WO2011029513A1 - Laser dosimeter - Google Patents

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WO2011029513A1
WO2011029513A1 PCT/EP2010/005012 EP2010005012W WO2011029513A1 WO 2011029513 A1 WO2011029513 A1 WO 2011029513A1 EP 2010005012 W EP2010005012 W EP 2010005012W WO 2011029513 A1 WO2011029513 A1 WO 2011029513A1
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dosimeter
dosimeter according
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PCT/EP2010/005012
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Eric Ten Have
Michael Gowin
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Rheinmetall Waffe Munition Gmbh
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Definitions

  • Laser dosimeters are needed to measure the laser radiation incident on a person, for example on a battlefield or in rooms where lasers are used. Such laser dosimeters should be as small as possible and about the size of a badge or badge card so that it can be easily carried by the person to be monitored on laser beams.
  • Such a (personal) laser dosimeter is known for example from US 5,698,343.
  • This known laser dosimeter consists essentially of a small Fresnel biprism which is in optical contact with a layer of a photopolymerizable material. Holograms of interference patterns are then recorded on this layer if the dosimeter is irradiated with coherent light (usually laser light) and evaluated after the end of a monitoring period.
  • the invention has for its object to provide a simple and compact constructed laser dosimeter, with the use of lasers and in particular prohibited laser weapons secured and quantified to prove.
  • the invention is based essentially on the idea to show a laser knife, can be dispensed with the on a prism and an interference hologram recording material.
  • individual or different detectors for individual or different wavelengths and power or energy ranges, the laser radiation falling on the / the detectors).
  • the short-pulse laser radiation is evaluated.
  • a nonlinear effect can be used, for.
  • stimulated Raman scattering, fluorescence conversion, Phosphoressenzkonversion or the use of saturable absorbers Since the detector principle is based on a wavelength shift, behind the non-linear medium another optical filter should be used, which transmits the converted to the detected wavelength, but blocks the incident wavelength. Only then do they fall on the detector (s).
  • Stimulated Raman scattering as well as the fluorescence and phosphorus essence conversion are used to realize a wavelength shift, whereby photons of the incident light are absorbed and photons of a different wavelength are emitted via the non-linear process.
  • the strength or the efficiency of this process is dependent on the intensity of the incident radiation, so that these processes are particularly suitable for the detection of short-pulse laser applications, since high peak intensities are achieved here.
  • a medium for Raman scattering a variety of gaseous, liquid or solid materials are used, but in particular LiNb0 3 and InSb.
  • the choice as a suitable medium depends on the particular details of the wavelengths and signal strengths to be detected and is to be coordinated with them.
  • the dyes to be used For the fluorine essence and phosphorus essence conversion, there are various dyes that can be used. These can be arranged in a low concentration in a polymer matrix (eg PMMA), so that they can be more easily installed in the detector. For the different wavelengths to be detected, the dyes to be used should be selected on the basis of their absorption and emission spectra so as to optimize the combination of signals to be detected and dyes used.
  • a polymer matrix eg PMMA
  • the dyes Dil or SYTO 82 would be suitable; for detection of the wavelength 633 nm, however, DiD or SYTOR Red would be suitable (see also http://www.invitrogen.com/site/us/en/home / supponVesearch-Tools / Fluorescence- SpectraViewer.html).
  • Saturable absorbers do not change the wavelength of the incident radiation, but can be used to distinguish between short-pulse radiation and continuous wave radiation. The absorbers in turn reach a saturated state, so that the medium no longer works as an absorber.
  • the saturation depends on the intensity of the incident radiation, with short pulses with high peak intensity, the rising edge ensures the saturation of the absorber, so that the area of highest intensity no longer absorbs absorption. After the pulse has subsided, the material relaxes and returns to its ground state.
  • absorbers are dye solutions whose absorption spectrum should be matched to the wavelength to be detected. Switchable semiconductor elements can also be used as saturable absorbers.
  • the laser dosimeter consists of a housing, which in its outer wall facing the laser light preferably has a plurality of laser light-transmitting openings, behind each of which at least one optical sensor is arranged.
  • the individual sensors measure laser light of different wavelengths and / or different wavelength ranges, wherein each of the sensors is electrically connected to an evaluation electronics located in the housing, which evaluates and stores the received signals.
  • the power supply required for the operation of the transmitter is preferably carried out by means of a likewise arranged in the housing power source.
  • the housing can be kept small so that it is also possible to carry a plurality of dosimeters on the outside of the body of the respective person to be monitored for laser radiation.
  • sensors can be used according to the latest state of the art and optimized with regard to the particular application (threat profile).
  • the housing of the laser dosimeter should be robust and tamper-proof in order to prevent or leave a falsification of the measured data.
