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カートは空です
         

成型非球面レンズ、赤外域用


  • High NA (up to 0.85)
  • Diffraction-Limited Performance
  • Broadband AR-Coated Optics
  • Collimate or Focus Light with a Single Element

390028-D

Ø8.0 mm, f = 5.95 mm
AR Coating: 1.8 - 3 µm

390036-E

Ø6.50 mm, f = 4.00 mm

AR Coating: 3 - 5 µm

390028-F

Ø8.0 mm, f = 5.95 mm

AR Coating: 8 - 12 µm

C036TME-D

M9 x 0.5 Thread, f = 4.00 mm

AR Coating: 1.8 - 3 µm

C028TME-E

M10 x 0.5 Thread, f = 5.95

AR Coating: 3 - 5 µm

C028TME-F

M10 x 0.5 Thread, f = 5.95 mm

AR Coating : 8 - 12 µm

Related Items


Please Wait
Aspheric Lens Selection Guide
Uncoated
350 - 700 nm (-A Coating)
600 - 1050 nm (-B Coating)
1050 - 1700 nm (-C Coating)
1.8 - 3 µm (-D Coating)
3 - 5 µm (-E Coating)
8 - 12 µm (-F Coating)
405 nm V-Coating
1064 nm V-Coating
アイコン等について
 info icon各製品欄の表内のinfo欄のアイコンをクリックしていただくと、仕様や概略図、非球面係数、レンズ仕様、ガラス透過率および係数、製品図面などがご覧いただけます。
Performance欄のリンクPerformance欄のリンクでは、様々な波長や焦点距離シフトデータにおける製品仕様のスポット図をご覧いただけます。
Zemaxファイル
下の型番横の赤いアイコン(資料)をクリックすると、各製品の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ファイルの一括ダウンロードが可能です。

特長

  • 球面収差なしに光を集光またはコリメート
  • Ø4.00 mm、Ø5.00 mm、Ø7.60 mmの開口(マウント無し)
  • 1.8~3 µm (-D)、3~5 µm (-E)、8~12 µm (-F)のARコーティング
  • マウント無し、またはネジ切り加工・刻印付きステンレス製筐体にマウント済みをご用意
  • Black Diamond基板により130 °Cまで安定動作

球面レンズは、球面収差によって回折限界性能に達することができない場合があります。 非球面レンズは球面収差に対して補正されているため、ファイバ半導体レーザからの出力のコリメート、ファイバへの光入射空間フィルタディテクタ上への結像を含めた多くの用途に適切な単一素子となります。 赤外域用非球面レンズは、特に量子カスケードレーザ (QCL)などのMWIRおよびLWIRレーザからの光のコリメート用途に適しています。

Common Specifications
SubstrateBlack Diamond-2
Refractive Index2.630 at 2.5 µma
Damage Threshold (Typical)b100 W/cm2 (1064 nm, CW)
0.1 J/cm2 (1064 nm, 10 ns)
Surface Quality
(Bulk Material)
80-50 Scratch-Dig
Coefficient of
Thermal Expansion
13.5 x 10-6 / °C
Thermooptic Coefficient (Δn / ΔT)91 x 10-6 / °C
  • 波長依存特性は 「屈折率」タブをご覧ください。
  • このレンズの損傷閾値はARコーティングによって制限されており、保証されていません。

当社の成型ガラス非球面レンズは、マウント無し、または型番が刻印され識別が簡単なステンレス製レンズ筐体にあらかじめマウント済みでご用意しています。 これらのマウント付き非球面レンズは、光学系の組立てまたはOEM用の用途でご使用いただけるようミリ規格のネジ切りが付いています。 例えば、マウント付き非球面レンズは、当社の非球面レンズアダプタを使ってSM1レンズチューブへ簡単に取り付けることができます。 また、これらのマウント付き非球面レンズは、当社のRMSネジ付き対物レンズアダプタと組み合わせて、多素子顕微鏡対物レンズのドロップイン式の代替品としてもお使いいただけます。

