WO2013013723A1 - Beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, and method for attenuating radiation, in particular laser radiation - Google Patents

Beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, and method for attenuating radiation, in particular laser radiation Download PDF

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WO2013013723A1
WO2013013723A1 PCT/EP2011/063027 EP2011063027W WO2013013723A1 WO 2013013723 A1 WO2013013723 A1 WO 2013013723A1 EP 2011063027 W EP2011063027 W EP 2011063027W WO 2013013723 A1 WO2013013723 A1 WO 2013013723A1
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fluid
radiation
wall
interior
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PCT/EP2011/063027
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Kai GÄBEL
Uwe Schuhmann
Roland Schreiner
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Jenoptik Optical Systems Gmbh
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/003—Light absorbing elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/006—Safety devices

Definitions

  • Beam trap for attenuating radiation in particular laser radiation
  • methods for attenuating radiation in particular laser radiation
  • the present invention relates to a beam trap and a method for attenuation of radiation, in particular of laser radiation.
  • high-energy radiation such. B. laser radiation used.
  • beam traps are used, which, however, are usually very large and therefore can not be used very flexibly.
  • the object is achieved by a beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, with
  • a cooling cell which has a fluid inlet, a fluid outlet and an interior with a radiation-transparent entrance window and a first wall opposite the entrance window, which is reflective for the radiation,
  • the radiation entering the interior in a predetermined direction of entry through the entrance window passes through the fluid for attenuation, is reflected at the first wall and again passes through the fluid for further attenuation.
  • the attenuation is carried out via the fluid flowing through the cooling cell, it is possible to select for the respective radiation such a fluid whose absorption is very high that a high energy consumption and thus a large cooling rate can be achieved with a small design of the cold room. Further, due to the reflection of the radiation on the first wall, the fluid will pass at least twice, so that the path of the radiation is prolonged by the volume of the fluid.
  • the fluid module may be spaced therefrom and positioned at a location where it does not bother much.
  • a connection between the fluid module and the fluid inlet can z. B. a hose or a pipe can be used.
  • the interior can have a second wall opposite the first wall, which is reflective for the radiation and reflects the radiation reflected by the first wall back to the first wall.
  • the path through the volume of the fluid is further increased, causing a further improvement in the cooling rate.
  • the wall can advantageously be made simple.
  • all walls can be formed as a metal wall. This provides a high degree of reflection in a simple manner.
  • the second wall may be formed by a plate which bears against the inside of the entrance window. This leads to a very compact training.
  • the plate does not cover the entire inside of the entrance window. At least one area is left free, which can be referred to as the entry area of the entry window.
  • the first and / or the second wall may have a planar section for reflecting the radiation. This can be produced particularly easily.
  • both planar sections of the two walls can be arranged parallel to one another.
  • the fluid may in particular comprise water.
  • water is advantageous if the laser radiation is infrared radiation, since water has a high absorption for infrared radiation.
  • the fluid can be guided through the interior substantially transversely to the predetermined direction of entry. This leads to a compact design of the cooling cell.
  • the fluid module can have a cooling device which cools the fluid coming from the fluid outlet and feeds the cooled fluid back into the interior via the fluid inlet.
  • the cooling device can be designed as a heat exchanger. It is also a cooling over z. B. cooling fins or in any other way possible.
  • the fluid module may include fluid connections (such as pipes, hoses, etc.) connecting the cooling device to the fluid inlet and the fluid outlet.
  • fluid connections such as pipes, hoses, etc.
  • the first and / or second wall may be formed as a metal wall.
  • a metal wall In particular, can be used as metal stainless steel. However, any other metal is basically suitable. Also, metal alloys can be used.
  • a cooling cell having a fluid inlet, a fluid outlet and an interior with a radiation-transparent entrance window and a first wall opposite the entrance window, which is reflective for the radiation, is provided,
  • fluid is supplied to the interior via the fluid inlet, which passes through the interior and leaves it via the fluid outlet,
  • the radiation is guided in a predetermined direction of entry through the entrance window into the interior, where it passes through the fluid for attenuation, is reflected at the first wall, and passes through the fluid for further attenuation.
  • the method according to the invention can furthermore have the features which occur during the operation according to the invention of the jet trap according to the invention (including its developments).
  • the fluid may comprise water.
  • the fluid can be guided through the interior substantially transversely to the predetermined direction of entry.
  • the fluid coming from the fluid outlet can be cooled and the cooled fluid can be returned to the interior via the fluid inlet.
  • a cooling circuit can be provided which provides a high cooling rate.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of the jet trap according to the invention.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view along the section line A-A of the cooling cell according to FIG. 1.