  • the evaluation of the dosimeter by a third party impartial instance is also possible.
  • the housing can be formed by a rear and a front plate with an opening for the entry of the laser radiation.
  • the housing can be formed by a rear and a front plate with an opening for the entry of the laser radiation.
  • Another possibility is the encapsulation of the electronic components with plastic and / or synthetic resin. Bonding the seams with a seal sticker is also recommended. Here, a destruction is also easily recognizable and new stickers only by authorized persons reapplicable. Welding the seams with plastic film similar to drug packaging is another alternative. Since this is a special apparatus for welding, reclosing by unauthorized persons is excluded.
  • a special foil can be used, for example with a special lettering or a hologram. Color paint is also known on at least one fastening screw.
  • the sensors are preceded by optical filters which transmit only light of the predetermined wavelength or the predetermined wavelength range.
  • the transmitter can be constructed such that the signals received by the sensors are each compared with a presettable threshold and that when the threshold is exceeded, an alarm signal (optical, acoustic, tactile or the like) is triggered.
  • Fig. 2 is a schematic cross section of another variant (in part).
  • the combination of filter, detector (sensor) and evaluation unit can be adapted to the prevailing (threat) profile or specifications.
  • the threshold values are variable.
  • Fig1. 1 is a representative of a laser dosimeter. which comprises a housing 2, which preferably has approximately the dimensions of a badge card (also a thicker smart card, a badge or the like) and very robust and tamper-proof (for example by encapsulation of the housing 2 or the electronic components with plastic ) is constructed.
  • a badge card also a thicker smart card, a badge or the like
  • very robust and tamper-proof for example by encapsulation of the housing 2 or the electronic components with plastic
  • the laser light facing outer wall 3 of the housing 2 preferably contains a plurality of laser light transmitting openings 4. Behind each of the openings 4, an optical filter 5 is arranged, wherein the individual filters 5 transmit light of different wavelengths or wavelength ranges. Inside the housing 2, the filters 5 are followed by optical sensors 6. In this case, each of the sensors 6 is electrically connected to an evaluation electronics 7 located in the housing 2, which evaluates and stores the sensor signals.
  • the sensors 3 may be applied to a printed circuit board (not shown) and thereby electrically contacted.
  • a battery 8 or other energy storage is provided, which / is also arranged in the housing 2.
  • the transmitter has 7 memory elements (not shown), which ensure that already stored measurement results are not lost even when switching off the battery voltage (especially when the battery (s) is / are empty).
  • the transmitter 7 is preferably designed so that it can be reinitialized after reading the measured values for repeated use.
  • Fig. 2 shows a variant for measuring short-pulse (pulsed) laser radiation.
  • two further filters 9, 10 are placed behind the filter 5 already incorporated in FIG. 1.
  • the non-linear filter 9 is, for example, a fluorescent dye in a polymer matrix and the second filter 10 is an optical filter.
  • the second filter serves to separate laser and fluorescent light. This is then followed by the sensor 6.
  • the non-linear filter 9 is needed.
  • the transmitter 7 is constructed such that the signals received by the sensors 6 (both variants) are generally stored as a corresponding signal value and are compared in a preferred embodiment in each case with a presettable threshold value. When the threshold value is exceeded, an alarm signal can be triggered become. The alarm signal can then be supplied, for example, to a loudspeaker (also not shown) also located in the laser dosimeter 1.
  • the openings 4 can also be closed by translucent glass or plastic discs. If appropriate, these can also at least partially assume the function of the optical filters.
  • the housing 2 can be closed by a verifiable closure seam 11 and / or a sealing sticker 12 etc. tamper-proof.

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Abstract

To obtain a laser dosimeter (1) that is constructed in the simplest and most compact way possible, the present invention proposes a laser dosimeter (1) consisting of a housing (2) that has a plurality of openings to allow passage of the laser light, said openings being located in the outer wall (3) which faces the laser light. At least one optical sensor (6) is arranged behind each of said openings. The individual sensors (6) measure laser light of different wavelengths and / or of different wavelength ranges, wherein each of the sensors (6) is electrically connected to an electronic evaluation unit (7) situated in the housing (2), said unit evaluating and storing the signals it receives. The energy required for the operation of the electronic evaluation unit (7) is supplied preferably by means of a power source (8) which is also arranged within the housing (2).

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Laser-Dosimeter Laser dosimeter
Laser-Dosimeter werden zur Messung der auf eine Person auftreffenden Laserstrahlung, etwa auf einem Gefechtsfeld oder in Räumen, in denen Laser eingesetzt werden, benötigt. Derartige Laser-Dosimeter sollen möglichst klein sein und etwa die Größe einer Ausweis- oder Badge -Karte besitzen, sodass sie auf einfache Weise von der auf Laserstrahlen zu überwachenden Person getragen werden kann. Laser dosimeters are needed to measure the laser radiation incident on a person, for example on a battlefield or in rooms where lasers are used. Such laser dosimeters should be as small as possible and about the size of a badge or badge card so that it can be easily carried by the person to be monitored on laser beams.
