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くさび型プレート式ビームスプリッタ


  • Uncoated UV Fused Silica Beamsplitter
  • 5° Wedge Angle Separates Multiple Reflections
  • Rectangular Shape Simplifies Mounting

BSF2550

BSF2550 Mounted in a KM100C
Rectangular Optic Mount

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特長

  • コーティング無しのくさび型形状で、入射光から分離された入射光と同様の性質を 持った複数の減衰光を生成
  • 高パワービームの減衰に適した製品
  • 複数の出射光は別々の実験やビームのモニタリングに利用可能

このくさび型光学ビームスプリッタは、右図が示すように連続した反射や屈折によって、1つの入射光を複数の同様の性質を持った光に分離する設計です。 材質はUV溶融石英(UVFS)で、185 nm~2.1 µmの広い波長範囲の光を透過します。 くさび型は、頂角が5°となる設計で、複数の出射光が確実に分離できます。 長方形の形状であるため、出射光を同一面上に精密に位置決めできます。 高さは25.4 mmで、当社のキネマティック式の長方形型光学マウント固定式の長方形型光学マウントが適用できます。 くさびは50.8 mm長の面に平行で、これによって無数のコピー光線を生成することができます。

光が反射、屈折するたびに、入射光のパワーが失われるので、このくさび型ビームスプリッタは、減衰器としても利用できます。 またこのくさび型素子はコーティング無しであることから、当社のNDフィルタと比較して、より高いパワーの光を取り扱うことができます。 連続して出射される透過光や反射光は、別々の複数の実験、あるいはパワーメータでのパワー変動モニタまたはカメラやフォトダイオードなどのディテクタを使った様々なビームモニタリングに利用できます。 使用しない出射光はビームブロックやビームトラップで遮ることができます。

出射光の角度変位は簡単に計算できます。 計算方法については上記の「原理」のタブ内をご参照ください。 また動作原理の詳細については「原理」タブ内の終わりの部分に参考用に言及してありますので、そちらもご覧ください。

UV Fused Silica Transmission
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生データはこちら からダウンロードいただけます。
下記のグラフは、10 mm厚でコーティング無しのUV溶融石英(UVFS)における波長と透過率の関係を示しています。 このデータには表面反射の影響が含まれています。
Specifications
Wedge Angle5° ± 3 arcmin
Size (L x H)50.8 mm x 25.4 mm
(2.00" x 1.00")
Clear Aperture45.72 mm x 22.86 mm
(1.80" x 0.90")
Surface Flatnessλ/4 @ 632 nm (per inch)
Surface Quality10-5 Scratch-Dig
Wedged Beamsplitter Diagram
くさび型プレートビームスプリッタBSF2550の寸法図面

Ray Tracing through a Wedged Prism
1. くさび型ビームスプリッタにおける光線のトレースと記号の定義

出射角の求め方

 

三角形の3つの角度の合計が180°であることから、下記が証明できます:

E1 = A + C

G1 = 2E1 - C = C + 2A

これらの角の記号の定義は、図1で示されています。 これらの数式を以後の光線の角度に関しても適用し続けた場合、角度の関係が下記の数式で求められることがわかります:

GL = C + 2LA

EL = C + (2L - 1)A

ここでLは整数です。

図1では、この光学系からの全ての出射光に数字が付与されており、ここでは“出射光の次数”としています。 この図からもわかるように、「偶数」の次数の光がビームスプリッタの一方の側から出射されるのに対し、「奇数」の次数の光は反対側から 出射されています。 このことから光の次数mと角度の添え字Lの関係が下記の数式で表せます:

mが奇数値であるとき: m = 2L - 1

mが偶数値であるとき: m = 2(L - 1)

生成された光線の屈折角度は、ELそしてGLの値を使ってスネルの法則で求められます。 小角度近似を適用するとき、角度の正弦値の近似値はラジアンに基づき、下記の数式で表すことができます:

FL = B + (2L - 1)nA

HL = B +2LnA

ここでnは屈折率です。 屈折率は波長に依存しますが、UV溶融石英の場合の相関関係を表したグラフが図2です。

これらは、入射光からの変位Dとしても表すことが可能で、m = -1の場合の、ビームの変位は下記の数式で求められます:

D = 2B

奇数の次数では:

D = B + H(m+1)/2

偶数の次数では:

D = F(m/2)+1 - B - A
=(2m + 1)nA - A

なお、これらの値は、小角度近似を利用した近似値であり、実際値とは若干異なる場合があることにご注意ください。

その他の考慮すべき点

透過光や反射光の強度には、わずかながら偏光依存性があります。 しかしながら、入射角度が小さければ、偏光状態の影響は最低限に抑えることができます。 またビームスプリッタから光が出射する際の光の減衰は計算することが可能で、この計算方法の詳細については、下記の参考文献をご参照ください。

参考文献
Beers, Y. "The Theory of the Optical Wedge Beam Splitter." NBS Monograph 146 (October 1974).


Posted Comments:
thumbd28455  (posted 2019-02-11 04:35:39.157)
Could you make a BSF2550 plate with an AR coating & a Dielectric coating?
nbayconich  (posted 2019-02-19 09:59:13.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We can provide AR coating for these beamsplitters. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities.
micatlan  (posted 2017-09-12 13:07:36.913)
Hi! could you make me a BSF2550 plate with smaller dimensions, 20mm x 20 mm? Regards, Michael Atlan
tfrisch  (posted 2017-09-12 03:54:27.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you about a quote.
schumacher-PM  (posted 2015-04-01 10:08:17.04)
Is there a ZEMAX-file available for this product? This would be very useful to simulate the behavior of my experiment.
myanakas  (posted 2015-04-15 08:33:22.0)
Response from Mike at Thorlabs: Thank you for your feedback. Zemax files have now been uploaded for our BSF2550 Wedged Plate Beamsplitter. They can be found by clicking on the red "Docs" icon next to the part number at the bottom of the page. I have also contacted you directly with these files.
user  (posted 2015-01-28 13:28:11.09)
Would be great if you offered this product but considerably thinner (<0.5 mm) at the tapered end.
jlow  (posted 2015-02-03 10:26:40.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We can offer custom solutions to this. Since you did not leave your contact information, can you contact us at techsupport@thorlabs.com for a quote please?
572595586  (posted 2014-07-10 09:59:05.81)
Excuse me. This product is very useful for us. and there are some principle questions about how to use it. My question is that whether this product can separate the light according to the difference of wavelength. That is to say , I want to know whether each beam of light contains all wavelength of light or just with one wavelength.Thanks for offering me the answers.
jlow  (posted 2014-08-19 08:37:43.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: Since different wavelength will see different refractive indices, multiple wavelengths would be separated by small angles. However, there are much better tools designed for wavelength separation such as dichroic mirrors, dispersive prisms, and gratings. If you would like to discuss about your application, please contact us at techsupport@thorlabs.com.
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
BSF2550 Support Documentation
BSF2550Customer Inspired! くさび型プレート式ビームスプリッタ、ウェッジ角5°、25.4 mm x 50.8 mm
¥10,994
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