光吸收器的制造方法
【專利摘要】光吸收器包括：第一光吸收體，其接收從入射口入射的入射光，部分地吸收入射光并反射入射光；以及第二光吸收體，其部分地吸收被第一光吸收體反射的入射光的一部分并向第一光吸收體反射被第一光吸收體反射的入射光的一部分。第一光吸收體的反射率和耐光性分別高于第二光吸收體的反射率和耐光性。
【專利說明】
光吸收器
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種對光束進行吸收的光吸收器。
【背景技術】
[0002]在對產業用激光振蕩器所具備的光諧振器、激勵電源進行維護作業時，需要不將激光射出到激光振蕩器外部地使激光振蕩并輸出。為了安全地進行這種維護作業，在激光振蕩器內部具備有將激光完全吸收并封住的機構。
[0003]在這種機構、即光吸收器中使用了對激光的反射率低且吸收激光的吸收性高的光吸收體。具體的光吸收器是通過對含有熱傳導率高的材料、例如銅、鋁等的構件實施激光的吸收性高的表面處理、涂裝等來構成的。另外，還存在以下光吸收器:構成為分多次接收激光，使激光階段性地衰減并被吸收。
[0004]例如日本特開號公報公開了一種光吸收器，該光吸收器具有在激光入射到光吸收體之前對激光進行漫射的反射構件。另外，日本特開2003-80390號公報公開了一種光吸收器，該光吸收器使從入射口入射的激光的一部分從漏出口漏出并被設置于漏出口的下游的光吸收體吸收。并且，日本實開平5-50757號公報和日本特開號公報公開了一種提高光吸收體的前端部的反射率的光吸收器。

【發明內容】

[0005]然而，在日本特開號公報中需要對激光進行漫射的反射構件，在日本特開2003-80390號公報中需要形成光吸收器的漏出口并設置光吸收體。并且，在日本實開平5-50757號公報和日本特開號公報中需要實施提高反射率的表面處理加工。
[0006]這樣，在以往技術中，需要追加構件、進行追加的表面處理。因此，部件數、工序數增加從而制造費用變高，或者產生質量、可靠性的問題，或者光吸收器本身大型化和復雜化。
[0007]本發明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種無需追加構件、進行追加的表面處理地能夠以低費用制造的可靠性高的小型的光吸收器。
[0008]為了達成前述的目的，根據第一發明，提供一種光吸收器，該光吸收器具備:第一光吸收體，其接收從入射口入射的入射光，部分地吸收該入射光并反射該入射光；以及第二光吸收體，其部分地吸收被該第一光吸收體反射的所述入射光的一部分并向所述第一光吸收體反射被該第一光吸收體反射的所述入射光的一部分，其中，所述第一光吸收體的反射率和耐光性分別高于所述第二光吸收體的反射率和耐光性。
[0009]根據第二發明，在第一發明中，由所述第一光吸收體和所述第二光吸收體包圍的空間除了所述入射口以外都被封閉。
[0010]根據第三發明，在第一發明或第二發明中，所述入射光與來自所述第二光吸收體的反射光在所述第一光吸收體中至少部分地重疊。
[0011]根據第四發明，在第一發明至第三發明中的任一項發明中，具備冷卻部，該冷卻部對所述第一光吸收體和所述第二光吸收體中的至少一方進行冷卻。
[0012]根據第五發明，在第四發明中，具備連結構件，該連結構件將所述第一光吸收體與所述第二光吸收體連結來進行傳熱。
[0013]根據第六發明，在第一發明至第五發明中的任一項發明中，所述第一光吸收體的反射率在40 %至60 %之間。
[0014]根據第七發明，在第一發明至第六發明中的任一項發明中，所述第二光吸收體的反射率大于O %且為20 %以下。
[0015]本發明的這些目的、特征和優點以及其它目的、特征和優點通過附圖所示的本發明的典型的實施方式的詳細說明會變得更加明確。
【附圖說明】
[0016]圖1是基于本發明的第一實施方式的光吸收器的側視圖。
[0017]圖2是基于本發明的第二實施方式的光吸收器的側視圖。
[0018]圖3是表不耐光性和反射率與光吸收性的關系的圖。
[0019]圖4是表示衰減率與反射次數的關系的圖。
【具體實施方式】
[0020]下面，參照附圖來說明本發明的實施方式。在下面的附圖中，對同樣的構件標注同樣的參照標記。為了易于理解，對這些附圖適當地變更了比例尺。
