アカウント作成  |   ログイン

View All »Matching Part Numbers


カートは空です
         

FiberBenchビームスプリッターモジュール


  • Polarizing Cube or Non-Polarizing Plate Beamsplitters
  • Available for Wavelengths from 600 nm to 6.0 µm
  • Kinematic and Rotation Base Designed for FiberBench Systems

FBT-PBS052

Polarizing Beamsplitter Module
for 620 - 1000 nm

Application Idea

Kinematic Polarizing Cube Beamsplitter Module and an FBR-LPNIR Polarizer Module Mounted in a FiberBench with MIR FiberPorts

FBT-50MIR

Non-Polarizing Beamsplitter Module
for 1.0 - 6.0 µm

Related Items


Please Wait

Click to Enlarge
付属の六角レンチとスパナレンチを使用して調整ネジをロック可能です。

Click to Enlarge
ビームスプリッタは、チップ、チルトならびに精密回転用の調整ネジが付いたキネマティックベースに取り付けられています。
Download a FiberBench Assembly File

特長

  • 消光比>1000:1の偏光ビームスプリッターキューブ
  • 分岐比4:96または50:50のプレート型ビームスプリッタ
  • あおり調整(チップ&チルト)ならびに回転が可能なキネマティックステージに接着されたビームスプリッタ
    • 360°連続回転、±12°の微調整
    • 3つのM2.5x0.2の精密アジャスタにより、±3°のあおり調整(チップ&チルト)
    • アジャスタは付属のスパナレンチでロック可能
  • FiberBenchに対応
  • 特殊な波長やカスタマイズに関するご要望は当社までご連絡ください。

当社では、ビームの分岐または反射が必要な用途向けに、FiberBenchシステムに対応可能なキネマティックベースに取り付けられた偏光ビームスプリッターキューブならびにビームスプリッタープレートをご用意しております。ベースはチップ、チルト、そして回転の調整により、精密なビームアライメントやステアリングが可能です。

円形の回転プレートは360°回転し、5°毎に目盛が刻印されています。さらにバーニヤ目盛により1°の分解能が得られ、精密な回転調整が可能になります。粗動回転を行う際は、付属の六角レンチと回転プレートの刻み目を使用し、光学素子には直接触れないようにしてください。回転微調整ネジを使用すると、最大±12°の調整が可能です。

FiberBenchビームスプリッターモジュールの特長

3つの調整ネジにより、マウントのあおり調整(チップ&チルト)を最大±3°までできます(右の動画および写真参照)。この3つのネジを同じ量だけ回転させることで、垂直移動させることも可能です。物理的なストッパによりあおり調整(チップ&チルト)バネの過度の伸長を防止できます。

すべての調整ネジは付属の1.3 mm六角レンチで操作します。偶発的な動きを防ぐために、アジャスタの位置は付属のロック用カラーとスパナレンチでロックすることができます。スパナレンチに六角レンチを挿入し、調整ネジを動かさないようにして、スパナレンチでロック用カラーを締め付けます(右の動画参照)。交換用のカラーとスパナレンチは、下記のようにご購入いただくことも可能です。

マウントには操作上の左右の制限がないため、FiberBench上でどの方向にも使用可能です。プレート型ビームスプリッターモジュールには、ビームスプリッタ側の面を示す点が刻印されています。一方、ビームスプリッターキューブモジュールでは、その上面に推奨する入射面を示す点が刻印されています。各モジュールには、当社のFiberBenchシリーズに取付け可能なØ3.2 mmの位置決めピンが2本付いています。特殊な波長についてのご要望は当社までご連絡ください。これらのビームスプリッターモジュールは、FiberBenchに対応する偏光モジュール微調整モジュールならびにミラーモジュールと一緒にお使いいただけます。

FiberBench Accessories
FiberPortsOptic MountsAlignment ToolsPolarizers
Beamsplitter ModulesMirror ModulesRotating Wave PlatesFiberBenches

