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Products Home / オプトメカニクス用部品 / 真空対応部品 / 高真空用CFフランジ(コンフラットフランジ)部品 / 高真空用CFフランジ(コンフラットフランジ)ビューポート、Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)ウィンドウ用高真空用CFフランジ(コンフラットフランジ)ビューポート、Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)ウィンドウ用
- CF Flange Viewports and Windows for High Vacuum
- Ø1.5" UVFS Flat Vacuum Windows
- Available Uncoated or with BBAR Coatings
VPCH2-VO
Viton O-Ring
VPW42-C
Ø1.5" Window with
AR Coating for 1050 - 1700 nm
VPCH42-B
Ø1.5" Flat
Window Viewport
Front
Back
VGA10
Annealed Copper Gaskets,
10 Pack
VMH6
Flange Mounting Hardware Pack
(6 Bolts, 6 Nuts, & 12 Washers)
Please Wait
| Common Vacuum Specifications | |
|---|---|
| Vacuum Level | 1 x 10-8 Torr (Max) |
| Max Temperature | 150 °C |
| Thermal Gradient | 20 °C/min (Max) |
特長
- 真空度:1 x 10-8Torr(最高)
- ベイク温度:150 °C(最大)
- コーティング無し、または4種類の広帯域ARコーティング付きの中から選択可能
- 245～400 nm(-UVコーティング)
- 350～700 nm(-Aコーティング)
- 650～1050 nm(-Bコーティング)
- 1050～1700 nm(-Cコーティング)
- Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)ウィンドウ用CFフランジならびにViton®(バイトン製)Oリングは別途追加購入ができます。
- フランジ取り付け用部品セットと銅製ガスケット別売り(下記参照)
当社のØ38.1 mm(Ø1.5インチ)フラットウィンドウ用高真空対応Ø2.75インチ(DN40)CF(コンフラット)フランジビューポートは、コーティング無し(185 nm～2.1 μm)のUV溶融石英(UVFS)ウィンドウまたは、両光学面に標準的な低損失広帯域反射防止(BBAR)コーティングを施した4種類のウィンドウの中からお選びいただきます。 BBARコーティングは、-UV(245～400 nm)、-A(350～700 nm)、-B(650～1050 nm)、または-C(1050～1700 nm)用の設計となっております。 コーティング無しのウィンドウの反射による損失値は面当たり約4%であるのに対し、BBARコーティングは、規定の波長範囲での損失をRavg＜0.5%まで減少させ、0°～30°の入射角度では優れた性能を発揮します。 BBARコーティング曲線については、「グラフ」タブをご覧ください。
当社のCFビューポートは、10-8Torrまでの高真空(HV)で使用できるように、金属とガラス間を気密にするバイトン製Oリングを使用しています。 真空用ウィンドウは互換性があるので、HV CFフランジに取り付けられているウィンドウを他のものと取り替える事が可能です。 さらに、このページに掲載されているØ38.1 mm(Ø1.5インチ)の真空用ウィンドウに取り付けができるCFフランジ(真空用ウィンドウが付いていないビューポート)も別売りでご提供しております。ウィンドウの交換やウィンドウを追加して取り付けるときには、「ウィンドウの取り付け」タブの手順をご覧ください。
銅製ガスケットや、Ø69.9 mm(Ø2.75インチ)CFフランジ用の取付部品セットもご用意しております(下記参照)。また、Ø25.4 mm(Ø1インチ)ウィンドウならびにØ38.1 mm(Ø1.5インチ)ウェッジウィンドウ用のCFビューポートもご用意しております。
| Item # | VPCH42 VPW42 | VPCH42-UV VPW42-UV | VPCH42-A VPW42-A | VPCH42-B VPW42-B | VPCH42-C VPW42-C | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Window Material | UV Fused Silicaa | |||||
| Window Diameter (Unmounted) | 1.5" +0/-0.1 mm | |||||
| Window Thickness (Unmounted) | 4.04 mm ± 0.2 mm | 4.0 mm ± 0.2 mm | 4.04 mm ± 0.2 mm | |||
| Clear Aperture (in Viewport) | Ø1.13" (28.7 mm) | |||||
| AR Coating | Uncoated | 245 - 400 nm | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm | |
| AR Coating Performancea | N/A | Ravg< 0.5% | ||||
| Transmitted Wavefront Error (@ 633 nm) | λ/8 | |||||
| Surface Quality | 20 -10 Scratch-Dig | |||||
| Parallelism | ≤5 arcsec | < 5 arcsec | ≤5 arcsec | |||
| Optic Damage Threshold | Pulse | - | 5.0 J/cm2 (355 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.350 mm) | 7.5 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.491 mm) | 7.5 J/cm2 (810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.133 mm) | 7.5 J/cm2 (1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm) |
| CWc,d | - | - | > 2.3 kW/cm (532 nm, Ø1.000 mm) | > 82 kW/cm (1070 nm, Ø0.974 mm) | > 1.52 kW/cm (1540 nm, Ø1.030 mm) | |
この高性能な多層ARコーティングの平均反射率は、指定の波長範囲(下記コーティンググラフの青色の網掛け範囲)において、0.5%未満(1面あたり)です。これらのARコーティングは、入射角(AOI) 0°～30° (0.5 NA)ですぐれた特性を示します。下に掲載されているARコーティンググラフは、8°の入射角における反射率を示しています。入射角が大きい条件で使用される時には、45°入射角で最適化されたカスタムコーティングのご利用をお勧めします。このコーティングの有効入射角は25°～52°です。下のグラフは、コーティング無しのUV溶融石英(UVFS)基板の透過率を示しています。
