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カートは空です
         

中空レトロリフレクタ、ルーフプリズムミラー型


  • 180° Retroreflector
  • High Reflectance in the UV, Visible, or IR Wavelength Ranges
  • Round and Square Versions Available

HR1015-F01

UV Enhanced Aluminum

HRS1015-M01

Protected Gold

Application Idea

HRS1015-P01 Mounted Using a KM100PM Kinematic Prism Mount and PM4 Clamping Arm

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入射角度に関わらず、光は180°反射します。
Optical Coatings and Substrates
Optic Cleaning Tutorial

特長

  • 斜面に反射コーティングが施された2つの直角プリズムミラー
  • 6種類の金属コーティングでご用意:UV域強化型アルミニウムコーティング、保護膜付きアルミニウムコーティング、保護膜付き銀コーティング、 超短パルス光用銀コーティング、保護膜付き金コーティング、保護膜無し金コーティング
  • UV溶融石英(UVFS)から加工
  • 2つの斜面間の角度:90° ± 10 arcsec

当社の中空ルーフプリズムミラーは、斜面に保護膜付きアルミニウムコーティング、UV域強化型アルミニウムコーティング、保護膜付き銀コーティング、超短パルス光用銀コーティング、保護膜付き金コーティング、あるいは保護膜無し金コーティングが施された2つのUV溶融石英(UVFS)製直角プリズムミラーを用いて構築されています。2つのコーティング面間の角度は、90º ± 10 arcsecです。当社では25.4 mm x 25.4 mmの基板を有する正方形のマウント無しルーフプリズムミラーと、Ø25.4 mm(Ø1インチ)のアルミニウム製筐体に収められた円形Ø22.5 mmプリズムミラーをご用意しております。 

こちらの中空ルーフプリズムミラーは、外部からプリズムの斜面に入射した光を反射するように設計されています。標準的なプリズムを用いた場合に生じる屈折、色収差、吸収、あるいは表面反射などの影響を排除したい場合に、レトロリフレクタとしてお使いいただくのに適しています。用途例として干渉法やオプティカル・ディレイラインがあります。ビームがミラーの2面が交差する線(2枚のミラーが90°で交わる線)に対して直交する面内を伝播するとき、入射光は180°反射されます。

Common Specifications
Surface Quality (Coated Surface)40-20 Scratch Dig
Surface Flatness

<λ/4 at 633 nm
(Peak to Valley)

Reflected Wavefront Error<λ/2 at 633 nm
(Peak to Valley)
SubstrateUV Fused Silicaa
Dihedral Angle Accuracy±10 arcsec
  • リンクをクリックすると基板の仕様がご覧になれます。
SpecificationsSquare Unmounted Prism MirrorsRound Mounted Prism Mirrors
Housing DimensionsN/AØ1" x 0.68"
Substrate Dimensions1.00" x 1.00" (25.4 mm x 25.4 mm)Ø0.89" (22.6 mm)
Mirror Face Dimensions
(Two Places)
1.00" x 0.71" (25.4 mm x 18.03 mm)-
Dimensional Tolerance±0.2 mm+0.000" / -0.002" (+0.00 mm / -0.05 mm)a
Clear Aperture>80% of Face Dimensions>Ø18.0 mmb
  • 筐体についての仕様値です。
  • ビーム光は、光学素子中心の折り返し部分に入射しないようにご注意ください。

