichtung 1 gleichgesetzt werden, da die bekannte Vorrichtung stets eine Absorption zwischen 40% und 50% der Eingangsstrahlung bewirkt.Furthermore, it is off 3 recognizable that the absorption and thus the protective effect of the device is high when the intermediate focus 21 exactly within the functional element 10 is arranged. In this case, at the output of the device 1 is a light beam 22 available, which only an intensity between 5% and 12% of the input radiation 20 having. 3 shows, however, that only small deviations of the focus position, for example by chromatic aberration or by thermal expansion of the device 1 , cause a strong increase in the transmitted radiation. Thus, a shift of the focus by only 0.15 mm at the highest energy density E ₃ causes an increase in the transmitted radiation from 5% to 30%. This can lead to damage to downstream devices or to the blindness of a user. This increase can be observed at all energy densities, for example, a 0.15 mm shift in focal position at the lowest energy density E ₁ causes an increase in transmitted power from 12% to 55%. This value can be equated with the complete loss of effect of the device 1, since the known device always causes an absorption between 40% and 50% of the input radiation.

4 zeigt das Transmissionsverhalten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Funktionselement mit einer Dicke d von 1.5 mm. Die Partikeldichte pro Volumeneinheit ist erfindungsgemäß gegenüber den bekannten Funktionselementen verringert. 4 zeigt wiederum das Transmissionsverhalten in Abhängigkeit der Fokuslage für drei unterschiedliche Energiedichten, wobei E1 der niedrigsten und E3 der höchsten Energiedichte entspricht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt im ungestörten Fall eine Transmission zwischen 70% und 90% für die jeweilige Nutzstrahlung, sodass die Anwesenheit der Vorrichtung 1 die Leistungsfähigkeit eines optischen Gerätes nur unmerklich vermindert, im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, bei welcher eine Schwächung durchtretenden Lichtes von 40%–50% permanent vorhanden ist. Die Nutzstrahlung kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung im sichtbaren und/oder nahinfraroten Spektralbereich liegen. 4 shows the transmission behavior of a device according to the invention with a functional element with a thickness d of 1.5 mm. The particle density per unit volume is inventively reduced compared to the known functional elements. 4 again shows the transmission behavior as a function of the focus position for three different energy densities, where E1 corresponds to the lowest and E3 corresponds to the highest energy density. The device according to the invention shows in the undisturbed case a transmission between 70% and 90% for the respective useful radiation, so that the presence of the device 1, the performance of an optical device only insignificantly reduced, in contrast to the known device, in which a weakening light passing through 40th % -50% is permanently available. The useful radiation may be in the visible and / or near-infrared spectral range in some embodiments of the invention.

Weiterhin zeigt 4, dass das Absorptionsverhalten in Abhängigkeit von der Fokuslage in weiten Bereichen unabhängig ist. Eine Verschiebung des Fokus um 0,15 mm führt zu keinerlei messbarem Anstieg der transmittierten optischen Leistung. Selbst bei einer Verschiebung des Fokus um 0,5 mm ändert sich die transmittierte optische Leistung nicht. Somit ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung 1 unempfindlich gegen thermische Ausdehnungen und chromatische Aberration. Die vorgeschlagene Vorrichtung kann daher bei großen Temperaturschwankungen zuverlässig benutzt werden. Weiterhin ändert sich das Transmissions- und Absorptionsverhalten der Vorrichtung nicht, wenn Licht unterschiedlicher Wellenlängen durch die fokussierende Optik 11 in die Vorrichtung 1 eingestrahlt wird. Dadurch bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung auch Schutz vor breitbandigen Störsignalen und/oder gegen Störsignale, deren Wellenlänge nicht vor eintreffen der Strahlung bekannt ist.Further shows 4 in that the absorption behavior as a function of the focus position is independent in many areas. A shift of the focus by 0.15 mm leads to no measurable increase in the transmitted optical power. Even if the focus is shifted by 0.5 mm, the transmitted optical power does not change. Thus, the inventively proposed device 1 is insensitive to thermal expansion and chromatic aberration. The proposed device can therefore be used reliably with large temperature fluctuations. Furthermore, the transmission and absorption behavior of the device does not change when light of different wavelengths passes through the focusing optics 11 into the device 1 is irradiated. As a result, the device according to the invention also provides protection against broadband interference signals and / or against interference signals whose wavelength is not known prior to the arrival of the radiation.

