円錐(アキシコン)レンズ、セレン化亜鉛(ZnSe)


  • ZnSe Ideal for IR Applications
  • AR Coated for 7 - 12 µm
  • 1" Diameter
  • Apex Rounding Diameter: <1.0 mm

AX7252-E3

 2.0° Physical Angle

AX72505-E3

0.5° Physical Angle

AX72501-E3

0.1° Physical Angle

Axicon Ray Tracing Diagram

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Common Specifications
Substrate MaterialZinc Selenidea
AR Coating Range7 - 12 µm
Reflectance (per Surface)b 
Ravg < 1%; Rabs < 2%
TransmissionbTavg > 97%; Tabs > 92%
AR Coating PlotcAxicon Coating
Diameter1" (25.4 mm)
Diameter Tolerance+0.0 / -0.05 mm
Apex Rounding Diameter (S1)< 1.0 mm
Surface Quality (S1, S2)60-40 Scratch-Dig
Surface Flatness (S2)< λ 2 at 633 nm
Surface Deviation (RMS) (S1)< 0.07 µm
Surface Roughness (RMS) (S1,S2)< 20 Å
Clear Aperture (S1, S2)> Ø22.86 mm
Edge Thickness3.4 mm
Center Thickness Tolerance±0.1 mm
Angular Tolerance±0.01°
  • 基板ガラスの仕様の詳細はリンクをクリックしてご覧ください。 
  • ARコーティング範囲、入射角0°での値
  • コーティングのデータはこちら
Axicons Selection Guide
UV Fused Silica Axicons
ZnSe Axicons
Zemaxファイル
下の型番横の赤いアイコンをクリックするとZemaxファイルをダウンロードいただけます。また、こちらからは当社の全てのZemaxファイルを一括してダウンロードできます。
Axicon Diagram
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上図ではこのページで使用されている厚さおよび角度の定義について記載しています。

特長

  • コリメートビームをリング状に変換
  • 角度αは次の5種類から選択可能: 0.1°、0.2°、0.5°、1.0°、2.0°
  • 広帯域ARコーティング:7~12 µmにおいてRavg< 1%

円錐(アキシコン)レンズは回転対称プリズムとも呼ばれ、片面が円錐状でもう片面が平面になっています。一般にベッセル型強度プロファイルのビームや円錐状の非発散ビームを生成するのに使用されます。コリメート光をリング形状に変換するには、平面側をコリメートされた光源に向けます。

これらのレンズは底辺の角度が0.1°~2.0°で、セレン化亜鉛(ZnSe)から精密加工されているため、中赤外レーザを用いた実験や、CO2レーザを用いた材料加工などの用途に適しています。セレン化亜鉛(ZnSe)アキシコンレンズには7~12 µmのARコーティング(-E3)が施されています。表面反射を減少させて透過率を上げるため、コーティングは各光学素子の両面に施されています。さらにセレン化亜鉛(ZnSe)アキシコンレンズは可視域のスペクトルも十分に透過するため、HeNeレーザなどの赤色のアライメントビームをご利用いただけます。

アキシコンレンズはスネルの法則に従って光を偏向させるため、偏向角は次の式で求められます。 

Axicon Equation

ここで、nはガラスの屈折率、αはプリズムの角度(Physical Angle)、ßは偏向されたビームと光軸の間の角度です。空気の屈折率は1と仮定しています。この相互作用の様子を右の図に示します。

光学素子の取扱いには常に手袋をご着用ください。特に、セレン化亜鉛(ZnSe)は素手で取り扱うと危険な材料です。お客様の安全のため、手袋の着用、取り扱い後の適切な手洗いなど、すべての安全上のご注意をお守りください。またセレン化亜鉛(ZnSe)は硬度が低いため、損傷しないよう十分な注意が必要です。セレン化亜鉛(ZnSe)の安全データシート(MSDS)はこちらからダウンロードできます。.

