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プレミアムエッジパスフィルタ


  • High-Performance Edgepass Filters
  • OD > 5 in Rejection Region
  • Transmission > 90% in Transmission Region
  • Hard-Coated Dielectric Coating on UV Fused Silica

Transmission Direction Indicator

FESH1000

Shortpass

Cut-Off: 1000 nm

FELH0450

Longpass

Cut-On: 450 nm

FELH0650 in a CFH2 Filter Holder

(Mounts and Assemblies Sold Separately)

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bandpass filter drawing

特長

  • 外径:Ø25 mm(開口:Ø21.1 mm)
  • ロングパスおよびショートパスフィルタ
  • 阻止波長領域で優れた透過阻止特性 (OD>5)
  • 側面に推奨する透過方向が刻印
  • 蛍光用途での発光フィルタやラマン分光フィルタに適した製品
  • 特注のエッジパスフィルタのサイズについては、当社までご連絡ください

当社のプレミアムエッジパスフィルタは高性能フィルタで、特定のスペクトルの分離の用途で非常に便利です。 これらのフィルタは、透過性、勾配、透過阻止、耐久性の面で、当社の標準的なエッジパスフィルタよりも優れた特性を有します(「仕様」タブをご参照いただくと仕様を比較してご覧いただけます)。各フィルタの損傷閾値の仕様については下表をご参照ください。

この高性能フィルタの光学濃度(OD)は、阻止波長領域においてOD>5で、透過領域における透過率は>90%です。これらフィルタの阻止波長領域および透過領域については「仕様」タブをご参照ください。

これらのエッジパスフィルタは、UV溶融石英製で、耐久性が高く、硬度の高い誘電体コーティングが施されています。 薄膜層の構造は、基本的に1/4波長層を積層したもので、スペクトルの分離には干渉効果を利用しています(透過率の詳細については「仕様」タブをご参照ください)。 このフィルタに施されているコーティングは、高品質光学素子を使用する際の通常のクリーニングや取扱いに耐える品質です。 これらのコーティングは、当社の標準のフィルタよりも高密度で、より安定した耐久性の高い特性を有します。

各フィルタは、黒色アルマイト加工が施され、設計伝播方向を示す矢印が刻印されたリングに取り付けられています。 このリングが付いていることで取扱いがしやすく、散乱も制限するので透過阻止性能(OD値)も向上します。 このフィルタは、当社のフィルターマウントやホイールに取り付けることができます。 マウントにはネジ切り加工が施されていないので、このフィルタを当社の内ネジ付きSM1レンズチューブに取り付ける際は、Ø25.4 mm(Ø1インチ)固定リングが必要になります。 尚、フィルタに損傷を与える可能性が非常に高いため、マウントからフィルタを取り外すことはお勧めいたしません。