偏光ビームスプリッターキューブ

Specifications
AR Coating ReflectionRavg <0.5% at 0° AOI
Beamsplitter Dimensions5 mm Cube
Dimensional Tolerance±0.25 mm
MaterialN-SF1
Extinction RatioaTP:TS >1000:1
Transmission EfficiencybTP >90%
Reflection EfficiencybRS >99.5%
Transmitted Beam Deviation0° ± 5 arcmin
Reflected Beam Deviation90° ± 5 arcmin
Clear Aperture>Ø3.25 mm
Surface Flatnessλ/4 at 633 nm
Transmitted Wavefront Distortion≤λ/4 at 633 nm
Surface Quality40-20 Scratch-Dig
  • 透過率ならびに反射率のデータはビームスプリッターコーティングのデータに基づいており、BBAR表面コーティングは含んでいません。
Item #Item # of
Mounted Optic
Coating RangeDamage Threshold
FBT-PBS052PBS052620 - 1000 nmCWa50 W/cm at 810 nm, Ø0.019 mm
Pulsed2 J/cm2 at 810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.166 mm
FBT-PBS053PBS053900 - 1300 nmCWa,b2000 W/cm at 1064 nm, Ø0.018 mm
Pulsed2 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.484 mm
FBT-PBS054PBS0541200 - 1600 nmCWa,b2000 W/cm at 1542 nm, Ø0.033 mm
Pulsed5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.181 mm
  • ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算してください。このパワー密度の単位(単位長さあたりのパワー)が長パルスおよびCW光源に対して最も適した測定量である理由については、「損傷閾値」タブをご参照ください。
  • この損傷閾値は、様々な因子を考慮して実測した損傷閾値よりも低めに設定されております。実際にはこの損傷閾値のレーザ出力であれば光学素子は損傷を受けません。
Polarizing Beamsplitting Cube
Polarizing Beamsplitting Cube

 

プレート型ビームスプリッタ


分岐比50:50のビームスプリッタ: ビームスプリッターコーティングの施された面が入射ビーム側を向くように設置してください。
Item #FBT-50NIRFBT-50MIRFBT-BSF-BFBT-BSF-C
Transmission Efficiency50 ± 10% a50 ± 20% c96% e
Reflection Efficiency50 ± 10% b50 ± 20% d4% e
Beam Displacement~ 0.5 mm
Clear Aperture (45° AOI)>Ø3.0 mm
Transmitted Wavefront Distortion≤λ/10 @ 633 nm≤λ/8 @ 633 nm≤λ/10 @ 633 nm
Optic SubstratefFused SilicaCalcium FluorideFused Silica
Plate Thickness1.0 mm
Surface Quality (Scratch-Dig)20-1040-2020-10
  • TS-TP < 40%
  • RS-RP < 40%
  • TS-TP < 35%
  • RS-RP < 35%
  • ミラーは入射角45°で最適化されています。詳細は「グラフ」タブをご参照ください。
  • 詳細は各基板名をクリックしてください。
Beam Sampler
分岐比4:96のビームスプリッタ: 入射光の数%をコーティング無しの表面で反射させることによってビームをサンプリングします。
Item #Coating RangeDamage Threshold
FBT-50NIR600 - 1700 nm a6 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.515 mm
FBT-50MIR1.0 - 6.0 µm aCW: 100 W/cm2 at 2.1 µm, Ø0.027 mm
Pulsed: 0.5 J/cm2 at 2.1 µm, 30 ns, 167 Hz, Ø0.027 mm
FBT-BSF-B650 - 1050 nm b7.5 J/cm2 at 810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.133 mm
FBT-BSF-C1050 - 1700 nm b7.5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm
  • ビームスプリッターコーティングの波長範囲(右の分岐比50:50のビームスプリッタの概略図参照)
  • ARコーティングの波長範囲(右の分岐比4:96のビームスプリッタの概略図参照)

下のグラフは、当社のビームスプリッターモジュールの透過率を表しています。青い領域は、各ビームスプリッタの使用可能な波長範囲です。この範囲外での性能は保証されていません。

偏光ビームスプリッタ(PBS)モジュール


Click to Enlarge
性能はビームスプリッターコーティングによって制限されます。透過率を向上させるため、ビームスプリッターキューブPBS052の表面には波長範囲620~1000 nm用のARコーティングが施されています。

