Laserspektroskopische Verfahren finden auf einer Vielzahl von technischen Gebieten Anwendung und dienen der Untersuchung von unterschiedlichsten Gegenständen, einschließlich Gasen. Dabei werden Elektronen der Elektronenhülle des zu untersuchenden Stoffes mit Hilfe der durch den Laserstrahl bereitgestellten Energie auf ein höheres Energieniveau angehoben.
Der dabei von den Elektronen absorbierte Energieanteil kann mittels geeigneter Detektoren ebenso gemessen werden, wie die Energie, welche beim Zurückfallen der Elektronen auf ein niedrigeres, stabiles Niveau emittiert wird, was letztendlich Rückschlüsse auf den oder die Bestandteile des zu untersuchenden Stoffes zulässt.
Bei einigen Untersuchungen ist es allerdings wünschenswert, in manchen Fällen sogar unerlässlich, dass die über den Laserstrahl in den zu untersuchenden Stoff eingetragene Energie unterhalb einer vordefinierten Grenze liegt. Dies ist beispielsweise bei der Untersuchung von (hoch-)explosiven Gasen der Fall.
Beim Einsatz von Dioden als Pumpquelle des Lasers steht man allerdings vor dem Problem, dass diese am Ende ihrer Lebensdauer schlagartig „sterben“ und dabei eine Leistung abgeben können, die bis zu zehnmal höher ist als ihre Nennleistung.
Da, wie bei allen technischen Bauteilen, die Lebensdauer nicht exakt vorhersagbar ist und solche Dioden darüber hinaus unvermittelt ausfallen, müssen bei sicherheitsrelevanten Anwendungen solcher Laser Vorkehrungen getroffen werden, um durch plötzliche Leistungsspitzen Schäden zu verhindern. Solche Schäden können ebenso durch Spannungsspitzen in der Stromversorgung eines Lasers verursacht werden, wie sie beispielsweise bei Blitzeinschlägen auftauchen.
Bei der Untersuchung von vergleichsweise schwer entzündlichen Gegenständen, wie etwa Festkörpern, können beispielsweise Abschalteinrichtungen vorgesehen werden, welche die Laserquelle abschalten, sobald eine zu hohe abgegebene Leistung gemessen wird. Für die Untersuchung von hochexplosiven Gasgemischen sind solche Abschalteinrichtungen jedoch regelmäßig zu „träge“, sodass bereits eine zu hohe Energie in das Gasgemisch eingetragen worden wäre, bevor mit einer Abschaltung der Laserquelle reagiert werden kann. In solchen Fällen besteht daher nur die Möglichkeit, kleine Proben des zu untersuchenden Gases mittels Laserspektroskopie zu untersuchen, sodass ein Entzünden des Gases, etwa beim Ausfall einer Pumpdiode des Lasers, keine Schäden zur Folge hat.
Die Untersuchung von hochexplosiven Gasen in laufenden Prozessen mittels Laserspektroskopie war aufgrund der oben dargelegten Problematiken bislang jedoch nicht möglich.
Das Ziel unserer Erfindung ist es demnach, eine Möglichkeit bereitzustellen, eine gegebenenfalls zu hohe Leistung eines Laserstrahls reaktionsschnell zu reduzieren oder gar abzuschalten, sodass dessen Einsatz auch für sensible Anwendungen, etwa für die Laserspektroskopie von laufenden Prozessen eines hochexplosiven Gases möglich ist.
Unsere Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Leistungsbegrenzung eines Lasers, mittels welcher die Leistung eines von einer Reflexionseinrichtung reflektierten Laserstrahls gegenüber der Leistung des auf die Reflexionseinrichtung einfallenden Laserstrahls verringert wird, sobald die Leistung des einfallenden Laserstrahls über einer vordefinierten Schwelle liegt