Ein derartiges (Personen-) Laser-Dosimeter ist beispielsweise aus der US 5,698,343 bekannt. Dieses bekannte Laser-Dosimeter besteht im Wesentlichen aus einem kleinen Fresnel- Biprisma, welches in optischem Kontakt mit einer Schicht aus einem photopoly- merisierbaren Material besteht. Auf dieser Schicht werden dann Hologramme von Interferenzmustern aufgezeichnet, wenn eine Bestrahlung des Dosimeters mit kohärentem Licht (in der Regel Laserlicht) erfolgt, und nach Ende eines Überwachungszeitraumes ausgewertet. Such a (personal) laser dosimeter is known for example from US 5,698,343. This known laser dosimeter consists essentially of a small Fresnel biprism which is in optical contact with a layer of a photopolymerizable material. Holograms of interference patterns are then recorded on this layer if the dosimeter is irradiated with coherent light (usually laser light) and evaluated after the end of a monitoring period.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach und kompakt aufgebautes Laser-Dosimeter anzugeben, mit dem der Einsatz von Lasern und insbesondere verbotenen Laserwaffen gesichert und quantifiziert nachweisen zu können. The invention has for its object to provide a simple and compact constructed laser dosimeter, with the use of lasers and in particular prohibited laser weapons secured and quantified to prove.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche. This object is achieved by the features of claim 1. Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the dependent claims.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, ein Lasermesser aufzuzeigen, bei dem auf ein Prisma und ein Interferenz-Hologramme aufzeichnendes Material verzichtet werden kann. Dabei messen einzelne oder verschiedene Detektoren für einzelne oder verschiedene Wellenlängen und Leistungs- bzw. Energiebereiche die auf den / die Detektoren) fallende Laserstrahlung. Für eine gesicherte Detektion auch von gepulsten Lasern (nichtlineare Prozesse) mit einer niedrigen mittleren Leistung wird die kurzpulsige Laserstrahlung ausgewertet. Zum Nachweis dieser kurzpulsigen Laserstrahlung kann ein nichtlinearer Effekt (nichtlineares Medium) genutzt werden, z. B. mittels stimulierte Raman- Streuung, Fluoreszenzkonversion, Phosphoressenzkonversion oder die Anwendung von sättigbaren Absorbern. Da dem Detektorprinzip eine Wellenlängenverschiebung zugrunde liegt, sollte hinter dem nichtlinearen Medium ein weiterer optischer Filter verwendet werden, der die konvertierte zur detektierten Wellenlänge durchlässt, aber die einfallende Wellenlänge blockiert. Erst danach fallen diese auf den / die Detektor(en). The invention is based essentially on the idea to show a laser knife, can be dispensed with the on a prism and an interference hologram recording material. Here, individual or different detectors for individual or different wavelengths and power or energy ranges, the laser radiation falling on the / the detectors). For a reliable detection of pulsed lasers (non-linear processes) with a low average power, the short-pulse laser radiation is evaluated. To detect this short-pulse laser radiation, a nonlinear effect (nonlinear medium) can be used, for. As by stimulated Raman scattering, fluorescence conversion, Phosphoressenzkonversion or the use of saturable absorbers. Since the detector principle is based on a wavelength shift, behind the non-linear medium another optical filter should be used, which transmits the converted to the detected wavelength, but blocks the incident wavelength. Only then do they fall on the detector (s).
Stimulierte Raman Streuung als auch die Fluoreszenz- und Phosphoressenzkonversion werden dabei zur Realisierung einer Wellenlängenverschiebung eingesetzt, wobei Photonen des einfallenden Lichts absorbiert und über den nicht linearen Prozess Photonen einer anderen Wellenlänge emittiert werden. Die Stärke bzw. die Effizienz diese Vorgangs ist dabei von deren Intensität der einfallenden Strahlung abhängig, sodass sich diese Vorgänge besonders für den Nachweis kurzpulsiger Laseranwendungen eignen, da hier hohe Spitzenintensitäten erreicht werden. Stimulated Raman scattering as well as the fluorescence and phosphorus essence conversion are used to realize a wavelength shift, whereby photons of the incident light are absorbed and photons of a different wavelength are emitted via the non-linear process. The strength or the efficiency of this process is dependent on the intensity of the incident radiation, so that these processes are particularly suitable for the detection of short-pulse laser applications, since high peak intensities are achieved here.