  • the beam trap 1 according to the invention for attenuating laser radiation 2 of a laser 3 comprises a cooling cell 4 and a fluid module 5 in fluid communication therewith.
  • the laser radiation 2 is z. B. reflected back during a material processing radiation that is to be made harmless.
  • the laser 3 and the laser radiation 2 are shown schematically in FIG. In the laser radiation, it may be z. B. act to infrared radiation.
  • the section AA of the cooling cell 4 is shown enlarged.
  • the cooling cell 4 comprises an inner space 6, which is transparent in cross-section through a main part 7 with a substantially U-shaped cross-section and an entrance window 8 closing the open side, which is transparent to the laser radiation 2 , is formed.
  • the entrance window 8 is pressed by means of a clamping element 9, which is bolted to the main part 7, against a bearing 10 provided with seals bearing portion 1 1 of the main part 7, so that a sealed interior 6 is present.
  • the interior space 6 is sealed off with lateral end plates 12, 13 (FIG. 1), so that an overall fluid-tight interior 6 is present.
  • a fluid outlet 15 is provided, wherein the fluid inlet 14 via a first connecting pipe 1 6 with the fluid module 5 and the fluid outlet 15 is connected to a second connecting pipe 17 to the fluid module 5.
  • the fluid module 5 leads via the first connecting tube 16 and the fluid inlet 14 fluid (water here) into the interior 6 of the cooling cell 4, so that the fluid flows through the cooling cell 4 and flows back through the fluid outlet 15 and the second connecting tube 17 to the fluid module 5.
  • the fluid coming via the second connecting pipe 17 is cooled and then in turn fed to the inner space 6 via the first connecting pipe 16 and the fluid inlet 14.
  • the fluid flowing through the interior 6 serves to cool the laser radiation 2 coupled into the interior 6, as will be described in more detail below.
  • the main part 7 is formed in the described embodiment of stainless steel, so that the entrance window 8 facing first wall 18 is reflective for the laser radiation 2.
  • a stainless steel plate 19 is disposed on the inside of the entrance window 8. However, the stainless steel plate 19 does not cover the entire inside of the entrance window 8, but still leaves an entry area 20 free. If the laser radiation 2 now enters the interior 6 of the cooling cell 4 in the inlet direction shown in FIG.
  • the radiation impinging on the first wall 18 is reflected by this to the stainless steel plate 19 and thus again passes through the fluid flowing through the inner space 6, whereby a further absorption of the radiation takes place in the fluid, causing a further attenuation.
  • a reflection of the radiation takes place in the direction of the first wall 18, which in turn causes a passage of the fluid and thereby attenuation of the radiation.
  • the radiation is, as shown schematically in Fig.
  • the entrance window 8 may be a quartz window. However, it is also sapphire glass or another glass, in particular a glass, which is adapted in terms of transmission to the wavelength of the radiation to be absorbed.
  • the main body 7 and the plate 19 may be formed not only of stainless steel but also of any other suitable metal or metal alloy. It is essential that the two walls 18 and 21 have reflective properties for the laser radiation 2, for which the beam trap 1 is designed.

Abstract

There is provided a beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, having a cooling cell (4) which has a fluid inlet (14), a fluid outlet (15) and an interior space (6) with an entry window (8) that is transparent to the radiation, and also a first wall (18), opposite the entry window (8), that is reflective to the radiation, and having a fluid module (5) which supplies fluid to the interior space (6) via the fluid inlet (14), said fluid running through the interior space (6) and leaving the latter via the fluid outlet (15), wherein, in order to be attenuated, the radiation that passes into the interior space (6) in a predetermined entry direction through the entry window (8) runs through the fluid, is reflected at the first wall (18) and runs through the fluid again in order to be further attenuated.

Description

Strahlfalle zur Abschwächunq von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlunq, sowie Verfahren zur Abschwächunq von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlunq  Beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, and methods for attenuating radiation, in particular laser radiation
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlfalle und ein Verfahren zur Abschwäch ung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung. The present invention relates to a beam trap and a method for attenuation of radiation, in particular of laser radiation.