[0021]圖1是基于本發明的第一實施方式的光吸收器的側視圖。如圖1所示，光吸收器10包括相互間形成銳角地配置的第一光吸收體11和第二光吸收體12。而且，形成有入射口 1a的環狀構件1b配置于第一光吸收體11和第二光吸收體12的端部。此外，也可以不采用該環狀構件10b，而是僅通過第一光吸收體11和第二光吸收體12來構成光吸收器10。
[0022]另外，圖1所示的第一光吸收體11和第二光吸收體12是由平面形成的長方體，但是第一光吸收體11和第二光吸收體12也可以部分地包括曲面。設這種光吸收器10是在進行激光振蕩器(未圖示)所具備的光諧振器、激勵電源的維護作業時使用的。
[0023]如圖1所不，入射光通過入射口1a被第一光吸收體11接收。在此，第一光吸收體11的耐光性(light resistance)比較高，其結果，激光的反射率(反射光與入射光之比)也比較高。與此相對，第二光吸收體12的耐光性低于第一光吸收體11的耐光性，其結果，激光的反射率也低于第一光吸收體11的反射率。
[0024]在此，圖3是表示耐光性和反射率與光吸收性的關系的圖。在圖3中，縱軸表示耐光性和反射率，橫軸表示光吸收性。如圖3所示，耐光性和反射率越大，光吸收性越小。而且，耐光性和反射率越小，光吸收性越大。因而，第二光吸收體12的光吸收性高于第一光吸收體11的光吸收性。
[0025]這樣，本發明的光吸收器10包括對激光的耐光性高的第一光吸收體11和吸收激光的光吸收性高的第二光吸收體12。因此，基于本發明的光吸收器10具有對激光的耐久性以及高效地吸收激光的性質這兩個彼此相反的性質。
[0026]如圖1所示，當作為入射光的激光從入射口1a進入到光吸收器10內時，激光首先被第一光吸收體11的一次受光面Ila接收。雖然入射光的光強度比較高，但是第一光吸收體11的耐光性和反射率高。因此，即使第一光吸收體11接收了作為入射光的激光，第一光吸收體11也不會因為吸收了激光而發熱以致損壞和劣化。而且，接收的激光的一部分被第一光吸收體11吸收。第一光吸收體11未能吸收的激光作為反射光向第二光吸收體12反射。
[0027]如圖1所示，反射光被第二光吸收體12的二次受光面12a接收。如前述那樣，第二光吸收體12的耐光性和反射率低。然而，第二光吸收體12所接收的激光是來自第一光吸收體11的反射光，因此反射光的強度比較低。因而，就算第二光吸收體12的耐光性低，第二光吸收體12也不會因為吸收了激光而發熱以致損壞和劣化。
[0028]而且，第二光吸收體12的光吸收性高，因此第二光吸收體12吸收了反射光的大部分，將反射光的一部分向第一光吸收體11反射。從圖1可知，這樣的激光的反射在第一光吸收體11與第二光吸收體12之間交替地重復，由此，激光被光吸收器10吸收。
[0029]特別是，在圖1中，位于激光的行進方向下游側的第一光吸收體11和第二光吸收體12的端部相互接合。因此，由第一光吸收體11和第二光吸收體12包圍的空間除了入射口 1a以外都被封閉。因此，激光不會泄露至光吸收器10的外部，從而能夠提高光吸收器10的安全性。
[0030]另外，由于第一光吸收體11和第二光吸收體12的端部相互接合，因此能夠增加在光吸收器10內部的反射次數，從而能夠可靠地吸收激光。另外，可以理解，在第一光吸收體11與第二光吸收體12相互直接地接合的情況下，能夠防止部件數量的增加，從而能夠以低費用制造光吸收器10。
[0031]這樣，在本發明中，使最初接收激光的第一光吸收體11的耐光性和反射率高于接收來自第一光吸收體11的反射光的第二光吸收體12的耐光性和反射率。因此，能夠降低第一光吸收體11由于高強度的入射光而受到的損傷。而且，第二光吸收體12接收通過第一光吸收體11降低了強度的反射光，因此能夠抑制第二光吸收體12所受到的損傷。另外，第二光吸收體12的光吸收性比第一光吸收體11的光吸收性高，因此能夠高效地吸收反射光。
[0032]這樣，在本發明中，僅使用具有互不相同的反射率和耐光性的第一光吸收體11和第二光吸收體12來構成光吸收器10，從而無需追加構件、進行追加的表面處理。因而，在本發明中，能夠以低費用制造可靠性高的光吸收器10。
[0033]關于這一點，在第二光吸收體12具有與第一光吸收體11的耐光性和反射率相同的耐光性和反射率的情況下，第二光吸收體12的光吸收性變低(請參照圖3)。因此，需要增加在光吸收器10中的反射次數，因此光吸收器10本身會大型化。
