アナモルフィックプリズムペア


  • Transform Elliptical Laser Diode Beams Into Nearly Circular Beams
  • Magnification from 2.0 to 4.0
  • Three Broadband AR Coating Choices

PS879-A

Mounted, Pre-Aligned Prism Pair

SM05
Threading

PS871-B

Unmounted Prism Pair

Related Items


Please Wait
General Specifications
MaterialN-SF11a (Uncoated, -B, -C Coating)
N-KZFS8a (Uncoated, -A Coating)
Dimensional
Tolerances
Unmounted: ±0.15 mm
Angular
Tolerances
Unmounted: ±15 arcmin
Maximum Input
Beam Size
Unmounted: > Ø8.0 mm
Mounted: 5.1 mm Minor Axis, > Ø8.0 mm Major Axis
Maximum Output
Beam Size
> Ø8.0 mm
Surface Flatnessλ/8 @ 633.8 nm (Unmounted)
λ/10 @ 632.8 nm (Mounted)
Surface Quality40-20 Scratch-Dig
Coating OptionsUncoated
AR Coated: 350 - 700 nm (-A)
AR Coated: 650 - 1050 nm (-B)
AR Coated: 1050 - 1700 nm (-C)
Material Damage
Threshold
N-KZFS8 -A Coating: 5 J/cm2
(532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.456 mm)
N-SF11 -B Coating: 10 J/cm2
(1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.454 mm)
N-SF11 -C Coating: 10 J/cm2
(1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.521 mm)
  • 基板ガラスの詳細な仕様はリンクをクリックしてご覧ください。
Optic Cleaning Tutorial

特長

  • ビーム形状の楕円率を変換し、円形または楕円形のビームを出射 
  • マウントなし、またはØ25.4 mm(Ø1インチ)のマウント付きをご用意
  • 倍率:2.0~4.0
  • コーティング無し、あるいは350~700 nm、650~1050 nmまたは1050~1700 nmのARコーティング付き

アナモルフィックプリズムペアは、半導体レーザの楕円形ビームの一方向を拡大し、ほぼ円形のビームに変換するのに使用されます。また、円形ビームを楕円形ビームに変換するのにもご使用いただけます。プリズムペアにはマウント無しとØ25.4 mm(Ø1インチ)マウント付きのタイプがあり、マウントの一端にはSM05ネジが付いています。ARコーティングについては、無し(マウント無し製品のみ)、350~700 nm、650~1050 nmまたは1050~1700 nmからお選びいただけます。マウント付きプリズムペアの場合、倍率2.0~4.0の製品をご用意しています。

プリズムペアに対して光がブリュースタ角で入射するように配置され、かつ各面に入射光に適したARコーティングが施されている場合、平均的な透過率は95%になります。当社のマウント付きプリズムは、ブリュースタ角で入射するように製造されているため、調整無しで上記性能が得られます。一方、マウント無しプリズムで上記の平均透過率を得るには、手動で向きの調整をする必要があります。さらにプリズムを下図のように使用する場合、後方反射を最小化するには、プリズムに対してp偏光を入射する必要があります。なお、プリズムの有効径は> Ø8.0 mmです。マウント付きプリズムの場合、入射ビームの高さは入射開口部の高さ5.1 mmで制限される場合があります。

ビーム成形はシリンドリカルレンズを用いても可能で、ビームの1次元方向の成形ができます。当社の様々なプリズム製品のラインナップについては、「プリズムガイド」タブをご参照ください。

Schematic of Unmounted Anamorphic Prism Pairs
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マウント無しプリズムの図面
Schematic of Mounted Anamorphic Prism Pairs
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Lは入射ビームと出射ビームの中心間の距離を表し、その値は下の表でご覧いただけます。なお、出射ビームは開口部の中心から出射するわけではありませんのでご注意ください。倍率 = DOut / DIn

N-KZFS8 の反射率と透過率

-A Coating Reflectance
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NKZFS8 Total Transmittance
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N-SF11 の反射率と透過率

-B Coating Reflectance
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-C Coating Reflectance
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N-SF11 Transmission
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下のグラフは、このページでご紹介しているすべてのマウント付きアナモフィックプリズムペアの倍率の波長特性を示しています。

ナモルフィックプリズムペアの角度依存

Prism Ray Diagram


下図では、倍率とプリズムのセット角度の関係を図示しています。

Prism Pair Angle A
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Prism Pair Angle_BC
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Beam Circularization Setup
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 実験セットアップ上の黄色い四角で囲まれたエリアにビーム円形化システムを設置
Spatial Filter Setup
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空間フィルターシステム
Anamorphic Prism Pair Setup
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アナモルフィックプリズムペアシステム
Cylindrical Lens Pair Setup
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シリンドリカルレンズペアシステム

楕円ビームの円形化技術の比較

端面発光型半導体レーザは、発光開口部の断面が長方形になっているため、楕円形のビームを出射します。開口部の短辺から出射されるビーム成分は、これに直交するビーム成分よりも大きな広がり角を有します。一方のビーム成分がもう一方よりも大きく拡散するため、ビームの形状は円形ではなく楕円形になります。 

楕円形のビーム形状は、円形のビームよりも集光ビームのスポットサイズが大きいことで放射照度(面積あたりのパワー)が低くなってしまいます。楕円ビームを円形化する技術は複数ありますが、ここではシリンドリカルレンズのペア、アナモルフィックプリズムのペア、空間フィルタを利用した3種類の方法で実験を行い性能を比較しています。 円形化されたビームの特性は、M2測定、波面測定、伝送パワー測定によって評価しました。

これらの円形化技術によって楕円形の入射ビームの真円度は向上しますが、それぞれの技術ごとに円形化やビーム品質および伝送パワーの特性が異なることを示しました。この「実験データ」タブ内に記載されている結果から、用途に必要な要件を満たした円形化技術を選択するべきである事がわかりました。

実験の設計とセットアップ

この実験セットアップは右上の写真で示されています。温度制御された670 nm半導体レーザからの楕円コリメート光をそれぞれの円形化システムに入射させます。コリメートにより、広がり角は小さくなりますが、ビーム形状はレーザ出力時と変わりません。

ビーム円形化システム(右写真参照)を黄色い四角で囲まれた空きスペースに1台ずつ設置しました。このようにすることでそれぞれの円形化技術を同じ実験条件で評価できるため、実験結果を直接比較することができます。この実験で使用したコンポーネントの選択および構築方法についての情報は、下記のリンクをクリックしてご覧いただけます: 

それぞれの円形化システムから出射されたビームの特性は、パワーメータ波面センサならびにM2システムを使用して測定を行い、評価されました。例示目的のため、実験セットアップの写真内、テーブルの右側に、これらの評価機器がすべて表示されていますが、評価は1種類ずつ行います。 パワーメータは、ビーム円形化システムが入射ビームの強度をどの位減衰させるのかを測定するために使用します。波面センサは、出射ビームの収差を測定するために使用します。M2システムは出力ビームのビーム品質(理想のガウシアンビームからの劣化具合)の測定に使用します。円形化システムはレーザービームの減衰もされず、収差も生じず、完全なガウシアンビームを出射することが理想的です。 

