EP2929571A2 - Optical energy transmission system - Google Patents

Optical energy transmission system

Info

Publication number
EP2929571A2
EP2929571A2 EP13802582.0A EP13802582A EP2929571A2 EP 2929571 A2 EP2929571 A2 EP 2929571A2 EP 13802582 A EP13802582 A EP 13802582A EP 2929571 A2 EP2929571 A2 EP 2929571A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy
laser beam
transmitting laser
transmission system
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13802582.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Adolf Giesen
Stephan Anders
Hans-Albert Eckel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP2929571A2 publication Critical patent/EP2929571A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/003Light absorbing elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/30Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using light, e.g. lasers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/806Arrangements for feeding power
    • H04B10/807Optical power feeding, i.e. transmitting power using an optical signal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Definitions

  • the invention relates to an optical energy transmission system, comprising an energy emitting unit, the laser radiation source for
  • Generating an energy-transmitting laser beam and a target device for aligning the energy-transmitting laser beam relative to a energy-receiving system comprising the energy-receiving unit comprising an optical / electrical converter, which converts the energy of the energy-transmitting laser beam directly into electrical energy.
  • Such energy transmission systems are known in principle from the prior art, wherein the known converter consists of a photovoltaic element, which converts the optical energy of the energy-transmitting laser beam directly into electrical energy.
  • the invention is therefore based on the object to improve an optical energy transmission system of the generic type such that, on the one hand despite high optical performance, the thermal damage thresholds of the photovoltaic elements used are not achieved and on the other hand, the laser safety is guaranteed.
  • the converter at least one converter element with a plurality, the on this having incident energy-transmitting laser beam reflecting surfaces which are arranged relative to each other so that the incident energy-transmitting laser beam is deflected from one of the reflective surfaces to another of the reflective surfaces and the at least some of the reflective surfaces are each formed by a conversion unit which detects the incident laser beam partly reflected and partly absorbed in a photovoltaic element encompassed by the conversion unit, thereby converting the optical energy directly into electrical energy.
  • the advantage of the solution according to the invention is that the laser safety can be ensured by the use of a plurality of reflecting surfaces and, on the other hand, by the fact that some, that is to say at least two, of the reflecting surfaces are in each case one
  • Conversion unit are formed, which reflect the incident laser beam in part, but implement the other part directly into electrical energy. This makes it possible to use several photovoltaic elements to convert the energy of the incident laser beam directly into electrical energy and thus to achieve that despite high energy of the energy-transmitting laser beam, the damage threshold of the individual photovoltaic elements is not reached.
  • the converter has at least one converter element whose reflective surfaces are formed by more than three, preferably more than five conversion units.
  • the reflectance and the degree of absorption of each conversion unit can be defined and optionally determined individually.
  • the respective reflective surface and the energy-transmitting laser beam to align relative to each other so that a certain angular range is maintained for the angle of incidence.
  • the converter is designed so that the energy-transmitting laser beam impinges on the first reflecting surface at an angle of incidence which is 80 ° or less, preferably the angle of incidence is chosen to be 60 ° or less ,
  • the converter is formed so that the energy-transmitting laser beam impinges on the first reflective surface in an incident angle which is 10 ° or more, preferably 30 ° or more.
  • Such a different degree of reflection and absorption can be adjusted so that on the one hand the thermal damage threshold of the respective photovoltaic element is not reached, but on the other hand, with as few conversion elements, a substantially complete absorption of the energy-transmitting laser beam can be achieved.
  • This objective can be achieved preferably by the fact that, in the successive conversion units acted upon by the energy-transmitting laser beam, the degree of reflection in the order of application of the same by the energy-transmitting laser beam decreases and the degree of absorption increases. If it is assumed that after a number of N reflections on conversion units according to the invention, the energy of the energy-transmitting laser beam is almost zero after the last reflection, the degree of absorption of successive conversion units must be selected according to the following series:
  • the reflectivities corresponding to the degrees of absorption shall be chosen according to the following series:
  • the m / (n + m) th part of the incident energy or power is then reflected by the last reflecting surface.
  • This part can now be directed into an optical sump, or it is possible to completely absorb this part by perpendicularly impinging on a photovoltaic element in this or reflect this part back and then to absorb in the other conversion units in the return.
  • an advantageous solution provides that the reflective surfaces reflect the energy-transmitting laser beam in such a way that it extends in total in two spatial directions in the converter element.
  • the reflective surfaces reflect the energy-transmitting laser beam in such a way that it extends in total in three spatial directions in the converter element.
  • the reflecting surfaces of the converter element at an angle in the range between 30 ° and 60 °, preferably in a range between 40 ° and 50 °, to each incident on this section of the energy-transmitting laser beam run.
  • an advantageous solution provides that the converter element is constructed in such a way that it reflects the energy-transmitting laser beam back into itself after reflection at a plurality of reflective surfaces.
  • This solution has the advantage that the requirements for laser safety can be met in a simple manner, since this ensures that a laser beam which emerges again from the converter element runs back to the energy-emitting unit and can not be reflected uncontrollably in the room.
  • the converter element comprises a triple prism which reflects the laser beam back into itself.
  • another solution provides that the converter element substantially completely absorbs the energy-transmitting laser beam after reflection at a plurality of reflective surfaces by the last conversion unit. In this case, the laser safety is also ensured in a simple manner.
  • the target device comprises a target controller which controls the alignment of the energy-transmitting laser beam relative to the energy-receiving unit.
  • the target device has a target detection unit, which comprises a position of an intended for the energy-transmitting laser beam impingement of the energy-receiving unit.
  • a particularly advantageous solution provides that the target device detects an impact of the energy-transmitting laser beam on an impact area of the energy-receiving unit and prevents an exit of the energy-transmitting laser beam from the energy-emitting unit when the energy-transmitting laser beam does not impinge on the impact area.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 is a fragmentary view of a converter of a first embodiment
  • Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2;
  • FIG. 5 shows a section through a third embodiment of a converter according to the invention.
  • Fig. 6 is a perspective view of a fourth embodiment
  • FIG. 6 shows a representation of a radiation profile in the fourth exemplary embodiment of a converter according to the invention
  • FIG. 9 shows a section through a fifth embodiment of a converter according to the invention.
  • FIG. 11 shows a section through a seventh embodiment of a converter according to the invention.
  • An inventive optical energy transmission system in FIG. 1, designated as a whole by 10, comprises a unit, designated as a whole by 12, which transmits optical energy or optical power, and a unit, denoted as a whole by 14, which receives the optical energy or power-receiving unit.
  • the energy-emitting unit 12 in turn comprises a high-energy laser radiation source 20 with an exit aperture 22 which generates a laser beam 24 which is deflected, for example, by a deflection mirror 26 of an intended as a whole with 28 target device and as energy-transmitting laser beam 30 from the energy emitting unit 12 in the direction the power receiving unit 14 propagates.
  • the aiming device 28 comprises a target controller 32, which controls the position of the deflection mirror 26 in order to make the energy-transmitting laser beam 30 impinge on the desired location of the energy-receiving unit 14.
  • the target controller 32 preferably also comprises a target detection unit 34, which determines within a detection range 36 the position of an impact area 38 of the energy-receiving unit 14 on which the energy-transmitting laser beam 30 is to occur.
  • the target detection unit 34 operates either by means of optical scanning of the detection area 26 for detecting the impact area 38 or by means of optical and / or electronic or electromagnetic scanning of the detection area 36 in order to precisely detect the position of the impact area 38 within the detection area 36.
  • the target controller 32 After exact detection of the position of the impact area 38 relative to the energy emitting unit 12 is carried out by the target controller 32, the alignment of the energy-transmitting laser beam 30 in space by means of in all
  • the target detection unit 34 detects whether the energy-transmitting laser beam 30 actually impinges on the impact area 38, for example by back reflection of the laser beam 30 from the impact area 38 or by the laser beam 30 induced
  • the impact area 38 is formed by an inlet opening 42 of an optical / electrical converter 44, which converts the energy or power contained in the energy-transmitting laser beam 30 directly into electrical energy, so that either directly by the converter 44 or a current / voltage -Wanderer unit 46 at an electrical connection 48, a voltage U is available.
  • the converter 44 may be formed in various ways.
  • a first embodiment of a converter according to the invention shown in FIG. 2, comprises as a converter element as a whole with 60
  • triple prism which is formed by three, each extending at an angle of 90 ° to each other reflective surfaces 62i, 62 2 and 62 3 , which intersect at a vertex 64.
  • each of the reflective surfaces 62 of the triple prism 60 is formed by a photovoltaic element 70 whose
  • Radiation incident surface 72 either immediately forms the reflective surface 62 or is still provided with a coating 74 which forms the reflective surface 62.
  • the reflecting surface 62 is not a completely reflecting surface, but a partially reflecting surface, so that a part of the energy or power of the energy transmitting laser beam 30 is absorbed by the photovoltaic element 70 and generates therein a current which is supplied via electrical connections 76 of the photovoltaic element 70 can flow.
  • the photovoltaic element 70 with its radiation incident surface 72 and optionally the reflection co-determining coating 74 thus forms a conversion unit 80 for the energy-transmitting laser beam 30, which absorbs a significant portion of the energy of the incident energy-transmitting laser beam 30 and converts directly into electrical energy.
  • the first reflected portion 30n of the energy-transmitting laser beam 30 strikes the reflective surface 62 2 with half the reduced energy.
  • the reflecting surface 62 2 is formed by a conversion unit 80 2 , which is constructed in the same way as the conversion unit 80i and has the same reflectance, then half of the energy is absorbed by the first reflected portion 30n of the energy transmitting laser beam 30 and half reflected such that in turn the second reflected portion 30 r2 of the energy transmitting laser beam 30 has an energy which is only one quarter of the energy of the incident one
  • Section 30 e of the energy-transmitting laser beam 30 originally had prior to hitting the converter 44. If the reflecting surface 62 is formed 3 by a conversion unit 80 3, which is constructed in the same manner as the reflecting unit 80i, so in turn half of the energy of the second reflected portion 30 r2 of the power transmitting laser beam 30 is absorbed, and reflects the other half, such that the precipitating portion 66 of the energy transmitting laser beam 30 still has the energy of one eighth of the energy of the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30.
  • the reflectance of the reflective conversion units 80i to 80 3 is reduced, for example, to one third, the energy of the emergent laser beam 66 continues to be reduced in relation to the incident portion 30 e of the energy-transmitting laser beam 30.
  • each of the reflective surfaces 62 is directly acted upon by a portion of the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30 and then this part is then further reflected on the other reflective surfaces 62, so that each part of the energy transmitting laser beam 30 again after three times as precipitating portion 66 of the laser beam 30 parallel to the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30 propagates.
  • the impact area 38 is defined by the entrance opening 42 of a single triple prism 60, so that an exact alignment of the energy-transmitting laser beam 30 relative to the energy-receiving unit 14 must take place on the part of the target detection unit 34 and the target control 32.
  • this to 42 n is formed n of triple prisms 60i to 60 by a plurality of inlet openings 42i, which are all directly in two dimensions to increase by adjacent to a surface FP and are arranged with the same orientation to this, so that regardless of which serving as converter elements triple prisms 60i to 60 n is acted upon by the energy transmitting laser beam 30, there is always the possibility of the energy of the energy transmitting laser beam 30 with the same efficiency.
  • the second exemplary embodiment of the converter 44 'according to the invention can be used, for example, if a large-area converter 44' with a correspondingly large impact area 38 'is to be available in order, for example, not to make the requirements for the target controller 32 and the target detection unit 34 too great.
  • an arrangement of conversion units 80 are provided in a converter element, for example, the incident portion exceeds 30 e of the power transmitting laser beam 30 to a first reflecting surface 92i, then in the form of a first reflected portion 30n to a second reflecting surface 92 2 occurs , then in the form of a second reflected portion 30 r 2 on a third reflecting surface 92 3 finally in the form of a third reflecting portion 30 r 3 on a fourth reflecting surface 92 4 occurs, for example, all these surfaces are flat reflecting surfaces, and finally, in the form of a fourth reflected portion 30 r4, impinges on a triple prism 60 " having the reflective surfaces 92 5 , 92 6 and 92 7 .
  • All reflecting surfaces 92i to 92 7 are associated with conversion units 80i to 80 7 , as they were explained in connection with the first embodiment.
  • the triple prism 60 "causes the energy transferring laser beam 30 multiply reflected before striking the triple prism 60" by this triple prism 60 "to be reflected on the reflective surfaces 92 4 , 92 3 , 92 2 and 92i, and then as the failing section 66 the converter 44 "leaves again, but with an energy that is significantly lower than the energy of the incident energy-transmitting laser beam 30th
  • Conversion unit 80 perform the direct conversion of optical energy into electrical energy, with a photovoltaic element 70 to realize, and in cases where a reflection for beam deflection is required to form one or more of the reflective surfaces 92 as fully reflective surfaces.
  • Conversion units 80 vary.
  • the reflection can be adjusted, the reflection so that one-fifth of the energy of the incident portion is absorbed 30 e of the power transmitting the laser beam 30, the reflection can be adjusted as in the conversion unit 80 2, a quarter of the energy of the reflected portion 30n in the conversion unit 80i
  • the coating 74 is set so that one third of the energy of the reflected portion 30 r2 is absorbed
  • the coating 74 is set so that half the energy of the reflected portion 30 r3 is absorbed and in all conversion units 80 5 to 80 7
  • the coating 74 is formed so that the entire existing energy in the reflected portion 30 r4 is absorbed by the conversion units 80 5 to 80 7 , so that of the triple prism 60 "returning laser beam 30 has substantially no energy.
  • the converter 44 "" is formed by a spatial arrangement of reflective surfaces 102 in a converter element 100, which are arranged in a compact manner, for example in an outer geometry corresponding to a cube W, the cube being composed of eight sub-cubes UW and the reflecting surfaces 102 are arranged according to diagonal surfaces of the sub-cubes.
  • the eight sub-cubes UWi to UW 8 of the same size are arranged as follows.
  • a first sub-cube layer lying on a base G comprising the sub-cubes UWi, UW 2 , UW 3 and UW 4 is formed, all of which are arranged adjacent to each other within the square outer geometry in a counterclockwise sequence.
  • a second sub-cube layer of the sub-cubes UW 5 to UW 8 which are also arranged adjacent to each other within the square outer geometry and in a counterclockwise direction, the sub-cube UW 5 on the sub-cube UWi, the Sub-cube UW 6 on the sub-cube UW 4 , the sub-cube UW 7 on the sub-cube UW 3 and the sub-cube UW 8 on the sub-cube UW 4 .
  • the sub-cubes UW 2 and UW 6 are provided with a reflection plane REi passing through both sub-cubes UW 2 and UW 6 , which extends along the same diagonal of both sub-cubes UW 2 and UW 6 and extends parallel to a first reflector direction RRi.
  • sub-cube UW 3 and UW 7 are provided with an opening through both of sub-cube UW 3 and UW 7 reflection plane RE 2, which also runs parallel to the first reflector direction RRi and along the same diagonal of sub-cube UW 3 and UW 7 and perpendicular to the reflection plane rei, wherein the reflection planes REi and RE 2 are facing the sub-cubes UWi and UW 4 as well as UW 5 and UW 8 .
  • the sub-cubes UW 8 and UW 5 are provided with a reflection plane RE 3 , which runs along a common diagonal of these sub-cubes UW 8 and UW 5 parallel to a reflector direction RR 2 , which in turn is perpendicular to the reflector direction RRi.
  • the sub-cube UW 4 is provided with a reflection plane RE 3 which is parallel to the reflector direction RR 2 and to a diagonal of the sub-cube UW 4 and perpendicular to the reflection plane RE 4 , the reflection plane RE 3 facing the sub-cubes UW 3 and UW 7 and the reflection plane RE 4 faces the sub-cubes UW 2 and UW 3 as well as UW 6 and UW 7 .
  • An incidental energy-transmitting laser beam 30 passing centrally through the first sub-cube UWi with its optical axis passes through the sub-cube UWi without reflection and strikes the first reflecting surface 102i which lies in the sub-cube UW 2 in the reflection plane REi.
  • the laser beam 30 is reflected as the first reflecting portion 30n on the second reflecting surface 102 2 in the reflecting plane RE 2 located in the sub-cube UW 3 and the laser beam 30 in the form of the second reflecting portion 30 r2 the third reflecting surface 102 3 is reflected in the reflection plane RE 3 , which in the
  • Subcube UW 4 is located, which in turn reflects the laser beam 30 in the form of the third reflected portion 30 r3 on the lying in the reflection plane RE 4 fourth reflection surface 102 4 , the laser beam 30 in the form of the fourth reflected portion 30 r4 again to the fifth reflective Surface 102 5 reflected, which lies in the reflection plane RE 2 .
  • a reflection of the laser beam 30 in the form of the fifth reflected portion 30 r5 on the reflective surface 102 6 ie the U in the U U 6 erie in the reflection plane REI in U Uter and from this there is a reflection of the laser beam 30 in the form of the sixth reflected portion 30 r6 on the reflective surface 102 7 , which in the reflection plane RE 4 in U nterwü cube UW 5 lgt.
  • a reflection of the laser beam 30 takes place in the form of the seventh reflected portion 30 r7 on an end face 102 8 d he Uwe in U nterwü cube and coincides with the base G.
  • Al le reflective surfaces 102i to 102 8 are formed by a conversion ⁇ unit 80, as described in connection with Fig .3.
  • the reflectivity of the conversion unit 80 to the conversion unit 80 so that, for example, the coating 74 is set such that one-eighth of the energy of the conversion unit 186 of the reflecting surface 102i is present energy absorbing laser beam 30 is absorbed, while from the reflective surface 102 2 zugeord Neten reflective unit 80 one seventh of the energy of the laser beam 30 is absorbed.
  • the following series for the absorption in the conversion units 80 associated with the successive reflecting surfaces 102 can be set up for this purpose.
  • the Absorptionsg rad of the individual nen successive conversion units 80 results in the following series
  • a converter element 110 divides the incident energy-transmitting laser beam 30 into two cells 110a and 110b, each of which has a first reflective surface 112ai and 112bi, which in FIG an angle of 45 ° to a propagation direction of the incident energy-transmitting laser beam 30 are.
  • This first reflecting surface 112ai and 112bi reflects each of the incident portion 30 e of the power transmitting laser beam 30 to a second reflecting surface 112a 2 and 112b 2 which is parallel to the first reflecting surface 112ai and 112bi, is arranged, however, offset from.
  • the second reflecting surface 112a 2 or 112b 2 reflects the first reflected portion 30n of the laser beam 30 incident thereon as a second reflected portion 30 r2 onto a third reflecting surface 112a 3 or 112b 3 and reflects the second reflecting portion 30 incident thereon r2 as the third reflected portion 30 r3 onto a fourth reflecting surface 112a 4 and 112b 4 , which is in turn arranged parallel to the second reflecting surface 112a 2 and 112b 2 , respectively, and in turn to the third incident portion 30 r3 as the fourth reflecting portion 30 r4 fourth reflecting surface 112a 5 and 112b 5 , respectively, which is disposed on a back side of the respective first reflecting surface 112ai and 112bi and reflects the fourth reflected portion 30 r4 as a portion 30 5 on the surface 112a 6 and 112b 6 , respectively either fully absorbed the fifth reflected portion 30 5 or possibly still reflected.
  • each of the reflective surfaces 112 is formed by a conversion unit 80, the coating 74 of which reflects part of the energy of the laser beam 30 and allows part of the energy of the laser beam 30 to enter the photovoltaic element 70 in order to direct the optical energy into it to convert electrical energy.
  • all the reflective surfaces 112ai to 112a are 5 or 112bi to 112b 5 at 45 ° to
  • the reflective surfaces 112a 3 and 112b 3 again run perpendicular to the reflective surfaces 112a 4 and 112b 4 , so that they in turn further reflect the reflected section 30 3 with a full cross section onto the reflective surfaces 112a 5 and 112b 5, respectively.
  • conversion units 80 a i to 80 a are provided successively in a row direction R a , the surfaces lying in a common area F, in particular in a common plane, reflecting surfaces 122ai to 122a 6 , have.
  • These reflective surfaces 122a 122ai to 6 opposite a substantially fully reflective surface 122b is provided, which the reflecting surfaces 122a to 122ai 6 facing and spaced therefrom, and preferably parallel thereto, and another reflective surface 122c which extends transversely, particularly perpendicular, to both the reflective surfaces 122a and the reflective surface 122b.
  • the reflecting surfaces 122ai to 122a 6 are formed by partially reflecting coatings 74i to 74 6 of the conversion units 80ai to 80a 6 whose reflectance varies.
  • Each of the coatings 74i to 74 6 is arranged on a single photovoltaic element 70, wherein each of the coatings 74i to 74 6 covers a portion of the photovoltaic element and forms a conversion unit 80i to 80 6 with this portion.
  • the incident energy-transmitting laser beam 30 first strikes and is reflected by the reflective surface 112ai to form the first reflected portion 30ri incident on the reflective surface 122b, while in the conversion unit 80ai the unreflected part of the intensity is absorbed.
  • the third reflected portion 30 r3 again strikes the reflecting surface 122b and is substantially completely reflected by it, so that a fourth reflected portion 30 r4 strikes the reflecting surface 122a 5 , part of the intensity reflecting and part of the intensity is absorbed by the conversion unit 80a 5 .
  • the fifth reflected portion 30 r5 again strikes the reflecting surface 122b, is reflected by this substantially completely as the sixth reflected portion 30 r5 , strikes the reflecting surface 122c, and is substantially completely reflected by this seventh reflecting portion 30 r7 that it hits the reflective surface 122a 6 . From this part of the intensity is reflected and a part of the intensity in the conversion unit 80a 6 is absorbed.
  • the reflected portion 30 r8 then strikes the reflective surface 122b and is reflected by it as a reflected portion 30 r9 and strikes the reflective surface 122a 4 . From this part of the intensity is reflected as a reflected portion 30 rl o and a part of the intensity is absorbed by the conversion unit 80 a 4 .
  • the reflected portion 30 rl o applies to the reflected surface 122b and r u reflected therefrom as a reflected portion 30 so that it strikes the reflecting surface 122a 2, wherein absorbs a part of the intensity from the conversion unit 80a 2 and a portion as reflected portion 30n 2 is reflected, however, as little, if not no more intensity, has. Because the conversion units 80ai to 80a 6 each comprise subareas of a photovoltaic element, this embodiment of the converter according to the invention is particularly simple and inexpensive to produce.
  • a seventh embodiment of a converter 44 '''according to the invention shown in Fig. 11 the arrangement and operation of the reflective surfaces 122ai to 122a 6 , the coatings 74ai to 74a 6 and the conversion units 80ai to 80a 6 are identical to those of the sixth exemplary embodiment.
  • the reflecting surface 122b is not a fully reflecting surface but is also divided into reflecting surfaces 122bi to 122b 5 , all of which partially reflect and partially absorb the intensity in each other in the direction of row R a parallel row direction R b disposed conversion unit 80bi to 80b 5 allow the conversion units are formed 80bi to 80b 5 by partial areas of the photovoltaic element 70b, and in addition the coatings 70bi to 70b 5 comprise forming the reflecting surfaces 122bi to 122b. 5
  • the reflected portions 30 r3 , 30 r4 , 30 r8 and 30 rl o of the individual reflective surfaces 122bi to 122b 6 are not completely reflected but only partially reflected, so that in the conversion units 80bi to 80b 5 is still a corresponding absorption of intensity ,
  • the advantage of the seventh embodiment is therefore that the number of conversion units 80 is increased and thus the adjustment of the absorption and reflection levels of the individual coatings 70a and 70b can be made even simpler by the intensity absorbed by the respective conversion units 80a and 80b adapt so that in each conversion unit approximately the same intensity is absorbed.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