[0034]另外，在第一光吸收體11具有與第二光吸收體12的耐光性和反射率相同的耐光性和反射率的情況下，雖然光吸收性變高，但是第一光吸收體11的耐光性變低。也就是說，光吸收器10整體的光耐久性變低。因此，需要增大入射光入射到第一光吸收體11的入射角，來減小第一光吸收體11的每單位面積的激光的強度。其結果，光吸收器10會大型化。
[0035]與此相對，在本發明中，使用了具有互不相同的反射率和耐光性的第一光吸收體11和第二光吸收體12，因此能夠避免如前述那樣光吸收器10大型化。
[0036]另外，一般難以穩定地形成耐光性和反射率低的第二光吸收體12，使用越多的耐光性和反射率低的第二光吸收體12，光吸收器10的制造費用越會增加。在本發明中，這種第二光吸收體12是光吸收器10的一部分就足夠了，從而本發明的光吸收器10的制造費用少。
[0037]另外，第一光吸收體11與第二光吸收體12所形成的角度Θ越大，越能夠使光吸收器10小型化。然而，在該情況下，入射光入射到第一光吸收體11的面積變小，因此第一光吸收體11的每單位面積上的激光的強度變大。
[0038]因此，優選的是，在第一光吸收體11的面上特別是一次受光面Ila上實施鍍黑鎳。由此，能夠部分地提高對激光的耐光性和反射率。當然，也可以對與第二光吸收體12相向的第一光吸收體11的表面整體實施鍍黑鎳。在這種情況下，能夠將角度Θ設得比較大，從而使光吸收器10小型化。
[0039]在第一光吸收體11的耐光性和反射率低的情況下，為了減小第一光吸收體11的每單位面積上的激光的強度，需要減小角度Θ。在該情況下，光吸收器10的全長L變長(請參照圖1)。因而，為了縮短光吸收器10的全長L，也是優選為對第一光吸收體11實施鍍黑鎳來提高耐光性和反射率。
[0040]另外，優選的是，對第二光吸收體12的面特別是二次受光面12a實施鉻黑化處理。由此，能夠部分地降低對激光的耐光性和反射率來提高光吸收性。當然，也可以對與第一光吸收體11相向的第二光吸收體12的表面整體實施鉻黑化處理。在該情況下，能夠使在光吸收器10內部的反射次數變少地吸收激光。
[0041]圖2是基于本發明的第二實施方式的光吸收器的側視圖。在圖2中，當作為入射光的激光從入射口 I Oa進入光吸收器1內時，激光首先被第一光吸收體11的一次受光面I Ia接收。接收的激光的一部分被第一光吸收體11吸收。第一光吸收體11未能吸收的激光作為反射光向第二光吸收體12反射。
[0042]接著，反射光被第二光吸收體12的二次受光面12a接收。第二光吸收體12吸收反射光的大部分，將反射光的一部分向第一光吸收體11反射。然后，來自第二光吸收體12的反射光在第一光吸收體11的三次受光面Ilb被接收。該反射光被第一光吸收體11部分地吸收，剩余的部分向第二光吸收體12再次反射。
[0043]根據圖2可知，在第二實施方式中，接收入射光的一次受光面IIa與接收來自第二光吸收體12的反射光的三次受光面Ilb部分地重疊。換言之，在第二實施方式中，以如下方式來配置第一光吸收體11和第二光吸收體12:入射光和來自第二光吸收體12的反射光在第一光吸收體11上至少部分地重疊。因此，能夠將第一光吸收體11與第二光吸收體12所形成的角度Θ設定得比較大，其結果，能夠使光吸收器10小型輕量化，并且能夠以更低的費用來制作光吸收器10。
[0044]并且，在圖2中，在第一光吸收體11的與受光面相反一側的表面配置有第一冷卻部15，在第二光吸收體12的與受光面相反一側的表面配置有第二冷卻部16。該第一冷卻部15和該第二冷卻部16例如是制冷劑在內部通過的冷卻板或散熱片。
[0045]第一光吸收體11和第二光吸收體12吸收激光而發熱，因此通過第一冷卻部15和第二冷卻部16能夠抑制發熱。因此，能夠防止第一光吸收體11和第二光吸收體12由于發熱而損壞，從而提高光吸收器10的壽命和可靠性。此外，也可以取代設置第一冷卻部15和第二冷卻部16，而在第一光吸收體11和第二光吸收體12內部形成流路，使制冷劑在該流路中通過。
[0046]另外，在圖2中，示出了將第一光吸收體11與第二光吸收體12相互連結的連結構件18。連結構件18安裝于第一光吸收體11和第二光吸收體12的側面，在第一光吸收體11與第二光吸收體12之間傳遞熱。在設置有這種連結構件18的情況下，能夠省略第一冷卻部15和第二冷卻部16中的一方。因而，能夠抑制光吸收器10的制造費用的增加。
