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KR101144720B1 - Optical Fiber with Reflective Grooves - Google Patents

Optical Fiber with Reflective Grooves Download PDF

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KR101144720B1
KR101144720B1 KR1020100088037A KR20100088037A KR101144720B1 KR 101144720 B1 KR101144720 B1 KR 101144720B1 KR 1020100088037 A KR1020100088037 A KR 1020100088037A KR 20100088037 A KR20100088037 A KR 20100088037A KR 101144720 B1 KR101144720 B1 KR 101144720B1
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grooves
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Abstract

본 발명은 광섬유에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 반사체를 사용하지 않고도 광섬유로 전달되는 빛을 광섬유 측면으로 굴절시킬 수 있는 반사용 홈을 가지는 광섬유에 관한 것이다. The present invention relates to an optical fiber, and more particularly, to an optical fiber having a reflection groove capable of refracting light transmitted to the optical fiber to the side of the optical fiber without using a conventional reflector.

Description

반사용 홈을 가지는 광섬유{OPTICAL FIBER WITH REFLECTIVE GROOVE}Optical fiber with groove for reflection {OPTICAL FIBER WITH REFLECTIVE GROOVE}

본 발명은 광섬유에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 반사체를 사용하지 않고도 광섬유로 전달되는 빛을 광섬유 측면으로 굴절시킬 수 있는 반사용 홈을 가지는 광섬유에 관한 것이다. The present invention relates to an optical fiber, and more particularly, to an optical fiber having a reflection groove capable of refracting light transmitted to the optical fiber to the side of the optical fiber without using a conventional reflector.

레이져 빛을 전달하는 방법에 있어서 직접적인 방법과 간접적인 방법이 있으며 간접적인 방법으로서 광섬유라는 전달장치를 사용하게 되는데 대부분은 직선으로 빛을 보내어 사용하지만 측면으로 빛을 보낼려면 광섬유에 반사체를 장착하여 빛을 반사시키는 방식을 이용하였다. There are direct and indirect methods of transmitting laser light, and indirect methods use a transmission device called an optical fiber. In most cases, the light is sent in a straight line. However, in order to send light to the side, the optical fiber is equipped with a reflector. The method of reflecting was used.

즉, 인체와 같이 좁은 곳에서 측면으로 빛을 반사시키기 위해서는 광섬유 앞쪽에 반사체를 부착할 수밖에 없었다. 광섬유 끝단에 반사체를 위치시키기 위해서는 유리관을 사용하였는데 먼저 유리관에 반사체를 고정시키고 유리관을 광섬유와 연결하였다.That is, in order to reflect light from a narrow place such as a human body to the side, the reflector had to be attached to the front of the optical fiber. A glass tube was used to position the reflector at the end of the optical fiber. First, the reflector was fixed to the glass tube and the glass tube was connected to the optical fiber.

하지만 종래 기술에 의할 경우, 반사체를 별도로 고정시켜야 하며 열에 견딜 수 있도록 재질 선택에도 어려운 문제가 있었다. 또한 의료용으로서 혈관 내부에 사용하는 광섬유에 부착되는 반사체의 경우 그 크기가 매우 작아야 하므로 제조하는데 있어서 어려움이 있었다. However, according to the prior art, the reflector has to be fixed separately, and there was a difficult problem in material selection to withstand heat. In addition, since the size of the reflector attached to the optical fiber used inside the blood vessel for medical use has to be very small, there was a difficulty in manufacturing.

또한 빛을 광섬유의 측면 전방향으로 반사시키기 위해서 원추형 반사체를 사용하였는데 빛을 전부 반사하지는 못하고 일부는 직진하게 되었다. 이러한 경우 빛의 누수가 생겨 사용할 에너지를 전부 전달하지 못하게 되어 누수된 에너지만큼 보상하여야 하므로 에너지 전달 효율이 떨어지게 되었다. In addition, a conical reflector was used to reflect the light in all directions of the side of the optical fiber. In this case, light leaks occur, and thus, energy cannot be delivered to all the energy to be used, and thus the energy transfer efficiency is reduced.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 별도의 부재인 반사체를 사용하지 않고 광섬유 자체만을 이용하더라도 빛을 사용자가 원하는 전방향으로 효과적으로 반사시킬 수 있으며 에너지 전달 효율까지 우수한 반사용 홈을 가지는 광섬유를 제공하고자 하는 것이다. The present invention for solving these problems, the optical fiber having a reflective groove that can effectively reflect the light in any direction desired by the user even if only using the optical fiber itself, without using a separate reflector, which is excellent in energy transfer efficiency Is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 레이져 빛을 굴절시키는 광섬유에 있어서, 상기 광섬유에는 빛을 굴절시키기 위한 홈이 직접 형성된 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, in the optical fiber for refracting laser light, the optical fiber having a groove for reflection is characterized in that the groove for directly refracting the light is formed.