Als Medium für die Raman Streuung sind eine Vielzahl gasförmiger, flüssiger oder fester Stoffe verwendbar, insbesondere aber LiNb03 als auch InSb. Die Wahl als geeignetes Medium hängt jedoch von den jeweiligen Details der zu detektierenden Wellenlängen und Signalstärken ab und ist auf diese abzustimmen. As a medium for Raman scattering a variety of gaseous, liquid or solid materials are used, but in particular LiNb0 3 and InSb. However, the choice as a suitable medium depends on the particular details of the wavelengths and signal strengths to be detected and is to be coordinated with them.
Für die Flouressenz- und Phosphoressenzkonversion gibt es verschiedene Farbstoffe, die angewendet werden können. Diese können in einer niedrigen Konzentration in einer Polymermatrix (z.B. PMMA) angeordnet werden, um so einfacher in den Detektor eingebaut werden zu können. Für die unterschiedlichen zu detektierenden Wellenlängen sind die anzuwendenden Farbstoffe anhand ihrer Absorption- und Emissionsspektren auszuwählen, um so die Kombination von zu detektierenden Signalen und verwendeten Farbstoffen zu optimieren. - Zum Nachweis der Wellenlänge von beispielsweise 532nm würden sich beispielsweise die Farbstoffe Dil oder SYTO 82 eignen, für den Nachweis der Wellenlänge 633nm hingegen DiD oder SYTOR Red (siehe auch http://www.invitrogen.com/site/us/en/home/supponVResearch-Tools/Fluorescence- SpectraViewer.html). Sättigbare Absorber verändern die Wellenlänge der einfallenden Strahlung nicht, können aber zur Unterscheidung von kurzpulsiger Strahlung und Dauerstrichstrahlung herangezogen werden. Die Absorber erreichen ihrerseits einen gesättigten Zustand, sodass das Medium nicht länger mehr als Absorber funktioniert. Die Sättigung hängt dabei von der Intensität der einfallenden Strahlung ab, bei kurzen Pulsen mit hoher Spitzenintensität sorgt die ansteigende Flanke für die Sättigung des Absorbers, sodass der Bereich der höchsten Intensität keine Absorption mehr erfährt. Nach Abklingen des Pulses relaxiert das Material und gelangt in seinen Grundzustand zurück. Als Absorber können ebenfalls Farbstofflösungen verwendet werden, deren Absorptionsspektrum auf die zu detektieren- de Wellenlänge abgestimmt sein sollte. Auch können schaltbare Halbleiterelemente als sättigbare Absorber verwendet werden. For the fluorine essence and phosphorus essence conversion, there are various dyes that can be used. These can be arranged in a low concentration in a polymer matrix (eg PMMA), so that they can be more easily installed in the detector. For the different wavelengths to be detected, the dyes to be used should be selected on the basis of their absorption and emission spectra so as to optimize the combination of signals to be detected and dyes used. For example, to detect the wavelength of, for example, 532 nm, the dyes Dil or SYTO 82 would be suitable; for detection of the wavelength 633 nm, however, DiD or SYTOR Red would be suitable (see also http://www.invitrogen.com/site/us/en/home / supponVesearch-Tools / Fluorescence- SpectraViewer.html). Saturable absorbers do not change the wavelength of the incident radiation, but can be used to distinguish between short-pulse radiation and continuous wave radiation. The absorbers in turn reach a saturated state, so that the medium no longer works as an absorber. The saturation depends on the intensity of the incident radiation, with short pulses with high peak intensity, the rising edge ensures the saturation of the absorber, so that the area of highest intensity no longer absorbs absorption. After the pulse has subsided, the material relaxes and returns to its ground state. Also suitable as absorbers are dye solutions whose absorption spectrum should be matched to the wavelength to be detected. Switchable semiconductor elements can also be used as saturable absorbers.
Das Laser-Dosimeter besteht aus einem Gehäuse, welches in seiner dem Laserlicht zugewandten Außenwand vorzugsweise mehrere, Laserlicht durchlassende Öffnungen aufweist, hinter denen jeweils mindestens ein optischer Sensor angeordnet ist. Die einzelnen Sensoren messen Laserlicht unterschiedlicher Wellenlängen und / oder unterschiedlicher Wellenlängenbereiche, wobei jeder der Sensoren mit einer in dem Gehäuse befindlichen Auswerteelektronik elektrisch verbunden ist, welche die empfangenen Signale auswertet und speichert. Die für den Betrieb der Auswerteelektronik benötigte Energieversorgung erfolgt vorzugsweise mittels einer ebenfalls in dem Gehäuse angeordneten Stromquelle. The laser dosimeter consists of a housing, which in its outer wall facing the laser light preferably has a plurality of laser light-transmitting openings, behind each of which at least one optical sensor is arranged. The individual sensors measure laser light of different wavelengths and / or different wavelength ranges, wherein each of the sensors is electrically connected to an evaluation electronics located in the housing, which evaluates and stores the received signals. The power supply required for the operation of the transmitter is preferably carried out by means of a likewise arranged in the housing power source.