Insbesondere bei der Materialbearbeitung wird hochenergetische Strahlung, wie z. B. Laserstrahlung, eingesetzt. Dabei entsteht durch Rückreflexionen Streulicht, das unschädlich gemacht werden muß. Dazu werden Strahlfallen eingesetzt, die jedoch in der Regel sehr groß sind und daher nicht sehr flexibel eingesetzt werden können. In particular, in the material processing is high-energy radiation, such. B. laser radiation used. In this case, by back reflections scattered light, which must be made harmless. For this purpose, beam traps are used, which, however, are usually very large and therefore can not be used very flexibly.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Strahlfalle zur Abschwächung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, bereitzustellen, die kompakt ausgebildet werden kann. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zur Abschwächung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, bereitgestellt werden. Proceeding from this, it is an object of the invention to provide a beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, which can be made compact. Furthermore, a corresponding method for attenuating radiation, in particular laser radiation, is to be provided.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Strahlfalle zur Abschwächung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, mit The object is achieved by a beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, with
einer Kühlzelle, die einen Fluideingang, einen Fluidausgang und einen Innenraum mit einem für die Strahlung transparenten Eintrittsfenster sowie einer dem Eintrittsfenster gegenüberliegenden ersten Wandung, die für die Strahlung reflektiv ist, aufweist, a cooling cell, which has a fluid inlet, a fluid outlet and an interior with a radiation-transparent entrance window and a first wall opposite the entrance window, which is reflective for the radiation,
und einem Fluidmodul, das dem Innenraum über den Fluideingang Fluid zuführt, das durch den Innenraum läuft und diesen über den Fluidausgang verläßt, and a fluid module that supplies fluid to the interior via the fluid inlet that passes through the interior and exits through the fluid outlet,
wobei die in einer vorbestimmten Eintrittsrichtung durch das Eintrittsfenster in den Innenraum gelangende Strahlung zur Abschwächung durch das Fluid läuft, an der ersten Wandung reflektiert wird und zur weiteren Abschwächung erneut durch das Fluid läuft. wherein the radiation entering the interior in a predetermined direction of entry through the entrance window passes through the fluid for attenuation, is reflected at the first wall and again passes through the fluid for further attenuation.
Da die Abschwächung über das durch die Kühlzelle strömende Fluid durchgeführt wird, kann für die jeweilige Strahlung ein solches Fluid gewählt werden, dessen Absorption sehr hoch ist, so daß eine hohe Energieaufnahme und damit eine große Kühlrate bei kleiner Ausbildung der Kühlzelle erreicht werden kann. Ferner wird aufgrund der Reflexion der Strahlung an der ersten Wandung das Fluid zumindest zweimal durchlaufen, so daß der Weg der Strahlung durch das Volumen des Fluids verlängert ist. Since the attenuation is carried out via the fluid flowing through the cooling cell, it is possible to select for the respective radiation such a fluid whose absorption is very high that a high energy consumption and thus a large cooling rate can be achieved with a small design of the cold room. Further, due to the reflection of the radiation on the first wall, the fluid will pass at least twice, so that the path of the radiation is prolonged by the volume of the fluid.
Durch die kleine Ausbildung der Kühlzelle kann diese sehr nah an der gewünschten Stelle positioniert werden. Das Fluidmodul kann davon beabstandet sein und an einer Stelle positioniert werden, wo es wenig stört. Für eine Verbindung zwischen dem Fluidmodul und dem Fluideingang kann z. B. ein Schlauch oder ein Rohr eingesetzt werden. Due to the small design of the cooling cell, it can be positioned very close to the desired location. The fluid module may be spaced therefrom and positioned at a location where it does not bother much. For a connection between the fluid module and the fluid inlet can z. B. a hose or a pipe can be used.
Bei der erfindungsgemäßen Strahlfalle kann der Innenraum eine der ersten Wandung gegenüberliegende zweite Wandung aufweisen, die für die Strahlung reflektiv ist und die von der ersten Wandung reflektierte Strahlung zur ersten Wandung zurückreflektiert. Damit wird der Weg durch das Volumen des Fluid weiter erhöht, was eine weitere Verbesserung der Kühlrate bewirkt. Weil die Kühlwirkung hauptsächlich durch Absorption im Fluid bewerkstelligt wird, kann die Wandung vorteilhaft einfach ausgeführt werden. In the case of the jet trap according to the invention, the interior can have a second wall opposite the first wall, which is reflective for the radiation and reflects the radiation reflected by the first wall back to the first wall. Thus, the path through the volume of the fluid is further increased, causing a further improvement in the cooling rate. Because the cooling effect is accomplished mainly by absorption in the fluid, the wall can advantageously be made simple.
Insbesondere können alle Wandungen als Metallwandung ausgebildet sein. Damit wird in einfacher Art und Weise eine hohe Reflexion bereitgestellt. In particular, all walls can be formed as a metal wall. This provides a high degree of reflection in a simple manner.