상기 광섬유는 상기 광섬유를 둘러싸는 광섬유외피와 빛이 굴절되는 영역인 상기 홈이 형성된 상기 광섬유의 말단을 보호하는 유리관을 더 포함하며, 상기 유리관은 상기 광섬유외피와 결합되는 것이 바람직하다.The optical fiber further includes a glass tube that protects the optical fiber envelope surrounding the optical fiber and the end of the optical fiber in which the groove is a region where light is refracted, and the glass tube is coupled to the optical fiber envelope.

상기 레이져 빛의 파장은 300㎚ 내지 20000㎚인 것이 바람직하다. It is preferable that the wavelength of the said laser light is 300 nm-20000 nm.

상기 홈은 V자형 이거나 원형인 것이 바람직하다. The groove is preferably V-shaped or circular.

상기 홈의 맞은편에 있는 상기 광섬유에는 상기 레이져 빛을 반사할 수 있는 반사재질이 형성된 것이 바람직하다. Preferably, the optical fiber opposite to the groove is formed with a reflective material capable of reflecting the laser light.

상기 홈은 2개 내지 4개이며, 상기 홈의 각도(A)에 따라 빛의 방향이 다르게 굴절되는 것이 바람직하다. The groove is two to four, it is preferable that the direction of the light is refracted differently according to the angle (A) of the groove.

여기서 상기 홈이 2개일 경우는 상기 홈의 각도(A)는 180도 이상이며, 상기 홈이 3개일 경우는 상기 홈의 각도(A)는 120도 이상인 것이 바람직하다.Here, when the grooves are two, the angle A of the groove is 180 degrees or more, and when the groove is three, the angle A of the groove is preferably 120 degrees or more.

상기 광섬유의 굵기는 100㎛ 내지 10000㎛ 이며 길이는 100㎜ 내지 10000㎜ 인 것이 바람직하다.The optical fiber has a thickness of 100 μm to 10000 μm and a length of 100 mm to 10000 mm.

상기 홈의 반사면의 형태는 곡면 또는 평면인 것이 바람직하다.The shape of the reflective surface of the groove is preferably curved or flat.

상기 홈은 복수개이며 상기 홈의 크기와 깊이는 각각 다르거나 동일한 것이 바람직하다.The grooves are plural and the size and depth of the grooves may be different or the same.

상기 광섬유의 말단은 원추형태인 것이 바람직하다.The end of the optical fiber is preferably in the form of a cone.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 별도의 부재인 반사체를 사용하지 않고 광섬유 자체만을 이용하더라도 빛을 사용자가 원하는 전방향으로 효과적으로 반사시킬 수 있으며 에너지 전달 효율까지 우수한 반사용 홈을 가지는 광섬유가 제공될 수 있다. According to the present invention as described above, even when using only the optical fiber itself without using a reflector, which is a separate member, it is possible to effectively reflect light in all directions desired by the user, and an optical fiber having a reflection groove excellent in energy transfer efficiency may be provided. Can be.

그에 따라 본 발명에 의하면, 반사체를 유리관에 고정시키는 불편함이 없어 비용 절감효과가 우수하며 빛의 전달효과가 높을 수 있다. Accordingly, according to the present invention, there is no inconvenience in fixing the reflector to the glass tube, so the cost saving effect can be excellent and the light transmission effect can be high.

도 1은 본 발명에 따른 반사용 홈을 가지는 광섬유를 나타낸 도면.
도 2는 각각의 홈에 따라 빛의 진행방향을 나타낸 도면.
도 3은 홈이 형성된 광섬유의 단면도.
도 4는 홈이 형성되는 각도를 나타낸 도면.
도 5는 홈의 다양한 형태를 나타낸 도면.1 is a view showing an optical fiber having a reflecting groove according to the present invention.
2 is a view showing a traveling direction of light according to each groove.
3 is a cross-sectional view of an optical fiber with grooves formed therein.
4 is a view illustrating an angle at which grooves are formed.
5 shows various forms of grooves.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 반사용 홈을 가지는 광섬유를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an optical fiber having a groove for reflection according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 반사용 홈을 가지는 광섬유가 도시되어 있다.1 shows an optical fiber having a groove for reflection.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유에는 굴절용 홈(5)이 형성되어 있으며 홈(5)이 형성된 광섬유(2)가 부러지지 않게 하기 위하여 투명 유리관(3)을 씌워 보호하게 된다. As shown in FIG. 1, the optical fiber according to the present invention is provided with a deflection groove 5 and is covered with a transparent glass tube 3 to prevent the optical fiber 2 having the groove 5 formed therefrom from being broken.