In order to improve an optical energy transmission system, comprising an energy-emitting unit, which has a laser radiation source for generating an energy-transmitting laser beam and an aiming device for aligning the energy-transmitting laser beam relative to an energy-receiving unit which the energy transmission system comprises and which comprises an optical/electrical converter, which converts the energy of the energy-transmitting laser beam directly into electrical energy, the improvement being such that, firstly, despite high optical power, the thermal destruction thresholds of the photovoltaic elements used are not reached and, secondly, laser safety is ensured, it is proposed that the converter has at least one converter element having a plurality of areas which reflect the energy-transmitting laser beam impinging on said converter element and which are arranged relative to one another such that the impinging energy-transmitting laser beam is deflected by one of the reflective areas to another of the reflective areas, and that at least some of the reflective areas are formed in each case by a conversion unit which reflects one part of the impinging laser beam and absorbs the other part thereof in a photovoltaic element which the conversion unit comprises, and in the process converts the optical energy directly into electrical energy.

Description

OPTISCHES ENERGIEÜBERTRAGUNGSSYSTEM  OPTICAL ENERGY TRANSMISSION SYSTEM
Die Erfindung betrifft ein optisches Energieübertragungssystem, umfassend eine energieaussendende Einheit, die eine Laserstrahlungsquelle zur The invention relates to an optical energy transmission system, comprising an energy emitting unit, the laser radiation source for
Erzeugung eines energieübertragenden Laserstrahls sowie eine Zieleinrichtung zur Ausrichtung des energieübertragenden Laserstrahls relativ zu einer von dem Energieübertragungssystem umfassten energieempfangenden Einheit aufweist, welche einen optisch/elektrischen Konverter umfasst, der die Energie des energieübertragenden Laserstrahls direkt in elektrische Energie umwandelt. Generating an energy-transmitting laser beam and a target device for aligning the energy-transmitting laser beam relative to a energy-receiving system comprising the energy-receiving unit comprising an optical / electrical converter, which converts the energy of the energy-transmitting laser beam directly into electrical energy.
Derartige Energieübertragungssysteme sind im Prinzip aus dem Stand der Technik bekannt, wobei der bekannte Konverter aus einem photovoltaischen Element besteht, welches die optische Energie des energieübertragenden Laserstrahls direkt in elektrische Energie umsetzt. Such energy transmission systems are known in principle from the prior art, wherein the known converter consists of a photovoltaic element, which converts the optical energy of the energy-transmitting laser beam directly into electrical energy.
Hierbei ergeben sich einerseits Probleme dahingehend, dass die thermische Zerstörschwelle des photovoltaischen Elements nicht überschritten werden darf und andererseits dahingehend, dass die Lasersicherheit insbesondere bei Reflexion des energieübertragenden Laserstrahls, nicht dauerhaft gewährleistet ist. On the one hand, problems arise here in that the thermal damage threshold of the photovoltaic element must not be exceeded and, on the other hand, to the effect that the laser safety is not permanently guaranteed, in particular when the energy-transmitting laser beam is reflected.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches Energieübertragungssystem der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass einerseits trotz hoher optischer Leistung die thermischen Zerstörschwellen der eingesetzten photovoltaischen Elemente nicht erreicht werden und andererseits die Lasersicherheit gewährleistet ist. The invention is therefore based on the object to improve an optical energy transmission system of the generic type such that, on the one hand despite high optical performance, the thermal damage thresholds of the photovoltaic elements used are not achieved and on the other hand, the laser safety is guaranteed.
Diese Aufgabe wird bei einem optischen Energieübertragungssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Konverter mindestens ein Konverterelement mit mehreren, den auf diesem auftreffenden energieübertragenden Laserstrahl reflektierenden Flächen aufweist, die relativ zueinander so angeordnet sind, dass der auftreffende energieübertragende Laserstrahl von einer der reflektierenden Flächen zu einer anderen der reflektierenden Flächen umgelenkt wird und das mindestens einige der reflektierenden Flächen durch jeweils eine Konversionseinheit gebildet sind, welche den auftreffenden Laserstrahl zum einen Teil reflektiert und zum anderen Teil in einem von der Konversionseinheit umfassten photo- voltaischen Element absorbiert und dabei die optische Energie direkt in elektrische Energie umsetzt. This object is achieved in an optical energy transmission system of the type described above according to the invention in that the converter at least one converter element with a plurality, the on this having incident energy-transmitting laser beam reflecting surfaces which are arranged relative to each other so that the incident energy-transmitting laser beam is deflected from one of the reflective surfaces to another of the reflective surfaces and the at least some of the reflective surfaces are each formed by a conversion unit which detects the incident laser beam partly reflected and partly absorbed in a photovoltaic element encompassed by the conversion unit, thereby converting the optical energy directly into electrical energy.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht einerseits darin, dass sich die Lasersicherheit durch den Einsatz mehrerer reflektierender Flächen gewährleisten lässt und andererseits darin, dass dadurch, dass einige, das heißt mindestens zwei, der reflektierenden Flächen durch jeweils eine On the one hand, the advantage of the solution according to the invention is that the laser safety can be ensured by the use of a plurality of reflecting surfaces and, on the other hand, by the fact that some, that is to say at least two, of the reflecting surfaces are in each case one
Konversionseinheit gebildet sind, welche den auftreffenden Laserstrahl zum Teil reflektieren, zum anderen Teil aber direkt in elektrische Energie umsetzen. Dadurch besteht die Möglichkeit, mit mehreren photovoltaischen Elementen die Energie des auftreffenden Laserstrahls direkt in elektrische Energie umzusetzen und somit zu erreichen, dass trotz hoher Energie des energieübertragenden Laserstrahls die Zerstörschwelle der einzelnen photovoltaischen Elemente nicht erreicht wird. Conversion unit are formed, which reflect the incident laser beam in part, but implement the other part directly into electrical energy. This makes it possible to use several photovoltaic elements to convert the energy of the incident laser beam directly into electrical energy and thus to achieve that despite high energy of the energy-transmitting laser beam, the damage threshold of the individual photovoltaic elements is not reached.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn mindestens drei der reflektierenden Flächen des Konverters durch eine Konversionseinheit gebildet sind. It has proven to be particularly advantageous if at least three of the reflective surfaces of the converter are formed by a conversion unit.
Um auch mit großer Energie im energieübertragenden Laserstrahl arbeiten zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen wenn der Konverter mindestens ein Konverterelement aufweist, dessen reflektierende Flächen durch mehr als drei, vorzugsweise mehr als fünf Konversionseinheiten gebildet sind . In order to work with great energy in the energy-transmitting laser beam, it has proven to be advantageous if the converter has at least one converter element whose reflective surfaces are formed by more than three, preferably more than five conversion units.
Hinsichtlich der Ausbildung der Konversionseinheiten wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Prinzipiell hat eine nur aus einem photovoltaischen Element gebildete With regard to the design of the conversion units, no further details have been given so far. In principle, one formed only from a photovoltaic element
Konversionseinheit bei nicht senkrechtem Einfall eines Laserstrahls einen von null verschiedenen Reflexionsgrad und einen von null verschiedenen Conversion unit with non-normal incidence of a laser beam a non-zero degree of reflection and a non-zero
Absorptionsgrad. Absorption coefficient.
Um jedoch eine Anpassung des Reflexionsgrads und des Absorptionsgrads vornehmen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die jeweilige Konversionseinheit das photovoltaische Element sowie eine auf einer However, in order to make an adjustment of the reflectance and the degree of absorption, it is preferably provided that the respective conversion unit, the photovoltaic element and one on a
Strahlungseintrittsfläche des photovoltaischen Elements angeordnete reflexionsbestimmende Beschichtung aufweist. Having radiation entrance surface of the photovoltaic element arranged reflection-determining coating.
Mit einer derartigen reflexionsbestimmenden Beschichtung lässt sich der Reflexionsgrad und der Absorptionsgrad einer jeden Konversionseinheit definiert und gegebenenfalls individuell festlegen. With such a reflection-determining coating, the reflectance and the degree of absorption of each conversion unit can be defined and optionally determined individually.
Unabhängig von der jeweiligen reflexionsbestimmenden Beschichtung kann dabei der Reflexionsgrad und der Absorptionsgrad von dem Auftreffwinkel des energieübertragenden Laserstrahls auf der reflexionsbestimmenden Regardless of the respective reflection-determining coating, the degree of reflection and the degree of absorption of the angle of incidence of the energy-transmitting laser beam on the reflection-determining
Beschichtung abhängig sein, so dass es in diesem Fall gegebenenfalls erforderlich ist, die jeweilige reflektierende Fläche und den energieübertragenden Laserstrahl so relativ zueinander auszurichten, dass ein bestimmter Winkelbereich für den Auftreffwinkel eingehalten wird. Be dependent on coating, so that it may be necessary in this case, the respective reflective surface and the energy-transmitting laser beam to align relative to each other so that a certain angular range is maintained for the angle of incidence.
Beispielsweise ist bei einer erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass der Konverter so ausgebildet ist, dass der energieübertragende Laserstrahl auf die erste reflektierende Fläche in einem Auftreffwinkel auftrifft, der 80° oder weniger beträgt, vorzugsweise wird der Auftreffwinkel so gewählt, dass dieser 60° oder weniger beträgt. For example, in a solution according to the invention, it is provided that the converter is designed so that the energy-transmitting laser beam impinges on the first reflecting surface at an angle of incidence which is 80 ° or less, preferably the angle of incidence is chosen to be 60 ° or less ,
Ferner ist auch eine Mindestgröße des Auftreffwinkels vorteilhaft. Aus diesem Grund wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass der Konverter so ausgebildet ist, dass der energieübertragende Laserstrahl auf die erste reflektierende Fläche in einem Auftreffwinkel auftrifft, der 10° oder mehr, vorzugsweise 30° oder mehr beträgt. Furthermore, a minimum size of the impact angle is advantageous. For this reason, it is provided in an advantageous embodiment that the converter is formed so that the energy-transmitting laser beam impinges on the first reflective surface in an incident angle which is 10 ° or more, preferably 30 ° or more.
Hinsichtlich des Reflexionsgrades und des Absorptionsgrades der Konversionseinheiten eines Konverters wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the reflectance and the degree of absorption of the conversion units of a converter, no further details have been given so far.
So sieht eine besonders einfache Lösung vor, dass alle Konversionseinheiten eines Konverterelements denselben Reflexions- und Absorptionsgrad aufweisen. Thus, a particularly simple solution provides that all conversion units of a converter element have the same degree of reflection and absorption.
Alternativ dazu ist es jedoch, insbesondere bei mehr als zwei oder drei Konversionseinheiten, vorteilhaft, wenn die von dem Laserstrahl aufeinanderfolgend beaufschlagten Konversionseinheiten einen unterschiedlichen Alternatively, however, it is advantageous, in particular in the case of more than two or three conversion units, for the conversion units applied successively by the laser beam to have a different one
Reflexions- und Absorptionsgrad aufweisen. Reflectance and absorption have.
Ein derart unterschiedlicher Reflexions- und Absorptionsgrad lässt sich dabei so einstellen, dass einerseits die thermische Zerstörschwelle des jeweiligen photovoltaischen Elements nicht erreicht wird, andererseits aber mit möglichst wenig Konversionselementen eine weitgehend vollständige Absorption des energieübertragenden Laserstrahls erreicht werden kann. Such a different degree of reflection and absorption can be adjusted so that on the one hand the thermal damage threshold of the respective photovoltaic element is not reached, but on the other hand, with as few conversion elements, a substantially complete absorption of the energy-transmitting laser beam can be achieved.
Diese Zielvorstellung lässt sich vorzugsweise dadurch erreichen, dass bei den aufeinanderfolgend durch den energieübertragenden Laserstrahl beaufschlagten Konversionseinheiten der Reflexionsgrad in der Reihenfolge der Beaufschlagung derselben durch den energieübertragenden Laserstrahl abnimmt und der Absorptionsgrad zunimmt. Geht man davon aus, dass nach einer Zahl von N Reflexionen an erfindungsgemäßen Konversionseinheiten die Energie des energieübertragenden Laserstrahls nahezu null ist nach der letzten Reflexion, so ist der Absorptionsgrad aufeinanderfolgender Konversionseinheiten gemäß folgender Reihe zu wählen : This objective can be achieved preferably by the fact that, in the successive conversion units acted upon by the energy-transmitting laser beam, the degree of reflection in the order of application of the same by the energy-transmitting laser beam decreases and the degree of absorption increases. If it is assumed that after a number of N reflections on conversion units according to the invention, the energy of the energy-transmitting laser beam is almost zero after the last reflection, the degree of absorption of successive conversion units must be selected according to the following series:
1/n, l/(n-l), l/(n-2), 1/2, 1. 1 / n, 1 / (n-1), 1 / (n-2), 1/2, 1.
Die den Absorptionsgraden entsprechenden Reflexionsgrade sind gemäß folgender Reihe zu wählen : The reflectivities corresponding to the degrees of absorption shall be chosen according to the following series:
(n-l)/n, ((n-l)-l)/(n-l), ((n-l)-2)/(n-2) ...0 (n-1) / n, ((n-1) -l) / (n-1), ((n-1) -2) / (n-2) ... 0
Diese Reihe der Absorptionsgrade lässt sich noch ferner verallgemeinert darstellen in der folgenden Reihe für den Absorptionsgrad : l/(n + m), l/(n-l + m), l/(n-2+m), ... l/(l+m) und der folgenden Reihe für den Reflexionsgrad : This series of absorptions can be further generalized in the following series for the absorptivity: l / (n + m), l / (nl + m), l / (n-2 + m), ... l / ( l + m) and the following series for the reflectance:
((n + m-l))/(n+m), ((n+m-l)-l)/(n-l + m), ((n + m-l)-2)/(n-2+m) ... ((n + m-1)) / (n + m), ((n + m-1) -l) / (n-1 + m), ((n + m-1) -2) / (n-2 + m) ...
((n + m-l)-(n-l))/(l + m). ((n + m-1) - (n-1)) / (1 + m).
