Products Home半波長液晶可変リターダー/ 波長板
- Nematic Liquid Crystal Half-Wave Variable Retarders
- Available with Ø10 mm or Ø20 mm Clear Aperture
- AR Coated for Visible, NIR, or MIR Light
- Compensated Models Achieve 0 nm Retardance
LCC1221-B
Ø20 mm Clear Aperture,
<20 ms Switching Time,
Mounted, Uncompensated
LCC1611-C
Ø10 mm Clear Aperture,
<23 ms Switching Time,
Mounted, Compensated
LCC25
Benchtop LC Controller
LCC1421-A
Ø20 mm Clear Aperture,
<17 ms Switching Time,
Mounted, Compensated
KLC101
K-Cube® LC Controller
LCC1111U-A
Ø10 mm Clear Aperture,
<10 ms Switching Time,
Unmounted, Uncompensated
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動作原理
高リターダンス
低リターダンス
図1:液晶リターダのネマティック相では液晶分子の向きが揃っており、その長く伸びた分子形状と相まって光学異方性を生み出します。電界がかかると分子は電界方向に配向し、有効なリターダンスの大きさは液晶分子の傾きによって決定されます。
残留リターダンスの補償
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補償機能なしの液晶リターダ
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補償機能付きの液晶リターダ
図2:補償機能なしの液晶リターダの最小リターダンスは約30 nmです。補償機能付きの液晶リターダには固定リターダンスの液晶ポリマ補償板が内蔵されており、そのスロー軸は可変液晶セルのスロー軸に対して直交しています。これにより補償機能付きリターダでは0 nmの最小リターダンスが得られます。
| Selection Guide for LC Retarders | |
|---|---|
| Type | Clear Aperture |
| Half Wave | Ø10 mm or Ø20 mm |
| Half Wave, Thermally Stabilized | Ø10 mm |
| Full Wave | Ø10 mm or Ø20 mm |
| Full Wave, Thermally Stabilized | Ø20 mm |
| Multi-Wave | Ø10 mm |
| Multi-Wave, Integrated Controller | Ø10 mm |
| Custom LC Retarders | |
特長
- 偏光状態や位相遅延をアクティブに制御する可変波長板
- リターダンス範囲:
- 残留リターダンス補償機能付き液晶リターダ:0 nm～λ/2
- 補償機能なしの液晶リターダ:約30 nm～λ/2
- 開口：Ø10 mmまたはØ20 mm
- 開口がØ10 mmの製品はマウント付きとマウント無しでご用意
- 高速切り替えØ10 mmリターダ、立ち上がり+立下り時間は25 °Cで約3 ms
- 均一な低リターダンス(詳細は「仕様」タブをご覧ください)
- 電圧コントローラLCC25およびKLC101(いずれも別売り)に対応
当社の半波長液晶可変リターダ(LCVR)では、ネマティック液晶セルを可変波長板として利用しています。可動部品がないので、ミリ秒単位の高速切り替え時間が可能です(詳細については「切り替え時間」タブをご参照ください)。ARコーティングは350～700 nm、650～1050 nm、1050～1700 nm、1650～3000 nmならびに3600～5600 nm用の5種類をご用意しております(透過率とリターダンスのデータは「性能」タブをご覧ください)。
開口部はØ10 mmおよびØ20 mmの2種類のサイズがございます。どちらのサイズも2種類のリターダンス範囲でご用意しております。残留リターダンスの補償機能付きリターダは0 nm～λ/2、補償機能なしの液晶リターダは約30 nm～λ/2です。当社の補償機能付きリターダには液晶ポリマ製位相補償板が内蔵されており、液晶可変リターダの残留リターダンスを補償することにより特定の駆動電圧でゼロリターダンスを得ることができます(詳細については「性能」タブをご覧ください)。構造と原理については右をご覧ください。
マウント付きØ10 mmのリターダの外径は25.4 mm(1インチ)で、当社のØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用マウントに取付け可能です。また組み込み用途(OEM用途)や特殊な用途でお使いいただけるよう、開口Ø10 mmの液晶可変リターダはマウント無しでもご用意しています。Ø20 mmのリターダの外径は50.8 mm(2インチ)で、当社のØ50 mm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)光学素子用マウントに取付け可能です。推奨するマウントについては「仕様」タブをご覧ください。
性能
これらの液晶可変リターダは均一性に優れ、光学ロスや波面歪も小さい製品です。また、高速切り替え、幅広い動作温度範囲そして広帯域の波長範囲での動作が、当社のリターダの特徴です。詳細については「仕様」、「性能」ならびに「切り替え時間」のタブをご覧ください。当社では長期安定性を改善した温度安定化型半波長リターダもご用意しております。
高速切り替えØ10 mmリターダ
Ø10.0 mmの液晶可変リターダLCC1511-x(補償機能なし)とLCC1611-x(補償機能あり)は、LCC1111-D、LCC1111-MIR、そしてØ20 mm液晶リターダと比べて切り替え速度が3倍以上となります。
旧製品のØ10 mmリターダについて
液晶可変リターダLCC1511-xやLCC1611-xの高速な切り替えが不要の場合、Ø20 mmの液晶可変リターダと仕様が同様で、同じネマチック液晶材料を使用する旧製品のØ10 mmリターダをご提供可能です。当社までお問い合わせください。詳細については、「カスタム製造」タブをご覧ください。
動作
図1の通り、液晶可変リターダは液晶(LC)分子溶液で満たされた透明なセルから構成されており、可変波長板として機能します。電圧が印加されていない時、液晶分子方向は配向膜により決まります。配向膜は有機ポリイミド(PI)膜でできており、その分子は製造時にラビング方向に揃えられます。液晶リターダは、液晶材料の複屈折性により光学異方性のある波長板として機能し、そのスロー軸(筐体に刻印)はリターダの表面に対して平行になります。セルの2つの平行面には、セル全体にわたって電圧を印加するための透明導電膜がコーティングされています。交流電圧を印加すると、液晶分子は印加されたVRMS値によりデフォルトの向きから再配向します。従って、印加電圧を変化させることによって液晶可変リターダのリターダンスを制御することができます。
残留リターダンス補償
ポリイミド膜の表面配向により、特に配向膜付近の液晶分子は電圧が印加されていても再配向しない分子があります。その結果、動作中の液晶リターダには残留リターダンスが発生します。当社の補償機能なしの液晶リターダには、上の図2のように、25 VRMSの駆動電圧で約30 nmの残留リターダンスがあります。高感度な用途においてゼロのリターダンスが必要な場合には、補償機能付きの液晶リターダをご用意しております。液晶ポリマ製の補償板が液晶セルに接合されており、そのスロー軸は液晶セルのスロー軸に対して垂直です。補償板の固定リターダンスは約50 nmです。そのため、5 V～20 Vの間の特定の駆動電圧において液晶セルと補償板のリターダンスが互いに相殺され、ゼロのリターダンスが得られます。これにより、リターダンスの均一性が若干落ち、切り替えが少し遅くなるとともに全体の厚みもやや増します。詳細については「仕様」ならびに「性能」タブをご覧ください。
コントローラ
液晶コントローラLCC25とKLC101は、AC電圧(0～25 VRMS)を印加しながら、アクティブにDCオフセットを補償します。DCオフセット補償機能によって、LCデバイス全体のDCバイアス状態を自動的にゼロに調整し、電荷の蓄積が生じないようにしています。
補償機能付き半波長液晶リターダ
| Item # | LCC1611-A | LCC1421-A | LCC1611-B | LCC1421-B | LCC1611-C | LCC1421-C | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wavelength Range | 350 - 700 nma | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm | ||||
| Retardance Rangeb | 0 nm to > λ/2 | ||||||
| Clear Aperture | Ø10 mm | Ø20 mm | Ø10 mm | Ø20 mm | Ø10 mm | Ø20 mm | |
| Housing Outer Dimensions | Ø1"c (Ø25.4 mm) | Ø2.20"d (Ø55.8 mm) | Ø1"c (Ø25.4 mm) | Ø2.20"d (Ø55.8 mm) | Ø1"c (Ø25.4 mm) | Ø2.20"d (Ø55.8 mm) | |
| Liquid Crystal Material | Nematic Liquid Crystal | ||||||
| Surface Quality | 60-40 Scratch-Dig | ||||||
| Parallelism | < 5 arcmin | ||||||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical)e | 3.34 ms / 0.14 ms @ 25 °C, 635 nm | 15.8 ms / 260 µs @ 22 °C, 635 nm | 4.01 ms / 0.27 ms @ 25 °C, 780 nm | 34.0 ms / 360 µs @ 22 °C, 780 nm | 22.34 ms / 0.55 ms @ 25 °C, 1550 nm | 152 ms / 510 µs @ 25.6 °C, 1550 nm | |
| Operating Voltage (Max)f | 25 V | ||||||
| Damage Threshold | Pulsed (ns) | 1.0 J/cm2 (532 nm, 10 Hz, 8 ns, Ø200 µm) | 1.7 J/cm2 (810 nm, 10 Hz, 7.6 ns, Ø234 µm) | 1.2 J/cm2 (1542 nm, 10 Hz, 10 ns, Ø458 µm) | |||