Premium Edgepass FiltersStandard Edgepass Filters (for comparison purposes)
 LongpassShortpassLongpassShortpass
Transmission RegionSee Table Below to LeftSee Table Below to RightCut-on λ to 2200 nm0.7λ to Cut-off λ
Transmission>90% (Absolute)a400 - 700 nm: 80% Average
750 - 1000 nm: 75% Average
>1000 nm: 70% Average
550 - 1000 nm: 80% Average
<550 nm: 70% Average
Cut-on or Cut-off Tolerance±3 nm<0.75% of Cut-off λ±3 nm (400 - 750 nm)
±15 nm (800 - 1500 nm)
±3 nm (450 - 750 nm)
±15 nm (800 - 1000 nm)
Rejection RegionSee Table Below to LeftSee Table Below to Right200 nm to Cut-on1.3 times Cut-off
Optical Density (OD) in Rejection RegionOD >5 (Absolute)OD = 4OD = 4.0 - 6.0
Transmitted Wavefront Errorλ/4 at 632.8 nmb-
Slope Tolerancec<1.0%3%4% - 5%
ConstructionHard-Coated Dielectric on
UVFS Substrate
Immersed Dielectric
Surface Quality40-20 Scratch-Dig80-50 Scratch-Dig
Substrate MaterialUV Fused SilicadSoda Lime or Equivalent
Diameter25.0 mm (0.98")1.0" (25.4 mm)
Clear ApertureØ0.83" (Ø21.1 mm)
Thickness0.14" (3.5 mm)0.24" (6.1 mm)
Substrate Thickness0.08" (2 mm)-
  • こちらに加えて、FESH0900およびFESH0950の平均透過率は、それぞれ500~550 nmおよび500~575 nmで>90%となります。
  • Zygo製GPI干渉計を用いて測定。他の波長における透過波面誤差はおよそλ/2 @405 nm、λ/6 @ 1064 nm、λ/8 @1550 nmとなります。
  • FESH0650、FESH0900、FESH0950では、傾斜の公差は<1.25%です。
  • 基板の仕様の詳細についてはリンクをクリックしてご覧ください。
Premium Shortpass Filters
Item #Cut-Off
λ
Transmission
Region
(T>90%)
Rejection
Region
(OD>5)
Transmission
Dataa
Equivalent
Standard
Filterb
FESH0450450 nm400 - 444 nm456 - 1200 nminfoinfo
FESH0500500 nm400 - 494 nm506 - 1200 nminfoinfo
FESH0550550 nm400 - 543 nm557 - 1200 nminfoinfo
FESH0600600 nm400 - 592 nm608 - 1200 nminfoinfo
FESH0650650 nm400 - 640 nm660 - 1200 nminfoinfo
FESH0700700 nm400 - 690 nm711 - 1200 nminfoinfo
FESH0750750 nm400 - 740 nm761 - 1200 nminfoinfo
FESH0800800 nm500 - 789 nm811 - 1500 nminfoinfo
FESH0850850 nm500 - 839 nm861 - 1500 nminfoinfo
FESH0900900 nm550 - 880 nmc920 - 1500 nminfoinfo
FESH0950950 nm575 - 930 nmd970 - 1500 nminfoinfo
FESH10001000 nm500 - 987 nm1013 - 1500 nminfoinfo
  • ここに記載されているデータは典型値であって、ロット毎に性能のバラツキが生じる可能性がある点にご注意ください。この傾向はフィルタで指定されている波長範囲以外で特に顕著となります。
  • 各プレミアムフィルタが、最も仕様の近い標準のフィルタと比較されています。尚、透過範囲と阻止範囲は、製品によって若干異なる場合があります。
  • FESH0900の500~550 nmでの平均透過率は>90%です。
  • FESH0950の500~575 nmでの平均透過率は>90%です。

Optical Density Equation
Click for Details

傾斜の公差は、光学濃度(OD)5(T ~0.001%)から透過率50%(OD~0.3)への移行に必要なカットオンまたはカットオフ波長の割合(%)として定義されています。この場合、傾斜の公差は<1%と見積もられます。また、このデータセットはOD5から透過率50%への移行に必要な波長範囲がおおよそ6 nmと示しています。

Premium Longpass Filters
Item #Cut-On
λ
Transmission
Region
(T>90%)
Rejection
Region
(OD>5)
Transmission
Dataa
Equivalent
Standard
Filterb
FELH0400400 nm407 - 2150 nm200 - 393 nminfoinfo
FELH0450450 nm457 - 2150 nm200 - 443 nminfoinfo
FELH0500500 nm508 - 2150 nm200 - 492 nminfoinfo
FELH0550550 nm559 - 2150 nm200 - 542 nminfoinfo
FELH0600600 nm609 - 2150 nm200 - 591 nminfoinfo
FELH0650650 nm660 - 2150 nm200 - 641 nminfoinfo
FELH0700700 nm710 - 2150 nm200 - 690 nminfoinfo
FELH0750750 nm761 - 2150 nm200 - 740 nminfoinfo
FELH0800800 nm812 - 2150 nm200 - 789 nminfoinfo
FELH0850850 nm861 - 2150 nm200 - 839 nminfoinfo
FELH0900900 nm912 - 2150 nm200 - 888 nminfoinfo
FELH0950950 nm962 - 2150 nm200 - 938 nminfoinfo
FELH10001000 nm1013 - 2150 nm200 - 987 nminfoinfo
FELH10501050 nm1063 - 2150 nm200 - 1037 nminfoinfo
FELH11001100 nm1114 - 2150 nm200 - 1086 nminfoinfo
FELH11501150 nm1164 - 2150 nm200 - 1136 nminfoinfo
FELH12001200 nm1215 - 2150 nm200 - 1185 nminfoinfo
FELH12501250 nm1265 - 2150 nm200 - 1235 nminfoinfo
FELH13001300 nm1316 - 2150 nm200 - 1284 nminfoinfo
FELH13501350 nm1366 - 2150 nm200 - 1334 nminfoinfo
FELH14001400 nm1417 - 2150 nm200 - 1383 nminfoinfo
FELH14501450 nm1467 - 2150 nm200 - 1433 nminfoinfo
FELH15001500 nm1518 - 2150 nm200 - 1482 nminfoinfo
  • ここに記載されているデータは典型値であって、ロット毎に性能のバラツキが生じる可能性がある点にご注意ください。この傾向はフィルタで指定されている波長範囲以外で特に顕著となります。
  • 各プレミアムフィルタが、最も仕様の近い標準のフィルタと比較されています。尚、透過範囲と阻止範囲は、製品によって若干異なる場合があります。