Bei der erfindungsgemäßen Strahlfalle kann die zweite Wandung durch eine Platte gebildet sein, die an der Innenseite des Eintrittsfensters anliegt. Dies führt zu einer sehr kompakten Ausbildung. Natürlich deckt die Platte nicht die gesamte Innenseite des Eintrittsfensters ab. Es wird zumindest ein Bereich frei gelassen, der als Eintrittsbereich des Eintrittsfensters bezeichnet werden kann. In the case of the jet trap according to the invention, the second wall may be formed by a plate which bears against the inside of the entrance window. This leads to a very compact training. Of course, the plate does not cover the entire inside of the entrance window. At least one area is left free, which can be referred to as the entry area of the entry window.
Die erste und/oder die zweite Wandung kann einen planen Abschnitt zur Reflexion der Strahlung aufweisen. Dieser läßt sich besonders leicht herstellen. The first and / or the second wall may have a planar section for reflecting the radiation. This can be produced particularly easily.
Insbesondere können beide planen Abschnitte der beiden Wandungen zueinander parallel angeordnet sein. Damit kann in einfacher Art und Weise ein Hin- und Herreflektieren der Strahlung erreicht werden, wodurch der Weg der Strahlung durch das Volumen des Fluids erhöht ist. Das Fluid kann insbesondere Wasser umfassen. Insbesondere ist Wasser von Vorteil, wenn die Laserstrahlung Infrarotstrahlung ist, da Wasser für Infrarotstrahlung eine hohe Absorption besitzt. Bei der erfindungsgemäßen Strahlfalle kann das Fluid im wesentlichen quer zur vorbestimmten Eintrittsrichtung durch den Innenraum geführt sein. Dies führt zu einer kompakten Ausbildung der Kühlzelle. In particular, both planar sections of the two walls can be arranged parallel to one another. Thus, in a simple manner, a back and forth reflection of the radiation can be achieved, whereby the path of the radiation is increased by the volume of the fluid. The fluid may in particular comprise water. In particular, water is advantageous if the laser radiation is infrared radiation, since water has a high absorption for infrared radiation. In the case of the jet trap according to the invention, the fluid can be guided through the interior substantially transversely to the predetermined direction of entry. This leads to a compact design of the cooling cell.
Das Fluidmodul kann ein Kühlgerät aufweisen, das das aus dem Fluidausgang kommende Fluid abkühlt und über den Fluideingang das abgekühlte Fluid wieder dem Innenraum zuführt. Das Kühlgerät kann als Wärmetauscher ausgebildet sein. Es ist auch eine Abkühlung über z. B. Kühlrippen oder in sonstiger Art und Weise möglich. The fluid module can have a cooling device which cools the fluid coming from the fluid outlet and feeds the cooled fluid back into the interior via the fluid inlet. The cooling device can be designed as a heat exchanger. It is also a cooling over z. B. cooling fins or in any other way possible.
Das Fluidmodul kann Fluidverbindungen (wie z. B. Rohre, Schläuche, etc.) aufweisen, die das Kühlgerät mit dem Fluideingang und dem Fluidausgang verbinden. The fluid module may include fluid connections (such as pipes, hoses, etc.) connecting the cooling device to the fluid inlet and the fluid outlet.
In der Strahlfalle kann die erste und/oder zweite Wandung als Metallwandung ausgebildet sein. Insbesondere kann als Metall Edelstahl eingesetzt werden. Es ist jedoch auch jedes andere Metall grundsätzlich geeignet. Auch sind Metall-Legierungen einsetzbar. In the jet trap, the first and / or second wall may be formed as a metal wall. In particular, can be used as metal stainless steel. However, any other metal is basically suitable. Also, metal alloys can be used.
Es wird ferner bereitgestellt ein Verfahren zur Abschwächung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, bei dem There is further provided a method for attenuating radiation, in particular laser radiation, in which
eine Kühlzelle, die einen Fluideingang, einen Fluidausgang und einen Innenraum mit einem für die Strahlung transparenten Eintrittsfenster sowie einer dem Eintrittsfenster gegenüberliegenden ersten Wandung, die für die Strahlung reflektiv ist, aufweist, bereitgestellt wird, a cooling cell having a fluid inlet, a fluid outlet and an interior with a radiation-transparent entrance window and a first wall opposite the entrance window, which is reflective for the radiation, is provided,
dem Innenraum über den Fluideingang Fluid zugeführt wird, das durch den Innenraum läuft und diesen über den Fluidausgang verläßt, fluid is supplied to the interior via the fluid inlet, which passes through the interior and leaves it via the fluid outlet,
und die Strahlung in einer vorbestimmten Eintrittsrichtung durch das Eintrittsfenster in den Innenraum geführt wird, in dem es zur Abschwächung durch das Fluid läuft, an der ersten Wandung reflektiert wird und zur weiteren Abschwächung erneut durch das Fluid läuft. and the radiation is guided in a predetermined direction of entry through the entrance window into the interior, where it passes through the fluid for attenuation, is reflected at the first wall, and passes through the fluid for further attenuation.