In diesem Fall wird also nach der n-ten Reflexion noch der m/(n + m)-te Teil der einfallenden Energie oder Leistung von der letzten reflektierenden Fläche reflektiert. Dieser Teil kann nun in einen optischen Sumpf gelenkt werden oder es besteht die Möglichkeit, diesen Teil vollständig durch senkrechtes Auftreffen auf ein photovoltaisches Element in diesem zu absorbieren oder diesen Teil zurückzureflektieren und dann in den übrigen, Konversionseinheiten beim Rücklauf zu absorbieren. In this case, after the nth reflection, the m / (n + m) th part of the incident energy or power is then reflected by the last reflecting surface. This part can now be directed into an optical sump, or it is possible to completely absorb this part by perpendicularly impinging on a photovoltaic element in this or reflect this part back and then to absorb in the other conversion units in the return.
Hinsichtlich des Aufbaus des Konverterelements im Einzelnen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die reflektierenden Flächen den energieübertragenden Laserstrahl so reflektieren, dass dieser insgesamt in zwei Raumrichtungen in dem Konverterelement verläuft. With regard to the structure of the converter element in detail, no further details have been given so far. Thus, an advantageous solution provides that the reflective surfaces reflect the energy-transmitting laser beam in such a way that it extends in total in two spatial directions in the converter element.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die reflektierenden Flächen den energieübertragenden Laserstrahl so reflektieren, dass dieser insgesamt in drei Raumrichtungen in dem Konverterelement verläuft. Alternatively, it is conceivable that the reflective surfaces reflect the energy-transmitting laser beam in such a way that it extends in total in three spatial directions in the converter element.
Hinsichtlich der Ausrichtung der reflektierenden Flächen im Konverterelement relativ zu dem energieübertragenden Laserstrahl wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. With regard to the orientation of the reflective surfaces in the converter element relative to the energy-transmitting laser beam, no further details have been given so far.
Prinzipiell wären beliebige Ausrichtungen denkbar. In principle, arbitrary orientations would be conceivable.
Um möglichst günstige Verhältnisse zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die reflektierenden Flächen des Konverterelements in einem Winkel im Bereich zwischen 30° und 60°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 40° und 50°, zu dem jeweils auf diesen auftreffenden Abschnitt des energieübertragenden Laserstrahls verlaufen. In order to obtain favorable conditions as possible, it is preferably provided that the reflecting surfaces of the converter element at an angle in the range between 30 ° and 60 °, preferably in a range between 40 ° and 50 °, to each incident on this section of the energy-transmitting laser beam run.
Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Konverterelement so aufgebaut ist, dass dieses den energieübertragenden Laserstrahl nach Reflexion an mehreren reflektierenden Flächen in sich selbst zurückreflektiert. Furthermore, an advantageous solution provides that the converter element is constructed in such a way that it reflects the energy-transmitting laser beam back into itself after reflection at a plurality of reflective surfaces.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit in einfacher Weise die Anforderungen an die Lasersicherheit erfüllt werden können, da damit sichergestellt ist, dass ein wieder aus dem Konverterelement ausfallender Laserstrahl zu der energieaussendenden Einheit zurückläuft und nicht unkontrolliert im Raum reflektiert werden kann. This solution has the advantage that the requirements for laser safety can be met in a simple manner, since this ensures that a laser beam which emerges again from the converter element runs back to the energy-emitting unit and can not be reflected uncontrollably in the room.
Eine einfache Lösung, um dies zu verwirklichen sieht vor, dass das Konverterelement ein den Laserstrahl in sich selbst zurückreflektierendes Tripelprisma umfasst. Alternativ dazu sieht eine andere Lösung vor, dass das Konverterelement den energieübertragenden Laserstrahl nach Reflexion an mehreren reflektierenden Flächen durch die letzte Konversionseinheit im Wesentlichen vollständig absorbiert. In diesem Fall ist ebenfalls in einfacher Weise die Lasersicherheit gewährleistet. A simple solution to achieve this provides that the converter element comprises a triple prism which reflects the laser beam back into itself. Alternatively, another solution provides that the converter element substantially completely absorbs the energy-transmitting laser beam after reflection at a plurality of reflective surfaces by the last conversion unit. In this case, the laser safety is also ensured in a simple manner.
Hinsichtlich der Ausbildung der Zieleinrichtung wurden im Zusammenhang mit den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen keine näheren Angaben gemacht. With regard to the design of the target device, no further details have been given in connection with the embodiments explained so far.
So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Zieleinrichtung eine Zielsteuerung umfasst, welche die Ausrichtung des energieübertragenden Laserstrahls relativ zur energieempfangenden Einheit steuert. Thus, an advantageous solution provides that the target device comprises a target controller which controls the alignment of the energy-transmitting laser beam relative to the energy-receiving unit.
Mit dieser Zielsteuerung ist vorzugsweise sichergestellt, dass die Lasersicherheit gewährleistet ist, insbesondere das der energieübertragende Laserstrahl nicht andere, nicht zur Energieübertragung vorgesehene Objekte trifft. With this target control, it is preferably ensured that the laser safety is ensured, in particular that the energy-transmitting laser beam does not hit other objects not intended for energy transmission.
Ferner sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, dass die Zieleinrichtung eine Zielerfassungseinheit aufweist, welche eine Position eines für den energieübertragenden Laserstrahl vorgesehenen Auftreffbereichs der energieempfangenden Einheit umfasst. Furthermore, an advantageous embodiment provides that the target device has a target detection unit, which comprises a position of an intended for the energy-transmitting laser beam impingement of the energy-receiving unit.
Mit einer derartigen Zielerfassungseinheit lässt sich sicherstellen, dass der Laserstrahl stets auf dem Auftreffbereich der energieempfangenden Einheit auftrifft und nicht andere Objekte trifft. Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Zieleinrichtung ein Auftreffen des energieübertragenden Laserstrahls auf einem Auftreffbereich der energieempfangenden Einheit erfasst und ein Austritt des energieübertragenden Laserstrahls aus der energieaussendenden Einheit unterbindet, wenn der energieübertragende Laserstrahl nicht auf dem Auftreffbereich auftrifft. With such a target detection unit, it can be ensured that the laser beam always impinges on the impact area of the energy-receiving unit and does not hit other objects. A particularly advantageous solution provides that the target device detects an impact of the energy-transmitting laser beam on an impact area of the energy-receiving unit and prevents an exit of the energy-transmitting laser beam from the energy-emitting unit when the energy-transmitting laser beam does not impinge on the impact area.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of some
Ausführungsbeispiele. Embodiments.
In der Zeichnung zeigen : In the drawing show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
Energieübertragungssystems;  Power transmission system;
Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung eines Konverters eines ersten Ausführungsbeispiels; Fig. 2 is a fragmentary view of a converter of a first embodiment;
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig . 2; Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters; 4 shows a section through a second embodiment of a converter according to the invention;
Fig. 5 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters; 5 shows a section through a third embodiment of a converter according to the invention;
Fig . 6 eine perspektivische Darstellung eines vierten Ausfüh Fig. 6 is a perspective view of a fourth embodiment
beispiels eines erfindungsgemäßen Konverters;  for example, a converter according to the invention;
Fig. 7 eine Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels des 7 is an illustration of the fourth embodiment of the
erfindungsgemäßen Konverters gemäß Fig. 6 aus einer anderen Blickrichtung; Fig. 8 eine Darstellung eines Strahlungsverlaufs in dem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters; converter according to the invention shown in FIG. 6 from a different viewing direction; 8 shows a representation of a radiation profile in the fourth exemplary embodiment of a converter according to the invention;
Fig. 9 einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters; 9 shows a section through a fifth embodiment of a converter according to the invention;
Fig. 10 einen Schnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters und 10 is a section through a sixth embodiment of a converter according to the invention and
Fig. 11 einen Schnitt durch ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters. 11 shows a section through a seventh embodiment of a converter according to the invention.
Ein erfindungsgemäßes optisches Energieübertragungssystem, in Fig . 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet, umfasst eine als Ganzes mit 12 bezeichnete, die optische Energie oder optische Leistung aussendende Einheit und eine als Ganzes mit 14 bezeichnete, die optische Energie oder Leistung energieempfangende Einheit. An inventive optical energy transmission system, in FIG. 1, designated as a whole by 10, comprises a unit, designated as a whole by 12, which transmits optical energy or optical power, and a unit, denoted as a whole by 14, which receives the optical energy or power-receiving unit.
Die energieaussendende Einheit 12 umfasst ihrerseits eine hochenergetische Laserstrahlungsquelle 20 mit einer Austrittsblende 22, welche einen Laserstrahl 24 erzeugt, der beispielsweise von einem Umlenkspiegel 26 einer als Ganzes mit 28 bezeichneten Zieleinrichtung umgelenkt wird und sich als energieübertragender Laserstrahl 30 ausgehend von der energieaussendenden Einheit 12 in Richtung der energieempfangenden Einheit 14 ausbreitet. The energy-emitting unit 12 in turn comprises a high-energy laser radiation source 20 with an exit aperture 22 which generates a laser beam 24 which is deflected, for example, by a deflection mirror 26 of an intended as a whole with 28 target device and as energy-transmitting laser beam 30 from the energy emitting unit 12 in the direction the power receiving unit 14 propagates.
Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, zur Ausrichtung des Laserstrahls 30 die gesamte Laserstrahlungsquelle 20 oder beispielsweise bei einem Faserlaser nur eine Komponente der Laserstrahlungsquelle 20 aus welcher der Laserstrahl 30 austritt ausrichtbar anzuordnen. Die Zieleinrichtung 28 umfasst ihrerseits noch eine Zielsteuerung 32, welche die Position des Umlenkspiegels 26 steuert, um den energieübertragenden Laserstrahl 30 an der gewünschten Stelle der energieempfangenden Einheit 14 auftreffen zu lassen. Alternatively, it is also conceivable, for aligning the laser beam 30, the entire laser radiation source 20 or, for example, in a fiber laser, only a component of the laser radiation source 20 from which the laser beam 30 exits align arranged. The aiming device 28 in turn comprises a target controller 32, which controls the position of the deflection mirror 26 in order to make the energy-transmitting laser beam 30 impinge on the desired location of the energy-receiving unit 14.
Hierzu umfasst die Zielsteuerung 32 vorzugsweise noch eine Zielerfassungseinheit 34, welche innerhalb eines Erfassungsbereiches 36 die Lage eines Auftreffbereichs 38 der energieempfangenden Einheit 14 ermittelt, auf welchen der energieübertragende Laserstrahl 30 auftreten soll . For this purpose, the target controller 32 preferably also comprises a target detection unit 34, which determines within a detection range 36 the position of an impact area 38 of the energy-receiving unit 14 on which the energy-transmitting laser beam 30 is to occur.
Beispielsweise arbeitet die Zielerfassungseinheit 34 entweder mittels optischer Abtastung des Erfassungsbereichs 26 zur Erkennung des Auftreffbereichs 38 oder mittels optischer und/oder elektronischer oder elektromagnetischer Abtastung des Erfassungsbereichs 36, um die Lage des Auftreffbereichs 38 innerhalb des Erfassungsbereichs 36 exakt zu erfassen . For example, the target detection unit 34 operates either by means of optical scanning of the detection area 26 for detecting the impact area 38 or by means of optical and / or electronic or electromagnetic scanning of the detection area 36 in order to precisely detect the position of the impact area 38 within the detection area 36.
Nach exakter Erfassung der Lage des Auftreffbereichs 38 relativ zur energieaussendenden Einheit 12 erfolgt durch die Zielsteuerung 32 das Ausrichten des energieübertragenden Laserstrahls 30 im Raum mittels des in allen After exact detection of the position of the impact area 38 relative to the energy emitting unit 12 is carried out by the target controller 32, the alignment of the energy-transmitting laser beam 30 in space by means of in all
Raumrichtungen bewegbaren Umlenkspiegels 26 derart, dass der energieübertragende Laserstrahl 30 innerhalb des Auftreffbereichs 38 der energieempfangenden Einheit 14 auftrifft. Spatial directions of movable deflecting mirror 26 such that the energy-transmitting laser beam 30 impinges within the impact region 38 of the energy-receiving unit 14.
Ferner erfasst bei einer Variante der Zieleinrichtung 28 die Zielerfassungseinheit 34, ob der energieübertragende Laserstrahl 30 tatsächlich auf dem Auftreffbereich 38 auftrifft, beispielsweise durch Rückreflexion des Laserstrahls 30 vom Auftreffbereich 38 oder durch vom Laserstrahl 30 induzierte Furthermore, in a variant of the target device 28, the target detection unit 34 detects whether the energy-transmitting laser beam 30 actually impinges on the impact area 38, for example by back reflection of the laser beam 30 from the impact area 38 or by the laser beam 30 induced
sekundäre Emission von Strahlung aus dem Auftreffbereich 38. secondary emission of radiation from the impact area 38.
Wird bei dieser Variante der Zieleinrichtung 28 ein Auftreffen des energieübertragenden Laserstrahls 30 auf dem Auftreffbereich 38 erfasst, so wird von der Zieleinrichtung 28 entweder die Austrittsblende 22 geschlossen und/oder die Laserstrahlungsquelle 20 abgeschaltet oder dejustiert, so dass der energieübertragende Laserstrahl 30 aus der energieaussendenden Einheit 12 nicht mehr austreten kann. If an impact of the energy-transmitting laser beam 30 on the impact area 38 is detected in this variant of the target device 28, either the exit diaphragm 22 is closed by the target device 28 and / or the laser radiation source 20 is switched off or out of adjustment so that the energy-transmitting laser beam 30 can no longer escape from the energy-emitting unit 12.