| Pulsed (fs) | 0.01 J/cm2 (532 nm, 100 Hz, 76 fs, Ø162 µm) | 0.01 J/cm2 (800 nm, 100 Hz, 36.4 fs, Ø189 µm) | 0.08 J/cm2 (1550 nm, 100 Hz, 70 fs, Ø145 µm) | ||||
| AR Coatingg | Ravg < 0.5% | ||||||
| Wavefront Distortion | ≤ λ/4 @ 635 nm | ||||||
| Retardance Uniformity (RMS)h | < λ/20 @ 400 nm | < λ/20 @ 650 nm | < λ/20 @ 1050 nm | ||||
| Housing Thickness | 8.6 mm (0.34") | 15.0 mm (0.59") | 8.6 mm (0.34") | 15.0 mm (0.59") | 8.6 mm (0.34") | 15.0 mm (0.59") | |
| Storage Temperature | -30 to 70 °C | ||||||
| Operation Temperature | -20 to 45 °C | ||||||
補償機能なし半波長液晶リターダ
| Item # | LCC1111U-A | LCC1511-A | LCC1221-A | LCC1111U-B | LCC1511-B | LCC1221-B | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wavelength Range | 350 - 700 nma | 650 - 1050 nm | |||||
| Retardance Rangeb | ~30 nm to > λ/2 | ||||||
| Clear Aperture | Ø10 mm | Ø10 mm | Ø20 mm | Ø10 mm | Ø10 mm | Ø20 mm | |
| Housing Outer Dimensions | 17.0 mm × 12.0 mm (0.67" × 0.47") | Ø1"c (Ø25.4 mm) | Ø2"d (Ø50.8 mm) | 17.0 mm x 12.0 mm (0.67" x 0.47") | Ø1"c (Ø25.4 mm) | Ø2"d (Ø50.8 mm) | |
| Liquid Crystal Material | Nematic Liquid Crystal | ||||||
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig | ||||||
| Parallelism | < 5 arcmin | ||||||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical)e | 9.8 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 635 nm | 2.72 ms / 0.16 ms @ 25 °C, 635 nm | 9.8 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 635 nm | 19.52 ms / 0.44 ms @ 25 °C, 780 nm | 3.41 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 780 nm | 19.52 ms / 0.44 ms @ 25 °C, 780 nm | |
| Operating Voltage (Max)f | 25 V | ||||||
| Damage Threshold | Pulsed (ns) | 1.0 J/cm2 (532 nm, 10 Hz, 8 ns, Ø200 µm) | 1.7 J/cm2 (810 nm, 10 Hz, 7.6 ns, Ø234 µm) | ||||
| Pulsed (fs) | 0.01 J/cm2 (532 nm, 100 Hz, 76 fs, Ø162 µm) | 0.01 J/cm2 (800 nm, 100 Hz, 36.4 fs, Ø189 µm) | |||||
| AR Coatingg | Ravg < 0.5% | ||||||
| Wavefront Distortion | ≤λ/4 @ 635 nm | ||||||
| Retardance Uniformity (RMS)h | < λ/50 @ 400 nm | < λ/50 @ 650 nm | |||||
| Housing Dimensional Tolerance | ±0.4 mm | - | ±0.4 mm | - | |||
| Housing Thickness | 6.0 mm (0.24") | 8.0 mm (0.32") | 13.0 mm (0.51") | 6.0 mm (0.24") | 8.0 mm (0.32") | 13.0 mm (0.51") | |
| Storage Temperature | -30 to 70 °C | ||||||
| Operation Temperature | -20 to 45 °C | ||||||
| Item # | LCC1511-C | LCC1221-C | LCC1111-D | LCC1111-MIR | |
|---|---|---|---|---|---|
| Wavelength Range | 1050 - 1700 nm | 1650 - 3000 nm | 3600 - 5600 nm | ||
| Retardance Rangea | ~30 nm to > λ/2 | ~30 nm to > λ/2 | ~30 nm to > λ/2 | ~30 nm to > λ/2 | |
| Clear Aperture | Ø10 mm | Ø20 mm | Ø10 mm | Ø10 mm | |
| Housing Outer Dimensions | Ø1"b (Ø25.4 mm) | Ø2"c (Ø50.8 mm) | Ø1"b (Ø25.4 mm) | Ø1"b (Ø25.4 mm) | |
| Liquid Crystal Material | Nematic Liquid Crystal | ||||
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig | 60-40 Scratch-Dig | |||
| Parallelism | < 5 arcmin | ||||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical)d | 21.29 ms / 0.50 ms @ 25 °C, 1550 nm | 95.8 ms / 1.81 ms @ 25.6 °C, 1550 nm | 192 ms / 1 ms @ 25.6 °C, 2200 nm | 372 ms / 14 ms @ 25.6 °C, 4400 nm | |
| Operating Voltage (Max)e | 25 V | ||||
| Damage Threshold | Pulsed (ns) | 1.2 J/cm2 (1542 nm, 10 Hz, 10 ns, Ø458 µm) | 0.041 J/cm2 (2000 nm, 10 Hz, 6.5 ns, Ø292 µm) | N/A | |
| Pulsed (fs) | 0.08 J/cm2 (1550 nm, 100 Hz, 70 fs, Ø145 µm) | 0.025 J/cm2 (2000 nm, 100 Hz, 100 fs, Ø220 µm) | N/A | ||
| AR Coatingf | Ravg < 0.5% | Ravg < 1.0% | |||
| Wavefront Distortion | ≤ λ/4 @ 635 nm | - | |||
| Retardance Uniformity (RMS)g | < λ/50 @ 1050 nm | < λ/30 @ 1650 nm | < λ/10 @ 3600 nm | ||
| Housing Thickness | 8.0 mm (0.32") | 13.0 mm (0.51") | 8.0 mm (0.32") | 8.0 mm (0.32") | |
| Storage Temperature | -30 to 70 °C | ||||
| Operation Temperature | -20 to 45 °C | ||||
| Variable Half-Wave Retarder Performance Graphs | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Item #a | Wavelength Range | Retardance @ 25 °C | Retardance vs. Temperature | Temperature Stability | Transmission |
| LCC1611-A | 350 - 700 nm |  |  (635 nm) |  |  |
| LCC1511-A |  |  (635 nm) |  | ||
| LCC1421-A |  |  (635 nm) |  |  | |
| LCC1221-A, LCC1111U-A |  |  (635 nm) |  | ||
| LCC1611-B | 650 - 1050 nm |  |  (780 nm) |  |  |
| LCC1511-B |  |  (780 nm) |  | ||
| LCC1421-B |  |  (780 nm) |  |  | |
| LCC1221-B, LCC1111U-B |  |  (780 nm) |  | ||
| LCC1611-C | 1050 - 1700 nm |  |  (1550 nm) |  |  |
| LCC1511-C |  |  (1550 nm) |  | ||
| LCC1421-C |  |  (1550 nm) |  |  | |
| LCC1221-C |  |  (1550 nm) |  | ||
| LCC1111-D | 1650 - 3000 nm |  |  (2200 nm) |  |  |
| LCC1111-MIR | 3600 - 5600 nm |  |  (4400 nm) |  |  |
液晶リターダの性能
液晶リターダのネマティック相に、光学異方性を生み出す長細い分子形状をした液晶分子が規則正しく配列されています。電界がかかると分子は電界方向に配向し、有効なリターダンスの大きさは液晶分子の傾きによって決定されます。材料内のイオンの影響を最小限にするために、液晶デバイスが交流電圧で駆動されなければなりません。コントローラLCC25とKLC101(下記参照)は、0 V～25 Vの動作電圧範囲において、駆動信号のDCバイアスを可能な限り小さくするように設計されています。