이때 투명 유리관(3)은 유리 또는 파이랙스 또는 크리스탈 등의 다양한 재질을 사용할 수 있으며 그 모양은 단면이 원형, 타원형, 사각형 등의 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 유리관(3)은 광섬유 외피(1)와 결합하여 고정되며 유리관의 끝부분은 원형 또는 타원형일 수 있다. 이때 유리관(3)과 광섬유 외피(1)는 접착제 또는 특수 융착제 등을 사용하여 결합시키거나 고주파 융착 등과 같은 특수한 방법으로 고정시켜서 일체형으로 할 수 있다. At this time, the transparent glass tube 3 may use a variety of materials, such as glass or pyrex or crystal, the shape may have a variety of forms, such as circular, oval, square. Glass tube 3 is fixed in combination with the optical fiber shell 1 and the end of the glass tube may be circular or oval. At this time, the glass tube 3 and the optical fiber sheath 1 may be integrated by using an adhesive or a special fusion agent or fixed by a special method such as high frequency fusion.

본 발명에 사용되는 광섬유(2)는 유리계통의 투명재질이며 빛을 잘 통과시키기도 하지만 일부는 각도에 따라 빛을 굴절시킬 수도 있다. 이러한 성질을 이용하여 광섬유에 직접 홈(5)을 내어주면 광섬유를 통과하던 빛은 홈을 만나면서 굴절되어 광섬유 측면으로 빛을 보낼 수 있다.The optical fiber 2 used in the present invention is a glass-based transparent material and may pass light well, but some may refract light depending on an angle. Using this property, if the groove 5 is directly applied to the optical fiber, the light passing through the optical fiber may be refracted while meeting the groove and may send light to the side of the optical fiber.

본 발명에서 광섬유에 사용되는 레이저의 파장은 300㎚ 내지 20000㎚일 수 있다. 또한 광섬유(2)의 굵기는 100㎛ 내지 10000㎛ 일수 있으며 길이는 100㎜ 내지 10000㎜ 일수 있다.The wavelength of the laser used for the optical fiber in the present invention may be 300nm to 20000nm. In addition, the thickness of the optical fiber 2 may be 100 μm to 10000 μm and the length may be 100 mm to 10000 mm.

홈(5)의 각도(A, 도 4 참조)에 따라 빛의 반사각도는 달라질 수 있다. 대개의 경우 각도(A)가 좁으면 반사가 잘 일어나지 않을 수 있으므로 충분한 각도를 유지하는 것이 바람직하다. 홈(5)의 각도(A)는 1도에서부터 180도까지 가능하지만 일반적으로 45도 각도를 가질 수 있다. 다만 이는 정해진 것은 아니며 최대한 빛의 굴절이 잘되는 다양한 각도를 사용할 수 있다. Depending on the angle A of the groove 5 (see FIG. 4), the angle of reflection of light may vary. In most cases, when the angle A is narrow, reflection may not be easily generated, so it is preferable to maintain a sufficient angle. The angle A of the groove 5 may be from 1 degree to 180 degrees but may generally have a 45 degree angle. However, this is not fixed and may use various angles at which light is refracted as much as possible.

도 1에는 홈(5)은 V자형인 경우가 도시되어 있지만 홈(5)은 원형의 둥근 모양 등 다양한 모양을 사용할 수 있다. 또한 홈(5)의 반사면 형태는 곡면의 형태나 평면의 형태를 가지는 것이 바람직하다.In FIG. 1, the groove 5 has a V shape, but the groove 5 may use various shapes such as a circular round shape. In addition, it is preferable that the shape of the reflecting surface of the groove 5 has a shape of a curved surface or a shape of a plane.

도 5에는 이러한 홈(5)의 다양한 형태가 도시되어 있다. 5 shows various forms of such grooves 5.

도 5의 (a)와(b)는 광섬유(2)의 홈(5) 일면이 곡면 중 볼록한 형태를 가지는 경우이며, 도 5의 (c)는 광섬유(2)의 홈(5) 양면이 모두 볼록한 형태를 가지는 경우이다. 도 5의 (d)와(e)는 광섬유(2)의 홈(5) 일면이 곡면 중 오목한 형태를 가지는 경우이며, 도 5의 (f)는 광섬유(2)의 홈(5) 양면이 모두 오목한 형태를 가져 전체적으로 원형의 둥근 모양을 가지는 경우이다.5 (a) and 5 (b) are cases where one surface of the groove 5 of the optical fiber 2 has a convex shape among curved surfaces, and FIG. 5 (c) shows both surfaces of the groove 5 of the optical fiber 2. This is the case with a convex shape. 5 (d) and (e) show a case in which one surface of the groove 5 of the optical fiber 2 has a concave shape among curved surfaces, and FIG. 5 (f) shows both surfaces of the groove 5 of the optical fiber 2. It is a case of having a concave shape and a round shape of a circle as a whole.