Click to Enlarge
性能はビームスプリッターコーティングによって制限されます。透過率を向上させるため、ビームスプリッターキューブPBS053の表面には波長範囲900~1300 nm用のARコーティングが施されています。

Click to Enlarge
性能はビームスプリッターコーティングによって制限されます。透過率を向上させるため、ビームスプリッターキューブPBS054の表面には波長範囲1200~1600 nm用のARコーティングが施されています。

 

プレート型ビームスプリッターモジュール、分岐比50:50


Click to Enlarge
性能はビームスプリッターコーティングによって制限されます。透過率を向上させ、後方反射を最小限に抑えるため、このプレート型ビームスプリッタの背面には波長範囲600~1700 nm用のARコーティングが施されています。

Click to Enlarge
性能はビームスプリッターコーティングによって制限されます。透過率を向上させ、後方反射を最小限に抑えるため、このプレート型ビームスプリッタの背面には、波長範囲1~6 μm用のARコーティングが施されています。

 

プレート型ビームスプリッターモジュール、分岐比4:96


Click to Enlarge

サンプルビームは、ビームサンプラのコーティング無しの表面から反射されたビームです。上のグラフは、入射ビームのパワーに対する、光学素子のコーティング無しの表面からの反射ビームのパワーの比率(%)を、入射角を変えて測定したものです。ミラーは入射角45°で最適化されています。

Click to Enlarge

このビームサンプラの背面には650~1050 nmのARコーティングが施されており、この面からの透過光の後方反射を最小限に抑えています。
 

Click to Enlarge

サンプルビームは、ビームサンプラのコーティング無しの表面から反射されたビームです。上のグラフは、入射ビームのパワーに対する、光学素子のコーティング無しの表面からの反射ビームのパワーの比率(%)を、入射角を変えて測定したものです。ミラーは入射角45°で最適化されています。

Click to Enlarge

このビームサンプラの背面には1050~1700 nmのARコーティングが施されており、この面からの透過光の後方反射を最小限に抑えています。
Item #Damage Threshold
Polarizing Beamsplitters
FBT-PBS052CWa50 W/cm at 810 nm, Ø0.019 mm
Pulsed2 J/cm2 at 810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.166 mm
FBT-PBS053CWa,b2000 W/cm at 1064 nm, Ø0.018 mm
Pulsed2 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.484 mm
FBT-PBS054CWa,b2000 W/cm at 1542 nm, Ø0.033 mm
Pulsed5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.181 mm
Non-Polarizing Beamsplitters
FBT-50NIRPulsed6 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.515 mm
FBR-50MIRCW100 W/cm2 at 2.1 µm, Ø0.027 mm
Pulsed0.5 J/cm2 at 2.1 µm, 30 ns, 167 Hz, Ø0.027 mm
FBT-BSF-BPulsed7.5 J/cm2 at 810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.133 mm
FBT-BSF-CPulsed7.5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm
  • ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算してください。このパワー密度の単位(単位長さあたりのパワー)が長パルスおよびCW光源に対して最も適した測定量である理由については、「損傷閾値」タブをご参照ください。
  • この損傷閾値は、様々な因子を考慮して実測した損傷閾値よりも低めに設定されております。実際にはこの損傷閾値のレーザ出力であれば光学素子は損傷を受けません。

当社のFiberBenchビームスプリッターモジュールの損傷閾値データ

右の仕様は当社のビームスプリッターモジュールに取り付けられているビームスプリッタの測定値です。

 

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 SpecificationN/APulsedPulsed 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。


Posted Comments:
jjurado  (posted 2011-02-25 10:35:00.0)
Response from Javier at Thorlabs to ctnono: Thank you for contacting us with your request. I have sent a copy of the Autocad pdf drawing for the PSCLB-HR-1550 to your e-mail address.
ctnono  (posted 2011-02-24 22:26:27.0)
Dear, In item of PSCLB-HR-1550 series, your website of datasheet was broken. Could you please send it to me. Thanks a lot. Best Regards, Cugi Chang