液晶材料では、分子分極率の変化によって、短波長ではより高い色分散を示し、長波長では色分散は小さくなります。これを説明するために、右の表では各製品の波長範囲において、1つもしくは2つの波長でのリターダンスデータを提示しています。
上記の他に、液晶のリターダンスがデバイスの温度に影響されることもあります。温度が上昇するとリターダンスが減少します。しかし、「切り替え時間」のタブで示されているように、液晶の切り替え速度は温度が上昇するにつれて高速化します。通常、液晶の透明温度に近づくと、液晶の屈折率(常光線と異常光線の両方)は著しく大きく変化します。よって、例えば、室温で使用する時は温度依存性を最小にするために、高い透明温度を持つ材料を選びます。
有効径Ø10 mmの高速切り替え液晶可変リターダLCC1611とLCC1511のデータ
リターダンスデータはこちらからダウンロードいただけます。
透過率データはこちらからダウンロードいただけます。
有効径Ø10 mmの液晶可変リターダLCC1111-DとLCC1111-MIRのデータ
リターダンスデータはこちらからダウンロードいただけます。
透過率データはこちらからダウンロードいただけます。
有効径Ø10 mmの液晶可変リターダLCC1421、LCC1221、LCC1111Uのデータ*
リターダンスデータはこちらからダウンロードいただけます。
透過率データはこちらからダウンロードいただけます。
*LCC1221およびLCC1421と仕様が同様の、有効径Ø10 mmのマウント付き液晶可変リターダをご入用の場合は当社までご連絡ください。
温度安定性
当社の液晶リターダは温度が上昇するにつれ、リターダンスが若干減少します。表内のグラフでは、駆動電圧と温度に対するリターダンスの変化を示しています。温度が管理されていない環境では、温度制御半波長液晶リターダのご使用をお勧めいたします。
有効径Ø10 mmの高速切り替え液晶可変リターダLCC1611とLCC1511のデータ
温度安定性のデータはこちらからダウンロードいただけます。
有効径Ø10 mmの液晶可変リターダLCC1111-DとLCC1111-MIRのデータ
温度安定性のデータはこちらからダウンロードいただけます。
有効径Ø10 mmの液晶可変リターダLCC1421、LCC1221、LCC1111Uのデータ
温度安定性の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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グラフは154週にわたるリターダンスの変化を示しています。
長期安定性
当社のLCリターダは、長期間使用しても一定の性能を発揮します。右のグラフは、液晶コントローラLCC25で駆動した1枚の3/4波長板LCC1112-A(旧製品)の154週にわたるリターダンスの電圧特性を示しています。リターダンスは週に1回試験が行われましたが、試験期間中の経時的な変化は僅かだったことが分かります。試験期間中の週毎のデータはこちらからダウンロードいただけます。
左下のグラフは一定の電圧において、リターダンス値の変化は僅かだったことを、また右下のグラフは一定のリターダンス値を得るために必要な電圧の変化が僅かだったことを示しています。他のリターダのモデルも同程度の性能が期待できます。リターダの安定性を長期にわたって最大限にするために、コントローラLCC25を常時使用することをお勧めいたします。このコントローラは特にDCオフセットを低減することにより、電荷の蓄積を最小限にした安定性に優れた設計となっております。
長期的な性能はこちらからダウンロードいただけます。
液晶リターダの切り替え時間
液晶リターダの特長は、メカニカルな可変波長板と比べて可動部がないため、切り替え時間が短くなることです。液晶リターダの切り替え時間はいくつかの要因に依存しますが、製造工程や使い方により制御できる場合があります。
一般的に液晶リターダは、低い駆動電圧よりも高い駆動電圧の方が、切り替えが速くなります。また、液晶リターダを2つの電圧値の間で切り替えたとき、立ち下がり時間(低電圧から高電圧へ)は、立ち上がり時間(高電圧から低電圧へ)よりも短くなります。右のグラフは、1.26 V と10 V の電圧間での切り替えの例を示しています。より速い切り替えが求められる場合には、リターダと固定波長板を一緒にご使用いただくことをお勧めします。そうすることでリターダにより高い電圧をかけることができます。ただし、「仕様」タブに記載されている最大電圧を超えないようにご注意ください。
また、材料の粘度とそれに伴う切り替え時間は、液晶材料の温度に依存します。下に示すように、液晶リターダを加熱すると切り替えが約2倍まで速くなります。当社の標準的な液晶リターダは、最高温度45 °Cでも動作するように設計されており、この温度においてもリターダンスの仕様値は維持できます。より速い切り替えが必要な場合は、リターダの温度を70 °Cまで上げて動作させることはできますが、そのときのリターダンスの最大値は小さくなります。仕様に定められた半波長リターダンス(λ/2)は、70 °C以上の温度では得られない場合があります。切り替え時間の詳細は、下の各表をご覧ください。
切り替え時間は液晶リターダの厚さ、液晶材料の回転粘度や誘電異方性とも関係しています。しかし、それらの値を変えると液晶リターダの他の動作パラメータも変化してしまいます。そのため、当社の液晶リターダの設計では、切り替え時間に重点を置きながらも全体の性能を最適化するようにしています。液晶リターダの高速性能だけでなく、その他のパラメータを最適化したカスタム仕様やOEM用の液晶リターダもご提供可能です。詳細は「カスタム製造」タブをご覧いただくか、当社までお問い合わせください。
様々な温度における切り替え時間の例
切り替え時間としては、電圧がV1からV2に変化した時の立ち上がり時間と、V2からV1へ変化したときの立ち下がり時間を測定しています。この時、液晶リターダは特定の温度に維持されています。全ての測定でV1は10 Vに設定され、V2はリターダのリターダンスが最大値(1/2λ)になる電圧に設定されています。なお、低電圧(例えば、V1=5 V)での切り替え時間は、下に掲載されている切り替え時間より長くなってしまいます。
補償機能付きのリターダ
| LCC1611-A (AR Coating: 350 - 700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 2.00 | 3.34 ms | 0.14 ms |
| 45 °C | 10 | 1.80 | 2.44 ms | 0.10 ms |
| 60 °C | 10 | 1.70 | 1.82 ms | 0.09 ms |
| 70 °C | 10 | 1.50 | 1.33 ms | 0.07 ms |
| LCC1611-B (AR Coating: 650 - 1050 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.75 | 4.01 ms | 0.27 ms |
| 45 °C | 10 | 1.60 | 3.14 ms | 0.21 ms |
| 60 °C | 10 | 1.45 | 2.55 ms | 0.16 ms |
| 70 °C | 10 | 1.30 | 2.31 ms | 0.15 ms |
| LCC1611-C (AR Coating: 1050 - 1700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.55 | 22.34 ms | 0.55 ms |
| 45 °C | 10 | 1.40 | 16.32 ms | 0.41 ms |
| 60 °C | 10 | 1.25 | 14.08 ms | 0.35 ms |
| 70 °C | 10 | 1.15 | 13.77 ms | 0.31 ms |
| LCC1421-Aa (AR Coating: 350 - 700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 22 °C | 10 | 1.18 | 15.8 ms | 260 µs |
| 45 °C | 10 | 1.02 | 8.56 ms | 176 µs |
| 60 °C | 10 | 0.9 | 7.39 ms | 122 µs |
| 70 °C | 10 | 0.8 | 6.42 ms | 106 µs |
| LCC1421-Ba (AR Coating: 650 - 1050 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 22 °C | 10 | 1.26 | 34 ms | 360 µs |
| 45 °C | 10 | 1.16 | 19.6 ms | 243 µs |
| 60 °C | 10 | 1.10 | 15.1 ms | 123 µs |
| 70 °C | 10 | 1.02 | 12.6 ms | 101 µs |
| LCC1421-Ca (AR Coating: 1050 - 1700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25.6 °C | 10 | 1.00 | 152 ms | 510 µs |
| 45 °C | 10 | 0.80 | 79.1 ms | 326 µs |
| 60 °C | 10 | 0.70 | 59.1 ms | 195 µs |
| 70 °C | 10 | 0.50b | 56.1 ms | 189 µs |
補償機能なしのリターダ
| LCC1511-A (AR Coating: 350 - 700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.90 | 2.72 ms | 0.16 ms |
| 45 °C | 10 | 1.85 | 2.01 ms | 0.11 ms |
| 60 °C | 10 | 1.70 | 1.53 ms | 0.09 ms |
| 70 °C | 10 | 1.60 | 1.25 ms | 0.07 ms |
| LCC1511-B (AR Coating: 650 - 1050 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 2.05 | 3.41 ms | 0.24 ms |
| 45 °C | 10 | 1.90 | 2.64 ms | 0.19 ms |
| 60 °C | 10 | 1.70 | 1.98 ms | 0.15 ms |
| 70 °C | 10 | 1.55 | 1.89 ms | 0.11 ms |
| LCC1511-C (AR Coating: 1050 - 1700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.65 | 21.29 ms | 0.50 ms |
| 45 °C | 10 | 1.55 | 14.8 ms | 0.41 ms |