Black Diamond材料 
Black Diamond-2 (BD-2)はゲルマニウム(28%)、アンチモン(12%)、セレン(60%)の非晶質混合対から構成されたカルコゲナイドで、従来から赤外域用レンズ に使用されてきたゲルマニウムに勝る利点があります。 BD-2 ガラスの熱的に安定な屈折率(「屈折率」タブ参照) と低い熱膨張率(13.5 x 10-6 / °C)によって、ゲルマニウムに比べると温度による焦点距離の変動は低く抑えられます。 また、ゲルマニウムは温度が上昇すると伝送損失が発生しますが、BD-2非球面レンズは、130 °Cまでの環境で使用可能です。BD-2の性能は、特に1.7~2.2 µmのスペクトル範囲で高く、>99%の透過率と平坦な分散曲線が得られます。Black Diamond-2 (BD-2)の製品安全データシート(MSDS)はこちらからPDF形式でダウンロードいただけます。

マウント無し非球面レンズが点光源または半導体レーザからの光をコリメートするために使われている場合、曲率半径が大きい(平面に近い面)面を点光源または 半導体レーザ側に向ける必要があります。 マウント付き非球面レンズを使用してビームをコリメートする場合、マウントの外ネジが切られている側を光源に向けてください。

D 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。
E 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。
F 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。

グラフの網掛けの部分はコーティング範囲を示しています。なお、曲線は典型値で、レンズの仕様により若干の変動がある場合があります。

外径寸法に関するご注意:マウント無しガラス成型非球面レンズのウェブ上に記載されている外形寸法は、最終桁が省略されている場合があり、その外形寸法を用いてレンズマウントを自作されるとレンズがマウントできない等の不具合が発生する可能性があります。現在ウェブ上の外形寸法を順次修正しておりますが、修正完了までに時間を要するため、ホルダ等を自作される場合は当社へご相談ください。 

 

Herzberger
Coefficient
Value
A2.614
B1.491 x 10-1
C-2.875 x 10-1
D-9.573 x 10-5
E-5.109 x 10-7
F9.894 x 10-10

上のグラフは、Black Diamond-2(BD-2)の屈折率の波長特性で、Herzbergerの公式(Sellmeierの公式を赤外域に拡張)を使って求められた理論値です。 右表はBD-2のHerzberger係数を示しています。

Herzbergerの公式の単位はµm)

Herzberger Equation

ファイバーカップリング用レンズの選択

非球面レンズは通常、1~5 mm径の入射ビームをシングルモードファイバに結合する際に使用されます。 下記では、適切なレンズを選択するために考慮すべきポイントについて簡単に説明しています。

例:

  • 波長: 2 µm
  • ファイバ: P1-2000-FC-1
  • レンズ前のコリメートビーム径:1.2 mm

この例では、波長2 µmで、シングルモードパッチケーブルP1-2000-FC-1のモードフィールド径(MFD)は13 μmです。 この数値は、下式を適用した回折限界のスポットサイズとマッチする必要があります。

Equation for Diffraction-Limited Spot

この数式においてf はレンズの焦点距離、λ は入射光の波長、そしてD はレンズに入射するコリメートビーム径です。 コリメートレンズの焦点距離は以下で算出されます。

Focal Length of Collimating Lens

2 µmの波長に合わせてARコーティングが施してあるマウント付きの非球面レンズで、要求される6.13 mmの焦点距離に対応する製品は、下記掲載のC028TME-D (f = 5.95 mm)となります。 このレンズの開口は7.60 mmで、コリメートビーム径1.2 mmよりもかなり大きくなります。 つまりここで例としてあげられている光学系の要件に合致しているレンズといえます。

ファイバへの結合を最適化するためには、集光ビームのスポットサイズが、シングルモードファイバのMFDより小さくなければなりません。 正確にマッチする非球面レンズがない場合は、算出された最適焦点距離よりも短い焦点距離のレンズを選んでください。 あるいは、非球面レンズの開口が十分大きい場合、一度ビームを拡大して非球面レンズで集光することによりスポットサイズを小さくすることができます。