In der energieempfangenden Einheit 14 wird der Auftreffbereich 38 gebildet durch eine Eintrittsöffnung 42 eines optisch/elektrischen Konverters 44, welcher die im energieübertragenden Laserstrahl 30 enthaltene Energie oder Leistung direkt in elektrische Energie umsetzt, so dass entweder unmittelbar durch den Konverter 44 oder eine Strom/Spannungs-Wandlereinheit 46 an einem elektrischen Anschluss 48 eine Spannung U zur Verfügung steht. In the energy-receiving unit 14, the impact area 38 is formed by an inlet opening 42 of an optical / electrical converter 44, which converts the energy or power contained in the energy-transmitting laser beam 30 directly into electrical energy, so that either directly by the converter 44 or a current / voltage -Wanderer unit 46 at an electrical connection 48, a voltage U is available.
Der Konverter 44 kann dabei in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. The converter 44 may be formed in various ways.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters, dargestellt in Fig . 2, umfasst als Konverterelement ein als Ganzes mit 60 A first embodiment of a converter according to the invention, shown in FIG. 2, comprises as a converter element as a whole with 60
bezeichnetes Tripelprisma, welches gebildet ist durch drei, jeweils im Winkel von 90° zueinander verlaufende reflektierende Flächen 62i, 622 und 623, die sich in einem Eckpunkt 64 schneiden. designated triple prism, which is formed by three, each extending at an angle of 90 ° to each other reflective surfaces 62i, 62 2 and 62 3 , which intersect at a vertex 64.
Von einem derartigen Tripelprisma 60 wird der einfallende Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30, wenn er auf die reflektierende Fläche 62i trifft, zunächst als erster reflektierter Abschnitt 30n auf die reflektierende Fläche 622 reflektiert und von dieser als zweiter reflektierter Abschnitt 30r2 dort auf die reflektierende Fläche 623 reflektiert und tritt dann nach einem dreidimensionalen Verlauf im Tripelprisma 60 als ausfallender Laserstrahl 66 wieder aus dem Tripelprisma 60 aus, wobei das wesentliche Charakteristikum des Tripelprismas 60 das ist, dass der austretende Laserstrahl 66 parallel zum einfallenden Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 ausgerichtet ist, jedoch in entgegengesetzter Richtung verläuft. Wie in Fig . 3 dargestellt, wird jede der reflektierenden Flächen 62 des Tripel- prismas 60 durch ein photovoltaisches Element 70 gebildet, dessen From such a corner cube prism 60 of the incident portion 30e of the power transmitting laser beam 30, when it strikes the reflecting surface 62i, first as a first reflected portion 30n reflected on the reflecting surface 62 2 and 30 r2 there reflective of this as a second reflected portion of the Surface 62 3 is reflected and then exits after a three-dimensional course in the triple prism 60 as outgoing laser beam 66 again from the triple prism 60, the essential characteristic of the triple prism 60 is that the exiting laser beam 66 parallel to the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30th is aligned, but runs in the opposite direction. As shown in FIG. 3, each of the reflective surfaces 62 of the triple prism 60 is formed by a photovoltaic element 70 whose
Strahlungseinfallsfläche 72 entweder unmittelbar die reflektierende Fläche 62 bildet oder noch mit einer Beschichtung 74 versehen ist, welche die reflektierende Fläche 62 bildet. Radiation incident surface 72 either immediately forms the reflective surface 62 or is still provided with a coating 74 which forms the reflective surface 62.
Die reflektierende Fläche 62 ist keine vollständig reflektierende Fläche, sondern eine teilreflektierende Fläche, so dass ein Teil der Energie oder Leistung des energieübertragenden Laserstrahls 30 durch das photovoltaische Element 70 absorbiert wird und in diesem einen Strom erzeugt, welcher über elektrische Anschlüsse 76 des photovoltaischen Elements 70 fließen kann. The reflecting surface 62 is not a completely reflecting surface, but a partially reflecting surface, so that a part of the energy or power of the energy transmitting laser beam 30 is absorbed by the photovoltaic element 70 and generates therein a current which is supplied via electrical connections 76 of the photovoltaic element 70 can flow.
Das photovoltaische Element 70 mit seiner Strahlungseinfallsfläche 72 und der gegebenenfalls die Reflexion mitbestimmenden Beschichtung 74 bildet somit eine Konversionseinheit 80 für den energieübertragenden Laserstrahl 30, die einen signifikanten Teil der Energie des auftreffenden energieübertragenden Laserstrahls 30 absorbiert und direkt in elektrische Energie umsetzt. The photovoltaic element 70 with its radiation incident surface 72 and optionally the reflection co-determining coating 74 thus forms a conversion unit 80 for the energy-transmitting laser beam 30, which absorbs a significant portion of the energy of the incident energy-transmitting laser beam 30 and converts directly into electrical energy.
Wird beispielsweise von der Konversionseinheit 80 die Hälfte der Energie des auftreffenden Laserstrahls 30 absorbiert, und die andere Hälfte reflektiert, so trifft der erste reflektierte Abschnitt 30n des energieübertragenden Laserstrahls 30 mit einer um die Hälfte reduzierten Energie auf die reflektierende Fläche 622 auf. If, for example, half of the energy of the impinging laser beam 30 is absorbed by the conversion unit 80 and the other half is reflected, the first reflected portion 30n of the energy-transmitting laser beam 30 strikes the reflective surface 62 2 with half the reduced energy.
Wird die reflektierende Fläche 622 von einer Konversionseinheit 802 gebildet, die in gleicher Weise ausgebildet ist wie die Konversionseinheit 80i und denselben Reflexionsgrad aufweist, so wird wiederum von dem ersten reflektierten Abschnitt 30n des energieübertragenden Laserstrahls 30 die Hälfte der Energie absorbiert und die Hälfte reflektiert, so dass der wiederum zweite reflektierte Abschnitt 30r2 des energieübertragenden Laserstrahls 30 eine Energie aufweist, die nur noch ein Viertel der Energie beträgt, die der einfallende If the reflecting surface 62 2 is formed by a conversion unit 80 2 , which is constructed in the same way as the conversion unit 80i and has the same reflectance, then half of the energy is absorbed by the first reflected portion 30n of the energy transmitting laser beam 30 and half reflected such that in turn the second reflected portion 30 r2 of the energy transmitting laser beam 30 has an energy which is only one quarter of the energy of the incident one
Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 ursprünglich vor dem Auftreffen auf den Konverter 44 hatte. Wird auch die reflektierende Fläche 623 durch eine Konversionseinheit 803 gebildet, die in gleicher Weise aufgebaut ist wie die reflektierende Einheit 80i, so wird wiederum die Hälfte der Energie des zweiten reflektierten Abschnitts 30r2 des energieübertragenden Laserstrahls 30 absorbiert und die andere Hälfte reflektiert, so dass der ausfallende Abschnitt 66 des energieübertragenden Laserstrahls 30 noch die Energie von einem Achtel der Energie des einfallenden Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 aufweist. Section 30 e of the energy-transmitting laser beam 30 originally had prior to hitting the converter 44. If the reflecting surface 62 is formed 3 by a conversion unit 80 3, which is constructed in the same manner as the reflecting unit 80i, so in turn half of the energy of the second reflected portion 30 r2 of the power transmitting laser beam 30 is absorbed, and reflects the other half, such that the precipitating portion 66 of the energy transmitting laser beam 30 still has the energy of one eighth of the energy of the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30.
Wird jedoch der Reflexionsgrad der reflektierenden Konversionseinheiten 80i bis 803 reduziert, beispielsweise auf ein Drittel, so reduziert sich weiterhin auch die Energie des ausfallenden Laserstrahls 66 in Relation zum einfallenden Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30. However, if the reflectance of the reflective conversion units 80i to 80 3 is reduced, for example, to one third, the energy of the emergent laser beam 66 continues to be reduced in relation to the incident portion 30 e of the energy-transmitting laser beam 30.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konverters 44 mit entsprechend dem Tripelprisma 60 angeordneten Reflexionsflächen 62 besteht auch die Möglichkeit, den energieübertragenden Laserstrahl 30 so auszurichten, dass dieser exakt mit seiner Mittelachse auf den Eckpunkt 64 trifft, so dass in diesem Fall die gleichen Verhältnisse vorliegen, jedoch jede der reflektierenden Flächen 62 von einem Teil des einfallenden Abschnitts 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 unmittelbar beaufschlagt wird und wiederum diesen Teil dann weiter reflektiert wird auf die weiteren reflektierenden Flächen 62, so dass sich jeder Teil des energieübertragenden Laserstrahls 30 wiederum nach dreifacher Reflexion als ausfallender Abschnitt 66 des Laserstrahls 30 parallel zum einfallenden Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 ausbreitet. In the first embodiment of the converter 44 according to the invention with reflecting surfaces 62 arranged corresponding to the triple prism 60, it is also possible to align the energy-transmitting laser beam 30 so that it exactly meets the corner point 64 with its center axis, so that the same conditions exist in this case, However, each of the reflective surfaces 62 is directly acted upon by a portion of the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30 and then this part is then further reflected on the other reflective surfaces 62, so that each part of the energy transmitting laser beam 30 again after three times as precipitating portion 66 of the laser beam 30 parallel to the incident portion 30 e of the energy transmitting laser beam 30 propagates.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 wird der Auftreffbereich 38 definiert durch die Eintrittsöffnung 42 eines einzigen Tripelprismas 60, so dass seitens der Zielerfassungseinheit 34 und der Zielsteuerung 32 eine exakte Ausrichtung des energieübertragenden Laserstrahls 30 relativ zur energieempfangenden Einheit 14 erfolgen muss. Um die Anforderungen an die Zielsteuerung 32 geringer zu halten, besteht aber auch die Möglichkeit, den Auftreffbereich 38 dadurch zu vergrößern, dass dieser durch eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen 42i bis 42n von Tripelprismen 60i bis 60n gebildet wird, die alle in zwei Dimensionen unmittelbar aneinander anschließend an eine Fläche FP und mit gleicher Ausrichtung zu dieser angeordnet sind, so dass unabhängig davon, welches der als Konverterelemente dienenden Tripelprismen 60i bis 60n von dem energieübertragenden Laserstrahl 30 beaufschlagt wird, stets die Möglichkeit besteht, die Energie des energieübertragenden Laserstrahls 30 mit derselben Effizienz umzuwandeln. In the first exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the impact area 38 is defined by the entrance opening 42 of a single triple prism 60, so that an exact alignment of the energy-transmitting laser beam 30 relative to the energy-receiving unit 14 must take place on the part of the target detection unit 34 and the target control 32. In order to keep the requirements for the target controller 32 lower, but there is also the possibility of the impact region 38 that this to 42 n is formed n of triple prisms 60i to 60 by a plurality of inlet openings 42i, which are all directly in two dimensions to increase by adjacent to a surface FP and are arranged with the same orientation to this, so that regardless of which serving as converter elements triple prisms 60i to 60 n is acted upon by the energy transmitting laser beam 30, there is always the possibility of the energy of the energy transmitting laser beam 30 with the same efficiency.
Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konverters 44' lässt sich beispielsweise einsetzen, wenn ein großflächiger Konverter 44' mit entsprechend großem Auftreffbereich 38' zur Verfügung stehen soll, um beispielsweise die Anforderungen an die Zielsteuerung 32 und die Zielerfassungseinheit 34 nicht allzu groß werden zu lassen. The second exemplary embodiment of the converter 44 'according to the invention can be used, for example, if a large-area converter 44' with a correspondingly large impact area 38 'is to be available in order, for example, not to make the requirements for the target controller 32 and the target detection unit 34 too great.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters 44" ist eine Anordnung von Konversionseinheiten 80 in einem Konverterelement vorgesehen, wobei beispielsweise der einfallende Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 auf eine erste reflektierende Fläche 92i trifft, dann in Form eines ersten reflektierten Abschnitts 30n auf eine zweite reflektierende Fläche 922 trifft, dann in Form eines zweiten reflektierten Abschnitts 30r2 auf eine dritte reflektierende Fläche 923 schließlich in Form eines dritten reflektierenden Abschnitts 30r3 auf eine vierte reflektierende Fläche 924 auftritt, wobei beispielsweise alle diese Flächen ebene reflektierende Flächen sind, und schließlich in Form eines vierten reflektierten Abschnitts 30r4 auf ein Tripelprisma 60" auftrifft, welches die reflektierenden Flächen 925, 926 und 927 aufweist. ", In a third embodiment of a converter 44 according to the invention an arrangement of conversion units 80 are provided in a converter element, for example, the incident portion exceeds 30 e of the power transmitting laser beam 30 to a first reflecting surface 92i, then in the form of a first reflected portion 30n to a second reflecting surface 92 2 occurs , then in the form of a second reflected portion 30 r 2 on a third reflecting surface 92 3 finally in the form of a third reflecting portion 30 r 3 on a fourth reflecting surface 92 4 occurs, for example, all these surfaces are flat reflecting surfaces, and finally, in the form of a fourth reflected portion 30 r4, impinges on a triple prism 60 " having the reflective surfaces 92 5 , 92 6 and 92 7 .
Allen reflektierenden Flächen 92i bis 927 sind dabei Konversionseinheiten 80i bis 807 zugeordnet, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurden . Das Tripelprisma 60" bewirkt, dass der insgesamt vor Auftreffen auf dem Tripelprisma 60" mehrfach reflektierte energieübertragende Laserstrahl 30 durch dieses Tripelprisma 60" zurückreflektiert wird auf die reflektierenden Flächen 924, 923, 922 und 92i und dann als ausfallender Abschnitt 66 den Konverter 44" wiederum verlässt, allerdings mit einer Energie die signifikant niedriger ist als die Energie des einfallenden energieübertragenden Laserstrahls 30. All reflecting surfaces 92i to 92 7 are associated with conversion units 80i to 80 7 , as they were explained in connection with the first embodiment. The triple prism 60 "causes the energy transferring laser beam 30 multiply reflected before striking the triple prism 60" by this triple prism 60 "to be reflected on the reflective surfaces 92 4 , 92 3 , 92 2 and 92i, and then as the failing section 66 the converter 44 "leaves again, but with an energy that is significantly lower than the energy of the incident energy-transmitting laser beam 30th
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist es aber auch möglich, lediglich bei einigen, nicht bei allen reflektierenden Flächen 92i bis 924 durch eine In the third embodiment, however, it is also possible, only in some, not in all reflective surfaces 92i to 92 4 by a
Konversionseinheit 80 die direkte Wandlung von optischer Energie in elektrische Energie durchführen, mit einem photovoltaischen Element 70 zu realisieren, und in den Fällen, in denen eine Reflexion zur Strahlumlenkung erforderlich ist, eine oder mehrere der reflektierenden Flächen 92 als voll reflektierende Flächen auszubilden. Conversion unit 80 perform the direct conversion of optical energy into electrical energy, with a photovoltaic element 70 to realize, and in cases where a reflection for beam deflection is required to form one or more of the reflective surfaces 92 as fully reflective surfaces.