또한 한 개의 홈(5)에서는 광섬유(2)의 측면 전방향(360°)으로 빛을 내보낼 수 없으므로 홈(5)은 2개 이상일 수 있다. 다만 홈(5)이 많아지면 광섬유(2)가 얇아져서 쉽게 부러질 수 있으므로 홈(5)은 2개 내지 4개인 것이 바람직하나 경우에 따라서는 4개 이상이 될 수도 있다.In addition, the groove 5 may be two or more because one groove 5 is not able to emit light in the front direction (360 °) of the side of the optical fiber (2). However, when the grooves 5 are large, the optical fiber 2 may be thin and easily broken, so the grooves 5 may be two to four, but may be four or more depending on the case.

도 2에는 광섬유를 통해 빛이 나아가는 방향이 도시되어 있는데 각 홈(5)에 따라서 진행하는 빛의 방향이 다른 것을 알 수 있다. 홈(5)을 만나기 전의 빛이 진행하는 방향, 또는 각 홈(5)의 크기나 깊이 등 형태는 각각 다르거나 동일할 수 있기 때문이다. 또한 광섬유(2)의 말단부는 원추형태로 하여 빛을 화살표 방향처럼 광섬유 측면으로 분산시켜 빛이 앞쪽으로 직진하는 것을 최소화시킬 수 있다.2 shows the direction in which light travels through the optical fiber, but it can be seen that the direction of the light propagating along each groove 5 is different. This is because the direction in which light travels before meeting the grooves 5, or the shape or size of each groove 5 may be different or the same. In addition, the distal end of the optical fiber (2) in the form of a cone can disperse light to the side of the optical fiber as in the direction of the arrow can minimize the light going straight forward.

홈(5)의 맞은 편에 있는 광섬유(2)의 표면은 빛을 반사시킬 수 있는 재질로 형성되거나 코팅 등을 하여 빛이 잘 반사될 수 있도록 되어있다. 이러한 경우 홈(5)을 통해 나갈 수 있는 빛의 세기를 높일 수 있다.The surface of the optical fiber 2 opposite to the groove 5 is formed of a material capable of reflecting light or coated so that the light can be well reflected. In this case, it is possible to increase the intensity of light that can exit through the groove (5).

하지만 홈(5)의 맞은 편에 빛을 반사시킬 수 있는 재질이 없을 수도 있으며 이때는 점선으로 표시된 화살표와 같이 빛이 광섬유(2)의 홈(5) 맞은 편으로도 굴절되어 나아갈 수 있다. However, there may not be a material capable of reflecting light on the opposite side of the groove 5, in which case the light may be refracted toward the opposite side of the groove 5 of the optical fiber 2, as indicated by the dotted line.

또한 홈(5)은 광섬유(2)의 단면도를 나타낸 도 3에서 볼 수 있는 것과 같이, 광섬유(2) 둘레의 각각 다른 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 하나의 홈(5)으로 빛을 굴절시킬 수 있는 각도는 한정되어 있으므로 광섬유(2)의 측면 전방향(360°)으로 빛을 보내기 위해서는 홈(5)이 각각 다른 위치에 있어야 하기 때문이다. In addition, the grooves 5 are preferably formed at different positions around the optical fiber 2, as shown in Fig. 3 showing a cross-sectional view of the optical fiber 2. This is because the angle at which the light can be refracted by one groove 5 is limited, so that the grooves 5 must be located at different positions in order to send light in the front direction (360 °) of the optical fiber 2.

도 3(a)에는 홈(5)이 3개가 형성되어 있는 상태가 도시되어 있으며 도 3(b)에는 홈(5)이 4개가 형성되어 있는 상태가 도시되어 있다. 홈(5)이 형성되어 있는 상태에 따라서 빛이 각각 3방향 또는 4방향으로 굴절되어 진행될 수 있다. 3 (a) shows a state where three grooves 5 are formed, and FIG. 3 (b) shows a state where four grooves 5 are formed. Depending on the state in which the grooves 5 are formed, the light may be refracted in three or four directions, respectively.