ARコーティング
基板透過率
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生データはこちらをクリックしてください。
当社の高真空用ビューポートでは、実験条件や必要に応じてウィンドウの取付けと交換ができます。ウィンドウ取付けは、比較的素早く簡単にできます。このガイドでは、当社の高真空用コンフラットへのウィンドウの取付けと交換の方法をご説明します。
ステップ1:
左: 前面プレートを外したビューポート。中央: Oリングを外し、台座を検査します。右: エアブローで台座から軽い破片を取り除きます。
Oリングと台座の凹み、傷または汚れを検査します。エアブローにより台座から軽い破片を取り除きます。
ステップ2:
Oリングを台座に入れ、その上にウィンドウを置きます(左図)。ウィンドウの上に前面プレートを置きます(右図)。
ステップ3:
その前面プレートの穴にネジを入れ、2 mm六角レンチを用いてそれぞれのネジを回します。このとき、きつく締めずに、1.5回転ほど回してネジと前面プレートが同一平面になるようにしてください。
ステップ4:
すべての6つの止めネジ(セットスクリュ)を締めるには、30 in-oz(～0.21 N･m)に設定したトルクドライバを使用してください。上に示すように順番にそれぞれのネジを回します。締め付けすぎるとウィンドウを損傷する場合があるので、ご注意ください Ø25.4 mm(Ø1インチ)ウィンドウにはネジは4本しかありませんが、上の写真と同様に順番にネジを締めてください。
| Damage Threshold Specifications | ||
|---|---|---|
| Coating Designation (Item # Suffix) | Damage Threshold | |
| -UV | Pulse | 5.0 J/cm2 at 355 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.350 mm |
| -A | Pulse | 7.5 J/cm2 at 532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.491 mm |
| CWa,b | ＞2.3 kW/cm (532 nm, Ø1.000 mm) | |
| -B | Pulse | 7.5 J/cm2 at 810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.133 mm |
| CWa,b | ＞82 kW/cm (1070 nm, Ø0.974 mm) | |
| -C | Pulse | 7.5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm |
| CWa,b | ＞1.52 kW/cm (1540 nm, Ø1.030 mm) | |
当社のUV溶融石英ウィンドウの損傷閾値データ
右の仕様は当社のUV溶融石英ウィンドウの損傷閾値の測定値です。損傷閾値の仕様は、コーティングの種類が同じであればウィンドウのサイズにかかわらず同じです。
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。
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。
| Example Test Data | |||
|---|---|---|---|
| Fluence | # of Tested Locations | Locations with Damage | Locations Without Damage |
| 1.50 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 1.75 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.00 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.25 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 3.00 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 5.00 J/cm2 | 10 | 9 | 1 |
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。
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。
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。
- レーザの波長
- ビーム径(1/e2)
- 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)
- 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)。
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 Duration | t ＜ 10-9 s | 10-9 ＜ t ＜ 10-7 s | 10-7 ＜ t ＜ 10-4 s | t ＞ 10-4 s |
|---|---|---|---|---|
| Damage Mechanism | Avalanche Ionization | Dielectric Breakdown | Dielectric Breakdown or Thermal | Thermal |
| Relevant Damage Specification | N/A | Pulsed | Pulsed and CW | CW |
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。
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。
- レーザの波長
- 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)
- レーザのパルス幅
- パルスの繰返周波数(prf)
- 実際に使用するビーム径(1/e2 )
- 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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
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。
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。
| Posted Comments: | |
user
(posted 2019-10-31 02:02:05.063) I am looking for VIEWPORT with 2.5kW CO2 LASER WINDOW . Is it possible to make it?
