レーザービーム減衰器


  • Neutral Density Attenuation of 29 - 34 dB
  • UV Fused Silica Prism Design for up to 200 W Max Power
  • 30 mm Cage Compatible and Post Mountable

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Front

ATT30

Prism Attenuator,
Uncoated

T2 Port Transmission
(~5-10% Intensity)

Input Beam
(100% Intensity)

Reflected Output Beam
(~0.05% Intensity)

T1 Port Transmission
(~90-95% Intensity)

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Key Specsa
Input & Output AperturesØ19 mm
Attenuation29 to 34 dB
Wavelength
Rangeb
ATT30(/M)200 - 2000 nm (Uncoated)
ATT30(/M)-UVAR Coated for 245 - 400 nm
ATT30(/M)-AAR Coated for 350 - 700 nm
ATT30(/M)-BAR Coated for 650 - 1050 nm
ATT30(/M)-CAR Coated for 1050 - 1700 nm
ATT30(/M)-YAGAR Coated for 532 & 1064 nm
Max Input PowerUncoated: 200 W
AR Coated: 50 W
Polarization Insensitivity≤1° Azimuth, ≤1° Ellipticity
  • 仕様の詳細については「仕様」タブをご参照ください。
  • 反射防止(AR)コーティングは、各プリズムの2番目の面のみに施されており、内部反射を低減します。

特長

  • 下記のビーム解析の前に減衰が必要な用途に適しています。
    • ビームプロファイリング測定: ビームサイズ、ビーム形状、ビーム安定性
    • M2測定: ビーム品質、ウェスト位置
    • 偏光分析: 楕円率、方位角
    • スペクトル分析
  • UV溶融石英(UVFS)基板
  • コーティング無し、またはARコーティング付きプリズム(コーティングが施されているのは2番目の面のみ)
  • 30 mmケージシステムに取り付け可能
  • SM1ネジ付き入射口、出射口、ビームダンプ開口部(T1/T2)
  • ポスト取付用M6 x 1.0タップ付き穴
  • 筐体は黒色アルマイト処理済み

ATT30シリーズのビーム減衰器は、プリズムを2つ積み重ねた2重反射を利用して、 最大200 W(コーティング無し)または50 W(ARコーティング付き)の高出力ビームを減衰します。ARコーティングが、2番目の面のみに施されているのは、各プリズムの2番目の面と最初の面の間の多重反射によるゴーストビームを減少させる目的があるからです。ビームの減衰は波長によって滑らかに変動します(「グラフ」タブ参照)。

2回の反射によりビームの偏光、サイズ、および形状が維持されるよう設計されており、これらの減衰器は、偏光機器とともに使用しても、測定の影響を最小に抑えることができます。透過ポート(上図のT1とT2)からは最大95%の光が出力されます。 このような不要の高出力のレーザーパワーは、ビームブロックまたはビームトラップ(付属しておりません)をATT30シリーズの減衰器の透過ポートに取り付けて捕らえてください。

当社の30 mmケージシステムに取り付けやすいよう、筐体には入射ポートの周りにケージロッドの止めネジに対応したネジ穴が4つ、出射ポートの周りにケージロッドを直接取付けられるØ6 mm穴が4つあります。すべてのポートには、レンズチューブほかSM1ネジ付きオプトメカニクス取付用のSM1内ネジが付いています。これらの取付部の特長により、縦列配置(直列配置)でさらに減衰量を大きくすることも可能です。下記にはない波長向けのARコーティングのカスタマイズなどについては当社までお問い合わせください。

Common Specificationsa
Optical Specs
Prism SubstrateUV Fused Silicab
Input & Output AperturesØ19 mm
Typical Attenuationc,d29 - 34 dB
Polarization Insensitivity≤ 1° Azimuth
≤ 1° Ellipticity
Surface Quality20-10 Scratch-Dig
Surface Flatness< λ/4 at 633 nm
Exit Angle of Reflected
Beam on each Prism
90° ± 10° arcmin
Mechanical Specs
Input ApertureØ19 mm
Dimensions44.0 mm x 76.5 mm x 44.0 mm
(1.73" x 3.01" x 1.73")
Mass0.303 kg (0.668 lbs)
Operating Conditions
Operating Temperature0 to 40° C
Storage Temperature-40 to 70° C
  • データは温度23 ± 5 °C、相対湿度45% ± 15%(結露なし)の条件下で有効です。
  • リンクをクリックすると基板材料の仕様をご覧いただけます。
  • 200 nm~2000 nm用
  • 入射角に依存します。すべての仕様は、筐体に対して入射角が90°の場合の値です。
Item #AR CoatingaWavelength RangeMax Input PowerLIDTb
ATT30(/M)Uncoated200 - 2000 nm200 W10 kW/cm2
15 J/cm2
ATT30(/M)-UVUV245 - 400 nm50 W400 W/cm2
2 J/cm2
ATT30(/M)-AVisible350 - 700 nm
ATT30(/M)-BNear-IR650 - 1050 nm
ATT30(/M)-CNear-IR1050 - 1700 nm
ATT30(/M)-YAGNd:YAG532 & 1064 nm
  • ARコーティングは、各プリズムの2番目の面にのみ施されており、内部反射を低減します。
  • レーザによって引き起こされる損傷閾値

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上のグラフのデータは理論値です。生データはこちらからダウンロードいただけます。

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上のグラフは、ATT30シリーズプリズム減衰器と、当社の反射型および吸収型(可視域近赤外域)NDフィルタ(OD = 3.0)を比較しています。なお、OD = (dB単位の減衰)/10