5 zeigt das Transmissionsverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit der eingestrahlten optischen Leistung. 5 zeigt Messwerte für zwei unterschiedliche Wellenlängen, nämlich als Datenreihe A Messwerte für eine Wellenlänge von 532 nm und als Datenreihe B Messwerte für eine Wellenlänge von 1064 nm. 5 shows the transmission behavior of the device according to the invention as a function of the radiated optical power. 5 shows measured values for two different wavelengths, namely as data series A measured values for a wavelength of 532 nm and as data series B measured values for a wavelength of 1064 nm.

Es ist ersichtlich, dass die Transmission über vier Dekaden der optischen Eingangsleistung nahezu linear zwischen 70% und 90% verläuft. Dies ist der Bereich, in welchem für das Auge eines Benutzers oder einen hinter der Vorrichtung 1 angeordneten Sensor die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung gering ist. Oberhalb einer Grenze, welche durch die verwendeten Partikel und/oder den verwendeten Festkörper und/oder die Partikeldichte beeinflusst werden kann, nimmt die Transmission mit zunehmender Leistung ab und die Absorption zu. Hierdurch wird der auf das Auge des Benutzers bzw. den Sensor treffenden Lichtstrahl 22 mit zunehmender Leistung in immer höherem Maße geschwächt, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Schädigung für weitere vier Dekaden der optischen Leistung vermieden oder zumindest reduziert wird.It can be seen that the transmission over four decades of the optical input power is almost linearly between 70% and 90%. This is the area in which the probability of damage to a user's eye or a sensor located behind the device 1 is low. Above a limit which can be influenced by the particles used and / or the solids used and / or the particle density, the transmission decreases with increasing power and the absorption increases. As a result, the incident on the eye of the user or the sensor light beam 22 is increasingly weakened as performance increases, thus avoiding or at least reducing the likelihood of damage for another four decades of optical performance.

5 zeigt auch, dass das Transmissionsverhalten für beide Wellenlängen in etwa parallel verläuft. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine nahezu gleichbleibende Wirkung für die dargestellten Wellenlängen aufweist. Dies kann bewirken, dass die Eigenschaften eines mit der Vorrichtung ausgestatteten optischen Gerätes nahezu unverändert bleiben. 5 also shows that the transmission behavior for both wavelengths is approximately parallel. This means that the device according to the invention has an almost constant effect for the illustrated wavelengths. This can cause the characteristics of an optical device equipped with the device to remain almost unchanged.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Funktionselement 10 aus einem Acrylharz hergestellt. Im Acrylharz sind Kupferpartikel dispergiert, welche eine mittlere Partikelgröße von 15 nm aufweisen. Die Partikel sind mit einer Beschichtung versehen, welche Kohlenstoff enthält. Die Anzahl beträgt 10¹² cm^–3. Durch Zugabe eines Katalysators wird das Harz ausgehärtet.In a first embodiment, a functional element 10 made of an acrylic resin. In the acrylic resin copper particles are dispersed, which have an average particle size of 15 nm. The particles are provided with a coating containing carbon. The number is 10 ¹² cm ^-3 . By adding a catalyst, the resin is cured.

Zur Herstellung eines Funktionselements aus diesem Halbzeug wird das Halbzeug auf eine Dicke d von 2 mm geschliffen und die Lichteintritts- und Lichtaustrittsfläche poliert. Das Funktionselement erhält durch spanende Bearbeitung eine runde Grundfläche mit einem Durchmesser von 25 mm. Das Funktionselement wird in einer Vorrichtung nach 1 eingesetzt. Es zeigt sich eine Schwächung des transmittierten Lichtes von weniger als 30% im gesamten sichtbaren Spektralbereich bei geringer optischer Leistung, welche bei zunehmender Leistung bis auf 99.6% zunimmt.To produce a functional element from this semifinished product, the semifinished product on a Di 2 mm sanded and polished the light entry and light exit surface. The functional element receives by machining a round base with a diameter of 25 mm. The functional element is in a device after 1 used. It shows a weakening of the transmitted light of less than 30% in the entire visible spectral range at low optical power, which increases with increasing power up to 99.6%.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