当社ではØ12.7 mm(Ø1/2インチ)とØ25.4 mm(Ø1インチ)の 溶融石英(UVFS)アキシコンレンズもご用意しております。コーティング無しまたはARコーティング付きの製品を、角度αについては 0.5°~40.0°の範囲でご提供しております。

Optic Cleaning TutorialOptical Coatings and Substrates

アキシコンレンズによって生成されるビーム

  • ベッセルビーム: 非回折ビーム
  • リング状のビーム:レーザードリルに適したビーム


図1: 0次ベッセル関数の絶対値。真のベッセルビームは、各リングのエネルギーが中央のピークと同じでなければならないため、無限のエネルギーが必要です。

ベッセルビームは同心円状のリングで構成された非回折ビームで、各リングのパワーは中心の円と同じです。ベッセルビームは無限のエネルギーを必要とするため、技術的には生成することができません。ベッセルビームのエネルギー分布に似たビームは、アキシコンレンズにガウシアンビームを入射し、円錐面に近い位置でのビームを投影すると得られます。右の図1は、0次の第1種ベッセル関数の絶対値を示しています。

レンズからさらに遠い位置のビームを投影すると、1つのリング状ビームが得られます。ビームは実際には円錐状になっています(すなわち、レンズから遠くなると径が大きくなります)が、リングの厚さは一定に保たれます(図2参照)。リングの厚さは入射ビーム径の1/2です。このタイプのビームは、しばしばレーザードリルに応用されます。

Axicon Diagram

図2:アキシコンレンズの光線追跡図

Posted Comments:
Kenneth Robinson  (posted 2021-05-05 09:01:49.227)
I want to generate a bessel beam for a Mid IR laser operating around 2940 nm,m what are the transmission properties of he AR coating in that wavelength range? And do you offer uncoated ZnSe axicons?
YLohia  (posted 2021-05-05 02:26:03.0)
Hello, the AR coating on these is not suited for the 2940 nm range. Uncoated or different AR-coated axicons (for example the -E4 AR coating for your wavelength range) can be requested by clicking on the "Request Quote" button above or by contacting your local Thorlabs Tech Support team (in your case, techsupport.uk@thorlabs.com).
Volker Franke  (posted 2020-12-08 14:24:16.1)
ich habe eine optische Frage an Sie. Ich erstelle gerade Pläne für ein Angebot an einen Industriekunden in dessen Auftrag wir im Erfolgsfall Untersuchungen mit einem ringförmigen Laserstrahl machen wollen. Hierzu benötige ich aber zunächst eine Ein-/Abschätzung zur Machbarkeit. Wir wollen mit einem CO2-Laserstrahl einen relativ großen ringförmigen Fokus generieren. Hier die Eckpunkte zur Orientierung: - Ringdurchmesser Ziel ca. 40 mm - Rindbreite (Linienbreite) sollte möglichst klein sein (was geht?) (Wunsch wäre kleiner als 0,4 mm, besser 0,2 mm) - Arbeitsabstand zwischen Optik und Material sollte groß genug sein um die Optik vor Dreck zu schützen (gefühlt mindestens 100 mm) - Rohstrahldurchmesser ca. 16-18 mm - Geschätzte Laserstrahlleistung ca. 600 – 1500 W (das hängt sehr von der realisierten Ringbreite ab) Wie genau die Optik aufgebaut ist, spielt im Moment noch keine Rolle. Ich vermute man wird mindestens ein Axicon und eine Linse benötigen. Ob die Optiken transmittiv oder reflektiv sind, ist auch erst mal egal. Für erste Tests zur Machbarkeit wollen wir den Aufwand nicht zu groß werden lassen und könnten ggf. ein paar Abstriche von oben genannten Zielwerten machen, wenn dies mit Standardoptiken umsetzbar ist. Gern würde ich mich mit Ihnen austauschen, was machbar ist, damit ich unsere Arbeitspläne und das Angebot weiter ausarbeiten kann. Grundsätzlich denken wir als zweiten Lösungsweg auch darüber nach, das Ganze auch mit einem Faserlaser zu testen. Aufgrund der Absorption im Material wäre der CO2-Laser aber bevorzugt. Über Ihre Rückmeldung und technische Beratung würde ich mich sehr freuen. Mit freundlichen Grüßen Volker Franke
YLohia  (posted 2020-12-08 11:20:43.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. An applications engineer from our team in Germany (europe@thorlabs.com) will reach out to you directly to discuss this furter.