| 60 °C | 10 | 1.40 | 12.67 ms | 0.30 ms |
| 70 °C | 10 | 1.30 | 10.8 ms | 0.23 ms |
| LCC1111U-A, LCC1221-Aa (AR Coating: 350 - 700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.12 | 9.8 ms | 0.24 ms |
| 45 °C | 10 | 1.09 | 6.89 ms | 0.2 ms |
| 60 °C | 10 | 0.96 | 5.12 ms | 0.18 ms |
| 70 °C | 10 | 0.91b | 4.98 ms | 0.17 ms |
| LCC1111U-B, LCC1221-Ba (AR Coating: 650 - 1050 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25 °C | 10 | 1.38 | 19.52 ms | 0.44 ms |
| 45 °C | 10 | 1.36 | 10.87 ms | 0.20 ms |
| 60 °C | 10 | 1.32 | 8.54 ms | 0.12 ms |
| 70 °C | 10 | 1.24 | 7.78 ms | 0.10 ms |
| LCC1221-Ca (AR Coating: 1050 - 1700 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25.6 °C | 10 | 1.00 | 95.8 ms | 1.18 ms |
| 45 °C | 10 | 0.90 | 66.4 ms | 1.16 ms |
| 60 °C | 10 | 0.90 | 49.7 ms | 692 µs |
| 70 °C | 10 | 0.10b | 47.2 ms | 671 µs |
| LCC1111-D (AR Coating: 1650 - 3000 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25.6 °C | 10 | 0.99 | 192 ms | 1.0 ms |
| 45 °C | 10 | 0.92 | 80 ms | 0.8 ms |
| 60 °C | 10 | 0.88 | 50 ms | 0.5 ms |
| 70 °C | 10 | 0.86 | 44 ms | 0.2 ms |
| LCC1111-MIR (AR Coating: 3600 - 5600 nm) | ||||
|---|---|---|---|---|
| Temperature | V1 | V2 | Rise Time | Fall Time |
| 25.6 °C | 10 | 1.14 | 372 ms | 14 ms |
| 45 °C | 10 | 1.05 | 204 ms | 6.9 ms |
| 60 °C | 10 | 0.99 | 180 ms | 3.6 ms |
| 70 °C | 10 | 0.94 | 150 ms | 1.6 ms |
この図では、スロー軸とファスト軸が示されています。
アライメント
電圧が印加されていない場合、液晶リターダのスロー軸(異常軸)は、液晶分子の長軸の方向に対応します。 電圧を印加すると、液晶分子の方向は図面に対して垂直方向に回転し、リターダンスが変化します。 当社のLCリターダは、ネマチック液晶を利用したデバイスなので、イオンや自由電荷の蓄積を防ぐためにAC駆動をしないと、性能が低下しデバイスが焼けてしまう場合があります。
液晶セルの軸にしっかりとアライメントするために、リターダは回転マウントに取り付けます(例えば、開口がØ10 mmのリターダ用にRSP1/MまたはCRM1P/M、開口がØ20 mmのリターダ用にRSP2/MまたはLCRM2A/Mがあります)。 ディテクタやパワーメータを組み立てて、直交する1対の直線偏光子を透過するビームの透過率をモニタしてください。 次に、一方の偏光子のスロー軸をもう一方の偏光子の透過軸にアライメントした状態で2つの偏光子を直交させ、その間に液晶リターダを配置してください。 その後、透過光強度が最小となるようにゆっくりと回転させてください。 この構成では、液晶リターダを位相変調の用途にお使いいただけます。
光強度変調やシャッタとしてお使いいただく場合にも、上記のように透過光強度が最小となるよう回転させてください。 最小値が見つかった後、リターダを±45°回転させます。 これによって、交差した偏光子を透過後の強度は、多くの液晶リターダ(ゼロオーダ1/4波長板や1/2波長板など)において最大になります。 しかし、広帯域光源を使用するマルチ波長位相リターダではリターダンスの波長依存性があるため、これは厳密には当てはまりません。
用途
液晶可変リターダでの偏光制御
液晶可変リターダ(LCVR)は、広い波長範囲にわたりゼロオーダ可変波長板としてお使いいただけます。 LCVRの光軸は、セルに電圧が印加されていない状態での、液晶の主軸と一致しています。このとき液晶分子は、液晶の配向膜によって決定される配列となっています。 LCVRを用いて光の偏光を制御する場合、光学素子の偏光角度ダイナミックレンジを最大にするため、入射光の偏光軸をリターダの光軸に対して45°傾けて入射する必要があります。 下の図は、リターダンスが小さくなる(RMS電圧が増加する)につれ、出力光の偏光状態が変化する様子を示しています。
液晶可変リターダによる純粋な位相遅延
入射光の位相だけを変化させる場合には、直線偏光した入射光の偏光軸を、液晶リターダの光軸に合わせてアライメントする必要があります。 印加電圧V RMSが大きくなると、ビームの位相オフセットが減少します。 この位相リターダは、干渉計の1つのアームの中に配置し、光路長を調整するときに使われます。このように、LCVRではアクティブな位相調整が可能です。
| Damage Threshold Specifications | ||
|---|---|---|
| Item # Suffix | Laser Type | Damage Threshold |
| -A | Pulsed (ns) | 1.0 J/cm2 (532 nm, 10 Hz, 8 ns, Ø200 µm) |
| Pulsed (fs) | 0.01 J/cm2 (532 nm, 100 Hz, 76 fs, Ø162 µm) | |
| -B | Pulsed (ns) | 1.7 J/cm2 (810 nm, 10 Hz, 7.6 ns, Ø234 µm) |
| Pulsed (fs) | 0.01 J/cm2 (800 nm, 100 Hz, 36.4 fs, Ø189 µm) | |
| -C | Pulsed (ns) | 1.2 J/cm2 (1542 nm, 10 Hz, 10 ns, Ø458 µm) |
| Pulsed (fs) | 0.08 J/cm2 (1550 nm, 100 Hz, 70 fs, Ø145 µm) | |
| -D | Pulsed (ns) | 0.041 J/cm2 (2000 nm, 10 Hz, 6.5 ns, Ø292 µm) |
| Pulsed (fs) | 0.025 J/cm2 (2000 nm, 100 Hz, 100 fs, Ø220 µm) | |
当社の液晶可変リターダの損傷閾値データ
右の仕様は、当社の液晶可変リターダの測定値です。
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。
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。
| Example Test Data | |||
|---|---|---|---|
| Fluence | # of Tested Locations | Locations with Damage | Locations Without Damage |
| 1.50 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 1.75 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.00 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.25 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 3.00 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 5.00 J/cm2 | 10 | 9 | 1 |
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。
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。
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。
- レーザの波長
- ビーム径(1/e2)
- 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)
- 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)。
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 Duration | t < 10-9 s | 10-9 < t < 10-7 s | 10-7 < t < 10-4 s | t > 10-4 s |
|---|---|---|---|---|
| Damage Mechanism | Avalanche Ionization | Dielectric Breakdown | Dielectric Breakdown or Thermal | Thermal |
| Relevant Damage Specification | No Comparison (See Above) | Pulsed | Pulsed and CW | CW |
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。
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。
- レーザの波長
- 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)
- レーザのパルス幅
- パルスの繰返周波数(prf)
- 実際に使用するビーム径(1/e2 )
- 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)。
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。
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 (1998).