Mit diesem Verfahren wird eine große Kühlrate bei gleichzeitig kleiner Kühlzelle erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner die Merkmale aufweisen, die beim erfindungsgemäßen Betrieb der erfindungsgemäßen Strahlfalle (einschließlich ihrer Weiterbildungen) auftreten. Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Fluid Wasser umfassen. With this method, a large cooling rate is achieved with a small cooling cell. The method according to the invention can furthermore have the features which occur during the operation according to the invention of the jet trap according to the invention (including its developments). In particular, in the method according to the invention, the fluid may comprise water.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Fluid im wesentlichen quer zur vorbestimmten Eintrittsrichtung durch den Innenraum geführt werden. Furthermore, in the method according to the invention, the fluid can be guided through the interior substantially transversely to the predetermined direction of entry.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das aus dem Fluidausgang kommende Fluid abgekühlt werden und kann das abgekühlte Fluid über den Fluideingang wieder dem Innenraum zugeführt werden. Damit kann ein Kühlkreislauf bereitgestellt werden, der eine hohe Kühlrate bereitstellt. In the method according to the invention, the fluid coming from the fluid outlet can be cooled and the cooled fluid can be returned to the interior via the fluid inlet. Thus, a cooling circuit can be provided which provides a high cooling rate.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlfalle, und Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of the jet trap according to the invention, and
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A des Kühlzelle gemäß Fig. 1 . 2 is an enlarged sectional view along the section line A-A of the cooling cell according to FIG. 1.
Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Strahlfalle 1 zur Abschwächung von Laserstrahlung 2 eines Lasers 3 eine Kühlzelle 4 und ein damit in Fluidverbindung stehendes Fluidmodul 5. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the beam trap 1 according to the invention for attenuating laser radiation 2 of a laser 3 comprises a cooling cell 4 and a fluid module 5 in fluid communication therewith.
Bei der Laserstrahlung 2 handelt es sich z. B. um während einer Materialbearbeitung zurückreflektierte Strahlung, die unschädlich gemacht werden soll. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 1 lediglich der Laser 3 und die Laserstrahlung 2 schematisch gezeigt. Bei der Laserstrahlung kann es sich z. B. um Infrarotstrahlung handeln. In the laser radiation 2 is z. B. reflected back during a material processing radiation that is to be made harmless. To simplify the illustration, only the laser 3 and the laser radiation 2 are shown schematically in FIG. In the laser radiation, it may be z. B. act to infrared radiation.
In Fig. 2 ist der Schnitt A-A der Kühlzelle 4 vergrößert gezeigt. Wie der Darstellung in Fig. 2 zu entnehmen ist, umfaßt die Kühlzelle 4 einen Innenraum 6, der im Querschnitt durch ein Hauptteil 7 mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und ein die offene Seite verschließendes Eintrittsfenster 8, das für die Laserstrahlung 2 transparent ist, gebildet ist. Das Eintrittsfenster 8 wird mittels einem Klemmelement 9, das mit dem Hauptteil 7 verschraubt ist, gegen einen mit Dichtungen 10 versehenen Auflageabschnitt 1 1 des Hauptteils 7 gedrückt, so daß ein abgedichteter Innenraum 6 vorliegt. Senkrecht zu der Darstellung in Fig. 2 ist der Innenraum 6 mit seitlichen Endplatten 12, 13 (Fig. 1 ) abgedichtet, so daß ein insgesamt fluiddichter Innenraum 6 vorliegt. In der Endplatte 12 ist ein Fluideingang 14 und in der Endplatte 13 ist ein Fluidausgang 15 vorgesehen, wobei der Fluideingang 14 über ein erstes Verbindungsrohr 1 6 mit dem Fluidmodul 5 und der Fluidausgang 15 mit einem zweiten Verbindungsrohr 17 mit dem Fluidmodul 5 verbunden ist. Das Fluidmodul 5 führt über das erste Verbindungsrohr 16 und den Fluideingang 14 Fluid (hier Wasser) in den Innenraum 6 der Kühlzelle 4, so daß das Fluid die Kühlzelle 4 durchströmt und über den Fluidausgang 15 und das zweite Verbindungsrohr 17 zu dem Fluidmodul 5 zurückströmt. Im Fluidmodul 5 wird das über das zweite Verbindungsrohr 17 kommende Fluid abgekühlt und dann wiederum über das erste Verbindungsrohr 16 und dem Fluideingang 14 dem Innenraum 6 zugeführt. Das durch den Innenraum 6 durchströmende Fluid dient zur Kühlung der in den Innenraum 6 eingekoppelten Laserstrahlung 2, wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird. In Fig. 2, the section AA of the cooling cell 4 is shown enlarged. As can be seen from the illustration in FIG. 2, the cooling cell 4 comprises an inner space 6, which is transparent in cross-section through a main part 7 with a substantially U-shaped cross-section and an entrance window 8 closing the open side, which is transparent to the laser radiation 2 , is formed. The entrance window 8 is pressed by means of a clamping element 9, which is bolted to the main part 7, against a bearing 10 provided with seals bearing portion 1 1 of the main part 7, so that a sealed interior 6 is present. 