端面発光型半導体レーザからの発光には非点隔差があるため、直交するビーム成分の変位した焦点をオーバーラップで望ましい形状が得られます。ここで調査している3種類の円形化技術のうち、シリンドリカルレンズペアのみが非点収差も補償することができます。直交するビーム成分の焦点間の変位はこれらすべての円形化技術で測定できます。シリンドリカルレンズペアの場合、構成を調整することでレーザービーム内の非点収差を最小限に抑えます。この非点収差は規格化しています。

実験結果

実験結果を下の表にまとめています。緑色のセルは各カテゴリ内における最も良い結果を示しています。円形化の方法にはそれぞれの利点があります。用途に最適な円形化技術は、ビーム品質、伝送パワー、セットアップの制約に対するシステムの要件によって決まります。 

空間フィルタは真円度とビーム品質を著しく向上させますが、ビームの伝送パワーは低くなります。シリンドリカルレンズペアは、伝送ビームを綺麗な円形にし、バランスの良い円形およびビーム品質を実現します。また、シリンドリカルレンズペアはビームの非点収差のほとんどを補償します。アナモルフィックプリズムペアによるビームの真円度はシリンドリカルレンズペアによる真円度と比較しても遜色ありません。シリンドリカルレンズと比較して、プリズムからの出力ビームのM2値は高く、波面誤差は少なくなりますが、伝送パワーはやや低くなります。

MethodBeam Intensity ProfileCircularityaM2 ValuesRMS WavefrontTransmitted PowerNormalized 
Astigmatismb
Collimated Source Output
(No Circularization Technique)
Collimated
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Scale in Microns
0.36X Axis: 1.28
Y Axis: 1.63
0.17Not Applicable0.67
Cylindrical Lens PairCylindrical
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Scale in Microns
0.84X Axis: 1.90
Y Axis: 1.93
0.3091%0.06
Anamorphic Prism PairAnamorphic
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Scale in Microns
0.82X Axis: 1.60
Y Axis: 1.46
0.1680%1.25
Spatial FilterSpatial
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Scale in Microns
0.93X Axis: 1.05
Y Axis: 1.10
0.1034%0.36
  • 真円度(Circularity)=dminor/dmajor、ここでdminorとdmajorは対応する楕円(強度:1/e)の長径と短径を表し、真円度 = 1は完全な円形ビームを表します。
  • 規格化された非点収差(Normalized astigmatism)はビームの2つの直交する成分のウェスト位置の差で、ウェストが小さい方のビーム成分のレイリ長で割った値です。

円形化システムに使用されている部品は、同じ実験セットアップで全ての実験を行えるように選択されています。これにより、全ての円形化技術を直接比較することができます。ただし、円形化システムのセットアップを個別に最適化した方が性能は向上します。コリメートレンズおよびアナモルフィックプリズムペア用のマウントを使用すると、操作や実験システムへの取り付けが簡単に行えます。小型のマウントを使用して、それぞれのペア同士をより精密に設置して、実験結果を向上させることもできます。 また、焦点距離をカスタマイズした受注生産品のシリンドリカルレンズを使用して、シリンドリカルレンズペアの円形化システムの実験結果を向上させることもできます。ビームプロファイルソフトウェアのアルゴリズムを用いて、真円度の計算に使用するビーム半径を決定すると、全ての実験結果に影響を与えます。

Damage Threshold Specifications
Coating Designation
(Item # Suffix)
Substrate
Material
Damage Threshold
-AN-KZFS85 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.456 mm)
-BN-SF1110 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.454 mm)
-CN-SF1110 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.521 mm)

当社のアナモルフィックプリズムペアの損傷閾値データ

右の仕様は、当社のアナモルフィックプリズムペアの測定値です。損傷閾値の仕様は、コーティングの種類が同じであればプリズムの倍率やマウントに関わらず同じです。

 

レーザによる損傷閾値について

このチュートリアルでは、レーザ損傷閾値がどのように測定され、使用する用途に適切な光学素子の決定にその値をどのようにご利用いただけるかを総括しています。お客様のアプリケーションにおいて、光学素子を選択する際、光学素子のレーザによる損傷閾値(Laser Induced Damage Threshold :LIDT)を知ることが重要です。光学素子のLIDTはお客様が使用するレーザの種類に大きく依存します。連続(CW)レーザは、通常、吸収(コーティングまたは基板における)によって発生する熱によって損傷を引き起こします。一方、パルスレーザは熱的損傷が起こる前に、光学素子の格子構造から電子が引き剥がされることによって損傷を受けます。ここで示すガイドラインは、室温で新品の光学素子を前提としています(つまり、スクラッチ&ディグ仕様内、表面の汚染がないなど)。光学素子の表面に塵などの粒子が付くと、低い閾値で損傷を受ける可能性があります。そのため、光学素子の表面をきれいで埃のない状態に保つことをお勧めします。光学素子のクリーニングについては「光学素子クリーニングチュートリアル」をご参照ください。

テスト方法

当社のLIDTテストは、ISO/DIS 11254およびISO 21254に準拠しています。

初めに、低パワー/エネルギのビームを光学素子に入射します。その光学素子の10ヶ所に1回ずつ、設定した時間(CW)またはパルス数(決められたprf)、レーザを照射します。レーザを照射した後、倍率約100倍の顕微鏡を用いた検査で確認し、すべての確認できる損傷を調べます。特定のパワー/エネルギで損傷のあった場所の数を記録します。次に、そのパワー/エネルギを増やすか減らすかして、光学素子にさらに10ヶ所レーザを照射します。このプロセスを損傷が観測されるまで繰返します。損傷閾値は、光学素子が損傷に耐える、損傷が起こらない最大のパワー/エネルギになります。1つのミラーBB1-E02の試験結果は以下のようなヒストグラムになります。

LIDT metallic mirror
上の写真はアルミニウムをコーティングしたミラーでLIDTテストを終えたものです。このテストは、損傷を受ける前のレーザのエネルギは0.43 J/cm2 (1064 nm、10 ns pulse、 10 Hz、Ø1.000 mm)でした。
LIDT BB1-E02
Example Test Data
Fluence# of Tested LocationsLocations with DamageLocations Without Damage
1.50 J/cm210010
1.75 J/cm210010
2.00 J/cm210010
2.25 J/cm21019
3.00 J/cm21019
5.00 J/cm21091

試験結果によれば、ミラーの損傷閾値は 2.00 J/cm2 (532 nm、10 ns pulse、10 Hz、 Ø0.803 mm)でした。尚、汚れや汚染によって光学素子の損傷閾値は大幅に低減されるため、こちらの試験はクリーンな光学素子で行っています。また、特定のロットのコーティングに対してのみ試験を行った結果ではありますが、当社の損傷閾値の仕様は様々な因子を考慮して、実測した値よりも低めに設定されており、全てのコーティングロットに対して適用されています。

CWレーザと長パルスレーザ

光学素子がCWレーザによって損傷を受けるのは、通常バルク材料がレーザのエネルギを吸収することによって引き起こされる溶解、あるいはAR(反射防止)コーティングのダメージによるものです[1]。1 µsを超える長いパルスレーザについてLIDTを論じる時は、CWレーザと同様に扱うことができます。

パルス長が1 nsと1 µs の間のときは、損傷は吸収、もしくは絶縁破壊のどちらかで発生していると考えることができます(CWとパルスのLIDT両方を調べなければなりません)。吸収は光学素子の固有特性によるものか、表面の不均一性によるものかのどちらかによって起こります。従って、LIDTは製造元の仕様以上の表面の質を有する光学素子にのみ有効です。多くの光学素子は、ハイパワーCWレーザで扱うことができる一方、アクロマティック複レンズのような接合レンズやNDフィルタのような高吸収光学素子は低いCWレーザ損傷閾値になる傾向にあります。このような低い損傷閾値は接着剤や金属コーティングにおける吸収や散乱によるものです。