プリズムセレクションガイド

当社では、光を反射、反転、回転、分散、偏向、コリメートすることができる多くの種類のプリズムをご用意しています。下記のリストに無い材料で作られたプリズムについては、 当社にご相談ください。

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-BK7, UV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、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

入射光角に無依存な180°リフレクタ。

非反転ミラー、双眼鏡における使用。

レトロリフレクタ、全内部反射
(マウント無しマウント付き)
レトロリフレクタ、鏡面反射
(マウント無しマウント付き)
N-BK7180°180°No Retroreflector

入射光角に無依存な180°リフレクタ。

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、ビームプロファイルの逆転や反転無。

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、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°2x 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。

ビーム回転子の回転方向を決定。

180°180°No 1

非逆転ミラー。

光学系におけるレトロリフレクタや直角(180°偏向)プリズムの特性。

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用途。

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。

結合プリズムルチル(TiO2) またはGGG可変倍率可変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で使用

GGGは nfilm < 1.8で使用

  • 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-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を代替。

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拡がり効果を補償。

分散補償や波長調整用の光学フィルタとして使用。

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。出力90°。

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UV溶融石英可変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。

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個使った構成の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個使った構成の複屈折ルチル(TiO2)を使用し、 非常に消光比の高い直線偏光を生成。

2つのプリズム間のギャップにおけるp偏向は内部反射されるのに対し、s偏光は透過。

 

2重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 偏光及び
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、プリズムから対称形で偏位。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
NoNo

プリズムを2個使った構成で複屈折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。

ビーム移動プリズム方解石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、入射ビームを垂直に偏光された2本の出射光に分岐。

s 偏光とp 偏光は 2.7または4.0 mmで分離。このビーム分離プリズムは、90o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。

フレネル・ロム リターダN-BK7

直線偏光から円偏光

垂直オフセット

NoNo Fresnel Rhomb Quarter Wave

λ/4フレネル・ロムリターダでは、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、幅広い波長で均一なλ/4遅延特性。

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

λ/2フレネル・ロムリターダでは、直線偏光入力を90o回転。

複屈折波長板と比較して、幅広い波長で均一なλ/2遅延特性。

  • s偏光には、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、誘電体コーテイング済。ほぼ偏光無依存で分岐比は50:50。

指定の波長範囲で非偏光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-BK7, UV溶融石英, N-SF1p 偏光 - 0°

s 偏光 - 90°
NoNo Polarizing Beamsplitter Cube

プリズムを2個使った構成において誘電体コーテイング済で、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。

セレン化亜鉛(ZnSe)円錐(アキシコンレンズ)、ARコーティング:7 µm~12 µm

Item #DiameterPhysical Angle (α)Deflection Angle (β)aCenter Thickness (tc)
AX72501-E3Ø1"
(Ø25.4 mm)
0.1°0.14°3.4 mm
AX72502-E30.2°0.3°3.4 mm
AX72505-E30.5°0.7°3.5 mm
AX7251-E31.0°1.4°3.6 mm
AX7252-E32.0°2.8°3.8 mm
  • 偏向角は10.6 µmの光で計算
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
AX72501-E3 Support Documentation
AX72501-E3Customer Inspired! Ø1" Axicon, ZnSe, AR Coated: 7.0 - 12.0 µm, 0.1°
¥85,150
5-8 Days
AX72502-E3 Support Documentation
AX72502-E3Customer Inspired! Ø1" Axicon, ZnSe, AR Coated: 7.0 - 12.0 µm, 0.2°
¥85,150
5-8 Days
AX72505-E3 Support Documentation
AX72505-E3Customer Inspired! Ø1" Axicon, ZnSe, AR Coated: 7.0 - 12.0 µm, 0.5°
¥85,150
5-8 Days
AX7251-E3 Support Documentation
AX7251-E3Customer Inspired! Ø1" Axicon, ZnSe, AR Coated: 7.0 - 12.0 µm, 1.0°
¥85,150
5-8 Days
AX7252-E3 Support Documentation
AX7252-E3Customer Inspired! Ø1" Axicon, ZnSe, AR Coated: 7.0 - 12.0 µm, 2.0°
¥85,150
5-8 Days