[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。
Figure 71A 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。
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(Figure 71A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。
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。
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:
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。
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。
旧製品のØ10 mmの全波長液晶リターダを特注品としてご用意しております。
下表では、当社の現行品と旧製品のØ10 mm全波長液晶リターダがご覧いただけます。下記の旧製品Ø10 mmリターダをご希望の場合には、当社までご連絡ください。
| Half-Wave Ø10 mm Compensated LC Retarders | ||||
|---|---|---|---|---|
| Wavelength Range | Current Generation | Previous Generation | ||
| Item # | Switching Time (Rise/Fall) | Item # | Switching Time (Rise/Fall) | |
| 350 - 700 nm | LCC1611-A | 3.34 ms / 0.14 ms @ 25 °C, 635 nm | LCC1411-A | 15.8 ms / 260 µs @ 22 °C, 635 nm |
| 650 - 1050 nm | LCC1611-B | 4.01 ms / 0.27 ms @ 25 °C, 780 nm | LCC1411-B | 34.0 ms / 360 µs @ 22 °C, 780 nm |
| 1050 - 1700 nm | LCC1611-C | 22.34 ms / 0.55 ms @ 25 °C, 1550 nm | LCC1411-C | 152 ms / 510 µs @ 25.6 °C, 1550 nm |
| Half-Wave Ø10 mm Uncompensated LC Retarders | ||||
|---|---|---|---|---|
| Wavelength Range | Current Generation | Previous Generation | ||
| Item # | Switching Time (Rise/Fall) | Item # | Switching Time (Rise/Fall) | |
| 350 - 700 nm | LCC1511-A | 2.72 ms / 0.16 ms @ 25 °C, 635 nm | LCC1111-A | 10.2 ms / 310 µs @ 22 °C, 635 nm |
| 650 - 1050 nm | LCC1511-B | 3.41 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 780 nm | LCC1111-B | 31.3 ms / 704 µs @ 25.6 °C, 780 nm |
| 1050 - 1700 nm | LCC1511-C | 21.29 ms / 0.50 ms @ 25 °C, 1550 nm | LCC1111-C | 95.8 ms / 1.81 ms @ 25.6 °C, 1550 nm |
カスタム液晶の製造
当社では、標準品としてλ/2波長可変の温度制御モデルや、Ø10 mmまたはØ20 mmの開口のλ/2、3λ/4、全波長可変タイプなど、さまざまな液晶リターダをご用意しています。標準品のほか、組み込み用途(OEM用途)向けや特注にも対応いたします。リターダンス範囲、コーティング、研磨角、温度安定化、サイズなど、多様な光学設計に対応するカスタマイズが可能です。 空の液晶セル、偏光ローテータ、ノイズ減衰器のような、その他のカスタム液晶デバイスもご提供できます。 カスタム液晶デバイスのご注文については、当社までお問い合わせください。
カスタム製品の場合、お客様から詳細をおうかがいし、仕様や特性を設計します。 その上で設計と実現性の両方を解析することによって、カスタム製品を高い水準の品質を保ちながらタイムリに製造いたします。
ポリイミド(PI)コーティングと研磨 - カスタムアライメント角
これらのネマティック相では、液晶分子は平均的な方向に配列されています。この長細い分子形状が、光学異方性、もしくは方向依存の光学効果を発生させます。 電圧が印可されていない時の液晶セル内の液晶分子の方向は、配向膜により決まります。配向膜は、ポリイミド(PI)コーティングと研磨角で作られます。 摩擦により溝を形成し、液晶分子を溝に沿って配向させます。 摩擦角を決めることで、液晶分子の初期の方向をどのような方向にすることもできます。
カスタムセル間隔
液晶セル内の壁の間隔は液晶材料の厚さによって決められ、製造工程中にカスタマイズすることができます。 液晶セルのリターダンス角は、液晶材料の厚さによって決まります。
ここで、δは波のリターダンス、dは液晶材料の厚さ、λνは光の波長、Δnは使用される液晶材料の複屈折です。 したがって、与えられた波長でのリターダンスは、液晶セル内の壁の間隔によって決定されます(例えば、液晶層の厚さ)。 標準的なリターダンス範囲は、 30 nm〜λ/2、30 nm〜3λ/4、30 nm〜λですが、更に広いリターダンス範囲もご注文いただけます。
カスタム液晶材料
お客様にご提供いただいた液晶材料を、当社で液晶セルに詰めることも可能です。 異なる液晶材料は、異なる複屈折値を持っているので、材料を変更することでリターダンス角を変えることができます。
温度制御/切り替え時間
温度センサを液晶可変リターダに組み込むことも可能です。 温度コントローラを用いることで、リターダの温度を±0.1 °Cの範囲内でアクティブに安定化することができます。温度が高いほど液晶材料の粘度が減少するので、リターダが1つの状態から他の状態へ切り替わる速度は速くなります。 アクティブな温度制御システムをリターダの加熱に使うことで、より速いスイッチング速度でリターダを駆動することができます。
アセンブリ/筐体
必要に応じて、筐体のないカスタム液晶リターダを製造することも可能です。
試験
左の写真に示す測定セットアップを使用することで、それぞれの液晶リターダの複屈折、均一性、高速軸の角度が測定されます。 この装置では、波長板とCCDカメラを用いて2次元の複屈折分布を測定します。 右図は液晶リターダの試験結果のサンプルですが、優れた均一性を示しています。
詳細情報
カスタム液晶デバイスのオプションの詳細や、ご注文については当社までお問い合わせください。
| Custom Capability | Custom Specification |
|---|---|
| Patterned Retarder Size | Ø100 µm to Ø2" |
| Patterned Retarder Shape | Any |
| Microretarder Size | ≥ Ø30 µm |
| Microretarder Shape | Round or Square |
| Retardance Range @ 632.8 nm | 50 to 550 nm |
| Substrate | N-BK7, UV Fused Silica, or Other Glass |
| Substrate Size | Ø5 mm to Ø2" |
| AR Coating | -A: 350 - 700 nm -B: 650 - 1050 nm -C: 1050 - 1700 nm |
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Figure 97A ランダム分布のパターンリターダ
特長
- カスタム仕様のマイクロリターダを構築
- サイズ、形状、ならびに基板材料のカスタマイズが可能
- リターダンス範囲: 50～550 nm
- ファスト軸分解能: ＜1°
- リターダンス変動：30 nm未満
用途
- 3次元ディスプレイ
- 偏光イメージング
- 回折用途：偏光回折格子、偏光分析法、ビームステアリング
当社ではパターンサイズØ100 µm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)、基板サイズØ5 mm～ Ø50.8 mm(Ø2インチ)でカスタム仕様のパターンリターダをご提供可能です。 カスタム仕様のリターダは、隣り合うファスト軸がそれぞれ異なる角度を持つマイクロリターダのアレイによって構成されます。 マイクロリターダのサイズ(最小は30 µm)や形状(円、正方形、多角形など)もカスタマイズ可能です。 当社では、1つ1つのマイクロリターダのサイズや形状をコントロールできるため、ほとんどの実験・デバイスニーズに合った様々なパターンリターダを構築することができます。
パターンリターダは、液晶ならびに液晶ポリマから作られます。 フォトアライメントの技術を用い、各マイクロリターダのファスト軸を＜1°の分解能でどの角度にも設定可能です。 Figure 97A、97B、97Cでは当社のパターンリターダの例をご紹介しています。 図はイメージング偏光計で得られたパターンリターダの測定結果を表しており、個々のマイクロリターダのファスト軸方向が隣り合っていても別々に制御可能であることを示しています。
当社のパターンリターダの製造工程はすべて社内で行われています。 工程は、基板を準備することから始まります。典型的な基板はN-BK7またはUV溶融石英(UVFS)です(ほかのガラス基板でも対応可能なものがあります)。 基板をフォトアライメント材料の層でコーティングし、当社のパターンリターダーシステムに設置後、ファスト軸を設定するために直線偏光で露光します。 露光箇所は、ご希望のマイクロリターダのサイズによって決まります。ファスト軸は＜1°分解能で0°～180°の角度に設定可能です。 設定後、液晶ポリマでデバイスをコーティングすることによって液晶セルを構築し、UV光で硬化します。
当社の LCPデポラライザ はこのパターンリターダの1例です。原則的に真にランダム化されたパターンは入射偏光を空間的にスクランブルするのでデポラライザとして使用可能です。しかし、このようなパターン素子は回折が大きくなります。当社のデポラライザは、ファスト軸の角度が線形的に増加しており、回折を大きくすることなく、0.5 mm径以上のサイズの広帯域ならびに単色ビームの両方をデポラライズする設計がなされています。詳細については当社の LCPデポラライザの製品ページをご覧ください。
ご希望のパターンリターダの図、またはファスト軸分布のエクセルファイルをご提供いただければ、ほとんどのパターンリターダが構築可能です。パターンリターダの作製については当社までお問い合わせください。
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Figure 97B スパイラル分布のパターンリターダ
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Figure 97C 複雑な分布のパターンリターダ
KLC101ソフトウェア
バージョン1.0.0
PCを介して液晶コントローラKLC101を制御するためのGUIインターフェイス。ダウンロードするには下記のボタンをクリックしてください。
LCC25ソフトウェア
バージョン4.0.0
PCを介して液晶コントローラLCC25を制御するためのGUIインターフェイス。ダウンロードするには下記のボタンをクリックしてください。
| Posted Comments: | |
Gwan Woo Lee
(posted 2025-04-28 16:53:12.943) Is this product suitable for changing the polarization from 's' to 'p' or vice versa (making it orthogonal)? Frank Wu
(posted 2025-04-05 19:01:31.923) Hi,
I couldn't see product information on LCC - MIR series. May I ask if the product is discontinued.
Regards,
Frank Yingliang Liu
(posted 2023-03-15 17:20:02.45) in our setup,we would like to rotate this liquid crystal half wave plate. we have fiound that the pointing direction of the laser has been changed after passing it. Is this normal? or there is a problem with the one we received from you.
By the way, have you considering this effect when you manufacturing this product? is there a way to get rid of the deviation the the beam direction after passing this wave plate when rotating it. For me, It seems that the front surface of this plate is not parallel withthe back surface. cdolbashian
(posted 2023-04-03 02:13:15.0) Thank you for contacting Thorlabs. Our half-wave liquid crystal variable retarders can actively control the phase delay or the polarization state of the light by applying a voltage to the liquid crystal cell. We don't need to rotate the retarder when using it, and the absence of moving parts provides quick switching times on the order of milliseconds. As for the beam deviation, we state it is less than 5 arcmin in the spec. We'll reach out to you via email to discuss your application. Jong-Min Yoon
(posted 2021-04-21 21:34:13.73) Hello
I'm Jong-Min Yoon from Samsung Electronics
I want ask some questions about LCC1411-C
We want to change polarization of our fs-laser source, whose specifications are in below
- Center Wavelength :1560 nm
- Avg. Power : 20 mW
- pulse width : ~100 fs
We will consider that the input power densitiy is not exceed the product's demage threshold spec.
