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N-BK7球面単レンズキット、マウント無し


  • Single Solution for Storing and Stocking Optics
  • AR-Coated Spherical Singlets
  • Kits Containing Ø1" Lenses or Various Diameters

ESK52-B

ESK53-B

Related Items


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Spherical Singlet Lens Kit Selection Guide
Mounted N-BK7
Unmounted N-BK7
Mounted UV Fused Silica
Mounted Calcium Fluoride (CaF2)
Damage Thresholds
-A Coating7.5 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.504 mm)
-B Coating7.5 J/cm2 (810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.144 mm)

特長

  • N-BK7球面単レンズのキット(マウント無し)
  • Ø25.4 mm(Ø1インチ)のレンズや多様なサイズのレンズを含んだキット
  • 下記の2種類のARコーティングから選択可能
    • -A (350~700 nm)
    • -B (650~1050 nm)
  • レーザ品質: 40-20 (スクラッチ&ディグ)
  • 個々にレンズを購入するよりもお得
  • 高耐荷重溶接スチール製キャビネットフレーム

当社では、-A(350~700 nm)または-B(650~1050 nm)広帯域反射防止コーティング付きのN-BK7球面単レンズ(マウント無し)につきまして、お客様のご使用頻度の高い製品をセットにした2種類のキットを販売しています。ESK52-AとESK52- Bは、それぞれ多様なサイズの平凸および両凸レンズ101枚が含まれています。一方、ESK53-AとESK53-Bには、それぞれØ25.4 mm(Ø1インチ)球面単レン ズ60枚が含まれています。

これらのレンズはRoHS対応のBK7ガラス(N-BK7)製です。N-BK7は、高品質の光学部品用にもっとも一般的に使われている光学ガラスです。UV溶融石英の利点(例:UV域までの優れた透過率や低い熱膨張率)を必要としない場合に使用されています。

レンズの種類機能
平凸平凸レンズは、正の焦点距離と無限および有限共役用途に適した形状を持っていて、コリメートしたビームを収束したり、点光源からの光をコリメートしたりするのにお使いいただけます。球面収差を最小限にするために、コリメート光は、レンズの曲率のある側に入射します。一方、集光された光や点光源からの光をコ リメートする場合には、レンズの平面側に入射します。これらのレンズは、共役点(物体までの距離S、または像までの距離S')が他方の倍以上である場合に 適しています。
両凸両凸レンズは正の焦点距離を持っていて、物体と像がレンズの反対側にあり、像までの距離と物体までの距離比(共役比)が0.2~5.0である場合の使用に適しています。
平凹平凹レンズは負の焦点距離を持っていて、ガリレイ式ビームエキスパンダや望遠鏡のようにコリメートしたビームを発散させるために通常使われます。平凹レンズの球面収差は負になるので、他のレンズの球面収差を補正するのにお使いいただけます。
両凹平凹レンズ同様に、両凹レンズも負の焦点距離を持ち、ビームの発散を増やすためにお使いいただけます。入射光が収束する状況での使用に適しています。
正メニスカス正メニスカスレンズは、球面収差を最小限に抑える設計となっています。レンズの片面は凸状で、逆面は凹状です。他のレンズと組み合わせて使用する場合、正メニスカスレンズは焦点距離を短くしてシステムのNA(開口数)を増大します。このレンズは、通常他の正レンズとペアでビームを集光するのに使われます。
負メニスカス中央が端よりも細くなっていて光線を発散させる負メニスカス (凹凸)レンズは、3番目の球面収差を最小限に抑える設計となっています。このレンズは、他のレンズと組み合わせて焦点距離を伸ばし、光学アセンブリのNAを減らすために使われます。

下表では、こちらのページで販売しているレンズキットのレンズがすべてご覧いただけます。表の「More」をクリックしてください。表内のレンズ型番をクリックすると、補足資料や製品詳細などがご覧いただけます。一部単品でのご購入も可能です。

Ø25.4 mm(Ø1インチ)球面単レンズキットESK53のキット内容

ESK53-A Ø1" Spherical Singlet Lens Kit (ARC: 350 - 700 nm)
ESK53-B Ø1" Spherical Singlet Lens Kit (ARC: 650 - 1050 nm)
  • 焦点距離をメートル単位で表した時の逆数
  • こちらのレンズはキットのみで販売しております。単品でご購入いただく場合には当社 までご連絡ください。.

様々なレンズ径入り球面単レンズキットESK52のキット内容

ESK52-A Spherical Singlet Lens Kit with Various Optic Diameters (ARC: 50 - 700 nm)
ESK52-B Spherical Singlet Lens Kit with Various Optic Diameters (ARC: 650 - 1050 nm)
  • 焦点距離をメートル単位で表した時の逆数
  • こちらのレンズはキットのみで販売しております。単品でご購入いただく場合には当社までご連絡ください。
A AR Coating
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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。
青い網掛け部分は推奨波長範囲 350~700 nmを表しています。
B AR Coating
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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。
青い網掛け部分は推奨波長範囲 650~1050 nmを表しています。

 

Damage Threshold Specifications
Coating Designation
(Item # Suffix)
Damage Threshold
-A7.5 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.504 mm)
-B7.5 J/cm2 (810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.144 mm)

当社のN-BK7単レンズの損傷閾値データ

右の仕様は当社のN-BK7球面単レンズの測定値です。損傷閾値の仕様はコーティングの種類が同じであればレンズのサイズや形にかかわらず同じです。

 

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).