Um die Energie des energieübertragenden Laserstrahls 30 möglichst weitgehend bis zum Auftreffen auf das Tripelprisma 60" zu reduzieren, können die Transmissionen und Reflexion der Beschichtungen 74 der einzelnen In order to reduce the energy of the energy-transmitting laser beam 30 as far as possible to the impact on the triple prism 60 ", the transmissions and reflection of the coatings 74 of the individual can
Konversionseinheiten 80 variieren. Conversion units 80 vary.
Beispielsweise lässt sich bei der Konversionseinheit 80i die Reflexion so einstellen, dass ein Fünftel der Energie des einfallenden Abschnitts 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 absorbiert wird, bei der Konversionseinheit 802 lässt sich die Reflexion so einstellen, dass ein Viertel der Energie des reflektierten Abschnitts 30n absorbiert wird, bei der Konversionseinheit 803 ist die Beschichtung 74 so eingestellt, dass ein Drittel der Energie des reflektierten Abschnitts 30r2 absorbiert wird, bei der Konversionseinheit 804 ist die Beschichtung 74 so eingestellt, dass die Hälfte der Energie des reflektierten Abschnitts 30r3 absorbiert wird und bei allen Konversionseinheiten 805 bis 807 ist die Beschichtung 74 so ausgebildet, dass die gesamte noch vorhandene Energie im reflektierten Abschnitt 30r4 von den Konversionseinheiten 805 bis 807 absorbiert wird, so dass von dem Tripelprisma 60" zurücklaufende Laserstrahl 30 im Wesentlichen keine Energie mehr aufweist. For example, can be adjusted, the reflection so that one-fifth of the energy of the incident portion is absorbed 30 e of the power transmitting the laser beam 30, the reflection can be adjusted as in the conversion unit 80 2, a quarter of the energy of the reflected portion 30n in the conversion unit 80i In the conversion unit 80 3 , the coating 74 is set so that one third of the energy of the reflected portion 30 r2 is absorbed, in the conversion unit 80 4 , the coating 74 is set so that half the energy of the reflected portion 30 r3 is absorbed and in all conversion units 80 5 to 80 7 , the coating 74 is formed so that the entire existing energy in the reflected portion 30 r4 is absorbed by the conversion units 80 5 to 80 7 , so that of the triple prism 60 "returning laser beam 30 has substantially no energy.
Ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters 44"' ist in den Fig . 6 bis 8 dargestellt. A fourth exemplary embodiment of a converter 44 "'according to the invention is shown in FIGS. 6 to 8.
Dabei wird der Konverter 44"' gebildet durch eine räumliche Anordnung von reflektierenden Flächen 102 in einem Konverterelement 100, die in kompakter Weise beispielsweise in einer einem Würfel W entsprechenden Außengeometrie angeordnet sind, wobei der Würfel aus acht Unterwürfeln UW zusammengesetzt ist und die reflektierenden Flächen 102 entsprechend diagonalen Flächen der Unterwürfel angeordnet sind . In this case, the converter 44 "" is formed by a spatial arrangement of reflective surfaces 102 in a converter element 100, which are arranged in a compact manner, for example in an outer geometry corresponding to a cube W, the cube being composed of eight sub-cubes UW and the reflecting surfaces 102 are arranged according to diagonal surfaces of the sub-cubes.
Die acht Unterwürfel UWi bis UW8 gleicher Größe sind wie folgt angeordnet. The eight sub-cubes UWi to UW 8 of the same size are arranged as follows.
Es wird eine erste auf einer Grundfläche G liegende Unterwürfelschicht, umfassend die Unterwürfel UWi, UW2, UW3 und UW4, gebildet, die alle innerhalb der quadratischen Außengeometrie in einer Folge entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn aneinander angrenzend angeordnet sind . Auf dieser Unterwürfelschicht aus den Unterwürfeln UWi bis UW4 liegt eine zweite Unterwürfelschicht aus den Unterwürfeln UW5 bis UW8 die ebenfalls innerhalb der quadratischen Außengeometrie und in einer Folge entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn aneinandergrenzend angeordnet sind, wobei der Unterwürfel UW5 auf dem Unterwürfel UWi, der Unterwürfel UW6 auf dem Unterwürfel UW4, der Unterwürfel UW7 auf dem Unterwürfel UW3 und der Unterwürfel UW8 auf dem Unterwürfel UW4 liegt. A first sub-cube layer lying on a base G comprising the sub-cubes UWi, UW 2 , UW 3 and UW 4 is formed, all of which are arranged adjacent to each other within the square outer geometry in a counterclockwise sequence. On this sub-cube layer from the sub-cubes UWi to UW 4 is a second sub-cube layer of the sub-cubes UW 5 to UW 8 which are also arranged adjacent to each other within the square outer geometry and in a counterclockwise direction, the sub-cube UW 5 on the sub-cube UWi, the Sub-cube UW 6 on the sub-cube UW 4 , the sub-cube UW 7 on the sub-cube UW 3 and the sub-cube UW 8 on the sub-cube UW 4 .
Die Unterwürfel UW2 und UW6 sind mit einer durch beide Unterwürfel UW2 und UW6 hindurchgehenden Reflexionsebene REi versehen, die entlang derselben Diagonale beider Unterwürfel UW2 und UW6 verläuft und sich parallel zu einer ersten Reflektorrichtung RRi erstreckt. Außerdem sind die Unterwürfel UW3 und UW7 mit einer durch beide Unterwürfel UW3 und UW7 hindurchgehenden Reflexionsebene RE2 versehen, die ebenfalls parallel zur ersten Reflektorrichtung RRi und entlang derselben Diagonale der Unterwürfel UW3 und UW7 sowie senkrecht zur Reflexionsebene REi verläuft, wobei die Reflexionsebenen REi und RE2 den Unterwürfeln UWi und UW4 sowie UW5 und UW8 zugewandt sind. The sub-cubes UW 2 and UW 6 are provided with a reflection plane REi passing through both sub-cubes UW 2 and UW 6 , which extends along the same diagonal of both sub-cubes UW 2 and UW 6 and extends parallel to a first reflector direction RRi. In addition, the sub-cube UW 3 and UW 7 are provided with an opening through both of sub-cube UW 3 and UW 7 reflection plane RE 2, which also runs parallel to the first reflector direction RRi and along the same diagonal of sub-cube UW 3 and UW 7 and perpendicular to the reflection plane rei, wherein the reflection planes REi and RE 2 are facing the sub-cubes UWi and UW 4 as well as UW 5 and UW 8 .
Ferner sind die Unterwürfel UW8 und UW5 mit einer Reflexionsebene RE3 versehen, die sich entlang einer gemeinsamen Diagonalen dieser Unterwürfel UW8 und UW5 parallel zu einer Reflektorrichtung RR2 verläuft, die ihrerseits wiederum senkrecht zur Reflektorrichtung RRi verläuft. Furthermore, the sub-cubes UW 8 and UW 5 are provided with a reflection plane RE 3 , which runs along a common diagonal of these sub-cubes UW 8 and UW 5 parallel to a reflector direction RR 2 , which in turn is perpendicular to the reflector direction RRi.
Der Unterwürfel UW4 ist mit einer Reflexionsebene RE3 versehen, die parallel zur Reflektorrichtung RR2 und zu einer Diagonale des Unterwürfels UW4 und senkrecht zu der Reflexionsebene RE4 verläuft, wobei die Reflexionsebene RE3 den Unterwürfeln UW3 und UW7 zugewandt ist und die Reflexionsebene RE4 den Unterwürfeln UW2 und UW3 sowie UW6 und UW7 zugewandt ist. The sub-cube UW 4 is provided with a reflection plane RE 3 which is parallel to the reflector direction RR 2 and to a diagonal of the sub-cube UW 4 and perpendicular to the reflection plane RE 4 , the reflection plane RE 3 facing the sub-cubes UW 3 and UW 7 and the reflection plane RE 4 faces the sub-cubes UW 2 and UW 3 as well as UW 6 and UW 7 .
Ein den ersten Unterwürfel UWi mit seiner optischen Achse mittig durchsetzender einfallender energieübertragender Laserstrahl 30 passiert den Unterwürfel UWi ohne Reflexion und trifft auf die erste reflektierende Fläche 102i, die in der Reflexionsebene REi im Unterwürfel UW2 liegt. An incidental energy-transmitting laser beam 30 passing centrally through the first sub-cube UWi with its optical axis passes through the sub-cube UWi without reflection and strikes the first reflecting surface 102i which lies in the sub-cube UW 2 in the reflection plane REi.
Von dieser reflektierenden Fläche 102i wird der Laserstrahl 30 als in Form des ersten reflektierenden Abschnitts 30n auf die zweite reflektierende Fläche 1022 in der Reflexionsebene RE2 reflektiert, die im Unterwürfel UW3 liegt und den Laserstrahl 30 in Form des zweiten reflektierten Abschnitts 30r2 auf die dritte reflektierende Fläche 1023 in der Reflexionsebene RE3 reflektiert, die im From this reflecting surface 102i, the laser beam 30 is reflected as the first reflecting portion 30n on the second reflecting surface 102 2 in the reflecting plane RE 2 located in the sub-cube UW 3 and the laser beam 30 in the form of the second reflecting portion 30 r2 the third reflecting surface 102 3 is reflected in the reflection plane RE 3 , which in the
Unterwürfel UW4 liegt, wobei diese wiederum den Laserstrahl 30 in Form des dritten reflektierten Abschnitts 30r3 auf die in der Reflexionsebene RE4 liegende vierte Reflexionsfläche 1024 reflektiert, die den Laserstrahl 30 in Form des vierten reflektierten Abschnitts 30r4 wiederum auf die fünfte reflektierende Fläche 1025 reflektiert, welche in der Reflexionsebene RE2 liegt. Von dort erfolgt wiederum eine Reflexion des Laserstrahls 30 in Form des fünften reflektierten Abschnitts 30r5 auf die reflektierende Fläche 1026, d ie in der Reflexionsebene REi im U nterwürfel UW6 l iegt und von dieser erfolgt eine Reflexion des Laserstrahls 30 in Form des sechsten reflektierten Abschnitts 30r6 auf die reflektierende Fläche 1027, die in der Reflexionsebene RE4 im U nterwü rfel UW5 l iegt. Von d ieser erfolgt eine Reflexion des Laserstrahls 30 in Form des siebten reflektierten Abschnitts 30r7 auf eine Endfläche 1028 d ie im U nterwü rfel UWi l iegt und mit der Grundfläche G zusammenfällt. Subcube UW 4 is located, which in turn reflects the laser beam 30 in the form of the third reflected portion 30 r3 on the lying in the reflection plane RE 4 fourth reflection surface 102 4 , the laser beam 30 in the form of the fourth reflected portion 30 r4 again to the fifth reflective Surface 102 5 reflected, which lies in the reflection plane RE 2 . From there In turn, a reflection of the laser beam 30 in the form of the fifth reflected portion 30 r5 on the reflective surface 102 6 , ie the U in the U U 6 erie in the reflection plane REI in U Uter and from this there is a reflection of the laser beam 30 in the form of the sixth reflected portion 30 r6 on the reflective surface 102 7 , which in the reflection plane RE 4 in U nterwü cube UW 5 lgt. From this, a reflection of the laser beam 30 takes place in the form of the seventh reflected portion 30 r7 on an end face 102 8 d he Uwe in U nterwü cube and coincides with the base G.
Al le reflektierenden Flächen 102i bis 1028 werden durch eine Konversions¬ einheit 80 gebildet, wie sie im Zusammenhang mit Fig .3 beschrieben wurde . Al le reflective surfaces 102i to 102 8 are formed by a conversion ¬ unit 80, as described in connection with Fig .3.
Auch bei d iesem Ausführungsbeispiel besteht die Mögl ichkeit, die Reflektivität von Konversionseinheit 80 zur Konversionseinheit 80 zu variieren, so dass beispielsweise die Beschichtung 74 so eingestellt ist, dass von der der reflektierenden Fläche 102i zugeord neten Konversionseinheit 186 ein Achtel der Energ ie des einfal lenden energieübertragenden Laserstrahls 30 absorbiert wird, während von der der reflektierenden Fläche 1022 zugeord neten reflektierenden Einheit 80 ein Siebtel der Energie des Laserstrahls 30 absorbiert wird . Also in this embodiment it is possible to vary the reflectivity of the conversion unit 80 to the conversion unit 80 so that, for example, the coating 74 is set such that one-eighth of the energy of the conversion unit 186 of the reflecting surface 102i is present energy absorbing laser beam 30 is absorbed, while from the reflective surface 102 2 zugeord Neten reflective unit 80 one seventh of the energy of the laser beam 30 is absorbed.
Al lgemein lässt sich hierzu d ie folgende Reihe für d ie Absorption in der den aufeinanderfolgenden reflektierenden Flächen 102 zugeord neten Konversionseinheiten 80 aufstellen . Der Absorptionsg rad der einzel nen aufeinanderfolgenden Konversionseinheiten 80 ergibt folgende Reihe In general, the following series for the absorption in the conversion units 80 associated with the successive reflecting surfaces 102 can be set up for this purpose. The Absorptionsg rad of the individual nen successive conversion units 80 results in the following series
1/n, l/(n- l )..., 1/2, 1 wobei n d ie Zahl der von dem energieübertragenden Laserstrahl 30 beaufschlagten Konversionseinheiten 80 darstellt. Bei einem fünften Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters 44"", dargestellt in Fig. 9, erfolgt in einem Konverterelement 110 eine Aufteilung des einfallenden energieübertragenden Laserstrahls 30 auf zwei Zellen 110a und 110b, von denen jede eine erste reflektierende Fläche 112ai und 112bi aufweist, die in einem Winkel von 45° zu einer Ausbreitungsrichtung des einfallenden energieübertragenden Laserstrahls 30 stehen. 1 / n, 1 / (n-1)..., 1/2, 1 where nd is the number of conversion units 80 acted upon by the energy-transmitting laser beam 30. In a fifth exemplary embodiment of a converter 44 "" according to the invention, illustrated in FIG. 9, a converter element 110 divides the incident energy-transmitting laser beam 30 into two cells 110a and 110b, each of which has a first reflective surface 112ai and 112bi, which in FIG an angle of 45 ° to a propagation direction of the incident energy-transmitting laser beam 30 are.
Diese erste reflektierende Fläche 112ai und 112bi reflektiert jeweils des einfallenden Abschnitt 30e des energieübertragenden Laserstrahls 30 auf eine zweite reflektierende Fläche 112a2 bzw. 112b2, die parallel zur ersten reflektierenden Fläche 112ai bzw. 112bi verläuft, jedoch gegenüber dieser versetzt angeordnet ist. This first reflecting surface 112ai and 112bi reflects each of the incident portion 30 e of the power transmitting laser beam 30 to a second reflecting surface 112a 2 and 112b 2 which is parallel to the first reflecting surface 112ai and 112bi, is arranged, however, offset from.
Die zweite reflektierende Fläche 112a2 bzw. 112b2 reflektiert den in diese einfallenden ersten reflektierten Abschnitt 30n des Laserstrahls 30 als zweiten reflektierten Abschnitt 30r2 auf eine dritte reflektierende Fläche 112a3 bzw. 112b3 und diese reflektiert den in diese einfallenden zweiten reflektierten Abschnitt 30r2 als dritten reflektierten Abschnitt 30r3 auf eine vierte reflektierende Fläche 112a4 bzw. 112b4, die wiederum parallel zur zweiten reflektierenden Fläche 112a2 bzw. 112b2 angeordnet ist und ihrerseits den dritten einfallenden Abschnitt 30r3 als vierten reflektierten Abschnitt 30r4 auf eine vierte reflektierende Fläche 112a5 bzw. 112b5 reflektiert, die auf einer Rückseite der jeweiligen ersten reflektierenden Fläche 112ai bzw. 112bi angeordnet ist und den vierten reflektierten Abschnitt 30r4 als Abschnitt 305 auf die Fläche 112a6 bzw. 112b6 reflektiert, die ihrerseits entweder vollständig den fünften reflektierten Abschnitt 305 absorbiert oder gegebenenfalls noch reflektiert. The second reflecting surface 112a 2 or 112b 2 reflects the first reflected portion 30n of the laser beam 30 incident thereon as a second reflected portion 30 r2 onto a third reflecting surface 112a 3 or 112b 3 and reflects the second reflecting portion 30 incident thereon r2 as the third reflected portion 30 r3 onto a fourth reflecting surface 112a 4 and 112b 4 , which is in turn arranged parallel to the second reflecting surface 112a 2 and 112b 2 , respectively, and in turn to the third incident portion 30 r3 as the fourth reflecting portion 30 r4 fourth reflecting surface 112a 5 and 112b 5 , respectively, which is disposed on a back side of the respective first reflecting surface 112ai and 112bi and reflects the fourth reflected portion 30 r4 as a portion 30 5 on the surface 112a 6 and 112b 6 , respectively either fully absorbed the fifth reflected portion 30 5 or possibly still reflected.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird jede der reflektierenden Flächen 112 durch eine Konversionseinheit 80 gebildet, deren Beschichtung 74 einen Teil der Energie des Laserstrahls 30 reflektiert und einen Teil der Energie des Laserstrahls 30 in das photovoltaische Element 70 eintreten lässt, um diesen direkt die optische Energie in elektrische Energie umzuwandeln . Vorzugsweise sind bei dem fünften Ausführungsbeispiel alle reflektierenden Flächen 112ai bis 112a5 oder 112bi bis 112b5 im Winkel von 45° zur In this embodiment as well, each of the reflective surfaces 112 is formed by a conversion unit 80, the coating 74 of which reflects part of the energy of the laser beam 30 and allows part of the energy of the laser beam 30 to enter the photovoltaic element 70 in order to direct the optical energy into it to convert electrical energy. Preferably, in the fifth embodiment, all the reflective surfaces 112ai to 112a are 5 or 112bi to 112b 5 at 45 ° to