2, the interior space 6 is sealed off with lateral end plates 12, 13 (FIG. 1), so that an overall fluid-tight interior 6 is present. In the end plate 12 is a fluid inlet 14 and in the end plate 13, a fluid outlet 15 is provided, wherein the fluid inlet 14 via a first connecting pipe 1 6 with the fluid module 5 and the fluid outlet 15 is connected to a second connecting pipe 17 to the fluid module 5. The fluid module 5 leads via the first connecting tube 16 and the fluid inlet 14 fluid (water here) into the interior 6 of the cooling cell 4, so that the fluid flows through the cooling cell 4 and flows back through the fluid outlet 15 and the second connecting tube 17 to the fluid module 5. In the fluid module 5, the fluid coming via the second connecting pipe 17 is cooled and then in turn fed to the inner space 6 via the first connecting pipe 16 and the fluid inlet 14. The fluid flowing through the interior 6 serves to cool the laser radiation 2 coupled into the interior 6, as will be described in more detail below.
Das Hauptteil 7 ist bei der beschriebenen Ausführungsform aus Edelstahl gebildet, so daß die dem Eintrittsfenster 8 zugewandte erste Wandung 18 für die Laserstrahlung 2 reflektiv ist. In dem Innenraum 6 ist an der Innenseite des Eintrittsfensters 8 eine Edelstahlplatte 19 angeordnet. Die Edelstahlplatte 19 bedeckt jedoch nicht die komplette Innenseite des Eintrittsfensters 8, sondern läßt noch einen Eintrittsbereich 20 frei. Wenn nun die Laserstrahlung 2 in der in Fig. 2 gezeigten Eintrittsrichtung durch das Eintrittsfenster 8 und über den Eintrittsbereich 20 in den Innenraum 6 der Kühlzelle 4 eintritt, durchläuft sie das den Innenraum durchströmende Fluid (hier Wasser), das die Strahlung absorbiert und dadurch abschwächt. Die auf die erste Wandung 18 treffende Strahlung wird von dieser zu der Edelstahlplatte 19 reflektiert und läuft somit erneut durch das durch den Innenraum 6 strömende Fluid, wodurch eine weitere Absorption der Strahlung in dem Fluid stattfindet, was eine weitere Abschwächung bewirkt. An der der ersten Wandung 18 zugewandten zweiten Wandung 21 der Edelstahlplatte 19 findet wiederum eine Reflexion der Strahlung in Richtung zur ersten Wandung 18 statt, was wiederum ein Durchlaufen des Fluids und dadurch eine Abschwächung der Strahlung bewirkt. Die Strahlung wird, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, mehrmals zwischen den beiden Wandungen 18 und 21 hin und her reflektiert und durchläuft jedes Mal das senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 2 durch den Innenraum 6 strömende Fluid, so das eine stetige Abschwächung der Laserstrahlung 2 bewirkt wird. Da das dadurch erwärmte Fluid aufgrund des Durchströmens durch den Innenraum 6 zu dem Fluidmodul 5 gelangt, in diesem abgekühlt wird, und erneut durch den Innenraum geführt wird, kann eine hohe Energieaufnahme und damit eine sehr große Kühlrate bereitgestellt werden. Das Eintrittsfenster 8 kann ein Quarzfenster sein. Es ist jedoch auch Saphirglas oder ein anderes Glas, insbesondere ein Glas, welches bezüglich Transmission auf die Wellenlänge der zu absorbierenden Strahlung angepaßt ist. The main part 7 is formed in the described embodiment of stainless steel, so that the entrance window 8 facing first wall 18 is reflective for the laser radiation 2. In the interior 6, a stainless steel plate 19 is disposed on the inside of the entrance window 8. However, the stainless steel plate 19 does not cover the entire inside of the entrance window 8, but still leaves an entry area 20 free. If the laser radiation 2 now enters the interior 6 of the cooling cell 4 in the inlet direction shown in FIG. 2 through the entrance window 8 and via the inlet region 20, it passes through the fluid flowing through the interior (here water), which absorbs the radiation and thus attenuates it , The radiation impinging on the first wall 18 is reflected by this to the stainless steel plate 19 and thus again passes through the fluid flowing through the inner space 6, whereby a further absorption of the radiation takes place in the fluid, causing a further attenuation. At the first wall 18 facing the second wall 21 of the stainless steel plate 19, in turn, a reflection of the radiation takes place in the direction of the first wall 18, which in turn causes a passage of the fluid and thereby attenuation of the radiation. The radiation is, as shown schematically in Fig. 2, repeatedly reflected back and forth between the two walls 18 and 21 and traverses each time perpendicular to the plane in Fig. 2 through the interior 6 flowing fluid, so that a steady attenuation of Laser radiation 2 is effected. Since the thus heated fluid due to the flow through the inner space 6 to the fluid module 5 passes, is cooled in this, and is again passed through the interior, a high energy consumption and thus a very large cooling rate can be provided. The entrance window 8 may be a quartz window. However, it is also sapphire glass or another glass, in particular a glass, which is adapted in terms of transmission to the wavelength of the radiation to be absorbed.