Definitions of Variables
zSag (Surface Profile)
YRadial Distance from Optical Axis
RRadius of Curvature
kConic Constant
A44th Order Aspheric Coefficient
A66th Order Aspheric Coefficient
Annth Order Aspheric Coefficient

定数のターゲット値については、下表内の青いInfoアイコンをクリックするか、各レンズのPDFおよびDXF形式ファイルをご覧ください。ファイルへのリンクは価格欄内の型番をクリックしてください。

レンズ設計公式

  • 正の半径は、曲率中心がレンズの右側にある状態と定義しています。
  • 負の半径は、曲率中心がレンズの左側にある状態と定義しています。
Aspheric Lens Equation
レンズ設計公式
Damage Threshold Specifications
Damage Specification TypeDamage Threshold
Pulse0.1 J/cm2 (1064 nm, 10 ns)
CW100 W/cm2 (1064 nm)

当社の赤外域用成形非球面レンズの損傷閾値データ

右の仕様は当社の赤外域用成形非球面レンズの測定値です。損傷閾値の仕様は、レンズの焦点にかかわらずすべてのBlack Diamond製赤外域用非球面レンズで同じです。

 

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:
sergio.vilches  (posted 2018-04-17 13:28:25.737)
Could you please provide the transmission spectrum of the coated lenses, specifically C028TME-D? Or otherwise, the transmission spectrum of Black Diamond-2 WITHOUT fresnel losses, stating the length of the sample.
nbayconich  (posted 2018-04-17 03:14:08.0)
Thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly with more information about the transmission of the BD2 substrate in C028TME-D.
matthew.majewski  (posted 2017-04-05 20:54:15.24)
It seems you have discontinued the D & E coated lens of longer focal length (11mm). Would it be possible to coat the 390021-F with either a 'D' or 'E' coating, and if so what would be the cost per item.
tfrisch  (posted 2017-04-19 03:46:08.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have forwarded your request to our Tech Support Team for quoting.
ryan.m.briggs  (posted 2016-01-06 21:20:58.837)
Hello, It appears that you are using Lightpath IR lenses for these products. Regarding part C036TME-F, which is a mounted lens, this lens is the same diameter as another Lightpath lens, part number 390093 (design wavelength 7.8 µm). Do you sell or are you able to provide this other lens with the "F" coating in the same threaded mounting ring? By your part numbering convention, I suppose this would be Thorlabs part C093TME-F. Thanks very much! Ryan Briggs
besembeson  (posted 2016-01-12 03:10:00.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Thanks for contacting Thorlabs. We can provide this to you as a special item and I will follow-up with you. Note that we also have extensive in-house optics manufacturing capabilities for any special lens designs needed for your application: http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=6843#ad-image-0
hans.tholl  (posted 2015-10-15 15:56:23.19)
Dear reader, I downloaded the Zemax file for the lens 390037-E. This lens should be used for the wavelength range 3-5 µm. But the Zemax file seems to represent a lens optimized for the wavelength 9 µm. Question: Is the lens optimized for 9 µm and only the coating is adapted to the 3-5 µm wavelength band? Or are the construction data (curvature thickness, aspherics) optimized for 3-5 µm and and the link provided does not point to the correct design data file? I would be happy if you could clearify this point. Thank you. Best regards. Hans
besembeson  (posted 2015-10-16 01:21:33.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: The Zemax data is correct. The design wavelength is 9.5um (about midway transmission range of the substrate) and the AR coating is optimized for 3-5um. We have the expected focal shift over 2-14um range at the following link: http://www.thorlabs.com/images/TabImages/37_Asph.pdf
jmmelkon  (posted 2014-04-27 01:05:04.97)
Hello, What is the reflection of the -D coating at 3.2 microns? Is it better than the -E coating? Thanks.
jlow  (posted 2014-04-30 05:02:28.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We do not have this data right now but we will be taking a scan of this and send it to you.
brian.naranjo  (posted 2013-09-19 22:01:55.943)
I think the 'k' aspheric coefficient on the 390021-* and C021TME-* parts might be -2.168822, not the listed value of +2.168822.
sharrell  (posted 2013-09-23 16:43:00.0)
Response from Sean at Thorlabs: Thank you for your feedback. You are correct that the k-value is incorrect. We are working on updating our documentation to ensure this is corrected throughout our system, and the correct value should appear on the web within a week.