Ausbreitungsrichtung des einfallenden energieübertragenden Laserstrahls 30 angeordnet, wobei die reflektierenden Flächen 112ai und 112a5 sowie 112bi und 112b5 rückseitig aneinanderliegen und relativ zu den reflektierenden Flächen 112a2 und 112a4, bzw. 112b2 und 112b4, die parallel zu den reflektierenden Flächen 112aiund 112a5 bzw. 112bi und 112b5 verlaufen, so versetzt sind, dass die reflektierenden Flächen 112a2 und 112b2 den einfallenden energieübertragenden Laserstrahl 30 mit seinem gesamten Strahldurchmesser D ungehindert auf die reflektierenden Flächen 112ai und 112bi auftreffen lassen, andererseits jedoch den von den reflektierenden Flächen 112ai und 112bi reflektierten Abschnitt 30n mit vollem Querschnitt auf die reflektierende Fläche 112a3 bzw. 112b3 reflektieren, die senkrecht zu den reflektierenden Flächen 112ai und 112b2 verlaufen. Die reflektierenden Flächen 112a3 und 112b3 verlaufen ihrerseits wiederum senkrecht zu den reflektierenden Flächen 112a4 und 112b4, so dass diese wiederum den reflektierten Abschnitt 303 mit vollem Querschnitt weiterreflektieren auf die reflektierenden Flächen 112a5 bzw. 112b5. The propagation direction of the incident energy-transmitting laser beam 30, wherein the reflective surfaces 112ai and 112a 5 and 112bi and 112b 5 abut each other and relative to the reflective surfaces 112a 2 and 112a 4 , and 112b 2 and 112b 4 , which are parallel to the reflective surfaces 112ai and 112a 5 and 112bi and 112b 5 are offset so that the reflective surfaces 112a 2 and 112b 2 make the incident energy-transmitting laser beam 30 with its entire beam diameter D impinge unimpeded on the reflective surfaces 112ai and 112bi, but on the other hand from that of the reflective Surfaces 112ai and 112bi reflect full-section reflected portion 30n onto the reflective surface 112a 3 and 112b 3 , respectively, which are perpendicular to the reflective surfaces 112ai and 112b 2 . The reflective surfaces 112a 3 and 112b 3 , for their part, again run perpendicular to the reflective surfaces 112a 4 and 112b 4 , so that they in turn further reflect the reflected section 30 3 with a full cross section onto the reflective surfaces 112a 5 and 112b 5, respectively.
Bei einer Variante des fünften Ausführungsbeispiels gemäß Fig . 9 besteht aber auch die Möglichkeit, die reflektierenden Flächen 112a6 und 112b6 wegzulassen, so dass der reflektierte Abschnitt 30r5 von der Zelle 110a bzw. 110b die jeweils andere Zelle 110b bzw. 110a übertreten kann und diese in umgekehrter Richtung durchlaufen kann. In a variant of the fifth embodiment according to FIG. 9, however, it is also possible to omit the reflecting surfaces 112a 6 and 112b 6 , so that the reflected section 30 r5 can pass from the cell 110a or 110b the respective other cell 110b or 110a and can travel through it in the opposite direction.
Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters 44""', dargestellt in Fig. 10 sind in einer Reihenrichtung Ra aufeinanderfolgend Konversionseinheiten 80ai bis 80ae vorgesehen, die in einer gemeinsamen Fläche F liegende, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene, reflektierende Flächen 122ai bis 122a6, aufweisen. Diesen reflektierenden Flächen 122ai bis 122a6 gegenüberliegend ist eine im Wesentlichen vollständig reflektierende Fläche 122b vorgesehen, welche den reflektierenden Flächen 122ai bis 122a6 zugewandt und im Abstand von diesen angeordnet ist und vorzugsweise parallel zu diesen verläuft, sowie eine weitere reflektierende Fläche 122c, welche quer, insbesondere senkrecht, sowohl zu den reflektierenden Flächen 122a als auch zur reflektierenden Fläche 122b verläuft. In a sixth exemplary embodiment of a converter 44 '''according to the invention, shown in FIG. 10, conversion units 80 a i to 80 a are provided successively in a row direction R a , the surfaces lying in a common area F, in particular in a common plane, reflecting surfaces 122ai to 122a 6 , have. These reflective surfaces 122a 122ai to 6 opposite a substantially fully reflective surface 122b is provided, which the reflecting surfaces 122a to 122ai 6 facing and spaced therefrom, and preferably parallel thereto, and another reflective surface 122c which extends transversely, particularly perpendicular, to both the reflective surfaces 122a and the reflective surface 122b.
Die reflektierenden Flächen 122ai bis 122a6 werden gebildet durch teilreflektierende Beschichtungen 74i bis 746 der Konversionseinheiten 80ai bis 80a6 deren Reflexionsgrad variiert. The reflecting surfaces 122ai to 122a 6 are formed by partially reflecting coatings 74i to 74 6 of the conversion units 80ai to 80a 6 whose reflectance varies.
Jede der Beschichtungen 74i bis 746 ist auf einem einzigen photovoltaischen Element 70 angeordnet, wobei jede der Beschichtungen 74i bis 746 einen Teilbereich des photovoltaischen Elements abdeckt und mit diesem Teilbereich jeweils eine Konversionseinheit 80i bis 806 bildet. Each of the coatings 74i to 74 6 is arranged on a single photovoltaic element 70, wherein each of the coatings 74i to 74 6 covers a portion of the photovoltaic element and forms a conversion unit 80i to 80 6 with this portion.
Mit der Variation der Reflexionsgrade der reflektierenden Beschichtungen 74i bis 746 variieren auch die Absorptionsgrade dieser Konversionseinheiten 80i bis 806 wobei die Absorptionsgrade so angepasst sind, dass der von der jeweiligen Beschichtung 74i bis 746 abgedeckte Teilbereich des photovoltaischen Elements 70 näherungsweise dieselbe Intensität der Laserstrahlung absorbiert wie die übrigen Bereiche des photovoltaischen Elements 70. With the variation of the reflectance of the reflective coatings 74i to 74 6 also vary the degrees of absorption of this conversion units 80i to 80 6 wherein the absorption coefficients are adjusted so that the 74i of the respective coating to 74 6 covered partial area of the photovoltaic element 70 is approximately the same intensity of the laser radiation absorbed like the remaining portions of the photovoltaic element 70.
Der einfallende, energieübertragende Laserstrahl 30 trifft bei dem sechsten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konverters 44""' zunächst auf die reflektierende Fläche 112ai und wird von dieser teilweise reflektiert unter Bildung des ersten reflektierten Abschnitts 30ri der auf die reflektierende Fläche 122b auftrifft, während in der Konversionseinheit 80ai der nicht reflektierte Teil der Intensität absorbiert wird . Diese reflektiert den ersten reflektierten Abschnitt 30ri im Wesentlichen vollständig, so dass ein reflektierter Abschnitt 30r2 auf die reflektierende Fläche 122a3 auftrifft, und von dieser wird ein Teil der Intensität reflektiert, während der nicht reflektierte Teil der Intensität von der die reflektierende Schicht 74a3 tragenden Konversionseinheit 80a3 absorbiert wird. In the sixth embodiment of the converter 44 "", the incident energy-transmitting laser beam 30 first strikes and is reflected by the reflective surface 112ai to form the first reflected portion 30ri incident on the reflective surface 122b, while in the conversion unit 80ai the unreflected part of the intensity is absorbed. This substantially completely reflects the first reflected portion 30ri so that a reflected portion 30r 2 is incident on the reflecting surface 122a 3 , and from this part of the intensity is reflected while the non-reflected part of the intensity of the reflecting layer 74a 3 supporting conversion unit 80a 3 is absorbed.
Der dritte reflektierte Abschnitt 30r3 trifft dabei wiederum auf die reflektierende Fläche 122b und wird von dieser im Wesentlichen vollständig reflektiert, so dass ein vierter reflektierter Abschnitt 30r4 auf die reflektierende Fläche 122a5 trifft, wobei ein Teil der Intensität reflektiert und ein Teil der Intensität von der Konversionseinheit 80a5 absorbiert wird. The third reflected portion 30 r3 again strikes the reflecting surface 122b and is substantially completely reflected by it, so that a fourth reflected portion 30 r4 strikes the reflecting surface 122a 5 , part of the intensity reflecting and part of the intensity is absorbed by the conversion unit 80a 5 .
Der fünfte reflektierte Abschnitt 30r5 trifft wieder auf die reflektierende Fläche 122b, wird von dieser im Wesentlichen vollständig als sechster reflektierter Abschnitt 30r5 reflektiert, trifft auf die reflektierende Fläche 122c und wird von dieser als siebter reflektierter Abschnitt 30r7 im Wesentlichen vollständig reflektiert, so dass er auf die reflektierende Fläche 122a6 trifft. Von dieser wird ein Teil der Intensität reflektiert und ein Teil der Intensität in der Konversionseinheit 80a6 absorbiert. The fifth reflected portion 30 r5 again strikes the reflecting surface 122b, is reflected by this substantially completely as the sixth reflected portion 30 r5 , strikes the reflecting surface 122c, and is substantially completely reflected by this seventh reflecting portion 30 r7 that it hits the reflective surface 122a 6 . From this part of the intensity is reflected and a part of the intensity in the conversion unit 80a 6 is absorbed.
Der reflektierte Abschnitt 30r8 trifft dann auf die reflektierende Fläche 122b und wird von dieser als reflektierter Abschnitt 30r9 reflektiert und trifft auf die reflektierende Oberfläche 122a4. Von dieser wird ein Teil der Intensität als reflektierter Abschnitt 30rlo reflektiert und ein Teil der Intensität wird von der Konversionseinheit 80a4 absorbiert. Der reflektierte Abschnitt 30rlo trifft auf die reflektierte Fläche 122b und wird von dieser als reflektierter Abschnitt 30ru reflektiert, so dass er auf die reflektierende Fläche 122a2 trifft, wobei von der Konversionseinheit 80a2 ein Teil der Intensität absorbiert und ein Teil als reflektierter Abschnitt 30n2 reflektiert wird, der allerdings möglichst wenig, wenn nicht keine Intensität mehr, aufweist. Dadurch, dass die Konversionseinheiten 80ai bis 80a6 jeweils Teilbereiche eines photovoltaischen Elements umfassen, ist dieses Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konverters besonders einfach und kostengünstig herstellbar. The reflected portion 30 r8 then strikes the reflective surface 122b and is reflected by it as a reflected portion 30 r9 and strikes the reflective surface 122a 4 . From this part of the intensity is reflected as a reflected portion 30 rl o and a part of the intensity is absorbed by the conversion unit 80 a 4 . The reflected portion 30 rl o applies to the reflected surface 122b and r u reflected therefrom as a reflected portion 30 so that it strikes the reflecting surface 122a 2, wherein absorbs a part of the intensity from the conversion unit 80a 2 and a portion as reflected portion 30n 2 is reflected, however, as little, if not no more intensity, has. Because the conversion units 80ai to 80a 6 each comprise subareas of a photovoltaic element, this embodiment of the converter according to the invention is particularly simple and inexpensive to produce.
Bei einem siebten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Konverters 44""", dargestellt in Fig. 11, sind die Anordnung und die Funktionsweise der reflektierenden Flächen 122ai bis 122a6, der Beschichtungen 74ai bis 74a6 und der Konversionseinheiten 80ai bis 80a6 identisch mit denen des sechsten Ausführungsbeispiels. In a seventh embodiment of a converter 44 '''according to the invention shown in Fig. 11, the arrangement and operation of the reflective surfaces 122ai to 122a 6 , the coatings 74ai to 74a 6 and the conversion units 80ai to 80a 6 are identical to those of the sixth exemplary embodiment.
Im Gegensatz zum sechsten Ausführungsbeispiel ist allerdings bei dem siebten Ausführungsbeispiel die reflektierende Fläche 122b keine vollständig reflektierende Fläche sondern ist ebenfalls unterteilt in reflektierende Flächen 122bi bis 122b5, die alle teilweise reflektieren und teilweise eine Absorption der Intensität in der jeweiligen in einer zur Reihenrichtung Ra parallelen Reihenrichtung Rb angeordneten Konversionseinheit 80bi bis 80b5 zulassen, wobei die Konversionseinheiten 80bi bis 80b5 durch Teilbereiche des photovoltaischen Elements 70b gebildet werden und zusätzlich die Beschichtungen 70bi bis 70b5 umfassen, welche die reflektierenden Flächen 122bi bis 122b5 bilden. However, unlike the sixth embodiment, in the seventh embodiment, the reflecting surface 122b is not a fully reflecting surface but is also divided into reflecting surfaces 122bi to 122b 5 , all of which partially reflect and partially absorb the intensity in each other in the direction of row R a parallel row direction R b disposed conversion unit 80bi to 80b 5 allow the conversion units are formed 80bi to 80b 5 by partial areas of the photovoltaic element 70b, and in addition the coatings 70bi to 70b 5 comprise forming the reflecting surfaces 122bi to 122b. 5
Somit werden die reflektierten Abschnitte 30r3, 30r4, 30r8 und 30rlo von den einzelnen reflektierenden Flächen 122bi bis 122b6 nicht vollständig reflektiert sondern nur teilweise reflektiert, so dass in den Konversionseinheiten 80bi bis 80b5 noch eine entsprechende Absorption von Intensität erfolgt. Thus, the reflected portions 30 r3 , 30 r4 , 30 r8 and 30 rl o of the individual reflective surfaces 122bi to 122b 6 are not completely reflected but only partially reflected, so that in the conversion units 80bi to 80b 5 is still a corresponding absorption of intensity ,
Der Vorteil des siebten Ausführungsbeispiels ist somit darin zu sehen, dass die Zahl der Konversionseinheiten 80 erhöht ist und somit die Einstellung der Absorptions-und Reflexionsgrade der einzelnen Beschichtungen 70a und 70b noch einfacher erfolgen kann, um die von den jeweiligen Konversionseinheiten 80a und 80b absorbierte Intensität so anzupassen, dass in jeder Konversionseinheit näherungsweise dieselbe Intensität absorbiert wird . Bei einer Fortentwicklung des siebten Ausführungsbeispiels besteht auch die Möglichkeit, keine einzelnen getrennten Beschichtungen 74ai bis 74a6 oder 74bi bis 74b5 vorzusehen, sondern den Reflexions- und Absorptionsgrad der einzelnen Beschichtungen 70a und 74b in der Reihenrichtung Ra bzw. Rb kontinuierlich zu variieren. The advantage of the seventh embodiment is therefore that the number of conversion units 80 is increased and thus the adjustment of the absorption and reflection levels of the individual coatings 70a and 70b can be made even simpler by the intensity absorbed by the respective conversion units 80a and 80b adapt so that in each conversion unit approximately the same intensity is absorbed. In a further development of the seventh embodiment, it is also possible to provide no individual separate coatings 74ai to 74a 6 or 74bi to 74b 5 , but to continuously vary the reflection and absorption of the individual coatings 70a and 74b in the row direction Ra or R b .