Der Hauptteil 7 und die Platte 19 können nicht nur aus Edelstahl, sondern auch aus jedem anderen geeigneten Metall oder Metall-Legierung gebildet sein. Wesentlich ist, daß die beiden Wandungen 18 und 21 reflektierende Eigenschaften für die Laserstrahlung 2 aufweisen, für die die Strahlfalle 1 ausgelegt ist. The main body 7 and the plate 19 may be formed not only of stainless steel but also of any other suitable metal or metal alloy. It is essential that the two walls 18 and 21 have reflective properties for the laser radiation 2, for which the beam trap 1 is designed.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Strahlfalle zur Abschwäch ung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, mit einer Kühlzelle (4), die einen Fluideingang (14), einen Fluidausgang (15) und einen Innenraum (6) mit einem für die Strahlung transparenten Eintrittsfenster (8) sowie einer dem Eintrittsfenster (8) gegenüberliegenden ersten Wandung (18), die für die Strahlung reflektiv ist, aufweist, und einem Fluidmodul (5), das dem Innenraum (6) über den Fluideingang (14) Fluid zuführt, das durch den Innenraum (6) läuft und diesen über den Fluidausgang (15) verläßt, 1 . A beam trap for attenuating radiation, in particular laser radiation, comprising a cooling cell (4) having a fluid inlet (14), a fluid outlet (15) and an interior (6) with an entrance window (8) transparent to the radiation and an entrance window (8) opposite first wall (18), which is reflective to the radiation, and a fluid module (5), which supplies the interior (6) via the fluid inlet (14) fluid passing through the interior (6) and leaves this via the fluid outlet (15),
wobei die in einer vorbestimmten Eintrittsrichtung durch das Eintrittsfenster (8) in den Innenraum (6) gelangende Strahlung zur Abschwächung durch das Fluid läuft, an der ersten Wandung (18) reflektiert wird und zur weiteren Abschwächung erneut durch das Fluid läuft. wherein the radiation passing in a predetermined direction of entry through the entrance window (8) into the interior space (6) passes through the fluid for attenuation, is reflected at the first wall (18) and again passes through the fluid for further attenuation.
2. Strahlfalle nach Anspruch 1 , bei der der Innenraum (6) eine der ersten Wandung (18) gegenüberliegende zweite Wandung (21 ) aufweist, die für die Strahlung reflektiv ist und die von der ersten Wandung (18) reflektierte Strahlung zur ersten Wandung (18) zurückreflektiert. 2. A beam trap according to claim 1, wherein the interior (6) has a first wall (18) opposite the second wall (21) which is reflective of the radiation and the first wall (18) reflected radiation to the first wall (21). 18) reflected back.
3. Strahlfalle nach Anspruch 2, bei der die zweite Wandung (21 ) als Metallwandung ausgebildet ist. 3. jet trap according to claim 2, wherein the second wall (21) is formed as a metal wall.
4. Strahlfalle nach Anspruch 2 oder 3, bei der die zweite Wandung durch eine Platte gebildet ist, die an der Innenseite des Eintrittsfensters (8) anliegt. 4. jet trap according to claim 2 or 3, wherein the second wall is formed by a plate which rests against the inside of the inlet window (8).
5. Strahlfalle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die zweite Wandung (21 ) einen planen Abschnitt zur Reflexion der Strahlung aufweist. 5. jet trap according to one of claims 2 to 4, wherein the second wall (21) has a planar portion for reflecting the radiation.