But there seems no dispersion characteristic, so we cannot expect that how much of our laser pulse width(~100fs) will be broaden after LCC1411-C
Could you share us information about dispersion characteristics for LCC1411-C?
Really appreciate for your help to us
Best Regards
Jong-Min YLohia
(posted 2021-04-26 02:19:17.0) Hello Jong-Min, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, we do not have good characterization data on the dispersion of LC layer but, in theory, it is expected to be quite flat around IR region. The glass substrate is significantly thicker than the LC layer (7 mm of fused silica). Please see this page for the Sellmeier Equation for UVFS: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=6973 Tom Sosnowski
(posted 2019-10-25 18:47:59.353) I'd like to know the average power handling capability of these LC waveplates. How many W/cm^2? YLohia
(posted 2019-10-31 02:47:33.0) Thank you for contacting Thorlabs. We currently provide nanosecond laser damage threshold on this page. Unfortunately, we have not yet performed extensive damage threshold characterization for CW lasers yet. We have reached out to you directly to gather more information about your specific laser and the feasibility of using it with the LCC1221-B. Martin Kozák
(posted 2019-07-08 04:17:54.907) Dear Madam/Sir,
I am searching for a device allowing phase modulation between 0 and PI of a laser beam at 1030 nm at a frequency DC-100 Hz. Do I understand it correctly that the liquid crystal controller LCC25 can drive the modulation at the frequency supplied by an external source? What is the highest modulation frequency, which can be reached for LCC1111-B? I guess that it is limited by the switching time, but this changes quite drastically with temperature and with voltage V1.
Thank you for your reply,
Martin Kozak nbayconich
(posted 2019-07-19 05:21:16.0) Thank you for contacting Thorlabs. That is correct, the LCC25 can be modulated by an external device or the LCC25 can be internally modulated. The rate at which the LC device is modulated will depend on the desired retardance range and applied voltage which determines the switching time of the device. As of now we've measured the rise time to be 14.4ms and the fall time to be 198µs at 70 degrees celsius for the LCC1111-B.
At higher driving voltages you can achieve a shorter switching time however in this case the LCC25 is limited to 25 volts max. The current measured swithcing time at 70 degrees celsius indicates this device may not be suitable for 100hz, if faster switching speeds are desired then you could use the LC retarder in combination with a fixed waveplate and set your V1 voltage at a higher value to reduce the switching time. I will reach out to you directly to discuss your application. user
(posted 2019-05-22 12:36:42.223) Hi,
We would be interested to know the retardance plots of the LCC1221-C for 1064 nm if possible. We would also be interested in the damage thresholds for kHz-1MHz ns, ps and fs pulses if this information is available for the C, B and A products. In addition what would be the custom cost of having the unmounted lambda/2 10 mm retarder coated for C? AManickavasagam
(posted 2019-05-23 07:18:52.0) Response from Arunthathi at Thorlabs: Thanks for your query. I will contact you directly with the requested information. lee.kyeo
(posted 2017-07-15 21:17:46.56) Hi, I found the provided Labview API crashes in Window 10, while calling the "uart_library_win32 (or win64).dll" file.
I tried in both 32- and 64-bit version of Labview 2014 and 2015, and it crashes for all cases.
Since I used the API in Win7 environment for Labview 2014 64-bit, I think the compatibility in Win10 may be an issue. Would you check this problem please? tfrisch
(posted 2017-09-05 03:48:28.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly to troubleshoot this problem you have integrating the controller into LabVIEW. sivathan
(posted 2017-05-22 11:37:52.81) Do you have transmission curves on theses tcampbell
(posted 2017-05-22 02:21:07.0) Response from Tim at Thorlabs: thank you for your feedback. Yes, please see the Performance tab for transmission curves and other performance graphs. parksj003
(posted 2017-03-13 19:31:23.203) Hello,
We are interested in developing polarization-sensitive confocal microscope and trying to install the LCC1111-B in the excitation beam path. I have a question.
The controller (LCC25) seems to produce square wave output with fixed frequency of 2000 Hz. This is may be necessary to minimize effects due to ions in the material. If so, the toggle (flipping) time between positive an native voltages will be also few tens of msec? That means that any measurement between this toggle time gives hugh error?
Best,
Seongjun tfrisch
(posted 2017-03-15 09:10:18.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. The 2000Hz oscillation is to reduce charge buildup. That will be faster than the response of the material, so you would still be limited by the material response time. I will reach out to you directly to discuss this further. parksj003
(posted 2016-12-02 07:18:02.17) Hello,
I would like to use the Half-Wave Liquid Crystal Variable Retarders for our research, but I am wondering that it can be fine if femto-second laser (wavelgnth~700-1000 nm , Power~3W) is used.
Best,
Seongjun tfrisch
(posted 2016-12-05 10:32:55.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly about your application. The response of the liquid crystal will be much slower than a typical fs rep rate. Furthermore, I have concerns about potential damage. julian.robertz
(posted 2016-10-20 15:26:57.877) Dear Thorlabs,
Thank you for so much informations to your products. I found some mistakes on the retardance data. In the excel file is written, that the retardance where measured with a wavelength of 1310nm and 1550nm. But this makes no sense for LC's specified for 350nm up to 700nm.
Can you correct that please. Also please check if the data were correct.
Thank you tcampbell
(posted 2016-10-20 11:11:07.0) Response from Tim at Thorlabs: Thank you for your feedback. You are correct, the retardance data was not specified at the proper wavelengths. We have fixed this in the raw data file. The values in each data set were also checked and corrected as necessary. stu-adysuwardi
(posted 2016-09-21 14:25:03.87) Hello there, for LCC1111-A, may I know what is the maximum AC voltage (peak to peak) that it can withstand?
Will appreciate if data about switching time vs applied voltage (up to maximum allowed voltage) is provided. (the one on the website is only up to 20 V).
I would like to know at 1 kHz and certain applied voltage, even if it is not fully switched, what is the degree of switching? (e.g. 0.xx waves).
Thanks very much in advance. jlow
(posted 2016-09-23 03:48:26.0) Response from Jeremy at Thorlabs: The LC retarder can typically withstand at least 40-50V but we wouldn't recommend it as the lifetime of the LC cell can be affected at high voltages. The response time is related to many factors, such as voltages (especially the end voltage), temperature, operational wavelength and so on. Generally speaking, higher voltage and temperature results in faster speed. We will contact you directly to provide more information specific to your application. tfrisch
(posted 2016-08-25 08:37:07.237) Hello Pierre, thank you for contacting Thorlabs. You are correct that the LC material does not respond on the order of kHz. The kHz signal is to prevent charge buildup. I have contacted you directly. -Tyler at Thorlabs USA drobniak
(posted 2016-07-29 16:35:03.747) Hello, I bought a LCC1111-C retarder and I am trying to understand the working principle of the liquid crystal.
Can you please explain me how the molecules of the crystal produce a phase shift between slow- and fast-axis while working with a frequency around 1kHz? As I understood, the frequency of 1kHz is too fast for the molecules to switch, so what is the process inducing this phase shift?
Thank you. Regards, Pierre Drobniak jbarnes
(posted 2016-04-20 13:28:21.62) I have a question regarding your LCC1111-A retarder. It is mentioned that only an AC voltage can be used to drive the retarder and that the LCC25 voltage controller actively reduces any DC applied to the device. Is the source of this DC from the controller itself, or does a DC potential develop in the LC retarder over time which must be compensated for?
Thank you. Regards, Dr. Jack Barnes besembeson
(posted 2016-04-21 04:02:43.0) Response form Bweh at Thorlabs USA: The source of the DC is from the LC retarder. Due to continuous motion of the liquid crystal molecules when being driven, there is charge build up that could separate and create a DC potential. j.aans
(posted 2015-11-30 12:17:31.797) Hello, is there any data on damage thresholds for 1064nm? Can a CW 3W 10mm diameter beam go through the LCC1111-A without damaging it? Thanks, JB Aans besembeson
(posted 2015-12-02 02:45:43.0) Response from Bweh at Thorlabs USA: We don't have tested data for that wavelength but note that LCC1111-A has an anti-reflection coating to increase throughput in the 350-700nm range, not optimal for your 1064nm wavelength. I would recommend the -C model that has the following CW damage threshold guide: 2.5MW/cm^2 (for 1540nm, CW, 0.018mm diameter). jrg
(posted 2015-08-19 15:37:55.323) I recently purchased 1/2 wave LCD retarders for visible and near-IR. When removed from their original shipping boxes the optical surfaces were protected by adhesive yellow tape (perhaps Kapton or polymide tape) covering the mounting assembly.