hans.sohlstrom  (posted 2013-03-28 16:20:24.393)
When I look at the the pop-up drawing of the lens it seems that the suggested short focus side is on the threaded side of the lens. This would make the lens mount the wrong way in the objective replacement holder, where I assume the threaded end goes first into the holder. Probably there is something I do not understand here. Could you help me?
jlow  (posted 2013-03-28 12:05:00.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: The threaded side should face the focus side as indicated by the drawing. From your description, it seems that you are using the E09RMS adapter. Please note that you have to drop the lens in from the RMS threaded side with the lens in the right orientation and then screw it in with a spanner wrench (SPW301). For clarification, please see the drawing of the E09RMS at http://www.thorlabs.com/Thorcat/0800/E09RMS-AutoCADPDF.pdf showing the way the lens should be mounted.
tcohen  (posted 2012-11-13 14:48:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: The table provides links to our different selections of aspheres: -A, -B, -C, V coats and uncoated and isn’t meant to refer to these IR aspheres without coating. We will work on clarifying this in our web presentation. All of the aspheres have the glass listed in the window that opens when clicking on the info button in the table directly above the part number. Transmission curves for the uncoated glass can be found here. If you would like to discuss a part suitable for your application, please contact us at techsupport@thorlabs.com for direct support.
user  (posted 2012-11-08 10:51:43.643)
clicking on the uncoated link in the table sends reader to a page that seems unrelated to these IR optic, i'd like to know what the uncoated performance of these optics is as your coating ranges don't line up with my application.
jlow  (posted 2012-10-04 16:28:00.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: The lens is bonded in the cell via epoxy on the perimeter of the lens.
nick  (posted 2012-10-04 16:07:52.0)
Can you tell me how the lens is bonded/captured in the cell (ie.. as an example for C028TME-F)?
bdada  (posted 2012-02-24 16:24:00.0)
Response from Buki at Thorlabs to Thank you for your feedback. The discrepancy in the transmission comes from the fact that both the front and back surfaces have the same Fresnel reflection coefficients. 1 x 0.8 x 0.8 = ~65%. Please contact TechSupport@thorlabs.com if you have any questions.
pierrelucas  (posted 2011-11-05 03:46:05.0)
What is the total transmission of a 390036-E lenses at 5 micron. The reflectivity is less than 1% but what is the % transmission. The index of 2.6 should give 20% reflection losses in the uncoated lenses but its transmission is only 65%. Does that mean the lenses has 15% materials loss and the Ar coated has only 84% transmission?
jjurado  (posted 2011-07-01 15:09:00.0)
Response from Javier at Thorlabs to pmm: Thank you very much for your feedback. I will contact you with information for the overall transmission of these lenses shortly.
pmm  (posted 2011-06-30 11:56:20.0)
The data for transmission of the BD-2 is only given for an uncoated sample. But how much of this is material absorption and how much is refelction loss from interfaces which can be reduced by selecting the right coating? It would be simpler if you could simply spec the transmission of the coated lenses. Regards. Peter
bdada  (posted 2011-04-13 17:06:00.0)
Response from Buki at Thorlabs to Max: We have contacted you directly with the Zemax file for the uncoated 390036 lens. We have also sent you the data sheet for the substrate of the 390036-D, which is BD-2. This is a substrate made specifically for the IR; the transmission specifications are included in this document. At 2.1microns, the transmission is about 65%. The AR curve shows a reflectivity of 0.35% at 2.1microns. Please contact TechSupport@thorlabs.com with further questions.
max.schiler  (posted 2011-04-13 13:40:22.0)
Hi. 1. Can you send me the glass info in ZEMAX-format? 2. What is the overall transmittance of the lens at 2.1 um? Regards, Max