In einem zweiten Ausführungsbeispiel werden Partikel verwendet, welche eine Legierung aus Silber und Gold enthalten. Die Partikel haben eine Größe von 35 nm. Sie werden mit einer Dichte von 10¹² cm^–3 in ein Polycarbonat eingebracht. Durch Heißformen entsteht aus dem Polycarbonat in einem Gesenk eine planparallele Platte mit einem Durchmesser von 30 mm. Die planparallele Platte weist eine Dicke d von 2,5 mm auf. Der so erhaltene Funktionselement 10 zeigt eine geringe Absorption von weniger als 20% im Falle niedriger Leistungsdichten und beeinträchtigt daher die Leistung eines optischen Gerätes kaum. Mit ansteigender Leistungsdichte steigt die Absorption aufgrund nichtlinearer Wechselwirkung des Lichtes mit den Partikeln rasch an.In a second embodiment, particles containing an alloy of silver and gold are used. The particles have a size of 35 nm. They are introduced with a density of 10 ¹² cm ^-3 in a polycarbonate. Hot forming results in a plane-parallel plate with a diameter of 30 mm from the polycarbonate in a die. The plane-parallel plate has a thickness d of 2.5 mm. The functional element thus obtained 10 shows a low absorption of less than 20% in the case of low power densities and therefore hardly degrades the performance of an optical device. As the power density increases, the absorption increases rapidly due to nonlinear interaction of the light with the particles.

Die vorstehende Beschreibung ist so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche „erste” und „zweite” Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The The above description is to be understood that a named Feature in at least one embodiment of the invention is available. This does not exclude the presence of further features out. If the claims "first" and "second" features define, this designation serves the distinction of two similar characteristics without setting a ranking.

Selbstverständlich können die dargestellten Ausführungsbeispiele verändert werden, um auf diese Weise weitere, unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung zu erhalten. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen.Of course can the illustrated embodiments be changed in order to create more, different To obtain embodiments of the invention. The above Description is therefore not restrictive, but to be considered as illustrative.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- WO 2007/042913 A2 [0002]

Claims

Contraption ( 1 ) for limiting a transmitted optical power ( 22 ), comprising: at least one focusing optic ( 11 ), which incoming light to an intermediate focus ( 21 ) bundles; with an intermediate focus ( 21 ) at least one functional element ( 10 ), characterized in that the functional element ( 10 ) has a thickness (d) of more than 0.5 mm.

Device according to claim 1, characterized in that the functional element ( 10 ) has a thickness (d) of 0.6 mm to 5 mm, in particular a thickness (d) of 1 mm to 2.5 mm.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the functional element ( 10 ) Particles ( 102 ), which in a solid state ( 101 ) are bound.

Device according to claim 3, characterized in that the solid ( 101 ) Polymethyl methacrylate and / or polystyrene and / or polyethylene and / or polycarbonate and / or a glass and / or an acrylic resin and / or a polyester resin.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the particles ( 102 ) contain at least one element selected from the group consisting of Ag, Au, Zn, Cd, Cu, Ti, V, Cr, Mo, Fe, Ni, Co, Zr, Ta, W, Pt, Ga, C, P, Sb , Ace and in.

Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the particles ( 102 ) have a size of 0.5 nm to 100 nm, in particular 5 nm to 40 nm.

Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the particles ( 102 ) having a density of 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ cm ^-3 in the solid ( 101 ) are present, in particular with a density of 10 ¹² to 10 ¹⁴ cm ^-3 .

Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the particles ( 102 ) with a coating ( 104 ) are provided.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a on the functional element ( 10 ) incident radiation having a power density below a predetermined threshold undergoes a substantially constant absorption and one on the functional element ( 10 ) incident radiation with a power density above a predetermined threshold undergoes a steadily increasing absorption.

Device according to one of claims 1 to 9, further comprising at least one second optics ( 12 ), which is adapted to the intermediate focus ( 21 ).

Apparatus according to claim 10, characterized in that the second optics is adapted to the intermediate focus ( 21 ) afocal.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one surface of the functional element ( 10 ) at least partially with a coating ( 103 ) is provided.

Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the focusing optics ( 11 ) and the second optic ( 12 ) have approximately the same refractive power.

Optical device containing a device according to one of claims 1 to