Coating Specifications
Coating
Designation
(Item # Suffix)
-F01-G01-P01-AG-M01-M03
CoatingUV Enhanced AluminumProtected AluminumProtected SilverUltrafast-Enhanced SilverProtected GoldUnprotected Golda
Reflectance
(Click for Plot)b
Ravg > 90% (250 to 450 nm)Ravg > 90% (450 nm - 2 µm)
Ravg > 95% (2 µm - 20 µm)
Ravg > 97.5% (450 nm - 2 µm)
Ravg > 96% (2 µm - 20 µm)
Rs > 99.0% (750 nm - 1 µm)
Rp > 98.5% (750 nm - 1 µm)
Ravg > 96%
(800 nm - 20 µm)
Ravg > 97%
(800 nm - 20 μm)
Group Delay
Dispersion
-S-Pol: < |40 fs2|
P-Pol: < |60 fs2|
-
AOI Relative to
Coated Face
0° to 45°45°0° to 45°
Damage
Threshold
(Pulsed)
0.25 J/cm2 (266 nm, 10 ns,
10 Hz, Ø0.150 mm)
0.3 J/cm2 (355 nm, 10 ns,
10 Hz, Ø0.381 mm)
0.3 J/cm2 (1064 nm, 10 ns,
10 Hz, Ø1.000 mm)
0.225 J/cm2 (800 nm, 99 fs,
1 kHz, Ø0.167 mm)
3 J/cm2 (1064 nm, 10 ns,
10 Hz, Ø1.000 mm)
0.18 J/cm2 (800 nm, 52 fs FWHM,
S-Pol, 1000 Pulses)c
0.39 J/cm2 (800 nm, 52 fs FWHM,
S-Pol, 1 Pulse)c
2 J/cm2 (1064 nm, 10 ns,
10 Hz, Ø1.000 mm)
-
Damage
Threshold
(CW)d
300 W/cm
(1.064 µm, Ø0.044 mm)
500 W/cm
(10.6 µm, Ø0.339 mm)
100 W/cm
(1.070 µm, Ø0.098 mm)
350 W/cm
(10.6 µm, Ø0.339 mm)
500 W/cm
(1.070 µm, Ø0.974 mm)
1500 W/cm
(10.6 µm, Ø0.339 mm)
-500 W/cm
(1.070 µm, Ø0.089 mm)
750 W/cm
(10.6 µm, Ø0.339 mm)
-
  • 保護膜無しミラーの金の層には保護用のオーバーコートが施されておりません。保護膜の無い金は空気中でも酸化はしませんが、指紋やエアロゾル、あるいは僅かな研磨材が接触しただけで損傷してしまいます。保護膜無しの金ミラーは必要な時だけ操作するようにし、その際は常に側面だけを持つようにしてください。また表面に指の油分がつかないよう、ラテックス製手袋などを着用してください。表面のクリーニングは、クリーンで乾燥した空気か窒素で埃を吹き飛ばす方法以外では行わないでください。他のクリーニングの方法では表面に損傷を与える可能性があります。
  • 特記の無い限り1つの表面からの平均反射率です。グラフの青い網掛け部分は、このミラーの仕様として保証する波長範囲を示しています。
  • 超短パルスレーザ用光学素子のレーザ損傷閾値(LIDT)の値は、所定のパルス数で視認できる損傷を与える(1パルスあたりの)フルエンスで定義されています。LIDTの値は、超短パルス光領域では保証されておりません。したがって、これらの値はお客様に向けた目安として掲載したものです。入力パルス数に対するLIDTのグラフは「グラフ」タブをご参照ください。
  • 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。

グラフの網掛け部分は、当社が仕様として反射率または分散を保証する波長範囲です。この帯域の外側(特に反射率のグラフに変動や傾斜がみられる範囲)は、ロット毎にバラつきがある可能性があります。

UV域強化アルミニウムコーティング(250 nm~450 nm)

UV-Enhanced Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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UV域強化アルミニウムコーティングのエクセル形式の生データはこちらからダウンロードできます。
UV-Enhanced Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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UV-Enhanced Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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UV-Enhanced Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付きアルミニウムコーティング(450 nm~20 µm)

Protected Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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Protected Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付き銀コーティング(450 nm~20 µm)

Protected Silver at Near-Normal Incident Angle
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保護膜付き銀コーティングのエクセル形式の生データはこちらからダウンロードできます。
Protected Silver at 45 Degree Incident Angle
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超短パルス用銀コーティング(750 nm~1 µm)

Enhanced Silver Reflectance
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649 nm~1075 nmの生データは、こちらからダウンロードいただけます。
波長の関数として表した、超短パルス用銀コーティングの反射率測定値
Enhanced Silver GDD
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649 nm~1075 nmの生データは、こちらからダウンロードいただけます。
単一表面における群遅延分散(GDD)の理論計算値
Enhanced Silver GDD
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超短パルスレーザ用光学素子のレーザ損傷閾値(LIDT)の値は、所定のパルス数で、視覚的に確認できる損傷を与える(1パルスあたりの)フルエンスで定義されています。このLIDT値は、波長が800 nmでFWHMが52 fsのS偏光のパルスを、入射角45°で入射して測定したものです。