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E P A T E N T A N S P R E C H E
Optisches Energieübertragungssystem (10), umfassend eine energieaussendende Einheit (12), die eine Laserstrahlungsquelle (22) zur Erzeugung eines energieübertragenden Laserstrahls (30) sowie eine Zieleinrichtung (28) zur Ausrichtung des energieübertragenden Laserstrahls (30) relativ zu einer vom Energieübertragungssystem umfassten energieempfangenden Einheit (14) aufweist, welche einen optisch/elektrischen Konverter (44) umfasst, der die Energie des energieübertragenden Laserstrahls (30) direkt in elektrische Energie umwandelt, An optical energy transfer system (10) comprising an energy emitting unit (12) including a laser radiation source (22) for generating a power transmitting laser beam (30) and an aiming means (28) for aligning the energy transmitting laser beam (30) relative to a power receiving unit included in the energy transmission system (14) comprising an optical / electrical converter (44) which converts the energy of the energy transmitting laser beam (30) directly into electrical energy,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Konverter (44) mindestens ein Konverterelement (60, 90, 100, 110) mit mehreren den auf diesem auftreffenden energieübertragenden Laserstrahl (30) reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) aufweist, die relativ zueinander so angeordnet sind, dass der auftreffende energieübertragende Laserstrahl (30) von einer der reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) zu einer anderen der reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) umgelenkt wird und dass mindestens einige der reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) durch jeweils eine Konversionseinheit (80) gebildet sind, welche den auftreffenden Laserstrahl (30) zum einen Teil reflektiert und zum anderen Teil in einem von der Konversionseinheit (80) umfassten photovoltaischen Element (70) absorbiert und dabei die optische Energie direkt in elektrische Energie umsetzt. characterized in that the converter (44) comprises at least one converter element (60, 90, 100, 110) having a plurality of surfaces (62, 92, 102, 112) reflecting the energy transmitting laser beam (30) impinging thereon and being arranged relative to each other in that the incident energy-transmitting laser beam (30) is deflected from one of the reflective surfaces (62, 92, 102, 112) to another of the reflective surfaces (62, 92, 102, 112) and that at least some of the reflective surfaces (62, 92, 102, 112) are each formed by a conversion unit (80) which partially reflects the incident laser beam (30) and, on the other hand, absorbs it in a photovoltaic element (70) encompassed by the conversion unit (80) Convert energy directly into electrical energy.
Energieübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Konversionseinheit (80) das photo- voltaische Element (70) sowie eine auf einer Strahlungseintrittsfläche (72) des photovoltaischen Elements (70) angeordnete reflexionsbestimmende Beschichtung (74) aufweist. Energieübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (44) so ausgebildet ist, dass der energieübertragende Laserstrahl (30) auf die erste reflektierende Fläche (62i, 92i, 102i, 112i) in einem Auftreffwinkel auftrifft, der 80° oder weniger beträgt. Energy transmission system according to claim 1, characterized in that the respective conversion unit (80) comprises the photovoltaic element (70) and a on a radiation entrance surface (72) of the photovoltaic element (70) arranged reflection-determining coating (74). An energy transfer system according to claim 1 or 2, characterized in that the converter (44) is formed so that the energy transmitting laser beam (30) impinges on the first reflecting surface (62i, 92i, 102i, 112i) at an angle of incidence equal to 80 ° or less.
Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Konversionseinheiten (80) eines Konverters (44) denselben Reflexions- und Absorptionsgrad aufweisen. Claims, characterized in that all conversion units (80) of a converter (44) have the same degree of reflection and absorption.
Energieübertragungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Laserstrahl (30) aufeinanderfolgend beaufschlagten Konversionseinheiten (80) einen unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionsgrad aufweisen. Energy transmission system according to claim 1 to 3, characterized in that the succession of the laser beam (30) acted upon conversion units (80) have a different degree of reflection and absorption.
Energieübertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei den aufeinanderfolgend von dem energieübertragenden Laserstrahl (30) beaufschlagten Konversionseinheiten (80) der Reflexionsgrad in der Reihenfolge der Beaufschlagung derselben durch den energieübertragenden Laserstrahl (30) abnimmt und der Absorptionsgrad zunimmt. Energy transmission system according to claim 5, characterized in that in the succession of the energy-transmitting laser beam (30) acted upon conversion units (80), the reflectance in the order of their application by the energy-transmitting laser beam (30) decreases and the absorption coefficient increases.
Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) den energieübertragenden Laserstrahl (30) so reflektieren, dass dieser insgesamt in zwei Raumrichtungen in dem Konverterelement (60, 90, 100, 110) verläuft. Claims, characterized in that the reflective surfaces (62, 92, 102, 112) reflect the energy transmitting laser beam (30) so that it extends in total in two spatial directions in the converter element (60, 90, 100, 110).
8. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 8. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) den energieübertragenden Laserstrahl (30) so reflektieren, dass dieser insgesamt in drei Raumrichtungen in dem Konverterelement (60, 90, 100, 110) verläuft.  Claims, characterized in that the reflective surfaces (62, 92, 102, 112) reflect the energy transmitting laser beam (30) so that it extends in three spatial directions in the converter element (60, 90, 100, 110).
9. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 9. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierenden Flächen (62, 92, 102, 112) des Konverterelements (60, 90, 100, 110) in einem Winkel im Bereich zwischen 40° und 50° zu dem jeweils auf diese auftreffenden Abschnitt (30i bis 30n) des Laserstrahls (30) verlaufen. Claims, characterized in that the reflecting surfaces (62, 92, 102, 112) of the converter element (60, 90, 100, 110) at an angle in the range between 40 ° and 50 ° to the each incident on this section (30i to 30 n ) of the laser beam (30).
10. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 10. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konverterelement (60, 90) so aufgebaut ist, dass dieses den energieübertragenden Laserstrahl (30) nach Reflexion an mehreren reflektierenden Flächen (62, 92) in sich selbst zurückreflektiert.  Claims, characterized in that the converter element (60, 90) is constructed so that this reflects back the energy-transmitting laser beam (30) in itself after reflection at a plurality of reflective surfaces (62, 92).
11. Energieübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Konverterelement (60, 90) ein den Laserstrahl (30) in sich selbst zurückreflektierendes Tripelprisma (60) umfasst. 11. Energy transmission system according to claim 10, characterized in that the converter element (60, 90) comprises a laser beam (30) in itself reflecting back triple prism (60).
12. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 12. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konverterelement ( 100, 110) den Laserstrahl (30) nach Reflexion an mehreren reflektierenden Flächen ( 102, 112) durch die letzte Konversionseinheit (80) im  Claims, characterized in that the converter element (100, 110) the laser beam (30) after reflection at a plurality of reflective surfaces (102, 112) by the last conversion unit (80) in
Wesentlichen vollständig absorbiert.  Essentially completely absorbed.
13. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 13. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung (28) eine Zielsteuerung (32) umfasst, welche die Ausrichtung des energieübertragenden Laserstrahls (30) relativ zu der energieempfangenden Einheit ( 14) steuert. Claims, characterized in that the aiming device (28) comprises a target controller (32) which controls the alignment of the energy transmitting laser beam (30) relative to the energy receiving unit (14).
14. Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden 14. Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung (28) eine Zielerfassungseinheit (34) aufweist, welche eine Position eines für den energieübertragenden Laserstrahl (30) vorgesehenen Auftreffbereichs (38) der energieempfangenden Einheit (14) erfasst.  Claims, characterized in that the aiming device (28) comprises a target detection unit (34) which detects a position of an intended for the energy-transmitting laser beam (30) incidence region (38) of the energy-receiving unit (14).
15. Energieübertragungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielerfassungseinheit (34) innerhalb eines 15. Energy transmission system according to claim 14, characterized in that the target detection unit (34) within a
räumlichen Erfassungsbereichs (36) die Position des Auftreffbereichs (38) erfasst.  spatial detection area (36) detects the position of the impact area (38).
Energieübertragungssystem nach einem der voranstehenden Energy transmission system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung (28) ein Auftreffen des energieübertragenden Laserstrahls (30) auf einem Auftreffbereich (38) der energieempfangenden Einheit (14) erfasst und einen Austritt des energieübertragenden Laserstrahls (30) aus der energieaussendenden Einheit (12) unterbindet, wenn der energieübertragende Laserstrahl (30) nicht auf dem Auftreffbereich (38) auftrifft.  Claims, characterized in that the target device (28) detects an impact of the energy-transmitting laser beam (30) on an impingement region (38) of the energy-receiving unit (14) and prevents an exit of the energy-transmitting laser beam (30) from the energy-emitting unit (12), when the energy transmitting laser beam (30) does not impinge on the impingement area (38).
EP13802582.0A 2012-12-07 2013-12-05 Optical energy transmission system Withdrawn EP2929571A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012111978.3A DE102012111978A1 (en) 2012-12-07 2012-12-07 Optical energy transmission system
PCT/EP2013/075636 WO2014086911A2 (en) 2012-12-07 2013-12-05 Optical energy transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2929571A2 true EP2929571A2 (en) 2015-10-14