If possible, please quote.Please give me the minimum quantity. nbayconich
(posted 2019-10-31 12:06:09.0) Thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities. tim.nightingale
(posted 2018-08-13 19:53:51.103) VPCH42 / VPW42 - Any chance of an infrared-optimised version (e.g. Infrasil or similar) with a reduced OH absorption feature near to 1400 nm? YLohia
(posted 2018-08-13 03:14:09.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Our Infrasil windows can be found here: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=714 matthieu.viteau
(posted 2017-04-25 09:44:12.213) Hi, we have mount 6 viewports on our new setup, on the first one, the windows broke on the mounting on the port ! today, after a week of using them, a second one broke making a huge leak (3e-7 mbar -> 1e-2 mbar).
After un-mounting the windows, we realized that the windows is directly on contact with the metal, that's not a good solution...also the screws were very tight on the windows holder.
Have you think about using 2 o-ring on each side of the windows to avoid important mechanicals constraints ? tfrisch
(posted 2017-05-02 11:46:22.0) We found that during assembly, the screws holding the faceplate to the viewport were being over tightened, leading to excess stress being applied to the window. We modified our assembly instructions to specify using a torque driver set to 30 in-oz for each of the six faceplate screws. Please see our Window Installation tab for further information. benohayon
(posted 2015-06-25 19:49:10.457) Hi,
I am building a laser-cooling setup which requires UHV windows for a 15mm 640nm CW laser.
I usually buy them from a UHV company like Lesker:
http://www.lesker.com/newweb/flanges/viewports_cf_glass.cfm?pgid=0
but as you can see, they are quite expensive and they have poor coatings.
I observed your assembly quotes >10^(-8)torr vacuum, How strict is this number? (I am at 10^(-9)-10^(-10) ). Do you have any costumer working in the UHV regime which reports better numbers?
Also, are the view-ports coated from both sides or just the outer one. If so, dos the coating degassess into the vacuum? if not, can I replace by a double-coated window?
Thank you in advance!
Ben Ohayon, Phd. Student.
Racah Institute of physics besembeson
(posted 2015-09-21 02:49:28.0) Response from Bweh at Thorlabs USA: The Viewports are coated on both sides to increase through-put and there is no significant degassing from the coating. The Viton O-ring we use is rated for 10^-8 Torr and we don't have performance data in your pressure range. john.travers
(posted 2015-02-10 16:28:43.2) Is it possible to fit windows other than 4 mm thick into the VPCH2-FL? Specifically I would like to use 2 mm or thinner windows. besembeson
(posted 2015-02-12 01:48:10.0) Response from Bweh at Thorlabs: You can mount the 2mm or thinner window but we don't recommend this. With the Viton O-Ring (VPCH2-VO) that we provide, it is going to be loose inside and the risk of damage to the window will be high and a vacuum seal will not be formed. It will be okay if you can get a thicker O-ring (about 4.5mm thick for your 2mm windows). annahambi
(posted 2013-02-08 05:26:40.657) I was wondering if you also offer windows of optical quality for KF standard? I am searching for pretty large (DN 200) viewports to shine in a 1083 nm laser. cdaly