I'd like to continue to protect these items when they are not in use. Can you tell me what tape you use?
Thanks -
James Graham jlow
(posted 2015-08-25 03:53:19.0) Response from Jeremy at Thorlabs: The tape we use is the Kapton tape. You can find the tape at http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=6809. johnnysheng
(posted 2015-01-30 10:50:46.343) Is the PI layer inorganic?
What is the laser damage threshold at, e.g., 450nm? jlow
(posted 2015-01-30 04:39:18.0) Response from Jeremy at Thorlabs: The PI layer is polyimide, which is organic. We do not have a damage threshold specification for this at the moment. I will contact you directly to discuss about this further. nick.robins
(posted 2015-01-26 22:00:14.677) it appears that this product should work well with a standard function generator. however, we have not managed to get it working. we are using an agilent fg with a 2kHz square wave and the specified voltage range, but the retarder appears unresponsive. we checked very carefully that there was no dc offset on the fg. cdaly
(posted 2015-01-28 01:43:24.0) Response from Chris at Thorlabs: The LCC1111-B has a typical rise and fall time of 16.0 ms / 360 µs. 2 kHz is too fast of a signal for the liquid crystal retarder to respond to. Since it cannot switch fast enough, it will appear unresponsive. Alexander.Radnaev
(posted 2013-12-11 20:04:56.887) Hello, what is the maximum allowed light intensity for this product (damage threshold)?
Thanks,
Alex. jlow
(posted 2014-01-08 10:48:54.0) Response from Jeremy at Thorlabs: We do not have the damage threshold data specifically for the -A version (we are going to be testing this in the near future). The estimated damage threshold is around 500W/cm (532nm). If there are dust, oil, or any contamination on the optic, it can be damaged even with low beam power. cdaly
(posted 2013-02-27 16:17:00.0) Response from Chris at Thorlabs: Thank you for using our web feedback feature. The thickness of the crystal itself is only about 3um. The thickness of the entire optic within the housing is ~6mm, as this 3um crystal sits between two 3mm fused silica substrates. sinclair
(posted 2012-11-05 16:21:31.607) What the the damage thresholds for the visible series liquid crystal retarders? CW lasers, 400-650nm.
Also, do you have any retardance data for 488 and 561nm?
Thanks,
Peter jlow
(posted 2012-10-02 10:42:00.0) Response from Jeremy at Thorlabs: You can control the LCC25 using serial command. This is detailed on pages 9 and 10 in the manual for the LCC25 (found at http://www.thorlabs.com/Thorcat/18800/LCC25-Manual.pdf). ashwin3342
(posted 2012-10-02 07:32:43.0) I want to control my LCC 25 via PC. I have installed National Instruments CVI. Please tell me how to write commands. jlow
(posted 2012-09-04 08:37:00.0) Response from Jeremy at Thorlabs: We have measured the laser damage threshold for the LCC1111-C to be 2.50J/cm^2 (1542nm, 10ns, 10Hz, Ø0.458mm). Unfortunately we do not have data at 1064nm. vssrikanth
(posted 2012-08-24 03:31:27.0) Sir/Madam,
1.We are interested in your device. We were looking for an application where the Polarisation of 1064nm/1572nm needs to be changed from 's' to 'p' i.e., to make it orthogonal.
Please let us know the Peak power density that these devices can withstand for 1064nm, pulse width ~15ns, rep rate ~20pps.
Regards,
Srikanth VS
Mgr., D&E tcohen
(posted 2012-07-18 10:16:00.0) Response from Tim at Thorlabs: The new liquid crystal retarders have much higher optical quality. The main difference is that the new 10mm retarders have significantly better uniformity, lower optical losses and a lower wavefront distortion. Additionally, we have also improved the switching time, operating temperature range and wavelength coverage. nizamov.shawkat
(posted 2012-07-17 12:25:42.0) What is the difference between newer LCC1111 and older LCR-1? Both are 10mm clear aperture half-wave LC retarders, controlled by the same LCC25 controller. But the price is very much different. |
ズーム| Key Specificationsa | |||
|---|---|---|---|
| Item # | LCC1611-A | LCC1611-B | LCC1611-C |
| Wavelength Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm |
| Retardance Rangeb | 0 nm to > λ/2 | ||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical) | 3.34 ms / 0.14 ms @ 25 °C, 635 nm | 4.01 ms / 0.27 ms @ 25 °C, 780 nm | 22.34 ms / 0.55 ms @ 25 °C, 1550 nm |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/20 @ 400 nm | < λ/20 @ 650 nm | < λ/20 @ 1050 nm |
| Surface Quality | 60-40 Scratch-Dig | ||
- 有効径: Ø10 mm
- リターダンス範囲:0 nm～λ/2
- 0 nmの最小リターダンスを実現するための補償機能付き
- 外径: Ø25.4 mm(Ø1インチ)
- 標準品として3種類のARコーティングをご用意
開口部がØ10 mm、補償機能付きの半波長液晶リターダは、350～700 nm(LCC1611-A)、650～1050 nm(LCC1611-B)、1050～1700 nm(LCC1611-C)用のARコーティング付きでご用意しております。リターダに内蔵の補償板により、5 V～20 V間の特定の駆動電圧で0 nmの最小リターダンスを得ることができます(詳細は「性能」タブをご覧ください)。リターダの外径はØ25.4 mm(Ø1インチ)で、厚さ9 mmの光学素子に対応したØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学マウントに取り付け可能です。リターダの前面にはスロー軸を示す線が刻印されています。またこれらのマウント付きリターダには、電気接続用に長さ930 mmのBNCケーブルが付いています。外径がØ25.4 mm(Ø1インチ)であるため、ポストを取り付け可能な回転マウントRSP1/Mや30 mmケージ用回転マウントCRM1PT/Mに取り付けられます。
*液晶可変リターダ LCC1611-xの高速な切り替えが不要で、旧製品のØ10 mmリターダと同じ仕様の製品をご希望の場合には、当社までご連絡ください。 詳細については、「カスタム製造」タブをご覧ください。
ズーム| Key Specificationsa | |||
|---|---|---|---|
| Item # | LCC1511-A | LCC1511-B | LCC1511-C |
| Wavelength Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm |
| Retardance Rangeb | ~30 nm to > λ/2 | ||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical) | 2.72 ms / 0.16 ms @ 25 °C, 635 nm | 3.41 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 780 nm | 21.29 ms / 0.50 ms @ 25 °C, 1550 nm |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/50 @ 400 nm | < λ/50 @ 650nm | < λ/50 @ 1050 nm |
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig | ||
- 有効径: Ø10 mm
- リターダンス範囲:約30 nm～λ/2