 

保護膜付き金コーティング(800 nm~20 µm)

Protected Gold at Near-Normal Incident Angle
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保護膜付き金コーティングのエクセル形式の生データはこちらからダウンロードできます。
Protected Gold at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付き金コーティングのエクセル形式の生データはこちらからダウンロードできます。

 

保護膜無し金コーティング(800 nm~20 µm)

Unprotected Gold -M03
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-M03コーティングのエクセル形式の生データはこちらからダウンロードできます。

Damage Threshold Specifications
Coating Designation
(Item # Suffix)
TypeDamage Threshold
-F01Pulsed0.25 J/cm2 at 266 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.150 mm
0.3 J/cm2 at 355 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.381 mm
CWa300 W/cm at 1.064 µm, Ø0.044 mm
500 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 mm
-G01Pulsed0.3 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm
CWa100 W/cm at 1.070 µm, Ø0.098 mm
350 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 mm
-P01Pulsed0.225 J/cm2 (800 nm, 99 fs, 1 kHz, Ø0.167 mm)
3 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm
CWa500 W/cm at 1.07 µm, Ø0.974 mm
1500 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 mm
-AGPulsedb0.18 J/cm2 (800 nm, 52 fs FWHM, S-Pol, 1000 Pulses)
0.39 J/cm2 (800 nm, 52 fs FWHM, S-Pol, 1 Pulse)
CWa-
-M01Pulsed2 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm
CWa500 W/cm at 1.070 µm, Ø0.089 mm
750 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 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、下記の「CWレーザと長パルスレーザ」をご覧ください。
  • 超短パルスレーザ用光学素子のレーザ損傷閾値(LIDT)の値は、所定のパルス数で、視覚的に確認できる損傷を与える(1パルスあたりの)フルエンスで定義されています。LIDTの値は、超短パルス領域では保証されておりません。 このデータは、お客様に向けた目安として掲載しています。入力パルス数を変えた時のLIDTのグラフは「グラフ」タブをご参照ください。

当社の中空レトロリフレクタの損傷閾値データ

右の仕様は当社の中空レトロリフレクタの測定値です。損傷閾値の仕様はコーティングの種類が同じであればミラーのサイズ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 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:
James Glownia  (posted 2020-02-27 14:43:58.27)
We have been very happy so far with the ease of use of there mirrors and the broadband metallic coating. However, we are making > 32 bounces off the mirror faces and the reflectivity, while decent, is not quite as high as we would ideally hope for. Would it be possible to get this rooftop mirror with a 800 nm center broadband ultrafast dielectric mirror coating like that used on the UM10-45A?
nbayconich  (posted 2020-03-11 01:38:30.0)
Thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities.
miroslav.kloz  (posted 2017-12-19 13:07:30.25)
Is there a possibility to have 2" or 3" version of this roof mirror?
nbayconich  (posted 2017-12-21 02:25:06.0)
Thank you for your feedback. At the moment we do not have plans to release a 2" or 3" version of the hollow roof prism mirrors. I have forwarded your request for future consideration in our product line. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities.
cbrideau  (posted 2017-08-03 12:48:09.99)
Is it possible to put a witness mark on the tube to indicate the axis along the mirror split?
tfrisch  (posted 2017-08-11 10:09:12.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have posted this in our internal engineering forum as a potential improvement.
ikb2  (posted 2017-07-13 16:25:56.393)
I am hoping to use a pair of retroreflecting hollow roof prism mirrors for applications both in the Ti:Sapph wavelength range and at ~1550 nm for femtosecond pulses. Which of these mirrors would you recommend to work for both lasers? Both the ultrafast-enhanced silver and the protected silver mirror seem like possibilities, but I am not sure of the limitations of the former's reflectance at higher wavelengths or the latter's GDD.
tfrisch  (posted 2017-08-07 01:17:57.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly about which laser is better suited for your application. The biggest difference is that the dielectric overcoat of the -Ag mirror provides >98.5% absolute over 750-1000nm.