(posted 2013-02-14 13:21:00.0) Response from Chris at Thorlabs: Thank you for your feedback. We are not able to offer the KF Standard, DN 200 mounting type at this time. jlow
(posted 2012-08-01 12:10:00.0) A response from Jeremy at Thorlabs: Thank you very much for this feedback. We are in the process of investigating the possibility of adding this to our product line. We will get in touch with you directly to start a discussion about your application. jmizrahi
(posted 2012-07-31 08:55:47.0) Do you have any plans to start selling UHV compatible AR coated vacuum viewports? This would be very valuable to us as all of our work is at UHV, so we can't use HV viewports. |
ズーム
- UV溶融石英(UVFS)ウィンドウ付きØ2.75インチCFビューポート
- バイトン製Oリングで金属とガラス間を密閉
- Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)の光学素子に対応
- 開口(光学開口径):Ø28.7 mm
当社のØ2.75インチCFフランジビューポートは、10-8 Torrまでの高真空(HV)システムへの光の入出力を可能にします。 Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)のウィンドウ付きの固定型(無回転型)フランジで、開口はØ28.7 mmです。 ビューポートには6つのM6貫通穴があり、ボルトで標準のØ2.75インチCFフランジを取り付けることができます。なお、取付け部品は付属しておりませんのでご注意ください。高真空用CFフランジビューポートに取り付けられているUV溶融石英(UVFS)のウィンドウは、コーティング無し、または両面に広帯域反射防止(BBAR)コーティングを施した製品の中からお選びいただけます。 このビューポートは下記でご紹介しているØ38.1 mm(Ø1.5インチ)ウィンドウに対応可能です。
このCF型フランジは、ナイフエッジ機構を利用して、接合部品間を密閉します。 密閉を実現するために、一般的に銅製ガスケットが使われます。 接合部のボルトをしっかりと締めた時に、ナイフエッジは銅製ガスケットに「噛み付き」、変形します。 押し出された金属は全ての機械加工による凹みと表面欠損を埋め、漏れのない密閉を生み出します。
ズーム- Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)UV溶融石英(UVFS)真空用ウィンドウ
- 高真空用CFフランジビューポートに付いているウィンドウと取替可能
当社のØ38.1 mm(Ø1.5インチ)真空用ウィンドウは、コーティング無し、または両面に広帯域反射防止(BBAR)コーティングを施した製品を4種類ご用意しております。 コーティング無しのウィンドウの反射による損失値は面当たり約4%であるのに対し、BBARコーティングは、規定の波長範囲での損失をRavg＜0.5%まで減少させ、0°～30°の入射角度では優れた性能を発揮します。 BBARコーティング曲線については、「グラフ」タブをご覧ください。
このウィンドウは当社のØ38.1 mm(Ø1.5インチ)光学素子用の高真空用CFフランジビューポート(上記に掲載)に取り付けることができますので、ビューポートのウィンドウが破損した場合や、異なるARコーティングが必要になった場合には、交換品としてご使用になれます。 下記でご用意している真空用フランジ(ウィンドウ無し)VPCH2-FLにも取付けが可能です。 ウィンドウをCFフランジに取り付ける方法については「ウィンドウの取付け」タブをご覧ください。
ズーム- Ø2.75インチCFフランジ(Oリングが1つ付属)
- Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)の光学素子に対応
- Ø38.1 mm(Ø1.5インチ)真空ウィンドウ用バイトン製Oリング
こちらのØ2.75インチCFフランジにはウィンドウは含まれていません。上に掲載しているØ38.1 mm(Ø1.5インチ)UV溶融石英真空用ウィンドウを取り付けることができます。ウィンドウの組み合わせにより、10-8Torrまでの高真空(HV)におけるビューポートを構成できます。これは、固定(回転しない)フランジです。固定フランジには、6つのM6貫通穴があり、ボルトで標準的なØ2.75インチCFフランジに取り付けることができます。なお、取付け部品は付属しておりませんのでご注意ください。バイトン製Oリングは1パック5個入りで、上に掲載しているØ38.1 mm(Ø1.5インチ)ウィンドウ用高真空CFフランジビューポートに付属しているOリングの交換用になります。
ズーム
- ステンレススチール製(18-8)取付用部品セットVMH6の内容
- ボルト6個(銀メッキ、1/4"-28 x 1.25"、12ポイント)
- ナット6個、ワッシャ12個
- Ø2.75インチCFフランジを用いて密閉する銅製ガスケット(1個使用)
- 101銅合金(純度99.99%)、OFHC(無酸素銅)
- VGC10:1/4硬質銅ガスケット
- VGA10:アニール済み銅ガスケット
当社ではØ2.75インチCFフランジを結合するための取付用部品と銅製ガスケットをご用意しております。フランジは、ナイフエッジ機構を利用して、接合部品間を密閉します。密閉にはよく銅製ガスケットが採用されています。接合部のボルトをしっかりと締めた時に、ナイフエッジは銅製ガスケットに「噛み付き」、変形します。押し出された金属は全ての機械加工による凹みと表面欠損を埋め、漏れのない密閉を生み出します。
1/4硬質銅ガスケットならびにアニール済み銅ガスケットはそれぞれ10個セットでご用意しております。フランジの応力により光学素子が変形する可能性を低くするため、ビューポートには柔らかい方のアニール銅ガスケットのご使用をお勧めいたします。ステンレススチール製の取付用部品には、銀メッキボルト6個、ナット6個、ワッシャ12個が含まれます。ボルトの銀メッキが潤滑油としてボルトのステンレススチール面とナットの摩耗を防止します。
取付手順
まずはじめにCFフランジのナイフエッジ面に埃や傷がないことを確認してください。その後ボルト穴の向きを選び、ガスケットを(リーク溝があれば、それとアライメントさせながら)挿入します。ワッシャをスライドさせてボルト上に取り付け、ボルトをフランジに差しこみ、もう1個ワッシャをつけてからナットを締め付けます。ボルトは手で締め付け、その後2つのレンチを使用してボルト頭部を保持し、ナットを回します。ナットは星型の順番で徐々に1/8～1/4ほど締め付けていきます。この手順を追うことにより、ガスケットの圧力と変形が均等で信頼ある密閉ができます。
 高真空用ビューポート、Ø38.1 mmウィンドウ用 |
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