Bei einem derartigen Laser-Dosimeter kann das Gehäuse klein gehalten werden, sodass problemlos auch mehrere Dosimeter außen am Körper der jeweiligen auf Laserstrahlung zu überwachenden Person getragen werden können. Außerdem können Sensoren entsprechend dem neuesten Stand der Technik eingesetzt und im Hinblick auf den jeweiligen Einsatzfall (Bedrohungsprofil) optimiert werden. With such a laser dosimeter, the housing can be kept small so that it is also possible to carry a plurality of dosimeters on the outside of the body of the respective person to be monitored for laser radiation. In addition, sensors can be used according to the latest state of the art and optimized with regard to the particular application (threat profile).
Vorzugsweise sollte das Gehäuse des Laser-Dosimeters robust und manipulationssicher sein, um eine Verfälschung der gemessenen Daten zu verhindern bzw. Spuren zu hinterlassen. Die Auswertung der Dosimeter durch eine Dritte unparteiische Instanz ist dabei ebenfalls möglich. Preferably, the housing of the laser dosimeter should be robust and tamper-proof in order to prevent or leave a falsification of the measured data. The evaluation of the dosimeter by a third party impartial instance is also possible.
Das Erreichen der Manipulationssicherheit ist auf verschiedene Möglichkeiten realisierbar. In der einfachsten Variante kann das Gehäuse durch eine Rück- und eine Frontplatte mit einer Öffnung für den Eintritt der Laserstrahlung gebildet sein. Hierbei wäre dann bei- spielsweise eine saubere Verschlussnaht zwischen den beiden Gehäuseteilen zu sehen sein. Eine andere Möglichkeit ist das Umspritzen der Elektronikbauteile mit Kunststoff und / oder Kunstharz. Auch ein Verkleben der Nahtstellen mit einem Versiegelungsaufkleber bietet sich an. Hierbei ist eine Zerstörung ebenfalls leicht erkennbar und neue Aufkleber nur durch autorisierte Personen wieder aufbringbar. Ein verschweißen der Nahtstellen mit Plastikfolie ähnlich wie bei Medikamentenverpackungen ist eine weitere Alternative. Da es sie hierbei um eine Spezialapparatur handelt für das Verschweißen ist ein Wiederverschließen durch Unberechtigte ausgeschlossen. Zum anderen kann eine besondere Folie verwendet werden, beispielsweise mit einem besonderen Schriftzug oder ein Hologramm. Bekannt ist auch Farblack an wenigstens einer Befestigungsschraube. Achieving the security against manipulation can be realized in various ways. In the simplest variant, the housing can be formed by a rear and a front plate with an opening for the entry of the laser radiation. In this case, For example, to see a clean seal between the two housing parts. Another possibility is the encapsulation of the electronic components with plastic and / or synthetic resin. Bonding the seams with a seal sticker is also recommended. Here, a destruction is also easily recognizable and new stickers only by authorized persons reapplicable. Welding the seams with plastic film similar to drug packaging is another alternative. Since this is a special apparatus for welding, reclosing by unauthorized persons is excluded. On the other hand, a special foil can be used, for example with a special lettering or a hologram. Color paint is also known on at least one fastening screw.
Um mit den einzelnen Sensoren unterschiedliche Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche auf Laserstrahlung zu analysieren, werden den Sensoren optische Filter vorgeschaltet sind, welche nur Licht der vorgegebenen Wellenlänge oder des vorgegebenen Wellenlängenbereiches durchlassen. In order to analyze with the individual sensors different wavelengths or wavelength ranges on laser radiation, the sensors are preceded by optical filters which transmit only light of the predetermined wavelength or the predetermined wavelength range.
Vorzugsweise kann die Auswerteelektronik derart aufgebaut sein, dass die von den Sensoren empfangenen Signale jeweils mit einem voreinstellbaren Schwellenwert verglichen werden und dass beim Überschreiten des Schwellenwertes ein Alarmsignal (optisch, akustisch, taktil oder dergleichen) ausgelöst wird. Preferably, the transmitter can be constructed such that the signals received by the sensors are each compared with a presettable threshold and that when the threshold is exceeded, an alarm signal (optical, acoustic, tactile or the like) is triggered.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand einer Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel. Further details and advantages of the invention will become apparent from the following, explained with reference to a drawing embodiment.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Laser-1 shows a schematic cross section of a laser according to the invention
Dosimeters, dosimeter
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer weiteren Variante (auszugsweise). Fig. 2 is a schematic cross section of another variant (in part).