[0047]另外，圖4是表示衰減率與反射次數的關系的圖。在圖4中，縱軸表示衰減率，橫軸表示反射次數。在圖4中示出了光吸收器10所需要的要求衰減率B。
[0048]另外，圖4所示的曲線Al表示將第一光吸收體11和第二光吸收體12雙方的反射率都設定為10 %的情況。并且，曲線A2表示將第一光吸收體11的反射率設定為50 %且將第二光吸收體12的反射率設定為10%的情況。并且，曲線A3表示將第一光吸收體11和第二光吸收體12雙方的反射率都設定為50%的情況。
[0049]從圖4可知，在曲線Al的情況下，能夠以比較少的反射次數來使衰減率變為小于要求衰減率B。然而，在該情況下，參照圖3可知，耐光性變小。因此，如前述那樣需要使角度Θ變小，因此光吸收器10大型化。另外，在曲線A3的情況下，雖然耐光性大，但是反射次數變多，因此需要使光吸收器10的全長L變長。
[0050]與此相對，在曲線A2的情況下，能夠抑制反射次數的增加，并使衰減率小于要求衰減率B。因此，優選的是，第一光吸收體11的反射率為50%左右、例如40%至60%，并且第二光吸收體12的反射率為10%左右、例如大于0%且為20%以下。在這種情況下，可以理解，能夠以低費用來簡單地提供可靠性高的光吸收器10。
[0051 ]發明的效果
[0052]在第一發明中，使入射光入射到反射率高且耐光性高的第一光吸收體，因此即使是高強度的入射光，也不會使第一光吸收體受到損傷。而且，使反射光入射到反射率低且耐光性低的第二光吸收體并被吸收。由于反射光的強度通過第一光吸收體而降低，因此第二光吸收體也不會損傷。通過像這樣僅使用具有互不相同的反射率和耐光性的第一光吸收體和第二光吸收體，就能夠以低費用制造出可靠性高的光吸收器。
[0053]在第二發明中，除了入射口以外都封閉，因此能夠提高安全性。另外，能夠增加在光吸收器內部的反射次數，因此能夠可靠地吸收激光。
[0054]在第三發明中，能夠將第一光吸收體與第二光吸收體所形成的角度設定得比較大，其結果，能夠使光吸收器小型輕量化，并且能夠以更低的費用制作光吸收器。
[0055]在第四發明中，通過冷卻部能夠抑制光吸收體的溫度上升，因此能夠使光吸收器的壽命長，能夠提高光吸收器的安全性和可靠性。
[0056]在第五發明中，即使在僅在第一光吸收體和第二光吸收體中的某一方具備冷卻部的情況下，也能夠通過連結構件來傳熱。因此，能夠使冷卻部的數量為一個，從而能夠抑制制造費用的增加。
[0057]在第六發明和第七發明中，能夠通過比較簡單的結構來以低費用提供可靠性高的光吸收器。
[0058]使用典型的實施方式說明了本發明，但是本領域技術人員應當能夠理解，能夠不脫離本發明的范圍地進行前述的變更和各種其它變更、省略、追加。
【主權項】
1.一種光吸收器，具備: 第一光吸收體，其接收從入射口入射的入射光，部分地吸收該入射光并反射該入射光；以及 第二光吸收體，其部分地吸收被該第一光吸收體反射的所述入射光的一部分并向所述第一光吸收體反射被該第一光吸收體反射的所述入射光的一部分， 其中，所述第一光吸收體的反射率和耐光性分別高于所述第二光吸收體的反射率和耐光性。2.根據權利要求1所述的光吸收器，其特征在于， 由所述第一光吸收體和所述第二光吸收體包圍的空間除了所述入射口以外都被封閉。3.根據權利要求1或2所述的光吸收器，其特征在于， 所述入射光與來自所述第二光吸收體的反射光在所述第一光吸收體中至少部分地重置。4.根據權利要求1至3中的任一項所述的光吸收器，其特征在于， 具備冷卻部，該冷卻部對所述第一光吸收體和所述第二光吸收體中的至少一方進行冷卻。5.根據權利要求4所述的光吸收器，其特征在于， 具備連結構件，該連結構件將所述第一光吸收體與所述第二光吸收體連結來進行傳熱。6.根據權利要求1至5中的任一項所述的光吸收器，其特征在于， 所述第一光吸收體的反射率在40 %至60 %之間。7.根據權利要求1至6中的任一項所述的光吸收器，其特征在于， 所述第二光吸收體的反射率大于O %且為20 %以下。
【文檔編號】G02B5/00GK105938209SQ201610118599
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】村上孝文, 前田道德
【申請人】發那科株式會社