キネマティック偏光ビームスプリッターキューブモジュール

Polarizing Beamsplitting Cube
  • あおり調整(チップ&チルト)と回転調整が可能なキネマティックベースに取り付けられた、5 mmの偏光ビームスプリッターキューブ
  • 消光比>1000:1
  • 波長範囲:620~1600 nm

こちらのモジュールは偏光ビームスプリッターキューブを刻印付きのベースFBTCに取り付けたものです。偏光に依存した測定や、空間ビームの重ね合わせが必要な用途に適しています。ビームスプリッターキューブは1000:1以上の優れた消光比で偏光を分離します。下記に掲載されていない波長については当社までお問い合わせください。

ベースには、当社のFiberBenchシリーズに取付け可能な、2個のØ3.2 mm位置決めピンが付いています。各モジュールには、ベースのチップ/チルトと回転の調整用六角レンチと、アジャスタをロックするためのスパナレンチが付属します。

Key Optic Specificationsa
Item #Item # of
Mounted Optic
Wavelength RangeTransmissionb
(Click for Graph)
Extinction RatioReflection
Efficiency
Transmission
Efficiency
Transmitted Wavefront
Distortion
Clear Aperture
FBT-PBS052PBS052620 - 1000 nmTP:TS > 1000:1TS > 99.5%TP > 90%≤λ/4 @ 633 nm>Ø3.25 mm
FBT-PBS053PBS053900 - 1300 nm
FBT-PBS054PBS0541200 - 1600 nm
  • 詳細については「仕様」タブをご参照ください。
  • 詳細については「グラフ」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
FBT-PBS052 Support Documentation
FBT-PBS052Polarizing FiberBench Beamsplitter Module, 620 - 1000 nm
¥57,395
Today
FBT-PBS053 Support Documentation
FBT-PBS053Polarizing FiberBench Beamsplitter Module, 900 - 1300 nm
¥57,395
3-5 Days
FBT-PBS054 Support Documentation
FBT-PBS054Polarizing FiberBench Beamsplitter Module, 1200 - 1600 nm
¥57,395
Today

キネマティックプレート型ビームスプリッターモジュール、分岐比50:50

Non-Polarizing Beamsplitting Plate
  • あおり調整(チップ&チルト)と回転調整が可能なキネマティックベースに取り付けられた、分岐比50:50のプレート型ビームスプリッタ
  • 波長範囲:600 nm~6.0 μm

こちらのモジュールは広帯域プレート型ビームスプリッタを刻印付きのベースFBTPに取り付けたものです。このプレート型ビームスプリッタは赤外光のビームサンプリングや、45°の入射角で50:50の分岐比を得たい用途に適しています。下記に掲載されていない波長については当社までお問い合わせください。

ベースにはビームスプリッタの反射側を示す点が刻印されています。また、当社のFiberBenchシリーズに取付け可能な、2個のØ3.2 mm位置決めピンが付いています。各モジュールには、ベースのチップ/チルトと回転の調整用六角レンチと、アジャスタをロックするためのスパナレンチが付属します。

Key Optic Specificationsa
Item #Wavelength
Range
Transmissionb
(Click for Graph)
Split Ratio
(Unpolarized Light)
Transmitted Wavefront
Distortion
Clear Aperture
(45° AOI)
Plate Beamsplitter Dimensions
FBT-50NIR600 - 1700 nm50:50≤λ/10 @ 633 nm>Ø3.0 mmFace Dimensions: 12.4 mm x 5.0 mm
Thickness: 1.0 mm
FBT-50MIR1.0 - 6.0 µm≤λ/8 @ 633 nm
  • 詳細については「仕様」タブをご参照ください。
  • 詳細については「グラフ」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
FBT-50NIR Support Documentation
FBT-50NIR50:50 Fiberbench Beamsplitter Module, 600 - 1700 nm
¥53,879
3-5 Days
FBT-50MIR Support Documentation
FBT-50MIR50:50 Fiberbench Beamsplitter Module, 1.0 - 6.0 µm
¥63,163
3-5 Days

キネマティックプレート型ビームスプリッターモジュール、分岐比4:96

Beam Sampler
入射光の数%をコーティング無しの表面で反射させて、ビームをサンプリングします。
  • あおり調整(チップ&チルト)と回転調整が可能なキネマティックベースに取り付けられた、分岐比4:96(R:T)のプレート型ビームスプリッタ
  • 波長範囲:650~1700 nm