Linear Power Density Scaling

線形パワー密度におけるLIDTに対するパルス長とスポットサイズ。長パルス~CWでは線形パワー密度はスポットサイズにかかわらず一定です。 このグラフの出典は[1]です。

Intensity Distribution

繰返し周波数(prf)の高いパルスレーザは、光学素子に熱的損傷も引き起こします。この場合は吸収や熱拡散率のような因子が深く関係しており、残念ながらprfの高いレーザが熱的影響によって光学素子に損傷を引き起こす場合の信頼性のあるLIDTを求める方法は確立されておりません。prfの大きいビームでは、平均出力およびピークパワーの両方を等しいCW出力と比較する必要があります。また、非常に透過率の高い材料では、prfが上昇してもLIDTの減少は皆無かそれに近くなります。

ある光学素子の固有のCWレーザの損傷閾値を使う場合には、以下のことを知る必要があります。

  1. レーザの波長
  2. ビーム径(1/e2)
  3. ビームのおおよその強度プロファイル(ガウシアン型など)
  4. レーザのパワー密度(トータルパワーをビームの強度が1/e2の範囲の面積で割ったもの)

ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算します。この条件下では、出力密度はスポットサイズとは無関係になります。つまり、スポットサイズの変化に合わせてLIDTを計算し直す必要がありません(右グラフ参照)。平均線形パワー密度は、下の計算式で算出できます。

ここでは、ビーム強度プロファイルは一定であると仮定しています。次に、ビームがホットスポット、または他の不均一な強度プロファイルの場合を考慮して、おおよその最大パワー密度を計算する必要があります。ご参考までに、ガウシアンビームのときはビームの強度が1/e2の2倍のパワー密度を有します(右下図参照)。

次に、光学素子のLIDTの仕様の最大パワー密度を比較しましょう。損傷閾値の測定波長が光学素子に使用する波長と異なっている場合には、その損傷閾値は適宜補正が必要です。おおよその目安として参考にできるのは、損傷閾値は波長に対して比例関係であるということです。短い波長で使う場合、損傷閾値は低下します(つまり、1310 nmで10 W/cmのLIDTならば、655 nmでは5 W/cmと見積もります)。

CW Wavelength Scaling

この目安は一般的な傾向ですが、LIDTと波長の関係を定量的に示すものではありません。例えば、CW用途では、損傷はコーティングや基板の吸収によってより大きく変化し、必ずしも一般的な傾向通りとはなりません。上記の傾向はLIDT値の目安として参考にしていただけますが、LIDTの仕様波長と異なる場合には当社までお問い合わせください。パワー密度が光学素子の補正済みLIDTよりも小さい場合、この光学素子は目的の用途にご使用いただけます。

当社のウェブ上の損傷閾値の仕様と我々が行った実際の実験の値の間にはある程度の差があります。これはロット間の違いによって発生する誤差を許容するためです。ご要求に応じて、当社は個別の情報やテスト結果の証明書を発行することもできます。損傷解析は、類似した光学素子を用いて行います(お客様の光学素子には損傷は与えません)。試験の費用や所要時間などの詳細は、当社までお問い合わせください。

パルスレーザ

先に述べたように、通常、パルスレーザはCWレーザとは異なるタイプの損傷を光学素子に引き起こします。パルスレーザは損傷を与えるほど光学素子を加熱しませんが、光学素子から電子をひきはがします。残念ながら、お客様のレーザに対して光学素子のLIDTの仕様を照らし合わせることは非常に困難です。パルスレーザのパルス幅に起因する光学素子の損傷には、複数の形態があります。以下の表中のハイライトされた列は当社の仕様のLIDT値が当てはまるパルス幅に対する概要です。

パルス幅が10-9 sより短いパルスについては、当社の仕様のLIDT値と比較することは困難です。この超短パルスでは、多光子アバランシェ電離などのさまざまなメカニクスが損傷機構の主流になります[2]。対照的に、パルス幅が10-7 sと10-4 sの間のパルスは絶縁破壊、または熱的影響により光学素子の損傷を引き起こすと考えられます。これは、光学素子がお客様の用途に適しているかどうかを決定するために、レーザービームに対してCWとパルス両方による損傷閾値を参照しなくてはならないということです。

Pulse Durationt < 10-9 s10-9 < t < 10-7 s10-7 < t < 10-4 st > 10-4 s
Damage MechanismAvalanche IonizationDielectric BreakdownDielectric Breakdown or ThermalThermal
Relevant Damage SpecificationNo Comparison (See Above)PulsedPulsed and CWCW

お客様のパルスレーザに対してLIDTを比較する際は、以下のことを確認いただくことが重要です。

Energy Density Scaling

エネルギ密度におけるLIDTに対するパルス長&スポットサイズ。短パルスでは、エネルギ密度はスポットサイズにかかわらず一定です。このグラフの出典は[1]です。

  1. レーザの波長
  2. ビームのエネルギ密度(トータルエネルギをビームの強度が1/e2の範囲の面積で割ったもの)
  3. レーザのパルス幅
  4. パルスの繰返周波数(prf)
  5. 実際に使用するビーム径(1/e2 )
  6. ビームのおおよその強度プロファイル(ガウシアン型など)

ビームのエネルギ密度はJ/cm2の単位で計算します。右のグラフは、短パルス光源には、エネルギ密度が適した測定量であることを示しています。この条件下では、エネルギ密度はスポットサイズとは無関係になります。つまり、スポットサイズの変化に合わせてLIDTを計算し直す必要がありません。ここでは、ビーム強度プロファイルは一定であると仮定しています。ここで、ビームがホットスポット、または他の不均一な強度プロファイルの場合を考慮して、おおよその最大パワー密度を計算する必要があります。ご参考までに、ガウシアンビームのときは一般にビームの強度が1/e2のときの2倍のパワー密度を有します。

次に、光学素子のLIDTの仕様と最大エネルギ密度を比較しましょう。損傷閾値の測定波長が光学素子に使用する波長と異なっている場合には、その損傷閾値は適宜補正が必要です[3]。経験則から、損傷閾値は波長に対して以下のような平方根の関係であるということです。短い波長で使う場合、損傷閾値は低下します(例えば、1064 nmで 1 J/cm2のLIDTならば、532 nmでは0.7 J/cm2と計算されます)。

Pulse Wavelength Scaling

 

波長を補正したエネルギ密度を得ました。これを以下のステップで使用します。

ビーム径は損傷閾値を比較する時にも重要です。LIDTがJ/cm2の単位で表される場合、スポットサイズとは無関係になりますが、ビームサイズが大きい場合、LIDTの不一致を引き起こす原因でもある不具合が、より明らかになる傾向があります[4]。ここで示されているデータでは、LIDTの測定には<1 mmのビーム径が用いられています。ビーム径が5 mmよりも大きい場合、前述のようにビームのサイズが大きいほど不具合の影響が大きくなるため、LIDT (J/cm2)はビーム径とは無関係にはなりません。

次に、パルス幅について補正します。パルス幅が長くなるほど、より大きなエネルギに光学素子は耐えることができます。パルス幅が1~100 nsの場合の近似式は以下のようになります。