Die Kombination von Filter, Detektor (Sensor) und Auswerteeinheit kann an das jeweils herrschende (Bedrohungs-) Profil bzw. Vorgaben angepasst werden. Insbesondere die Schwellwerte sind dazu variierbar. The combination of filter, detector (sensor) and evaluation unit can be adapted to the prevailing (threat) profile or specifications. In particular, the threshold values are variable.
In der Fig1. ist als ein repräsentatives Ausführungsbeispiel mit 1 ein Laser-Dosimeter be- zeichnet, welches ein Gehäuse 2 umfasst, das vorzugsweise in etwa die Abmessungen einer Badge -Karte (auch einer dickeren Smart -Karte, einer Ausweiskarte oder dergleichen) besitzt und sehr robust sowie manipulationssicher (beispielsweise durch Umspritzen des Gehäuses 2 oder der elektronischen Baugruppen mit Kunststoff) aufgebaut ist. In Fig1. 1 is a representative of a laser dosimeter. which comprises a housing 2, which preferably has approximately the dimensions of a badge card (also a thicker smart card, a badge or the like) and very robust and tamper-proof (for example by encapsulation of the housing 2 or the electronic components with plastic ) is constructed.
Die dem Laserlicht zugewandte Außenwand 3 des Gehäuses 2 enthält vorzugsweise mehrere Laserlicht durchlassende Öffnungen 4. Hinter jeder der Öffnungen 4 ist ein optisches Filter 5 angeordnet, wobei die einzelnen Filter 5 Licht unterschiedlicher Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche durchlassen. Im Inneren des Gehäuses 2 sind den Filtern 5 optische Sensoren 6 nachgeschaltet. Dabei ist jeder der Sensoren 6 mit einer in dem Gehäuse 2 befindlichen Auswerteelektronik 7 elektrisch verbunden, welche die Sensorsignale auswertet und speichert. Die Sensoren können 3 können auf einer Leiterplatte (nicht weiter dargestellt) ausgebracht und dadurch elektrisch kontaktiert sein. The laser light facing outer wall 3 of the housing 2 preferably contains a plurality of laser light transmitting openings 4. Behind each of the openings 4, an optical filter 5 is arranged, wherein the individual filters 5 transmit light of different wavelengths or wavelength ranges. Inside the housing 2, the filters 5 are followed by optical sensors 6. In this case, each of the sensors 6 is electrically connected to an evaluation electronics 7 located in the housing 2, which evaluates and stores the sensor signals. The sensors 3 may be applied to a printed circuit board (not shown) and thereby electrically contacted.
Zum Betrieb der Auswerteelektronik 7 ist eine Batterie 8 oder ein anderer Energiespeicher vorgesehen, die / der ebenfalls in dem Gehäuse 2 angeordnet ist. Allerdings besitzt die Auswerteelektronik 7 Speicherelemente (nicht dargestellt), die sicherstellen, dass bereits gespeicherte Messergebnisse auch beim Abschalten der Batteriespannung nicht verloren gehen (insbesondere dann, wenn die Batterie(n) leer ist / sind). Außerdem ist die Auswerteelektronik 7 bevorzugt so ausgelegt, dass sie nach dem Auslesen der Messwerte für die wiederholte Verwendung reinitialisiert werden kann. To operate the transmitter 7, a battery 8 or other energy storage is provided, which / is also arranged in the housing 2. However, the transmitter has 7 memory elements (not shown), which ensure that already stored measurement results are not lost even when switching off the battery voltage (especially when the battery (s) is / are empty). In addition, the transmitter 7 is preferably designed so that it can be reinitialized after reading the measured values for repeated use.
Fig. 2 zeigt eine Variante zum Messen kurzpulsiger (gepulster) Laserstrahlungen. Für diesen nichtlinearen Prozess werden hinter dem bereits in Fig. 1 eingebundenen Filter 5 zwei weitere Filter 9, 10 platziert. Der nichtlineare Filter 9 ist dabei beispielsweise ein Fluoreszenzfarbstoff in einer Polymermatrix und der zweite Filter 10 ein optischer Filter. Der zweite Filter dient dabei zur Trennung von Laser- und Fluoreszenzlicht. Diesen ist dann der Sensor 6 nachgeschaltet. Im Fall der sättigbaren Absorption ist nur der nichtlineare Filter 9 von Nöten. Fig. 2 shows a variant for measuring short-pulse (pulsed) laser radiation. For this nonlinear process, two further filters 9, 10 are placed behind the filter 5 already incorporated in FIG. 1. The non-linear filter 9 is, for example, a fluorescent dye in a polymer matrix and the second filter 10 is an optical filter. The second filter serves to separate laser and fluorescent light. This is then followed by the sensor 6. In the case of saturable absorption, only the non-linear filter 9 is needed.