Family

ID=49753142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13802582.0A Withdrawn EP2929571A2 (en) 2012-12-07 2013-12-05 Optical energy transmission system

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9985157B2 (en)
EP (1) EP2929571A2 (en)
DE (1) DE102012111978A1 (en)
WO (1) WO2014086911A2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013114773A1 (en) 2013-12-23 2015-06-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Device for transmitting energy by means of laser radiation
JP5975359B2 (en) * 2014-04-23 2016-08-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Wireless power feeding method and wireless power feeding system
US10454593B2 (en) * 2015-02-02 2019-10-22 Wi-Charge Ltd. Distributed optical resonator with thin receiver unit
US20160359330A1 (en) * 2015-06-06 2016-12-08 Ruxiang Jin Systems and Methods for Dynamic Energy Distribution
KR102614490B1 (en) * 2016-12-12 2023-12-15 엘지전자 주식회사 Wireless power transmission apparatus and method the same
CN112117835B (en) * 2019-06-19 2022-06-28 华为技术有限公司 Laser alignment method and related device

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4976789A (en) * 1989-12-26 1990-12-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Power transmission device
US5553088A (en) 1993-07-02 1996-09-03 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt E.V. Laser amplifying system
EP0632551B1 (en) 1993-07-02 1998-10-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Laser amplifier system
US5386427A (en) 1994-02-10 1995-01-31 Massachusetts Institute Of Technology Thermally controlled lenses for lasers
FR2786938B1 (en) 1998-12-04 2001-10-12 Thomson Csf DEVICE FOR GENERATING A HIGH QUALITY LASER POWER BEAM
JP2000350387A (en) * 1999-06-02 2000-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical power-feeding device
US6603793B2 (en) 2001-05-18 2003-08-05 The Boeing Company Solid-state laser oscillator with gain media in active mirror configuration
US6689949B2 (en) * 2002-05-17 2004-02-10 United Innovations, Inc. Concentrating photovoltaic cavity converters for extreme solar-to-electric conversion efficiencies
US7619159B1 (en) * 2002-05-17 2009-11-17 Ugur Ortabasi Integrating sphere photovoltaic receiver (powersphere) for laser light to electric power conversion
FI115264B (en) * 2003-04-17 2005-03-31 Ailocom Oy Wireless power transmission
DE102004008640A1 (en) 2004-02-21 2005-09-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Optically unstable resonator and laser device
JP2007523499A (en) 2004-02-23 2007-08-16 パワーレイズ・リミテッド Laser equipment
EP1677394B1 (en) 2004-12-23 2007-01-03 TRUMPF Laser GmbH + Co. KG Laser amplifier and laser resonator with a plurality of laser gain media
US7620092B2 (en) 2006-06-06 2009-11-17 Coherent, Inc. Multimode MOPA with thermal lens compensation
EP2089942A4 (en) * 2006-11-21 2011-04-27 Powerbeam Inc Optical power beaming to electrically powered devices
US7505491B1 (en) 2007-08-29 2009-03-17 Coherent, Inc. Frequency-converted high-power laser with recirculating polarization control
US7826513B2 (en) 2007-08-30 2010-11-02 The Boeing Company Re-entrant structure for thin disk resonators
DE102008008078A1 (en) 2008-01-28 2009-07-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solid-state laser
US7978746B2 (en) 2008-04-25 2011-07-12 The Boeing Company Unstable laser disk resonator
US7813405B2 (en) 2008-08-04 2010-10-12 The Boeing Company Unstable disk resonator
US20100065110A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 Birdwell William A Method and Device for Converting Solar Power to Electrical Power
DE102009020768A1 (en) 2009-04-30 2010-11-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Laser amplifier system
US20120269517A1 (en) * 2010-10-20 2012-10-25 Omnitek Partners Llc Method and Means of Eliminating Wiring Harness in High-Speed and High-Precision Machines
WO2012096966A2 (en) * 2011-01-11 2012-07-19 Foro Energy, Inc. High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012111978A1 (en) 2014-03-20
US9985157B2 (en) 2018-05-29
US20160005907A1 (en) 2016-01-07
WO2014086911A3 (en) 2014-10-23
WO2014086911A2 (en) 2014-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014086911A2 (en) Optical energy transmission system
EP0652422B1 (en) Device for receiving light rays
EP1373966B1 (en) Beam shaping device, system for launching a light beam into an optical fibber, and beam rotation unit for such a beam shaping device or such a system
WO2010094468A1 (en) Device for homogenizing laser radiation
EP0956423B1 (en) Device for protection against the sun, of venetian blind type
EP1287313B1 (en) Optical rangefinder
DE202005010358U1 (en) Optolectronic light barrier for security applications has frame with pairs of lamps separated by pairs of light sensors and has opposed frame with 45 degree mirrors set in two staggered rows
DE102011016253B4 (en) diode laser
EP1381907B1 (en) Device for collimating light emanating from a laser light source and beam transformer for said arrangement
DE102012107456A1 (en) Arrangement for shaping laser radiation
EP1467228B1 (en) Optoelectronic access control device
DE102013007524A1 (en) Optical arrangement for the formation of structural elements on component surfaces and their use
EP1637919A1 (en) Method and system for superimposing light beams
DE102012109311B4 (en) Device for safely monitoring a closed position of two parts that can move relative to one another
DE19844300C2 (en) Neutron optical component
DE102006047257A1 (en) Optical delay module for extending optical path in laser crystallization system, has optical deflector arrangement formed between first and second mirrors to deflect light in only four sequential reflections in same incidence plane
DE3346699A1 (en) MOTION DETECTOR
DE3500860A1 (en) Optical arrangement on passive infrared motion detectors
DE10106155A1 (en) Beam shaping device for shaping the cross section of a light beam and arrangement for coupling a light beam with an elongated cross section emanating from an elongated laser light source into an optical fiber
EP1763885B1 (en) Radiation-optical component
DE2036369B2 (en) Mirror lens with a convex spherical mirror and a concave spherical mirror with an opening
DE102008052410B4 (en) Radiation-optical component for influencing radiation in relation to its wavelength spectrum
DE102008057593B4 (en) Optical diffraction arrangement of large aperture
DE102012209013B4 (en) Optical element and a light module
WO2010122008A2 (en) Optical device for deflecting a ray beam and method for deflecting a ray beam

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150623

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H01L 31/0216 20140101AFI20181213BHEP

Ipc: H04B 10/80 20130101ALI20181213BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190215

GRAJ Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1

INTC Intention to grant announced (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190731

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20191211