Pulse Length Scaling

お客様のレーザのパルス幅をもとに、光学素子の補正されたLIDTを計算するのにこの計算式を使います。お客様の最大エネルギ密度が、この補正したエネルギ密度よりも小さい場合、その光学素子はお客様の用途でご使用いただけます。ご注意いただきたい点は、10-9 s と10-7 sの間のパルスにのみこの計算が使えることです。パルス幅が10-7 sと10-4 sの間の場合には、CWのLIDTも調べなければなりません。

当社のウェブ上の損傷閾値の仕様と我々が行った実際の実験の値の間にはある程度の差があります。これはロット間の違いによって発生する誤差を許容するためです。ご要求に応じて、当社では個別のテスト情報やテスト結果の証明書を発行することも可能です。詳細は、当社までお問い合わせください。


[1] R. M. Wood, Optics and Laser Tech. 29, 517 (1997).
[2] Roger M. Wood, Laser-Induced Damage of Optical Materials (Institute of Physics Publishing, Philadelphia, PA, 2003).
[3] C. W. Carr et al., Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[4] N. Bloembergen, Appl. Opt. 12, 661 (1973).

レーザーシステムが光学素子に損傷を引き起こすかどうか判断するプロセスを説明するために、レーザによって引き起こされる損傷閾値(LIDT)の計算例をいくつかご紹介します。同様の計算を実行したい場合には、右のボタンをクリックしてください。計算ができるスプレッドシートをダウンロードいただけます。ご使用の際には光学素子のLIDTの値と、レーザーシステムの関連パラメータを緑の枠内に入力してください。スプレッドシートでCWならびにパルスの線形パワー密度、ならびにパルスのエネルギ密度を計算できます。これらの値はスケーリング則に基づいて、光学素子のLIDTの調整スケール値を計算するのに用いられます。計算式はガウシアンビームのプロファイルを想定しているため、ほかのビーム形状(均一ビームなど)には補正係数を導入する必要があります。 LIDTのスケーリング則は経験則に基づいていますので、確度は保証されません。なお、光学素子やコーティングに吸収があると、スペクトル領域によってLIDTが著しく低くなる場合があります。LIDTはパルス幅が1ナノ秒(ns)未満の超短パルスには有効ではありません。

Intensity Distribution
ガウシアンビームの最大強度は均一ビームの約2倍です。

CWレーザの例
波長1319 nm、ビーム径(1/e2)10 mm、パワー0.5 Wのガウシアンビームを生成するCWレーザーシステム想定します。このビームの平均線形パワー密度は、全パワーをビーム径で単純に割ると0.5 W/cmとなります。

CW Wavelength Scaling

しかし、ガウシアンビームの最大パワー密度は均一ビームの約2倍です(右のグラフ参照)。従って、システムのより正確な最大線形パワー密度は1 W/cmとなります。

アクロマティック複レンズAC127-030-CのCW LIDTは、1550 nmでテストされて350 W/cmとされています。CWの損傷閾値は通常レーザ光源の波長に直接スケーリングするため、LIDTの調整値は以下のように求められます。

CW Wavelength Scaling

LIDTの調整値は350 W/cm x (1319 nm / 1550 nm) = 298 W/cmと得られ、計算したレーザーシステムのパワー密度よりも大幅に高いため、この複レンズをこの用途に使用しても安全です。

ナノ秒パルスレーザの例:パルス幅が異なる場合のスケーリング
出力が繰返し周波数10 Hz、波長355 nm、エネルギ1 J、パルス幅2 ns、ビーム径(1/e2)1.9 cmのガウシアンビームであるNd:YAGパルスレーザーシステムを想定します。各パルスの平均エネルギ密度は、パルスエネルギをビームの断面積で割って求めます。

Pulse Energy Density

上で説明したように、ガウシアンビームの最大エネルギ密度は平均エネルギ密度の約2倍です。よって、このビームの最大エネルギ密度は約0.7 J/cm2です。

このビームのエネルギ密度を、広帯域誘電体ミラーBB1-E01のLIDT 1 J/cm2、そしてNd:YAGレーザーラインミラーNB1-K08のLIDT 3.5 J/cm2と比較します。LIDTの値は両方とも、波長355 nm、パルス幅10 ns、繰返し周波数10 Hzのレーザで計測しました。従って、より短いパルス幅に対する調整を行う必要があります。 1つ前のタブで説明したようにナノ秒パルスシステムのLIDTは、パルス幅の平方根にスケーリングします:

Pulse Length Scaling

この調整係数により広帯域誘電体ミラーBB1-E01のLIDTは0.45 J/cm2に、Nd:YAGレーザーラインミラーのLIDTは1.6 J/cm2になり、これらをビームの最大エネルギ密度0.7 J/cm2と比較します。広帯域ミラーはレーザによって損傷を受ける可能性があり、より特化されたレーザーラインミラーがこのシステムには適していることが分かります。

ナノ秒パルスレーザの例:波長が異なる場合のスケーリング
波長1064 nm、繰返し周波数2.5 Hz、パルスエネルギ100 mJ、パルス幅10 ns、ビーム径(1/e2)16 mmのレーザ光を、NDフィルタで減衰させるようなパルスレーザーシステムを想定します。これらの数値からガウシアン出力における最大エネルギ密度は0.1 J/cm2になります。Ø25 mm、OD 1.0の反射型NDフィルタ NDUV10Aの損傷閾値は355 nm、10 nsのパルスにおいて0.05 J/cm2で、同様の吸収型フィルタ NE10Aの損傷閾値は532 nm、10 nsのパルスにおいて10 J/cm2です。1つ前のタブで説明したように光学素子のLIDTは、ナノ秒パルス領域では波長の平方根にスケーリングします。

Pulse Wavelength Scaling

スケーリングによりLIDTの調整値は反射型フィルタでは0.08 J/cm2、吸収型フィルタでは14 J/cm2となります。このケースでは吸収型フィルタが光学損傷を防ぐには適した選択肢となります。

マイクロ秒パルスレーザの例
パルス幅1 µs、パルスエネルギ150 µJ、繰返し周波数50 kHzで、結果的にデューティーサイクルが5%になるレーザーシステムについて考えてみます。このシステムはCWとパルスレーザの間の領域にあり、どちらのメカニズムでも光学素子に損傷を招く可能性があります。レーザーシステムの安全な動作のためにはCWとパルス両方のLIDTをレーザーシステムの特性と比較する必要があります。

この比較的長いパルス幅のレーザが、波長980 nm、ビーム径(1/e2)12.7 mmのガウシアンビームであった場合、線形パワー密度は5.9 W/cm、1パルスのエネルギ密度は1.2 x 10-4 J/cm2となります。これをポリマーゼロオーダ1/4波長板WPQ10E-980のLIDTと比較してみます。CW放射に対するLIDTは810 nmで5 W/cm、10 nsパルスのLIDTは810 nmで5 J/cm2です。前述同様、光学素子のCW LIDTはレーザ波長と線形にスケーリングするので、CWの調整値は980 nmで6 W/cmとなります。一方でパルスのLIDTはレーザ波長の平方根とパルス幅の平方根にスケーリングしますので、1 µsパルスの980 nmでの調整値は55 J/cm2です。光学素子のパルスのLIDTはパルスレーザのエネルギ密度よりはるかに大きいので、個々のパルスが波長板を損傷することはありません。しかしレーザの平均線形パワー密度が大きいため、高出力CWビームのように光学素子に熱的損傷を引き起こす可能性があります。