ESK52-A SmartPack Packaging
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ESK52-A Packaging

Smart Pack

Item #% Weight
Reduction
CO2-Equivalent
Reductiona
ESK52-A 83.10% 20.80 kg
ESK52-B 83.10% 4.46 kg
ESK53-A 83.10% 40.12 kg
ESK53-B 83.10% 26.75 kg

Smart Pack

  • Reduce Weight of Packaging Materials
  • Increase Usage of Recyclable Packing Materials
  • Improve Packing Integrity
  • Decrease Shipping Costs

Thorlabs' Smart Pack Initiative is aimed at waste minimization while still maintaining adequate protection for our products. By eliminating any unnecessary packaging, implementing packaging design changes, and utilizing eco-friendly packaging materials for our customers when possible, this initiative seeks to improve the environmental impact of our product packaging. Products listed above are now shipped in re-engineered packaging that minimizes the weight and the use of non-recyclable materials.b As we move through our product line, we will indicate re-engineered packages with our Smart Pack logo.

  • Travel-based emissions reduction calculations are estimated based on the total weight reduction of packaging materials used for all of 2013’s product sales, traveling 1,000 miles on an airplane, to provide general understanding of the impact of packaging material reduction. Calculations were made using the EPA’s shipping emissions values for different modes of transport.
  • Some Smart Pack products may show a negative weight reduction percentage as the substitution of greener packaging materials, such as the Greenwrap, at times slightly increases the weight of the product packaging.

Posted Comments:
Ali Kemal Kazar  (posted 2019-11-14 13:21:04.963)
Hi, I would like to implement a Lens to our radar sensor (@77 GHz). By this way, the antenna performance of the system is going to be increased. Do you have lenses for this frequency band (75-85 GHz)? Do you have any application note and mounting procedure how to integrate your lenses to our radar sensor? Is it possible to calculate performance improvement of an patch antenna with a lens? Antenna beam-width is an important parameter for us, we would like to understand the effect of lens on beam-width of antenna. Looking forward to hearing from you. Regards Ali Kemal Kazar
YLohia  (posted 2019-11-14 12:07:43.0)
Hello Ali, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, we currently do not offer lenses for the 77 GHz regime. Our current offerings of PTFE lenses (https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=1627) are designed for >500 GHz ranges.

Ø25.4 mm(1インチ)球面単レンズキット、ARコーティング付き、マウント無し

  • 球面単レンズ60枚のキット
  • 正の焦点距離:25.4~1000 mm
  • 負の焦点距離:-50~-1000 mm
  • ARコーティング:350~700 nmまたは650~1050 nm

ESK53-AとESK53-Bは、ARコーティング付きレンズのセットで、18枚の平凸レンズ(LAシリーズ)、18枚の両凸レンズ(LBシリーズ)、3枚の平凹レンズ(LCシリーズ)、3枚の両凹レンズ(LDシリーズ)、9枚の正メニスカスレンズ(LEシリーズ)、そして9枚の負メニスカスレンズ(LFシリーズ)が付属します。詳しい内容については、上記の「キット内容」のタブをご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
ESK53-A Support Documentation
ESK53-AØ1" N-BK7 Plano-/Bi- Convex/Concave +/- Meniscus Lens Essentials Kit, ARC: 350-700 nm, 60 pc
¥234,506
5-8 Days
ESK53-B Support Documentation
ESK53-BØ1" N-BK7 Plano-/Bi-Convex/Concave +/- Meniscus Lens Essentials Kit, ARC: 650-1050 nm, 60 pc
¥234,506
5-8 Days

平凸レンズ&両凸レンズキット、ARコーティング付き、マウント無し

  • 平凸レンズ57枚と両凸レンズ44枚のキット
  • サイズ範囲:6~75 mm
  • 焦点距離:10~1000 mm
  • ARコーティング:350~700 nmまたは650~1050 nm

ESK52-AおよびESK52-Bは、LAシリーズARコーティング付きの平凸レンズ57枚とLBシリーズARコーティング付きの両凸レンズ44枚が入ったレンズキットです。詳しい内容については、上記の「キット内容」のタブをご覧ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
ESK52-A Support Documentation
ESK52-AVarious Diameters, N-BK7 Plano-/Bi-Convex Lens Essentials Kit, ARC: 350-700 nm, 101 pc
¥460,290
5-8 Days
ESK52-B Support Documentation
ESK52-BVarious Diameters N-BK7 Plano-/Bi-Convex Lens Essentials Kit, ARC: 650-1050 nm, 101 pc
¥460,290
Lead Time
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