フェムト秒パルスレーザ用ならびにピコ秒レーザ用光学素子を幅広くご用意しています。詳細は下表をご参照ください。

中空レトロリフレクタ、ルーフプリズムミラー型、正方形、マウント無し


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HRS1015シリーズ中空ルーフプリズムミラーの図面
  • 基板の寸法:25.4 mm x 25.4 mm
  • 6種類のコーティングをご用意:
    • UV域強化型アルミニウムコーティング:250 nm~450 nm
    • 保護膜付きアルミニウムコーティング:450 nm~20 µm
    • 保護膜付き銀コーティング:450 nm~20 µm
    • 超短パルス光用銀コーティング:750 nm~1 µm
    • 保護膜付き金コーティング:800 nm~20 µm
    • 保護膜無し金コーティング:800 nm~20 µm
  • 取付け面の>80%
  • UV溶融石英(UVFS)基板

当社の正方形の中空ルーフプリズムミラーには6種類の金属コーティングをご用意しており、波長に応じて様々な用途でお使いいただくことができます。こちらのマウント無しプリズムは光学システム内で簡単に位置決めができ、またキネマティックプラットフォームマウントクランプアームを使用して取り付けることができます。

超短パルス光用銀コーティング
超短パルス光用銀コーティング付きミラーは、フェムト秒Ti:サファイアレーザの基本波長範囲用として設計されています。これらのミラーには、750 nm~1000 nmの波長範囲で98.5%を超える絶対反射率を有する誘電体のオーバーコートが施されています。また、これらは金属コーティング特有の低群遅延分散(GDD)特性もほぼ保持されています(詳細については「仕様」ならびに「グラフ」タブをご覧ください)。超短パルス光用光学素子のラインナップについては「超短パルス用光学素子」のタブをご覧ください。またTi:サファイアレーザの波長範囲用コーティングの比較については「ミラーの比較」タブ(こちら)をご覧ください。

銀コーティング付きミラーは、環境や不適切な取り扱いによって損傷しやすいため、特にご注意いただく必要があります。指紋の付着、研磨性のある面との接触、高湿/高温の環境などにより、保護膜の効果が損なわれ、銀コーティングの酸化や劣化が起きやすくなります。 銀ミラーを取り扱う際は、通常の光学素子の取扱い方法に従ってください。 光学素子の表面に指の油分などが付着するのを防ぐために、Latex製手袋などの着用をお勧めします。こうした対策を講じたうえで、ミラー面やエッジには触れないようにご注意ください。 銀ミラーは、室温で、できるだけ湿度の低い場所で使用/保管を行ってください。ミラーなどの光学素子のクリーニング法については、「光学素子の取扱いについてのチュートリアル」をご参照ください。

保護膜無し金コーティング
保護膜無しの金コーティングは保護膜付きの金コーティングと比べて高い反射率を有しますが、損傷しやすいという欠点があります。しかし偏光状態を厳格に保持したい場合や、保護膜付き金ミラーのオーバーコートで発生する分散を避けたい場合には、ご利用いただくのに適したコーティングです。保護膜付き金ミラーのオーバーコートは、定量化の困難な偏光状態の変化を生じたり、時には中~遠赤外域において光を吸収したりします。

保護膜無しミラーに使用されている金の層には保護用のオーバーコートが付いておりません。保護膜の無い金は空気中でも酸化はしませんが、指紋やエアロゾル、あるいは僅かな研磨材が接触しただけで損傷してしまいます。保護膜無しの金ミラーは必要な時にのみ操作するようにし、その際は常に側面だけを持つようにしてください。また表面に指の油分がつかないよう、ラテックス製手袋などを着用してください。表面のクリーニングは、クリーンで乾燥した空気か窒素で埃を吹き飛ばす方法以外では行わないでください。他のクリーニングの方法では表面に損傷を与える可能性があります。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
HRS1015-F01 Support Documentation
HRS1015-F011" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum
¥46,002
3-5 Days
HRS1015-G01 Support Documentation
HRS1015-G011" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, Protected Aluminum
¥46,002
3-5 Days
HRS1015-P01 Support Documentation
HRS1015-P011" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, Protected Silver
¥46,002
Today
HRS1015-AG Support Documentation
HRS1015-AG1" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, Ultrafast-Enhanced Silver
¥46,002
Today
HRS1015-M01 Support Documentation
HRS1015-M011" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, Protected Gold
¥46,002
Today
HRS1015-M03 Support Documentation
HRS1015-M031" x 1" Hollow Roof Prism Mirror, Unprotected Gold
¥46,002
3-5 Days