半導体レーザに適したコリメート用レンズの選択

半導体レーザの出力光は大きく発散するため、コリメート用の光学素子が必要になります。非球面レンズは球面収差が生じにくいので、コリメート光のビーム径を1~5 mmにしたい場合は非球面レンズを用いるのが一般的です。ここでは目的の用途に適したレンズを選定する上での重要な仕様について、簡単な例をあげてご説明します。下の例2では、さらに楕円形のビームを円形化する方法を説明しています。

例1:発散光のコリメート

  • 使用する半導体レーザ:L780P010
  • 目標とするコリメート後のビーム径: Ø3 mm(長軸)

コリメート用レンズを選ぶときには、ご使用の光源の発散角と必要とする出射ビームの径を把握することが必要です。半導体レーザL780P010の仕様によると、水平方向と垂直方向の典型的なビーム発散角(FWHM)はそれぞれ8°と30°です。従って光が発散するにつれて、ビームは楕円形になっていきます。コリメートするときにできるだけ多くの光を集光するために、計算では2つの発散角のうちの大きい方の数値を使ってください(この場合は30°)。楕円ビームを円形化したい場合は、ビームの1軸方向を拡大するアナモルフィックプリズムペアの使用をお勧めします。詳細は下の例2をご覧ください。

レンズの厚さが曲率半径に比べて十分に薄いと仮定すると、薄レンズ近似を用いて非球面レンズの適切な焦点距離が求められます。発散角が30°(FWHM)、目標とするビーム径が3 mmと仮定します。

laser diode collimation drawingfocal length calculation
Θ = 発散角Ø = ビーム径f = 焦点距離r = コリメートされたビームの半径 = Ø/2

なお、一般に必要とする光源とレンズ間の距離に等しい焦点距離のレンズが存在するわけではありません。

これらの情報をもとに、適切なコリメート用レンズの選定をします。当社では様々な種類の非球面レンズをご用意しています。この使用例における理想的なレンズは、780 nmに対応した-B反射防止コーテイングが施された、焦点距離が約5.6 mmのモールドレンズです。非球面レンズのC171TMD-B(マウント付き)や354171-B(マウント無し)の焦点距離は6.20 mmなので、その場合のコリメート後のビーム径(主軸)は3.3 mmになります。次に半導体レーザの開口数(NA)がレンズのNAより小さいことを確認します。

0.30 = NALens > NADiode ≈ sin(15°) = 0.26

ここまで、ビームの特性を表すのにビームの半値全幅(FWHM)を用いてきました。しかし、より優れた方法は1/e2ビーム径を用いることです。ガウシアンビームプロファイルにおいては、1/e2ビーム径の方が半導体レーザの出力光をより多く捕捉することになり(光パワーの利用率向上)、さらにファーフィールド回折も最小限に留められます(入射光のケラレが少ないため)。

経験則として、レーザーダイオードのNAの2倍のNAを有するレンズを選ぶのが良いとされています。例えばA390-BA390TM-BのNAはいずれも0.53で、これは半導体レーザのNA(0.26)の約2倍です。なお、これらのレンズの焦点距離は4.6 mmで、楕円ビームの長径は約2.5 mmになります。一般に、焦点距離の短いコリメート用レンズを使用すると、コリメート光の径は小さくなり、ビーム発散角は大きくなります。これに対して、焦点距離の長いコリメート用レンズを使用するとコリメート光の径は大きくなり、ビーム発散角は小さくなります。

例2:楕円ビームを円形化する方法

上で選択した半導体レーザと非球面レンズに、当社のアナモルフィックプリズムペアを使用して、コリメートされた楕円ビームを円形ビームに変換することができます。

Prism Ray Diagram

例1では大きい方の発散角しか見ませんでしたが、今度は小さい方の発散角を見ます。例1で選んだ非球面レンズA390-Bの有効焦点距離を用いて、コリメート後の楕円ビームの短半径を求めることができます。

r' = f * tan(Θ'/2) = 4.6 mm * tan(4°) = 0.32 mm

短軸のビーム径は短半径の2倍で0.64 mmとなります。短径を長径と同じ2.5 mmまで長くするには、アナモルフィックプリズムペアを用いて3.9倍に拡大する必要があります。当社ではマウント付きとマウント無しのプリズムペアをご用意しております。マウント付きのプリズムペアは、安定な筐体のために、アライメントを維持しやすいという利点があります。一方、マウント無しのプリズムペアでは任意の角度に配置できるため、必要とする倍率に正確に設定することができます。

波長950 nmのビームに対するマウント付きプリズムペアPS883-Bの倍率は4.0倍です。波長が短いビームほどプリズムペアを通ったときの倍率は大きくなるため、波長が780 nmのビームでは4.0倍よりも若干大きくなります。従って、ビームには小さな楕円率が残ることになります。

一方、マウント無しプリズムペアPS871-Bを使用すると、円形ビームにするのに必要な短軸の倍率を正確にセットすることができます。こちらのデータを使用すると、波長670 nmのビームの場合にはPS871-Bを下記の角度に配置すると4.0の倍率が得られることが分かります。

α1: +34.608°α2: -1.2455°

α1およびα2の定義については右の図をご覧ください。780 nmレーザがこの角度でプリズムを通ると、倍率は670 nmのビームよりも若干小さくなります。正確な倍率にするには、ある程度の試行錯誤が必要な場合があります。一般的な方法は下記のとおりです。

  • 倍率を上げるには、1つ目のプリズムを時計回りに回し(α1増大)、2つ目のプリズムを反時計回りに回します(α2減少)。
  • 倍率を下げるには、1つ目のプリズムを反時計回りに回し(α1減少)、2つ目のプリズムを時計回りに回します(α2増大)。