光学濃度に関する数式:
Optical Density Equation

Damage Thresholds Specifications
Item #Damage Threshold
FELH05501.0 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.472 mm)
FELH09500.25 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.010 mm)
FELH10003.75 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.516 mm)
FELH10500.1 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.360 mm)
FESH06003 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.429 mm)
FESH07001.0 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.472 mm)
FESH10007.5 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.516 mm)

当社のプレミアムエッジパスフィルタ(一部抜粋)の損傷閾値

右の仕様は、当社のハードコーティング付きプレミアムエッジパスフィルタ(一部抜粋)の測定値です。

 

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:
TRAIAN MIU  (posted 2019-09-13 15:29:24.063)
Is this filter available in a 80 mm diameter as well?
nbayconich  (posted 2019-09-16 03:54:44.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We can provide larger versions of these filters as a custom option. I will reach out to you directly with more information about our custom capabilities.
akuznetsov  (posted 2018-10-08 12:25:21.68)
Please check with production to make sure the direction arrows are clearly marked (engraved). I received a filter than had a line and a tiny dot at the end of a line, it was not clear that the dot represented an arrow, but I assumed as such. I am used to seeing a full length arrow on your filters.
YLohia  (posted 2018-10-25 09:50:05.0)
Hello, thank you for your feedback. Please accept our apologies for any inconvenience caused by this. We have finished checking our entire component inventory for these filters, but we did not find any engravings where the arrowhead was a different shape or a dot. That being said, our production team has been made aware of this issue to prevent it from happening again.
jurkusk  (posted 2018-09-18 12:12:06.95)
Hello, Could you tell me whether these filters work by absorbing or reflecting the wavelengths that are not transmitted?
YLohia  (posted 2018-09-19 02:58:27.0)
Hello, most of the rejected band is reflected with minimal absorption. Please note that there will be scatter and, unlike a dichroic mirror, we cannot guarantee the usability of the reflected light.
carl.asplund  (posted 2018-09-12 10:41:27.77)
Hi, What is the wavelength dependence on incidence angle for FESH900? We have unpolarized light. I have the same question for FELH900 if you have that data too. Best regards, Carl Asplund
nbayconich  (posted 2018-09-14 03:29:48.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Increasing the AOI will shift the cutoff wavelength of these types of edgepass filters towards a shorter wavelength. Generally the cutoff wavelength will decrease as AOI increases. We have done more extensive transmission testing for our bandpass and notch pass filters as a function of wavelength. Our webpage located in the link below for our notch filters has an equation that shows how to calculate the passing centerwavelength shift of an interference filter as a function of AOI. A similar effect can be seen for the cutoff wavelength of the edgepass filters. https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3880#D067E48C-DAAE-4C54-B614-CDDA86B81DF9-3880 I will contact you directly with more information.
tug13936  (posted 2018-04-23 18:45:50.27)
Can you provide the transmission curve for thsese filters (FELH0700 or FELH0600) with s-polarization and p-polarization? Is there any difference when the polarization is different?
nbayconich  (posted 2018-04-27 05:38:57.0)
Thank you for your feedback. The Transmission of S & P polarization at an angle of incidence of zero degrees will be the same. At 0 degrees AOI, s and p do not exist and you will see an identical response at 0 degrees AOI to vertical and horizontal polarization. If you are interested in a particular angle of incidence we can provide a scan service for our products. I will contact you directly with more information.
mountainskysea  (posted 2017-11-01 17:17:51.043)
问下FL和FB开头的filter有什么区别?
tfrisch  (posted 2017-12-13 02:23:48.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. FB nominally stands for Filter-Bandpass, and FL nominally stands for Filter-Laser, though both are bandpass filters. Generally, an FL filter will have a higher peak transmission than an FB with a similar bandwidth.
Tao.Jiang  (posted 2017-02-03 16:31:57.723)
Dear Thorlabs Team, is it possible to manufacture short pass filter of FESH1100, similar to FESH1000?
tfrisch  (posted 2017-02-13 02:12:05.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. It looks like you are already in contact with our Technical Support team on this matter, but I will also post this idea in our internal engineering forum.
nejbauer  (posted 2016-10-04 09:25:09.31)
Do you know the GVD (group velocity dispersion) for these filters? Or any similar data relevant to femtosecond applications? Specifically, I interested about GVD for the region 1200-1600 nm in transmission for FELH1100.
jlow  (posted 2016-10-10 11:07:36.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: Unfortunately we do not have GVD data for these filters.
daniel.brunner  (posted 2016-02-10 11:13:06.78)
Are these filter absorptive or reflective outside of their transmission window?
besembeson  (posted 2016-02-11 09:37:17.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Whether it is absorptive or reflective depends on the wavelengths you are looking at. These filters are hard-coated so the blocking band is reflective. Very far away from the design window, some absorption does start to show up.
jay.mathews  (posted 2015-09-13 18:54:43.43)
It would be nice if you made a longpass filter that would block 1550 nm and let longer wavelengths through. Maybe 1575 or 1600 nm cutoff? 1550 lasers are cheap now, so people are using them as pumping sources for all kinds of spectroscopy and other optical experiments. We need a way to filter out the 1550.
besembeson  (posted 2015-09-29 12:11:52.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Thanks for the feedback. We will look into offering this in the future.