赤外域用成型非球面レンズ、ARコーティング:1.8~3 µm (-D)

Item #
(Unmounted/
Mounted)
InfoEFLaNAODCAWDbDWARC RangecMGlassPerformanceThreadSuggested
Spanner Wrench
390037-Dinfo1.873 mm0.855.50 mm4.00 mm0.723 mm9.5 µm1.8 - 3 µmBD-237_Asph.pdf--
C037TME-D9.24 mm0.34 mmM9 x 0.5SPW301
390093-Dinfo3.00 mm0.716.50 mm5.00 mm1.99 mm7.8 µm1.8 - 3 µmBD-2Focal Shift
Spot Size Cross Section
--
C093TME-D9.24 mm1.74 mmM9 x 0.5SPW301
390036-Dinfo4.00 mm0.566.50 mm5.00 mm3.05 mm2.5 µm1.8 - 3 µmBD-236_Asph.pdf--
C036TME-D9.24 mm2.67 mmM9 x 0.5SPW301
390028-Dinfo5.95 mm0.568.0 mm7.60 mm5.0 mm4.1 µm1.8 - 3 µmBD-223046-S01.pdf--
C028TME-D10.3 mm4.0 mmM10 x 0.5SPW801
  • EFLは設計波長での値
  • WDは設計波長での値
  • 広帯域ARコーティングの平均反射率は<1.0%です。

EFL =有効焦点距離
NA = 開口数
CA = 開口

WD =作動距離
DW = 設計波長

OD =外径
M = 倍率


*マウント無しレンズの場合、外径寸法の最終桁が省略されている場合がございます。詳細は概要の「外径寸法に関するご注意」をご一読ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
390037-D Support Documentation
390037-Df = 1.873 mm, NA = 0.85, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥40,973
3-5 Days
C037TME-D Support Documentation
C037TME-Df = 1.873 mm, NA = 0.85, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥44,525
3-5 Days
390093-D Support Documentation
390093-DNEW!f = 3.00 mm, NA = 0.71, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥40,973
3-5 Days
C093TME-D Support Documentation
C093TME-DNEW!f = 3.00 mm, NA = 0.71, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥44,525
3-5 Days
390036-D Support Documentation
390036-Df = 4.00 mm, NA = 0.56, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥40,973
3-5 Days
C036TME-D Support Documentation
C036TME-Df = 4.00 mm, NA = 0.56, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥44,525
Today
390028-D Support Documentation
390028-Df = 5.95 mm, NA = 0.56 Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥40,973
Today
C028TME-D Support Documentation
C028TME-Df = 5.95 mm, NA = 0.56 Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 1.8 - 3 µm
¥44,525
3-5 Days

赤外域用成型非球面レンズ、ARコーティング:3~5 µm (-E)

Item #
(Unmounted/
Mounted)
InfoEFLaNAODCAWDbDWARC RangecMGlassPerformanceThreadSuggested
Spanner Wrench
390037-Einfo1.873 mm0.855.50 mm4.00 mm0.723 mm9.5 µm3 - 5 µmBD-237_Asph.pdf--
C037TME-E9.24 mm0.34 mmM9 x 0.5SPW301
390093-Einfo3.00 mm0.716.50 mm5.00 mm1.99 mm7.8 µm3 - 5 µmBD-2Focal Shift
Spot Size Cross Section
-
C093TME-E9.24 mm1.74 mmM9 x 0.5SPW301
390036-Einfo4.00 mm0.566.50 mm5.00 mm3.05 mm2.5 µm3 - 5 µmBD-236_Asph.pdf--
C036TME-E9.24 mm2.67 mmM9 x 0.5SPW301
390028-Einfo5.95 mm0.568.0 mm7.60 mm5.0 mm4.1 µm3 - 5 µmBD-223046-S01.pdf--
C028TME-E10.3 mm4.00 mmM10 x 0.5SPW801
  • EFLは設計波長での値
  • WDは設計波長での値
  • 広帯域ARコーティングの平均反射率は<1.0%です。