なお、プリズムペアでは入射ビームと出射ビームの間にオフセットが生じ、このオフセットは倍率を大きくするほど大きくなることにご留意ください。


Posted Comments:
user  (posted 2023-10-11 12:47:32.913)
Are the Graphs for the reflectance at 60° AOI measured for unpolarized light? If yes, does it mean that I get a reflectance of around 6% for S-polarization?
jpolaris  (posted 2023-10-20 04:21:39.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Yes, the reflectance plots on the Graphs tab all correspond to unpolarized light. The polarization-dependent reflectance will vary somewhat over the 650 nm - 1050 nm range, but it is safe to assume it will be < 6%, with an average ~3% for S-polarized light.
Veit Blümel  (posted 2023-01-13 12:20:14.107)
Sehr geehrte Damen und Herren, in der Packung war nur ein Prisma, obwohl ein Prismenpaar angegeben ist. Firma JENOPTIK Optical Systems GmbH, Lieferschein Nr. MP22459841. Könnten Sie das 2. Prisma bitte nachsenden? Vielen Dank für Ihre Bemühungen MfG Veit Blümel
cdolbashian  (posted 2023-01-18 04:47:30.0)
Thank you for contacting Thorlabs with this request! We will get you in contact with your local Thorlabs office to replace your missing prism.
David Lowndes  (posted 2021-10-26 08:52:38.47)
Could you please send me the raw data from the plots shown on the "Beam Expansion" tab, showing the alpha1 and alpha2 angles required for a given magnification.
YLohia  (posted 2021-11-24 10:41:53.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We have updated the web documentation to include a download link to the raw data for those plots.
Tanakrit Mamee  (posted 2020-12-08 01:18:38.443)
Could you please provide the cw damage threshold of the product?
YLohia  (posted 2020-12-08 02:30:33.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have reached out to you directly to discuss your application.
Justin Molloy  (posted 2019-08-28 05:12:30.04)
To produce an (approximately) circularized beam from a laser diode it would be helpful to have a threaded coupling on the input side (as well at the output side) of this mounted anamorphic prism pair (PS875-A). Then it would be easier to couple it to the laser-diode cage mount (LDH56-P2) using the cage plate translator (CPX1) to offset the input window so that it can be aligned (on-axis) with the incoming (elliptical) laser beam. The current design seems to require a bit more hardware, leading to a less compact, and slightly less rigid, optical setup.
YLohia  (posted 2019-08-28 03:13:38.0)
Hello Justin, thank you for your feedback. The PS875-A can be coupled to the CPX1 by using the SM05A3 (the adapter would go into the internally SM05-threaded port of the PS875-A).
Wenzel Jakob  (posted 2019-08-16 05:53:04.35)
Dear Thorlabs support, I'm wondering if there is a recommended way to mount an anamorphic prism pair like PS879-A in a 30mm or 60mm cage system where the input beam is centered? This means that I would need a cage system element that can hold such a long 1 inch diameter element with a vertical offset of 5.85 mm relative to the optical axis. Any suggestions would be greatly appreciated!
YLohia  (posted 2019-08-16 09:49:39.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. You can use the CPX1 or the LCPX1 translating cage segment plates to achieve over +/- 6mm offset. You would have to use this with an appropriate SM1 lens tube such as the SM1L15.
Michael Levin  (posted 2019-06-13 10:48:31.887)
Hello Thorlabs team, what is the distance between the middle of the entrance slit and the axis of the case in which the prisms are mounted? Is this distance the same for all prism pairs? To avoid confusion: I'm talking about mechanical dimensions only. For some reason this dimension is missing from mechanical drawings. Best regards, Michael
YLohia  (posted 2019-06-13 12:06:57.0)
Hello Michael, thank you for contacting Thorlabs. This distance is 5.08mm for the Mag 3.5 prism pairs. This number changes as the magnification changes and can be found using the Solidworks file that we provide.
asckinha  (posted 2018-11-06 11:20:36.39)
Hello, Is it possible with the PS872-C to obtain a magnification of less than 2 reducing alpha1 and alpha2 even further? We're aiming a magnification of 1.4 approximately. Best Regards,
nbayconich  (posted 2018-11-07 01:19:49.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Yes the magnification can be adjusted to less than 2X or even less than 1.4X by adjusting either angles (alpha1 or alpha2). I will reach out to you directly with more information.
ralley  (posted 2018-03-27 14:46:38.25)
I was curious if you have a technical guide or note for building Anamorphic beam expander? I need to build custom optics for fixing elliptical beams. With fine details on theory. Best regards.
YLohia  (posted 2018-03-30 04:29:35.0)
Hello, thank you for leaving your feedback. Currently, we do not have a specific guide for building two-dimensional beam expanders with these since the typical application for anamorphic prism pairs is for beam shaping, which is beam expansion in one dimension. If that is what you mean, then we do have a guide here: https://www.thorlabs.com/images/TabImages/Circularization_of_Elliptical_Beams.pdf. We will reach out to you directly to discuss the possibility of offering custom optics.
w.husson  (posted 2018-01-24 16:05:28.673)
Hello, I need to use your prism pair backwards to reduce the beam size on the output of a laser diode (520nm). Unfortunately it forces us to work on S polarization, and according to our measurements, the AR coating is totally inefficient with a very bad throughput. Do you have a solution? Best regards.
tfrisch  (posted 2018-01-26 02:30:18.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I would recommend using WPH05M-514 to rotate the polarization state 90 degrees which will not change the geometric shape of the beam. Then you will be working with the P state on the prism pair. I will reach out to you directly to discuss your application.
rsubkh  (posted 2016-10-05 09:23:25.267)
Dear Sirs, I would like to know what is the optical transmission of the pair of anamorphic prisms at 355nm with AR coating applied. Kind regards, Ruslan
jlow  (posted 2016-10-05 02:20:24.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: The transmission is estimated to be around 70% at 355nm.
volker  (posted 2016-06-17 16:03:09.493)
would you be able to supply the prisms with no coating on the surface with Brewster angle incidence? We are planning to use them intra-cavity in a laser system, where we found that the losses of the AR coating at the Brewster side are too high >3% One the side with 0degree AOI we still require the AR coating.
besembeson  (posted 2016-06-21 02:40:44.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Yes this is possible. I will contact you.
quig5862  (posted 2016-05-30 23:10:02.46)
Hi i dont know much about optics. lenses, etc. But would anything u sell be of use for a Home projector. Basically I'm looking for a cheap option to view 21:9 content with a 16:9 projector and read that you can use prism lens for horizontal stretching.
besembeson  (posted 2016-06-02 01:12:34.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: In principle you can, as these are designed to stretch a beam or image rays in one direction. But the ones we carry are mostly designed for laboratory use to stretch the elliptical output from a diode laser in one direction. You will have to construct an imaging system to achieve that.
gotodani  (posted 2016-02-01 03:04:16.873)
Hello We are currently using the Anamorphic Prism Pairs (PS879-B) for beam shaping of two lasers (766 and 780 nm). Both lasers are combined before entering the prism pairs. Our question is will these two lasers (which are combined into one single beam) be separated into two beams after passing through the prism pairs because of the diffraction?
besembeson  (posted 2016-02-04 11:41:23.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Yes this will happen. The magnification is also wavelength dependent so the beams will be stretched differently through the prism pair. If you can refocus the beam before the shaping optics, a cylindrical lens combination (achromatic) will be more appropriate.
mmodena  (posted 2014-02-04 12:16:46.72)
Hi, I need to shape a circular beam into an elliptical one. As I read, I can use the prism pair in reverse configuration to achieve this. My only concern regards the ar coating: should I purchase an uncoated prism pair? Thank you, Mario Modena
besembeson  (posted 2014-02-07 04:45:32.0)
Response from Bweh E at Thorlabs: I think it will be better to use the coated ones, since two of the four surfaces will coincide with the optimal AR coating angle. The other two will be off but based on the reflectivity specifications (see "Reflectivity tab at the following link: http://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=149&pn=PS873-A) you should still be okay.
christian  (posted 2013-12-05 10:01:24.507)
I am using using the F810SMA-635 Collimator(with LPM-635-SMA Diode)with a beam aprox. 17mm in diameter. Are there larger prism pairs or other possibilities for transforming to a cylindrical beam?
cdaly  (posted 2013-12-05 02:35:27.0)
Response from Chris at Thorlabs: Thank you for your inquiry. I would recommend using a par of cylindrical lenses to manipulate the beam this way. You can use two which are position to share a focal point. If they are lined up the same way, it will expand or reduce the beam in one axis by the ratio of the focal lengths of the lenses.
bdada  (posted 2012-03-15 15:06:00.0)
Response from Buki at Thorlabs to sechaniz: As an update, the damage threshold of the uncoated prism is 10 J/cm2, 10 nsec, 10 Hz @ 1064nm.
bdada  (posted 2012-03-15 12:50:00.0)
Response from Buki at Thorlabs to sechaniz: Thank you for your feedback. We don't have damage threshold test data for the anamorphic prism pairs, but the damage threshold limit for the coated prisms is determined by the AR coating, which is nominally 100 mJ/cm^2 for a 10 ns pulse or 100W/cm^2 at 1064nm. Based on the information you provided, your beam should have a density of about 12W/cm^2, which is below the damage threshold of the coating. Please contact TechSupport@thorlabs.com if you have any questions.
sechaniz  (posted 2012-03-12 15:41:47.0)
Could you please let me know what is the damage threshold of these prisms? In particular, I'd like to use them with an 808 nm laser diode with 1.2 W of power and a beam of 5 x 2 mm. Would this be possible? Thank you.
bdada  (posted 2012-01-27 02:18:00.0)
Response from Buki at Thorlabs: Thank you for using our feedback forum. Anamorphic prism pairs can be used in reverse to convert a circular beam into an elliptical one. We do not anticipate any issues. Please contact TechSupport@thorlabs.com if you have additional questions or want to discuss your application further.
franxm  (posted 2012-01-13 14:34:45.0)
Any issues if the input and output are reversed (i.e., using the anamorphic prism pair to convert a circular beam into an elliptical one)?
bdada  (posted 2011-03-08 18:09:00.0)
Response from Buki: Thank you for your request. We do manufacture custom prisms and we will contact you directly to discuss your application.
spotnis  (posted 2011-03-07 10:26:22.0)
Does thorlab manufacture custom prisms with a wide exit aperture? Im looking for a prism pair which has 10-15x expansion and a 20mm exit aperture.
Thorlabs  (posted 2010-10-29 15:37:16.0)
Response from Javier at Thorlabs to kjsong: Thank you very much for your feedback. I will discuss adding -A versions of our anamorphic prism pairs with our optics department. I will keep you updated.
kjsong  (posted 2010-10-29 13:41:46.0)
I am working with 635nm light. I would like to have PS875-A. But its not listed. It seems odd that there are laser diodes at 400nm and 633nm but no AR coating to cover that range. Its 4 surfaces in an anamorphic prism! That reflects a lot of light!
Tyler  (posted 2008-09-09 17:02:54.0)
A response from Tyler at Thorlabs to rieko.verhagen: We dont have damage threshold test data for the anamorphic prism pairs at 1600 nm. However, the damage threshold limit is determined by the AR coating (if present), which is nominally 100 mJ/cm^2 for 10 ns pulse. Does your application require a higher damage threshold?
rieko.verhagen  (posted 2008-09-05 07:50:41.0)
Thorlabs, Could you please provide me with the damage threshold for nanosecond pulsed laser operation around 1600nm for the PS872-C anamorphic prism pair? With kind regards, Rieko Verhagen