jorpet  (posted 2015-04-26 09:25:49.19)
A long and short pass pair of FELH and FESH at 1050 nm will be very useful for me (and I suppose to many others). It will make a very good blocker/selector for 1064 nm. If one adds FELH 1100 (ore even FELH 1090) it makes a selection of three filters very useful for 1064 nm laser applications.
besembeson  (posted 2015-08-28 09:41:30.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: We also provide 1064nm bandpass filters with different FWHM values depending on user applications, for example FLH1064-8 or FL1064-10 or the FL1064-3. But in some cases, you can do multiple combinations like you suggested. As these will be so application dependent, it seems easier to make a shortpass-longpass combination as suitable.
user  (posted 2014-12-02 10:14:41.57)
Do you offer custom wavelength with small amount? or you offer custom wavelength for OEM?
cdaly  (posted 2014-12-04 04:22:48.0)
Response from Chris at Thorlabs: This may be more feasible at larger OEM quantities, but it would still typically be on a case to case basis. We would be happy to discuss the possibility of smaller quantities as well. Please contact us with your requirements at techsupport@thorlabs.com to discuss this further.
aklossek  (posted 2014-07-10 01:46:49.007)
Dear ladies and gentlemen, I would like to know how sensitive are these filters to changes of the incident angle? It is written that the cut-off wavelength shifts of about 10 % between 0° and 45° in case of the standard filters. This would be a shift to 900 nm for the 1000 nm SP. This is enourmous. Best regards André Klossek
jlow  (posted 2014-07-14 10:41:59.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: These are dielectric filters and they would be very sensitive to angle of incidence (AOI) change. These are designed for use at 0° AOI. If you require something at 45°, then your application would probably benefit from using other types of filters/mirrors instead. We will contact you directly to discuss about this and come up with a solution.
mibr  (posted 2014-02-25 11:51:26.753)
Why do Thorlabs not specify the power threshold on your filters? Can they be used with pulsed lasers?
jlow  (posted 2014-02-27 03:05:01.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: The damage threshold data are listed in the “Damage Threshold” tab for a few of the filters on this page. Unfortunately we do not test every single filter yet but you can use this table for a general guideline on how a filter would perform for different wavelength and pulse length.
nico.krauss  (posted 2013-11-28 14:19:49.62)
I am looking for a premium bandpass filter at 820 nm with a bandwidth of 10 nm. Is it possible to shift the center wavelength of the FBH810-10 to 820nm by rotating? If yes, what kind of losses do I have to expect? Are there any other possible solutions to this problem?
tcohen  (posted 2013-12-05 02:59:17.0)
Response from Tim at Thorlabs: Thanks for contacting us. Actually, it is possible to change the center wavelength by angle of incidence tuning, but typically as you increase the angle of incidence, the center wavelength goes down. We’ll work on adding some datapoints describing this to our presentation. Although the quality of the premium bandpass filters are higher (transmission, out of band OD, surface quality, etc.), we do offer this as a stock option in our economy line: FB820-10. I’ll contact you to discuss this further.
parkse  (posted 2013-09-23 09:13:22.927)
Please introduce hard-coated premium shortpass filter for cut-off wavelength of 800 nm which will be used for transimssion of 780 nm (RB) and blocking of 852 nm (Cs) light.
cdaly  (posted 2013-09-26 15:09:00.0)
Response from Chris at Thorlabs: Thank you for your suggestions. It may be possible to provide a custom filter with this cut-on, but the price would likely increase significantly. Are you able to use a dichroic short pass filter in your application? the DMSP805, when used at 45 degree angle of incidence, has a high transmission at 780, with a high reflectance 852nm, found here: http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3313&pn=DMSP805#5306
lpeterso987  (posted 2013-08-16 12:39:16.687)
Your FEL1400 may meet our needs but the FEHL would be better since the transmission is near 100% rather than 80% for the FEL. Is it possible to get the FEHL with a 1400nm cuton? Also, can you tell me the power handling capabilities of the FEL1400 (or the FEHL). Will it be ok to filter 50 W of laser light?
pbui  (posted 2013-08-22 16:09:00.0)
Response from Phong at Thorlabs: Thank you for your post. Such a customization would require a custom coating. As for the damage threshold, we do not have a spec for our longpass filters. Our filters may have multiple transmitting and blocking regions. Depending on whether or not the power is concentrated on the transmitted or blocking region, the amount of power will be absorbed by the filter will vary, which will cause the damage threshold to vary as well. We will contact you directly to discuss this within the specifics of your application and to see about the possibility of offering a custom longpass filter.
florian.auras  (posted 2013-05-31 12:26:25.94)
Dear Thorlabs Team, these filters have proven to be extremely useful in several of our setups. Would it be possible to extend the portfolio to shorter wavelength regions? A 400 nm or 365 nm filter of this type would be fantastic! Thanks
tcohen  (posted 2013-06-06 12:02:00.0)
Response from Tim at Thorlabs: Thank you for your suggestion. We are constantly growing our selection and are looking to expand our IBS capabilities to further this line.
jlow  (posted 2013-01-21 16:18:00.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We can do this for larger diameters. I will get in contact with you directly to discuss about this.
roumis.d  (posted 2013-01-21 12:07:06.12)
Is there any chance of these lp filters being available in larger diameters.. 50mm would be quite helpful. Thanks