中空レトロリフレクタ、ルーフプリズムミラー型、円形、マウント付き


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ミラーマウントKM100に取り付けられたHR1015-P01

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HR1015シリーズ中空ルーフプリズムミラーの図面

  • Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブに収まるØ25.4 mm(Ø1インチ)の外径、ネジ無し
  • 5種類のコーティングをご用意:
    • UV域強化型アルミニウムコーティング:250 nm~450 nm
    • 保護膜付きアルミニウムコーティング:450 nm~20 µm
    • 保護膜付き銀コーティング: 450 nm~20 µm
    • 超短パルス光用銀コーティング: 750 nm~1 µm
    • 保護膜付き金コーティング: 800 nm~20 µm
  • 開口:>Ø18.0 mm
  • UV溶融石英(UVFS)基板

当社のマウント付き円形中空ルーフプリズムミラーには5種類の金属コーティングをご用意しており、波長に応じて様々な用途でご利用いただくことができます。こちらのミラーは予めØ25.4 mm(Ø1インチ)のネジ無しアルミニウム筐体にマウントされており、固定リングSM1RRを使用し、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学マウントやネジ付きSM1レンズチューブに取り付けることができます。プリズムミラーをレンズチューブに取り付けると、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)キネマティック回転式マウントなどのSM1内ネジ付きマウントに組み込むことができます。この取り付け方法の柔軟性により、ミラーを光学系内で精密かつ再現性良く位置決めすることができます。

ミラーの筐体には型番とコーティングの種類が刻印されています。筐体によりミラーは直接的な接触から保護されるため、ミラーに欠陥が生じたり汚染物質が付着したりする可能性が低減します。

超短パルス光用銀コーティング
超短パルス光用銀コーティング付きミラーは、フェムト秒Ti:サファイアレーザの基本波長範囲用として設計されています。これらのミラーには、750 nm~1000 nmの波長範囲で98.5%を超える絶対反射率を有する誘電体のオーバーコートが施されています。また、これらは金属コーティング特有の低群遅延分散(GDD)特性もほぼ保持されています(詳細については「仕様」ならびに「グラフ」タブをご覧ください)。超短パルス光用光学素子のラインナップについては「超短パルス用光学素子」のタブをご覧ください。またTi:サファイアレーザの波長範囲用コーティングの比較については「ミラーの比較」タブ(こちら)をご覧ください。

銀コーティング付きミラーは、環境や不適切な取り扱いによって損傷しやすいため、特にご注意いただく必要があります。指紋の付着、研磨性のある面との接触、高湿/高温の環境などにより、保護膜の効果が損なわれ、銀コーティングの酸化や劣化が起きやすくなります。 銀ミラーを取り扱う際は、通常の光学素子の取扱い方法に従ってください。 光学素子の表面に指の油分などが付着するのを防ぐために、Latex製手袋などの着用をお勧めします。こうした対策を講じたうえで、ミラー面やエッジには触れないようにご注意ください。 銀ミラーは、室温で、できるだけ湿度の低い場所で使用/保管を行ってください。ミラーなどの光学素子のクリーニング法については、「光学素子の取扱いについてのチュートリアル」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
HR1015-F01 Support Documentation
HR1015-F01Ø1" Mounted Hollow Roof Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum
¥62,063
3-5 Days
HR1015-G01 Support Documentation
HR1015-G01Ø1" Mounted Hollow Roof Prism Mirror, Protected Aluminum
¥62,063
3-5 Days
HR1015-P01 Support Documentation
HR1015-P01Ø1" Mounted Hollow Roof Prism Mirror, Protected Silver
¥62,063
Today
HR1015-AG Support Documentation
HR1015-AGØ1" Mounted Hollow Roof Prism Mirror, Ultrafast-Enhanced Silver
¥62,063
Today
HR1015-M01 Support Documentation
HR1015-M01Ø1" Mounted Hollow Roof Prism Mirror, Protected Gold
¥62,063
3-5 Days
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