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:
user  (posted 2024-03-12 14:17:11.69)
Hello. We are planning to use the ATT30/M - B, ATT30/M - C, and ATT30/M - YAG products as attenuators for FemtoTrain femtosecond laser applications in our laboratory. Could you please confirm if these three attenuators provide consistent attenuation effects when used with a femtosecond laser? The FemtoTrain femtosecond laser has an average power of 5W, wavelengths of 1040nm and 520nm, and a repetition rate of 10 MHz. Additionally, the pulse width is approximately 220 fs.
dpossin  (posted 2024-03-12 05:27:38.0)
Dear Dash, Thank you for your feedback. I reach out to you in order to discuss this further.
Juriy Hastanin  (posted 2023-05-12 12:48:10.907)
Hello, Could you tell me what is the Exit Angle at 'Transmission T1' output of the Laser Beam Attenuator ATT30/M (200 - 2000 nm, Uncoated) ? (Since, in this beam attenuator, there are wedged prisms, the transmission T1 output beam is not strictly parallel to the input beam. Accordingly, I needs to know this relative angular deviation (in order to properly integrate your Laser Beam Attenuator in my optical system) Thanks in advance. Best regards,
dpossin  (posted 2023-05-16 11:36:43.0)
Dear Juriy, Thank you for your feedback. Without knowing the wavelength of your laser I could not calculate the output angle relative to the housing. The wedged prisms used in the ATT30 you can find here: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=6249. Please also have a look at the theory tab. I am reaching out to you for further discussion.
Steven Cheng  (posted 2023-03-28 19:34:56.223)
Hello, I wanna know about this product how to address the optical power attenuations and how to input and output the optical beam. Notes: Our laser input with SMA905 connectors and 760um of type fiber. Output with FC/PC connectors and 9/125um of type fiber. Hope to get your response asap! Br, Steven in China
hchow  (posted 2023-03-31 10:42:18.0)
Dear Mr. Cheng, thank you for your feedback. I will personally reach out to you to discuss possible solutions. Thank you.
Priscilla Vazquez  (posted 2022-08-15 11:37:11.44)
Hi! I'd like to know if you have a Zemax model for this beam attenuator or if you have specs for the optics so I can model it myself. Thanks!
dpossin  (posted 2022-08-16 04:45:16.0)
Dear Priscilla, Thank you for your feedback. The information you are looking for already is presented on the specs tabe on the product page of the ATT30. For the substrate We use UV fused silica and our coatings for different wavelengths. I contact you directly in order to clear up further questions.
Lennart Hirsch  (posted 2022-08-01 14:42:49.993)
Seems very difficult to use. None of the spots reflect at 90 degrees to the input angle, (especially not the 1st reflection). Additionally, and more importantly, the 1st reflection clips on the edge of the mount. Even if I move the device to change the position of the input beam, a beam profiler shows that the 1st reflection clips and suffers from aberrations due to diffraction off the edge of the output aperture. The 4th reflection is actually the cleanest exiting reflection out of the 4, which strikes me as odd as this is the last reflection I would want to use. I'm not sure if I'm missing something or doing something wrong, or if perhaps the wedges have been installed incorrectly.
dpossin  (posted 2022-08-02 08:09:46.0)
Dear Lennart, Thank you for your feedback. I reach out directly to you in order to discuss this in more detail.
Martin Redeby  (posted 2021-10-08 05:21:14.107)
I don't see a specified length of the beampath, please add (even though it is easy to calculate). also a half size sm0.5 version would be awesome!
nreusch  (posted 2021-10-15 06:46:32.0)
Thank you for your feedback and your suggestion, we will consider adding a 1/2’’ version in the future. The length of the beam path is 76.2 mm (3’’).
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レーザービーム減衰器

+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
ATT30 Support Documentation
ATT30UVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, Uncoated (200 - 2000 nm), 200 W Max, 1/4"-20 Tap
¥96,253
7-10 Days
ATT30-UV Support Documentation
ATT30-UVUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 245 - 400 nm, 50 W Max, 1/4"-20 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30-A Support Documentation
ATT30-AUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 350 - 700 nm, 50 W Max, 1/4"-20 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30-B Support Documentation
ATT30-BUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 650 - 1050 nm, 50 W Max, 1/4"-20 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30-C Support Documentation
ATT30-CUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 1050 - 1700 nm, 50 W Max, 1/4"-20 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30-YAG Support Documentation
ATT30-YAGUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 532/1064 nm, 50 W Max, 1/4"-20 Tap
¥126,332
7-10 Days
+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
ATT30/M Support Documentation
ATT30/MUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, Uncoated (200 - 2000 nm), 200 W Max, M6 Tap
¥96,253
Today
ATT30/M-UV Support Documentation
ATT30/M-UVUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 245 - 400 nm, 50 W Max, M6 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30/M-A Support Documentation
ATT30/M-AUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 350 - 700 nm, 50 W Max, M6 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30/M-B Support Documentation
ATT30/M-BUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 650 - 1050 nm, 50 W Max, M6 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30/M-C Support Documentation
ATT30/M-CUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 1050 - 1700 nm, 50 W Max, M6 Tap
¥126,332
7-10 Days
ATT30/M-YAG Support Documentation
ATT30/M-YAGUVFS Prism Beam Attenuator, 29 to 34 dB, AR Coated: 532/1064 nm, 50 W Max, M6 Tap
¥126,332
7-10 Days