プリズムのセレクションガイド

当社では、光の反射、反転、回転、分散、偏向、コリメートなどのために、様々なプリズムをご用意しています。下記に掲載されていないプリズムのタイプや基板などについては、当社までお問い合わせください。

ビームステアリング用プリズム

プリズム材質偏向反転

逆転または 回転

図解用途
直角プリズムN-BK7UV溶融石英(UVFS), フッ化カルシウム(CaF2)セレン化亜鉛(ZnSe)90°90°No 1

90°リフレクタで、望遠鏡やペリスコープなどの光学システムに使用可能

180°180°No 1

180°リフレクタで、入射光角に無依存。

非反転ミラーで、双眼鏡で使用可能。

内部全反射型
レトロリフレクタ
(マウント無し
マウント付き)
鏡面反射型
レトロリフレクタ
(マウント無し
マウント付き)
N-BK7180°180°No Retroreflector

180°リフレクタで、入射光角に無依存。

ビームアライメントやビームデリバリで使用。向きの制御が難しい状況でミラーの代替品として使用可能

マウント無し
ペンタプリズム

および
マウント付き
ペンタプリズム
N-BK790°NoNo 1

90°リフレクタで、ビームプロファイルの逆転や反転無し。

アライメントや光調整に使用可能。

ルーフプリズムN-BK790°90°180o 回転 1

90°リフレクタで、像を反転し回転(像が左右上下反対になります)。

アライメントや光調整に使用可能。

マウント無し
ダブプリズム

および
マウント付き
ダブプリズム
N-BK7No180°2回のプリズム回転 1

ダブプリズムは、光の入射面によって像を反転、逆転または回転します。

ビーム回転子の回転方向を決定

180°180°No 1

非逆転ミラーとして機能するプリズム

光学系におけるレトロリフレクタや直角(180°偏向)プリズムと同じ特性。

ウェッジプリズムN-BK72°~10°のモデルNoNo 1

ビームステアリング用途。

1つのウェッジプリズムを回転するとき、光線を偏向角の2倍の角度で円に沿って動かすことが可能。

NoNo Wedge Prism Pair

可変ビームステアリングへの応用。

両方のウェッジを回転した時、光線を、偏向角の4倍の角度で円弧状に動かすことが可能。

プリズムカプラルチル(TiO2) またはGGG可変aNoNo Coupling Prism

光をフィルムに向けて結合するために屈折率の高い基材を使用。

ルチルは nfilm > 1.8に使用。

GGGは nfilm < 1.8に使用。

  • 入射角と屈折率に依存


分散プリズム

プリズム材質偏向反転逆転または  回転図解用途
等辺プリズムF2, N-F2N-SF11, フッ化カルシウム,
セレン化亜鉛(ZnSe)
可変aNoNo 

分散プリズムは回折格子の代替が可能。

白色光を可視領域に分岐するために使用。

分散補償
プリズムペア
UV溶融石英,
フッ化カルシウム(CaF2), SF10, N-SF14
可変式垂直オフセットNoNo Dispersion-Compensating Prism Pair

超短パルスレーザーシステムにおけるパルス広がりの補償。

分散補償や波長調整用の光学フィルタとして使用可能。

ペロン・ブロカ
プリズム
N-BK7,
UV溶融石英, フッ化カルシウム
90°90°No 1

光線の波長分離に使用。90°の位置で出射。

レーザ高調波の分離、群速度分散の補償に使用。

  • 入射角と屈折率に依存

ビーム操作用プリズム

プリズム材質偏向反転逆転または  回転図解用途
アナモルフィック
プリズムペア
N-KZFS8,
N-SF11
可変式垂直オフセットNoNo 1

単軸に沿った可変倍率。

楕円形ビームのコリメートに使用(例:半導体レーザ)。

入射ビームを単軸に縮小・拡大して、楕円形ビームを円形ビームに変換。

円錐(アキシコン)レンズ(UVFS, ZnSe)UV溶融石英(UVFS)またはセレン化亜鉛(ZnSe)可変aNoNo 1

コリメート光源からベッセル型の強度プロファイルの円錐状の非発散ビームを生成。

  • プリズムの物理的角度に依存

偏光状態変更用プリズム(偏光子)

プリズム材質偏向反転逆転または  回転図解用途
グランテーラ
グランレーザα-BBO グランレーザ偏光子
グランテーラ:
方解石

グランレーザ:
α-BBO, 方解石
p 偏光 - 0°

s 偏光 - 112°a
NoNo Glan-Taylor Polarizer

プリズムを2個使った構成と複屈折方解石を使用し、非常に消光比の高い直線偏光を生成。

プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。

ルチル偏光子ルチル(TiO2)s偏光 - 0°

p偏光は筐体によって吸収
NoNo Rutile Polarizer Diagram

プリズムを2個使った構成と複屈折ルチル(TiO2)を使用し、非常に消光比の高い直線偏光を生成。

プリズムの境目でp偏光が完全に内部反射されるのに対し、s偏光は透過。

 