こちらのモジュールは、広帯域プレート型ビームスプリッタを刻印付きのベースFBTPに取り付けたものです。分岐比は4:96(R:T)で、ビームサンプリング用に適しています。下記に掲載されていない波長については当社までお問い合わせください。

右の概略図に示すように、ビームはコーティング無しの面に向けて入射する必要があります。ベースにはビームスプリッタのコーティング無しの面を示す点が刻印されており、ビームスプリッタにはARコーティング面を示す点が刻印されています。また、ベースには当社のFiberBenchシリーズに取付け可能な、2個のØ3.2 mm位置決めピンが付いています。各モジュールには、ベースのチップ/チルトと回転の調整用六角レンチと、アジャスタをロックするためのスパナレンチが付属します。

Key Optic Specificationsa
Item #Wavelength
Range
Reflectanceb
(Click for Graph)
Split Ratio
(R:T, Unpolarized Light)
Transmitted Wavefront
Distortion
Clear Aperture
(45° AOI)
Plate Beamsplitter Dimensions
FBT-BSF-B650 - 1050 nm4:96≤λ/10 @ 633 nm>Ø3.0 mmFace Dimensions: 12.4 mm x 5.0 mm
Thickness: 1.0 mm
FBT-BSF-C1050 - 1700 nm
  • 詳細については「仕様」タブをご参照ください。
  • コーティング無し表面の反射率です。 詳細については「グラフ」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
FBT-BSF-B Support Documentation
FBT-BSF-B4:96 FiberBench Beamsplitter Module, 650 - 1050 nm
¥53,879
3-5 Days
FBT-BSF-C Support Documentation
FBT-BSF-C4:96 FiberBench Beamsplitter Module, 1050 - 1700 nm
¥53,879
3-5 Days

交換用:ロック用カラーおよびスパナレンチ

Stop Collar Jam Nut
Click to Enlarge

2個のカラーを一緒に固定してハードストップを構成
Stop Collar Lock Nut
Click to Enlarge

1個のロック用カラーでアジャスタ位置の固定が可能
  • 非常に小型のロックナット:厚さ1.7 mm
  • 1個のカラーを使用してアジャスタをブッシュに固定
  • 2個のカラーを使用してアジャスタのハードストップを構成
  • 5個入りパッケージで販売
  • 着脱用のスパナレンチSPW403の販売

こちらのロック用カラーは、上記掲載のすべてのモジュールに使用されているアジャスタやM2.5 x 0.20アジャスタに対応しています。厚さわずか1.7 mmで、SUS303ステンレススチール製です。 

右の写真のように、アジャスタをご希望の位置で固定することも、あるいはアジャスタのオーバードライブを防止するためのハードストップとしてご使用いただくこともできます。ハードストップを構成するには、1番右の写真のように2つのカラーをご使用いただくほかに、1つのカラーを接着剤G14250でアジャスタに固定して恒久的なハードストップとする方法もございます。固定用カラーの着脱には、スパナレンチSPW403のご使用をお勧めいたします。スパナレンチSPW403の先に、締付けトルクを追加できる5/64インチの六角レンチが使えます。SPW403は中空構造のため、調整用ツールを貫通させて、アジャスタにアクセスすることが可能です。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
F10SC1-5 Support Documentation
F10SC1-5ロック用カラー、M2.5 x 0.20アジャスタ用、5個入り
¥3,764
Today
SPW403 Support Documentation
SPW403スパナレンチ、FiberPort Zθロック用カラーおよびM2.5 x 0.20ロック用カラーF10SC1-5用
¥3,518
Today
ログイン  |   マイアカウント  |   Contacts  |   Careers  |   個人情報保護方針  |   ホーム  |   FAQ  |   Site Index
Regional Websites:East Coast US | West Coast US | Europe | Asia | China
Copyright © 1999-2020 Thorlabs, Inc.
Sales: +81-3-6915-7701
Tech Supports: +81-3-6915-7701


High Quality Thorlabs Logo 1000px:Save this Image