6. Strahlfalle nach einem der obigen Ansprüche, bei der die erste Wandung (18) einen planen Abschnitt zur Reflexion der Strahlung aufweist. A jet trap according to any preceding claim, wherein the first wall (18) has a planar portion for reflecting the radiation.
7. Strahlfalle nach Anspruch 5 und 6, bei der die beiden planen Abschnitte der beiden Wandungen (18, 21 ) zueinander parallel angeordnet sind. 7. jet trap according to claim 5 and 6, wherein the two planar portions of the two walls (18, 21) are arranged parallel to each other.
8. Strahlfalle nach einem der obigen Ansprüche, bei der das Fluid Wasser umfaßt. A jet trap according to any one of the preceding claims, wherein the fluid comprises water.
9. Strahlfalle nach einem der obigen Ansprüche, bei der das Fluid im wesentlichen quer zur vorbestimmten Eintrittsrichtung durch den Innenraum (6) geführt ist. 9. jet trap according to one of the above claims, wherein the fluid is guided substantially transversely to the predetermined direction of entry through the interior (6).
10. Strahlfalle nach einem der obigen Ansprüche, bei der das Fluidmodul (5) ein Kühlgerät aufweist, das das aus dem Fluidausgang (15) kommende Fluid abkühlt und über den10. jet trap according to one of the above claims, wherein the fluid module (5) comprises a cooling device which cools the fluid coming from the fluid outlet (15) and over the
Fluideingang (14) das abgekühlte Fluid wieder dem Innenraum zuführt. Fluid inlet (14) supplies the cooled fluid back to the interior.
1 1 . Strahlfalle nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die erste Wandung als Metallwandung ausgebildet ist. 1 1. Beam trap according to one of the above claims, wherein the first wall is formed as a metal wall.
12. Verfahren zur Abschwächung von Strahlung, insbesondere von Laserstrahlung, bei dem eine Kühlzelle, die einen Fluideingang, einen Fluidausgang und einen Innenraum mit einem für die Strahlung transparenten Eintrittsfenster sowie einer dem Eintrittsfenster gegenüberliegenden ersten Wandung, die für die Strahlung reflektiv ist, aufweist, bereitgestellt wird, 12. A method for attenuating radiation, in particular laser radiation, in which a cooling cell, which has a fluid inlet, a fluid outlet and an interior with a radiation-transparent entrance window and a first window opposite the entrance window, which is reflective of the radiation comprises, provided,
dem Innenraum über den Fluideingang Fluid zugeführt wird, das durch den Innenraum läuft und diesen über den Fluidausgang verläßt, fluid is supplied to the interior via the fluid inlet, which passes through the interior and leaves it via the fluid outlet,
und bei dem die Strahlung in einer vorbestimmten Eintrittsrichtung durch das Eintrittsfenster in den Innenraum geführt wird, in dem es zur Abschwächung durch das Fluid läuft, an der ersten Wandung reflektiert wird und zur weiteren Abschwächung erneut durch das Fluid läuft. and in which the radiation is guided in a predetermined direction of entry through the entrance window into the interior, in which it passes for attenuation by the fluid, is reflected at the first wall and again passes through the fluid for further attenuation.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Fluid Wasser umfaßt. 13. The method of claim 12, wherein the fluid comprises water.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das Fluid im wesentlichen quer zur vorbestimmten Eintrittsrichtung durch den Innenraum (6) geführt wird. 14. The method of claim 12 or 13, wherein the fluid is guided substantially transversely to the predetermined direction of entry through the interior space (6).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das aus dem Fluidausgang kommende Fluid abgekühlt wird und über den Fluideingang das abgekühlte Fluid wieder dem Innenraum zugeführt wird. 15. The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the fluid coming from the fluid outlet is cooled and the cooled fluid is fed back into the interior via the fluid inlet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314104A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-14 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection lens for semiconductor photolithography, has device for absorbing stray light passing through beam splitter, comprising absorbing medium such as eloxal
US20050123019A1 (en) * 2003-12-03 2005-06-09 Stewart Alan F. Volume absorbing laser beam dump

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314104A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-14 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection lens for semiconductor photolithography, has device for absorbing stray light passing through beam splitter, comprising absorbing medium such as eloxal
US20050123019A1 (en) * 2003-12-03 2005-06-09 Stewart Alan F. Volume absorbing laser beam dump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108152251A (en) * 2017-12-01 2018-06-12 中国计量科学研究院 A kind of blacker-than-black material reflection ratio measuring device and method

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