ロングパスフィルタ

Item #Cut-On WavelengthTransmission DataaDamage Thresholdb
FELH10001000 nminfo3.75 J/cm(1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.516 mm)
FELH10501050 nminfo0.1 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.360 mm)
FELH11001100 nminfo-
FELH11501150 nminfo-
FELH12001200 nminfo-
FELH12501250 nminfo-
FELH13001300 nminfo-
FELH13501350 nminfo-
FELH14001400 nminfo-
FELH14501450 nminfo-
FELH15001500 nminfo-
Item #Cut-On WavelengthTransmission DataaDamage Thresholdb
FELH0400400 nminfo-
FELH0450450 nminfo-
FELH0500500 nminfo-
FELH0550550 nminfo1.0 J/cm(532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.472 mm)
FELH0600600 nminfo-
FELH0650650 nminfo-
FELH0700700 nminfo-
FELH0750750 nminfo-
FELH0800800 nminfo-
FELH0850850 nminfo-
FELH0900900 nminfo-
FELH0950950 nminfo0.25 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.010 mm)
  •  More Info Icon をクリックすると、プロット図やダウンロード可能なデータをご覧いただけます。ここに記載されているデータは典型値であって、ロット毎に性能のバラツキが生じる可能性がある点にご注意ください。この傾向はフィルタで指定されている波長範囲以外で特に顕著となります。
  • 損傷閾値」タブでは、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詳しくご覧いただけます。
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ショートパスフィルタ

Item #Cut-Off WavelengthTransmission DataaDamage Thresholdb
FESH0450450 nminfo-
FESH0500500 nminfo-
FESH0550550 nminfo-
FESH0600600 nminfo3 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.429 mm)
FESH0650650 nminfo-
FESH0700700 nminfo1.0 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.472 mm)
Item #Cut-Off WavelengthTransmission DataaDamage Thresholdb
FESH0750750 nminfo-
FESH0800800 nminfo-
FESH0850850 nminfo-
FESH0900900 nminfo-
FESH0950950 nminfo-
FESH10001000 nminfo7.5 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.516 mm)
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