Die Auswerteelektronik 7 ist derart aufgebaut, dass die von den Sensoren 6 empfangenen Signale (beider Varianten) allgemein als entsprechender Signalwert gespeichert und in einer bevorzugten Ausführung jeweils mit einem voreinstellbaren Schwellenwert verglichen werden. Beim Überschreiten des Schwellenwertes kann ein Alarmsignal ausgelöst werden. Das Alarmsignal kann dann beispielsweise einem ebenfalls in dem Laser- Dosimeter 1 befindlichen Lautsprecher (nicht dargestellt) zugeführt werden. The transmitter 7 is constructed such that the signals received by the sensors 6 (both variants) are generally stored as a corresponding signal value and are compared in a preferred embodiment in each case with a presettable threshold value. When the threshold value is exceeded, an alarm signal can be triggered become. The alarm signal can then be supplied, for example, to a loudspeaker (also not shown) also located in the laser dosimeter 1.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So können die Öffnungen 4 auch durch lichtdurchlässige Scheiben aus Glas oder Kunststoff verschlossen sein. Diese können gegebenenfalls auch mindestens teilweise die Funktion der optischen Filter übernehmen. Of course, the invention is not limited to the embodiment described above. Thus, the openings 4 can also be closed by translucent glass or plastic discs. If appropriate, these can also at least partially assume the function of the optical filters.
Ferner kann auch auf die optischen Filter 5 ganz verzichtet werden, wenn Sensoren 6 verwendet werden, welche nur in dem vorgegebenen Wellenlängenbereich lichtempfindlich sind. Furthermore, it is also possible to dispense entirely with the optical filters 5 if sensors 6 are used which are photosensitive only in the predetermined wavelength range.
Das Gehäuse 2 kann durch eine nachweisliche Verschlussnaht 11 und / oder einen Versigelungsaufkleber 12 etc. manipulationssicher verschlossen werden. The housing 2 can be closed by a verifiable closure seam 11 and / or a sealing sticker 12 etc. tamper-proof.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Laser-Dosimeter 1 laser dosimeter
2 Gehäuse  2 housings
3 Außenwand  3 outer wall
4 Öffnung  4 opening
5 optischer Filter  5 optical filter
6 Sensor  6 sensor
7 Auswerteelektronik 7 evaluation electronics
8 Stromquelle, Batterie8 power source, battery
9 nichtlinearer Filter9 nonlinear filter
10 optischer Filter (zweiter) 10 optical filters (second)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Laser-Dosimeter, mit ein Gehäuse (2), welches in seiner dem Laserlicht zugewandten Außenwand (3) mindestens eine, vorzugsweise mehrere Laserlicht durchlassende Öffnungen (4) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass hinter jeder der Öffnungen (4) der Außenwand (3) im Inneren des Gehäuses (2) wenigstens ein das Laserlicht einer vorgegebenen Wellenlänge und / oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereiches detektierender Sensor (6) angeordnet ist und der einzelne oder die verschiedenen Sensoren (6) für einzelne oder verschiedene Wellenlängen und Leistungs- bzw. Energiebereiche die auf den / die Detektor(en) fallende Laserstrahlung messen, wozu diesen jeweils ein Filter (5) vorgeschaltet ist. 1. Laser dosimeter, comprising a housing (2) which has in its laser light facing outer wall (3) at least one, preferably a plurality of laser light transmitting openings (4); characterized in that behind each of the openings (4) of the outer wall (3) in the interior of the housing (2) at least one of the laser light of a predetermined wavelength and / or a predetermined wavelength range detecting sensor (6) is arranged and the single or the different sensors (6) for individual or different wavelengths and power or energy ranges which measure laser radiation incident on the detector (s), for which purpose a respective filter (5) is connected upstream of these.
2. Laser- Dosimeter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachweis einer kurzpulsigen Laserstrahlung ein oder zwei zusätzliche Filter (9, 10) vorgesehen sind, welche dem jeweiligen Filter (5) nachgeschaltet und den Sensoren (6) vorgeschaltet werden. 2. Laser dosimeter according to claim 1, characterized in that for the detection of a short-pulse laser radiation one or two additional filters (9, 10) are provided, which are connected downstream of the respective filter (5) and the sensors (6).
3. Laser- Dosimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein nichtlinearer Effekt mittels nichtlineares Medium genutzt wird, beispielsweise ein mittels stimulierter Raman- Streuung, Fluoreszenzkonversion, Phosphoressenzkonversion oder die Anwendung von sättigbaren Absorbern erzeugter nichtlinearer Effekt, um auch gepulste Laserstrahlungen mit einer niedrigen mittleren Leistung aufnehmen zu können. 3. Laser dosimeter according to claim 2, characterized in that a nonlinear effect is used by means of non-linear medium, for example, a means of stimulated Raman scattering, fluorescence conversion, Phosphoressenzkonversion or the application of saturable absorbers generated non-linear effect to pulsed laser radiation with a low average power to absorb.