EFL = 有効焦点距離
NA = 開口数
CA = 開口

WD = 作動距離
DW = 設計波長

OD =外径
M = 倍率


*マウント無しレンズの場合、外径寸法の最終桁が省略されている場合がございます。詳細は概要の「外径寸法に関するご注意」をご一読ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
390037-E Support Documentation
390037-Ef = 1.873 mm, NA = 0.85, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥40,973
3-5 Days
C037TME-E Support Documentation
C037TME-Ef = 1.873 mm, NA = 0.85, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥44,525
Today
390093-E Support Documentation
390093-ENEW!f = 3.00 mm, NA = 0.71, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥40,973
3-5 Days
C093TME-E Support Documentation
C093TME-ENEW!f = 3.00 mm, NA = 0.71, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥44,525
3-5 Days
390036-E Support Documentation
390036-Ef = 4.00 mm, NA = 0.56, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥40,973
3-5 Days
C036TME-E Support Documentation
C036TME-Ef = 4.00 mm, NA = 0.56, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥44,525
Today
390028-E Support Documentation
390028-Ef = 5.95 mm, NA = 0.56, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥40,973
3-5 Days
C028TME-E Support Documentation
C028TME-Ef = 5.95 mm, NA = 0.56, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 3 - 5 µm
¥44,525
3-5 Days

赤外域用成型非球面レンズ、ARコーティング:8 ~12 µm (-F)

Item #
(Unmounted/
Mounted)
InfoEFLaNAODCAWDbDWARC RangecMGlassPerformanceThreadSuggested
Spanner Wrench
390037-Finfo1.873 mm0.855.50 mm4.00 mm0.723 mm9.5 µm8 - 12 µmBD-237_Asph.pdf--
C037TME-F9.24 mm0.34 mmM9 x 0.5SPW301
390093-Finfo3.00 mm0.716.50 mm5.00 mm1.99 mm7.8 µm8 - 12 µmBD-2Focal Shift
Spot Size Cross Section
-
C093TME-F9.24 mm1.74 mmM9 x 0.5SPW301
390036-Finfo4.00 mm0.566.50 mm5.00 mm3.05 mm2.5 µm8 - 12 µmBD-236_Asph.pdf--
C036TME-F9.24 mm2.67 mmM9 x 0.5SPW301
390028-Finfo5.95 mm0.568.0 mm7.60 mm5.0 mm4.1 µm8 - 12 µmBD-223046-S01.pdf--
C028TME-F10.3 mm4.00 mmM10 x 0.5SPW801
  • EFLは設計波長での値
  • WDは設計波長での値
  • 広帯域ARコーティングの平均反射率は<1.0%です。

EFL =有効焦点距離
NA = 開口数
CA = 開口

WD = 作動距離
DW =設計波長

OD = 外径
M = 倍率


*マウント無しレンズの場合、外径寸法の最終桁が省略されている場合がございます。詳細は概要の「外径寸法に関するご注意」をご一読ください。
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
390037-F Support Documentation
390037-Ff = 1.873 mm, NA = 0.85, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥40,973
Today
C037TME-F Support Documentation
C037TME-Ff = 1.873 mm, NA = 0.85, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥44,525
3-5 Days
390093-F Support Documentation
390093-FNEW!f = 3.0 mm, NA = 0.71, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥40,973
3-5 Days
C093TME-F Support Documentation
C093TME-FNEW!f = 3.0 mm, NA = 0.71, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8- 12 µm
¥44,525
3-5 Days
390036-F Support Documentation
390036-Ff = 4.0 mm, NA = 0.56, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥40,973
3-5 Days
C036TME-F Support Documentation
C036TME-Ff = 4.0 mm, NA = 0.56, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥44,525
3-5 Days
390028-F Support Documentation
390028-Ff = 5.95 mm, NA = 0.56, Unmounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥50,397
3-5 Days
C028TME-F Support Documentation
C028TME-Ff = 5.95 mm, NA = 0.56, Mounted Geltech Aspheric Lens, ARC: 8 - 12 µm
¥54,495
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