[发明专利]高功率射束阱

说明书

本发明涉及一种尤其是用于激光射束的高功率射束阱，所述高功率射束阱具有吸收体和反射面，所述吸收体具有楔形的肋片，所述楔形的肋片构造用于射束的吸收面，所述反射面与所述楔形的肋片间隔开地布置并且面向所述吸收面。在此，设置了，冷却通道至少被布置在所述楔形的肋片的一部分之内，所述冷却通道分别在所述楔形的肋片的纵向延伸部中至少延伸跨越所述楔形的肋片的部分区域。在结构紧凑的情况下，所述高功率射束阱实现了对高能量的激光射束的吸收。

技术领域

本发明涉及一种尤其是用于激光射束的高功率射束阱，所述高功率射束阱具有吸收体和反射面，所述吸收体具有楔形的肋片，所述楔形的肋片构造用于射束的吸收面，所述反射面与所述楔形的肋片间隔开地布置并且面向所述吸收面。

背景技术

射束阱被用于激光加工。在此，它们用于接收激光射束，而激光没有对准工件。在此，射束阱的任务是尽可能完全地吸收激光器的射束。为此，射束阱的几何形状、材料、表面性质和冷却是至关重要的。用于实现这些特性的、不同的概念是已知的。这样，射束阱得到使用，所述射束阱具有两个彼此成角度地依次布置的、楔形的或者锥形的凹槽。也使用了螺旋状延伸的空腔。这些几何形状导致，射束在射束阱的内部中被多次反射并且在此被吸收。不同的材料被用于制造射束阱。这些材料具有高的吸收度和好的导热能力。为了进一步改善吸收，射束阱的表面的涂层或者处理能够被设置。例如，这能够通过引入有针对性的缺陷来实现，例如通过离子轰击或者涂覆黑色的氧化层。为了导出转换成热能的射束功率，设置空气冷却器或者流体冷却器是已知的。在此，空气冷却器能够通过冷却片来改善，所述冷却片被布置在射束阱外部。对于高效的流体冷却器而言，冷却管线能够缠绕或者被引导穿过射束阱。

DE102010036161B4示出一种射束阱，所述射束阱尤其是用于激光射束。第一反射器被构造为锥体，所述第一反射器关于其外罩面环绕地由柱形的第二反射器包围。锥体的尖端朝向待吸收的激光束地取向。面向锥形的第一反射器，第二反射器具有槽状的表面。槽是如此的，使得槽宽度在径向方向上变窄。它们关于中心轴线并且因此关于第一反射器环绕地被构造。第一反射器和第二反射器均能够设有吸收的涂层，所述吸收的涂层与激光器的波长相协调。入射的激光束从锥形的第一反射器转向第二反射器。槽被如此成形，使得激光束通过在连接片之间的、多次反射被转回第一反射器，所述连接片限定槽。在此，所反射的射束通过槽的成型被如此转向，使得它进一步地延伸至射束阱的内部中。在此，射束在第一反射器和环绕的、开槽的第二反射器之间被反射。通过这种在两个吸收地涂层的反射器之间的多次反射，激光器的射束能量的大部分被吸收。因此，激光功率由楔形构造的、环绕取向的连接片接收，并且，被排出到外部。不利的是，只有小的功率能够以这种方式被导出到周围环境中，而不会使射束阱过强地加热，使得射束阱仅仅能够用于具有相对较小的射束功率的激光器。此外，制造环绕的槽是昂贵的，所述槽被布置在第二反射器的内直径处。

US4864098示出一种具有与DE102010036161B4类似的结构的射束阱，其中，在这里，外部的、柱状的第二反射器不具有槽。因此，入射的激光束在中央的、锥状的反射器和环绕的、柱状的反射器之间被多次反射。通过两个反射器的、吸收的实施，入射的射束被吸收。金属缸关于柱状的反射器环绕地被布置，所述金属缸与柱状的反射器导热地接触，并且，所述金属缸承载在其外表面处被引导的冷却剂管线。这样，热能能够通过冷却剂被排出，所述冷却剂在冷却剂管线中循环，所述热能通过吸收射束而产生在两个反射器处。通过尤其是第二反射器的、未结构化的表面，反射的数目相对较小，激光束的入射经历所述反射。因此，入射的激光射束的、可观的份额再次从射束阱中获得。