홈은 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 겹치게 하여 빛이 통과하지 못하게 하는 것이 중요하다. 물론 100% 통과 못하는 것은 아니지만 빛 통과를 최대한 줄여주는 것이 빛 전달율을 높이는 방법이기 때문이다.It is important that the grooves overlap each other, as shown in Figure 3, to prevent light from passing through. Of course, it is not possible to pass 100%, but to reduce the light passage as much as possible to increase the light transmission rate.

도 4에는 홈이 3개일 경우 홈이 형성되는 각도가 도시되어 있다. 4 shows an angle at which the groove is formed when there are three grooves.

홈이 2개일 경우 각도는 180도 이거나 그 이상 또는 그 이하일 수 있으며, 3개일 경우 각도(A)는 120도 이거나 그 이상 또는 그 이하일 수 있다. 또한 홈의 크기와 깊이는 각 홈마다 다르게 하거나 동일하게 할 수 있다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이, 각 홈(5)의 깊이는 광섬유의 중심부를 넘게 하거나 넘지 않게 조절할 수 있다. In the case of two grooves, the angle may be 180 degrees or more or less. In the case of three grooves, the angle A may be 120 degrees or more or less. In addition, the size and depth of the grooves may be different or the same for each groove. That is, as shown in Figure 4, the depth of each groove (5) can be adjusted to not exceed or exceed the center of the optical fiber.

이상과 같이 본 발명에 따른 반사용 홈을 가지는 광섬유를, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 하지만 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the optical fiber having the groove for reflection according to the present invention has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

1: 광섬유외피 2: 광섬유
3: 투명유리관 5: 홈1: fiber optic 2: optical fiber
3: transparent glass tube 5: groove

Claims (11)

레이져 빛을 굴절시키는 광섬유에 있어서,
상기 광섬유에는 빛을 굴절시키기 위한 홈;
상기 광섬유를 둘러싸는 광섬유외피; 및
빛이 굴절되는 영역인 상기 홈이 형성된 상기 광섬유의 말단을 보호하는 유리관을 포함하며,
상기 유리관은 상기 광섬유외피와 결합되는 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.In the optical fiber that refracts laser light,
A groove for refracting light in the optical fiber;
An optical fiber shell surrounding the optical fiber; And
It comprises a glass tube for protecting the end of the optical fiber is formed the groove is an area where the light is refracted,
The glass tube is optical fiber having a groove for reflection, characterized in that coupled to the optical fiber shell. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 레이져 빛의 파장은 300㎚ 내지 20000㎚인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The wavelength of the laser light is an optical fiber having a groove for reflection, characterized in that 300nm to 20000nm. 청구항 1에 있어서,
상기 홈은 V자형 이거나 원형인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The groove has a reflective groove, characterized in that the V-shaped or circular. 청구항 1에 있어서,
상기 홈의 맞은편에 있는 상기 광섬유에는 상기 레이져 빛을 반사할 수 있는 반사재질이 형성된 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The optical fiber having a groove for reflecting, wherein the optical fiber opposite to the groove is formed with a reflective material capable of reflecting the laser light. 청구항 1에 있어서,
상기 홈은 2개 내지 4개이며, 상기 홈의 각도(A)에 따라 빛의 방향이 다르게 굴절되는 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The groove is two to four, the optical fiber having a groove for reflection, characterized in that the direction of light is refracted differently according to the angle (A) of the groove. 청구항 6에 있어서,
상기 홈이 2개일 경우는 상기 홈의 각도(A)는 180도 이상이며, 상기 홈이 3개일 경우는 상기 홈의 각도(A)는 120도 이상인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method of claim 6,
In the case of two grooves, the angle A of the groove is 180 degrees or more, and in the case of three grooves, the angle A of the groove is 120 degrees or more. 청구항 1에 있어서,
상기 광섬유의 굵기는 100㎛ 내지 10000㎛ 이며 길이는 100㎜ 내지 10000㎜ 인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The optical fiber has a thickness of 100 μm to 10000 μm and a length of 100 mm to 10000 mm. 청구항 1에 있어서,
상기 홈의 반사면의 형태는 곡면 또는 평면인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The reflection surface of the groove is a fiber having a reflection groove, characterized in that the curved surface or plane. 청구항 1에 있어서,
상기 홈은 복수개이며 상기 홈의 크기와 깊이는 각각 다르거나 동일한 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The groove has a plurality of the optical fiber having a groove for reflection, characterized in that the size and depth of the groove are different or the same. 청구항 1에 있어서,
상기 광섬유의 말단은 원추형태인 것을 특징으로 하는 반사용 홈을 가지는 광섬유.The method according to claim 1,
The terminal of the optical fiber has a reflection groove, characterized in that the conical shape.
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