ダブルグランテーラ偏光子方解石p偏光 - 0°

s偏光は筐体によって吸収
NoNo Glan-Taylor Polarizer

プリズムを3個使った構成の複屈折方解石を使用し、大きな見込み角で最大の偏光効率を得る。

プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。

グラントムソン
偏光子
方解石p偏光 - 0°

s偏光は筐体によって吸収
NoNo Glan-Thompson Polarizer

プリズムを2個使った構成の複屈折方解石を使用し、高い消光比を維持しながら最大視野を実現。

プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。

ウォラストンプリズム、ウォラストン偏光子石英, フッ化マグネシウム, α-BBO, 方解石, YVO4
対称形のp偏光および
s偏光の偏角
NoNo Wollaston Prism

プリズムを2個使った構成の複屈折方解石を使用し、ビーム移動偏光子で最大の偏角を実現。

s偏光とp偏光は、プリズムから対称方向に偏位。ウォラストンプリズムは分光計や偏光アナライザで使用。

ロションプリズムフッ化マグネシウム ,
YVO4
常光: 0°

異常光:偏角方向
NoNo

プリズムを2個使った構成でMgF2またはYVO4が小さい偏角で高い消光比をもたらします。

異常光は入力光と同じ光軸を伝搬しますが、常光は偏光しません。

ビーム分離
プリズム
方解石2.7または4.0 mmのビーム移動NoNo Beam Displacing Prism

プリズムを1個使った構成の複屈折方解石を使用し、入射ビームを2本の直交する偏光ビームに分岐。

s偏光とp偏光は2.7または4.0 mmで分離。ビーム分離プリズムは、90°分割ができない場合に偏光ビームスプリッタとして使用可能。

フレネル・ロム
リターダ
N-BK7

直線偏光から円偏光へ

垂直オフセット

NoNo Fresnel Rhomb Quarter Wave

λ/4フレネル・ロムリターダは、直線偏光入力を円偏光出力に変換。

複屈折波長板と比較して、幅広い波長でなλ/4リターダンス。

直線偏光を90°回転NoNo Fresnel Rhomb Half Wave

λ/2フレネル・ロムリターダは、直線偏光を90°回転。

複屈折波長板と比較して、幅広い波長で均一なλ/2リターダンス。

  • s偏光方向の光には、p偏光反射が一部含まれています。

ビームスプリッタープリズム

プリズム材質偏向反転

逆転または 回転

図解用途
ビームスプリッターキューブN-BK7分岐比50:50、0°と 90°

sおよびp偏光が互いに10%以内
NoNo Non-polarizing Beamsplitter

プリズムを2個使った構成と、誘電体コーテイングにより、ほぼ偏光無依存で分岐比は50:50。

仕様波長範囲内では、偏光無依存型のビームスプリッタとして機能。

偏光ビームスプリッターキューブN-BK7UV溶融石英N-SF1p偏光 - 0°

s偏光 - 90°
NoNo Polarizing Beamsplitter Cube

プリズムを2個使った構成と、誘電体コーテイングにより、p偏光を透過し、s偏光を反射。

高度に偏光する際には、透過光を利用。

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アナモルフィックプリズムペア、マウント無し

このプリズムペアは、コーティング無し、および350~700 nm(-A)、650~1050 nm(-B)または1050~1700 nm(-C)範囲のARコーティング付きバージョンからお選びいただけます。アナモルフィック倍率(1次元拡大)は、プリズム間の角度とオフセットを変えることによって調整できます。詳細は「ビーム拡大」タブをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PS870 Support Documentation
PS870N-SF11 Unmounted Anamorphic Prism Pair, Uncoated
¥20,508
7-10 Days
PS873 Support Documentation
PS873NEW!N-KZFS8 Unmounted Anamorphic Prism Pair, Uncoated
¥21,235
7-10 Days
PS873-A Support Documentation
PS873-ACustomer Inspired! N-KZFS8 Unmounted Anamorphic Prism Pair, ARC: 350 - 700 nm
¥25,877
Today
PS871-B Support Documentation
PS871-BN-SF11 Unmounted Anamorphic Prism Pair, AR Coating: 650 - 1050 nm
¥24,737
Today
PS872-C Support Documentation
PS872-CN-SF11 Unmounted Anamorphic Prism Pair, AR Coating: 1050 - 1700 nm
¥25,877
Today
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アナモルフィックプリズムペア、マウント付き、ARコーティング:350~700 nm

Item #Anamorphic
Magnificationa
Input Offset, Lb
(mm)
PS875-A2.04.7
PS879-A3.05.85
PS883-A4.05.81
  • 405 nmで測定。
  • 上図をご参照ください。出射開口は筐体の機械的中心ではありませんのでご注意ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PS875-A Support Documentation
PS875-ACustomer Inspired! N-KZFS8 Mounted Prism Pair, ARC: 350 - 700 nm, Mag: 2.0
¥58,591
Today
PS879-A Support Documentation
PS879-ACustomer Inspired! N-KZFS8 Mounted Prism Pair, ARC: 350 - 700 nm, Mag: 3.0
¥58,591
Today
PS883-A Support Documentation
PS883-ACustomer Inspired! N-KZFS8 Mounted Prism Pair, ARC: 350 - 700 nm, Mag: 4.0
¥58,591
Today
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アナモルフィックプリズムペア、マウント付き、ARコーティング:650~1050 nm

Item #Anamorphic
Magnificationa
Input Offset, Lb
(mm)
PS875-B2.03.7
PS877-B2.55.15
PS879-B3.05.43
PS880-B3.25.63
PS881-B3.56.0
PS883-B4.06.06
  • 670 nmで測定。
  • 上図をご参照ください。出射開口は筐体の機械的中心ではありませんのでご注意ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PS875-B Support Documentation
PS875-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 2.0
¥58,591
Today
PS877-B Support Documentation
PS877-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 2.5
¥58,591
Today
PS879-B Support Documentation
PS879-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 3.0
¥58,591
Today
PS880-B Support Documentation
PS880-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 3.2
¥58,591
7-10 Days
PS881-B Support Documentation
PS881-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 3.5
¥58,591
7-10 Days
PS883-B Support Documentation
PS883-BN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 650 - 1050 nm, Mag: 4.0
¥58,591
7-10 Days
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アナモルフィックプリズムペア、マウント付き、ARコーティング:1050~1700 nm

Item #Anamorphic
Magnificationa
Input Offset,
L (mm)b
PS875-C2.03.37
PS879-C3.05.43
PS883-C4.06.06
  • 670 nmで測定。
  • 上図をご参照ください。出射開口は筐体の機械的中心ではありませんのでご注意ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
PS875-C Support Documentation
PS875-CN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 1050 - 1700 nm, Mag: 2.0
¥58,591
7-10 Days
PS879-C Support Documentation
PS879-CN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 1050 - 1700 nm, Mag: 3.0
¥58,591
7-10 Days
PS883-C Support Documentation
PS883-CN-SF11 Mounted Prism Pair, ARC: 1050 - 1700 nm, Mag: 4.0
¥58,591
7-10 Days