4. Laser- Dosimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stimulierte Raman Streuung als auch die Fluoreszenz- und Phosphoressenzkonversion für eine Wellenlängenverschiebung eingesetzt werden, wobei Photonen des einfallenden Lichts absorbiert und über den nicht linearen Prozess Photonen einer anderen Wellenlänge emittiert werden. 4. Laser dosimeter according to claim 2, characterized in that the stimulated Raman scattering as well as the fluorescence and Phosphoressenzkonversion be used for a wavelength shift, wherein photons of the incident light are absorbed and emitted via the non-linear process photons of a different wavelength.
5. Laser-Dosimeter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem nichtlinearen Medium ein weiterer optischer Filter verwendet wird, der die konvertierte zur detektierten Wellenlänge durchlässt, aber die einfallende Wellenlänge blockiert. 5. Laser dosimeter according to claim 3, characterized in that behind the non-linear medium, a further optical filter is used, which transmits the converted to the detected wavelength, but blocks the incident wavelength.
6. Laser -Dosimeter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium für die Raman Streuung eine Vielzahl gasförmiger, flüssiger oder fester Stoffe verwendbar sind, insbesondere aber LiNb03 als auch InSb. 6. Laser dosimeter according to claim 2 or 3, characterized in that as a medium for the Raman scattering a plurality of gaseous, liquid or solid substances can be used, but in particular LiNb0 3 and InSb.
7. Laser- Dosimeter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Medium für die Flouressenz- und Phosphoressenzkonversion verschiedene Farbstoffe in einer niedrigen Konzentration in einer Polymermatrix angewendet werden können. 7. Laser dosimeter according to claim 2 or 3, characterized in that as a medium for the Flouressenz- and Phosphoressenzkonversion different dyes can be applied in a low concentration in a polymer matrix.
8. Laser-Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Sensoren (6) mit einer in dem Gehäuse (2) befindlichen Auswerteelektronik (7) verbunden ist, welche die Messsignale der Sensoren (6) auswertet und speichert und die Auswerteelektronik (7) ist mit einer ebenfalls in dem Gehäuse (2) angeordneten Stromquelle (8) verbunden. 8. Laser dosimeter according to one of claims 1 to 6, characterized in that each of the sensors (6) with a in the housing (2) located evaluation electronics (7) is connected, which evaluates the measurement signals of the sensors (6) and stores and the transmitter (7) is connected to a likewise in the housing (2) arranged power source (8).
9. Laser-Dosimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Laser-Dosimeter (1) um eine von nur einer Person tragbare Einrichtung handelt. 9. Laser dosimeter according to claim 1 or 2, characterized in that the laser dosimeter (1) is a device which can be worn by only one person.
10. Laser-Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) des Laser-Dosimeters (1) etwa die Abmessungen einer Badge- Karte oder dergleichen besitzt und mittels einer Trageeinrichtung versehen ist, sodass das Laser-Dosimeter (1) außen am Körper von einer auf Laserstrahlung zu überwachenden Person getragen werden kann. 10. Laser dosimeter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the housing (2) of the laser dosimeter (1) has approximately the dimensions of a Badge card or the like and is provided by means of a carrying device, so that the laser Dosimeter (1) outside of the body can be worn by a person to be monitored by laser radiation.
11. Laser-Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) des Laser-Dosimeters (1) derart verschlossen ist, dass es von einer unberechtigten Person nicht geöffnet werden kann, ohne dass der Öffnungsvorgang anschließend feststellbar ist. 11. Laser dosimeter according to one of claims 1 to 10, characterized in that the housing (2) of the laser dosimeter (1) is closed in such a way that it can not be opened by an unauthorized person, without the opening process subsequently being detectable is.
12. Laser-Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (7) derart aufgebaut ist, dass die von den Sensoren (6) bereitgestellten Messsignale jeweils mit einem voreinstellbaren Schwellenwert verglichen werden, wobei beim Überschreiten des Schwellenwertes ein Alarmsignal ausgelöst werden kann. 12. Laser dosimeter according to one of claims 1 to 11, characterized in that the evaluation electronics (7) is constructed such that the measurement signals provided by the sensors (6) are each compared with a presettable threshold, wherein when the threshold value is exceeded Alarm signal can be triggered.
13. Laser-Dosimeter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Alarmsignal optischer, akustischer und / oder taktiler Art ist. 13. Laser dosimeter according to claim 12, characterized in that the alarm signal is optical, acoustic and / or tactile type.
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