- 外径: Ø25.4 mm(Ø1インチ)
- 標準品として3種類のARコーティングをご用意
開口部がØ10 mm、補償機能なしの半波長液晶リターダは、350～700 nm (LCC1511-A)、650～1050 nm (LCC1511-B)または1050～1700 nm (LCC1511-C)用のARコーティング付きでご用意しております。外径はØ25.4 mm(Ø1インチ)で、厚さが8 mmの光学素子に対応した全てのØ25.4 mm(Ø1インチ)の光学マウントに取り付け可能です。リターダの前面にはスロー軸を示す線が刻印されています。またこれらのマウント付きリターダには、電気接続用に長さ930 mmのコネクタ付きBNCケーブルが付いています。外径がØ25.4 mm(Ø1インチ)であるため、ポストを取り付け可能な回転マウントRSP1/Mや30 mmケージ用回転マウントCRM1PT/Mに取り付けられます。
当社では変化する周囲温度下においても一定のリターダンスが得られる温度安定化Ø10 mm半波長液晶リターダもご用意しております。
*液晶可変リターダLCC1511-xの高速な切り替えが不要で、旧製品のØ10 mmリターダと同じ仕様の製品をご希望の場合には、当社までご連絡ください。 詳細については、「カスタム製造」タブをご覧ください。
ズーム| Key Specificationsa | ||
|---|---|---|
| Item # | LCC1111-D | LCC1111-MIR |
| Wavelength Range | 1650 - 3000 nm | 3600 - 5600 nm |
| Retardance Rangeb | ~30 nm to > λ/2 | |
| Switching Speed (Rise/Fall, Typical) | 192 ms / 1 ms @ 25.6 °C, 2200 nm | 372 ms / 14 ms @ 25.6 °C, 4400 nm |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/30 @ 1650 nm | < λ/10 @ 3600 nm |
| Surface Quality | 60-40 Scratch-Dig | |
- 有効径:Ø10 mm
- リターダンス範囲: 約30 nm～λ/2
- 外径:Ø25.4 mm(Ø1インチ)
- 標準品として2種類のARコーティングをご用意
開口部がØ10 mm、補償機能なしの半波長液晶リターダは、1650 ～3000 nm (LCC1111-D)または3600～5600 nm (LCC1111-MIR)用のARコーティング付きでご用意しております。外径はØ25.4 mm(Ø1インチ)で、厚さが8 mmの光学素子に対応した全てのØ25.4 mm(Ø1インチ)の光学マウントに取り付け可能です。リターダの前面にはスロー軸を示す線が刻印されています。またこれらのマウント付きリターダには、電気接続用に長さ930 mmのコネクタ付きBNCケーブルが付いています。外径がØ25.4 mm(Ø1インチ)であるため、ポストを取り付け可能な回転マウントRSP1/Mや30 mmケージ用回転マウントCRM1PT/Mに取り付けられます。
当社では、変化する周囲温度下においても一定のリターダンスが得られる温度安定化Ø10 mm半波長液晶リターダもご用意しております。
ズーム| Key Specificationsa | ||
|---|---|---|
| Item # | LCC1111U-A | LCC1111U-B |
| Wavelength Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm |
| Retardance Rangeb | ~30 nm to > λ/2 | |
| Switching Time (Rise/Fall, Typical) | 9.8 ms / 0.24 ms @ 25 °C, 635 nm | 19.52 ms / 0.44 ms @ 25 °C, 780 nm |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/50 @ 400 nm | < λ/50 @ 650 nm |
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig | |
| Dimensions (L x W x D) | 17.0 mm x 12.0 mm x 6.0 mm (0.67" x 0.47" x 0.24") | |
- 有効径: Ø10 mm
- リターダンス範囲: 約30 nm～λ/2
- 寸法公差:±0.4 mm
- ARコーティング付き：350～700 nm、650～1050 nm
有効径Ø10 mm、マウント無し、補償機能無しのこの半波長液晶リターダは、省スペースが求められる用途に適しています。 LCC1111U-Aは350～700 nmのARコーティング付き、LCC1111U-Bは650～1050 nmのARコーティング付きです。 このコンパクトなリターダは、既存システムへの組み込み(OEM用途)やその他の特殊な用途用として、様々な使い方ができます。マウント無しリターダLCC1111U-xは、電圧ドライバと接続するためのワイヤが付いており、下記の液晶コントローラのLCC25とKLC101に対応しています。
カスタマイズについては、波長を選択できるほか、有効径もØ10 mmまたはØ20 mmからお選びいただけます。カスタム仕様のマウント無しリターダにご興味をお持ちの場合は、当社までご連絡ください。
ズーム| Key Specificationsa | |||
|---|---|---|---|
| Item # | LCC1421-A | LCC1421-B | LCC1421-C |
| Wavelength Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm |
| Retardance Rangeb | 0 nm to > λ/2 | ||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical) | 15.8 ms / 260 µs @ 22 °C | 34 ms / 360 µs @ 22 °C | 152 ms / 510 µs @ 25.6 °C |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/20 @ 400 nm | < λ/20 @ 650 nm | < λ/20 @ 1050 nm |
| Surface Quality | 60-40 Scratch-Dig | ||
- Ø20 mmの大きな開口部
- リターダンス範囲:0 nm～λ/2
- 0 nmの最小リターダンス用補償機能付き
- SM2外ネジ
- 3種類の標準的なARコーティングをご用意
開口部がØ20 mm、補償機能付きの半波長液晶リターダは、350～700 nm(LCC1421-A)、650～1050 nm(LCC1421-B)、1050～1700 nm(LCC1421-C)用のARコーティング付きでご用意しております。リターダに内蔵の補償板により、5 V～20 V間の特定の駆動電圧で0 nmの最小リターダンスを得ることができます(詳細は「性能」タブをご覧ください)。いずれのリターダもSM2外ネジ付きであるため、当社のあらゆるネジ付きØ50 mm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)光学素子用マウントに取り付けられます。回転マウントRSP2/Mを用いると、精密な回転調整やポスト取付けができます。また、LCRM2A/Mを用いると60 mmケージシステムに組み込むことができます。 リターダの前面にはスロー軸の線が刻印されています。またこれらのマウント付きリターダには、電気接続用に長さ944 mmのBNCケーブルが付いています。
ズーム| Key Specificationsa | |||
|---|---|---|---|
| Item # | LCC1221-A | LCC1221-B | LCC1221-C |
| Wavelength Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm |
| Retardance Rangeb | ~30 nm to > λ/2 | ||
| Switching Time (Rise/Fall, Typical) | 10.2 ms / 310 µs @ 22 °C | 19.52 ms / 0.44 ms @ 25 °C, 780 nm | 95.8 ms / 1.81 µs @ 25.6 °C |
| Retardance Uniformity (RMS)c | < λ/50 @ 400 nm | < λ/50 @ 650 nm | < λ/50 @ 1050 nm |
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig | ||
- 開口： Ø20 mm
- リターダンス: 約30 nm～λ/2
- 外径： 50.8 mm(2インチ)
- 3種類の標準的なARコーティング付きでご提供
この開口数Ø20 mm、補償機能なしの液晶リターダは、350～700 nm(LCC1221-A)、650～1050 nm(LCC1221-B)または1050～1700 nm(LCC1221-C)の光に対応した3種類のARコーティング付きでご提供しています。このリターダは、外径が50.8 mm(2インチ)なので、厚さが13 mmの光学素子に対応した全てのØ50 mm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)光学素子用マウントに取り付け可能です。リターダの前面にはスロー軸の線が刻印されています。また、このマウント付きリターダには、電気接続用に長さ940 mmのBNCケーブルが付いています。マウントRSP2/Mと併用いただくと、精密な回転調整やポストへの取り付けができます。また、LCRM2A/Mと併用した場合は、60 mmケージに取り付けて様々な用途にお使いいただけます。
ズーム- 矩形波出力電圧:0～±25 VAC
- LCC25:2000 ± 5 Hz
- KLC101:500 Hz～10 kHzで調整可能
- 矩形波の出力振幅の変調は内部および外部から制御可能
- デバイスのパネルまたはUSB入力によるPC制御により設定が編集可能
液晶コントローラLCC25およびKLC101はどちらも当社の液晶セル、ローテータおよびリターダ(コントローラ内蔵のLCC2415-VISを除く)の操作用に設計されています。各コントローラは矩形波のAC電圧を出力し、振幅は0 VRMS～±25 VRMSで調整可能です。あらゆるDCオフセットを自動的に検出し、リアルタイムで±10 mV内に補正できるため、液晶デバイスの寿命の長期化に役立ちます。
ベンチトップ型コントローラLCC25
液晶コントローラLCC25は、2000 Hzの矩形波AC電圧を出力します。前面パネルとUSBインターフェイスの両方で、2つの電圧レベル(電圧1と電圧2)を設定することができます。LCC25を定電圧モードで動作させた場合、コントローラの出力は、2つの設定電圧レベルのいずれかに等しい振幅となります。変調モードにおいては、2,000 Hzの矩形波の出力が、内部で設定可能な周波数(0.5 Hz～150 Hz)または0～5 V TTLの外部トリガ入力(0.5 Hz～500 Hz)により電圧1と電圧2間で切り替えます。コントローラLCC25のソフトウェアパッケージでは、ユーザが開始電圧、終了電圧、電圧ステップサイズ、そして滞在時間を指定することにより電圧シーケンスを定義することもできます。
コントローラの機能について詳細は こちらのLCC25の製品ページをご覧ください。
K-Cube®コントローラKLC101
液晶コントローラK-Cube® KLC101は当社の小型コントローラのラインナップの1つです。ユーザ設定の周波数(500 Hz～10 kHz)の矩形波AC出力電圧を供給する、コンパクトサイズのコントローラです(60.0 mm x 60.0 mm)。このコントローラは2つの電圧と周波数の組み合わせを保存でき(PresetV1とPresetV2)、出力として選択読み出しすることが可能です。また、コントローラの上面パネル、ソフトウェア、またはトリガーポートによりカスタマイズされた出力電圧のシーケンスを作成することができます。PresetV1とPresetV2の切り替え速度は、上面のコントロールパネルまたはソフトウェアを使用して、0.1～150 Hzで設定可能です。このモード時、トリガーポートの1つが5 Vロジック信号を出力し、ハイレベルではPresetV2の出力、ローレベルではPresetV1の出力を示します。または、トリガーポートを5 Vロジック信号の入力に使用してPresetV1とPresetV2を切り替えることができます。ソフトウェアではシーケンス(Sequence)モードおよび掃引(Sweep)モードが可能です。Sequenceのツールは、異なる出力電圧振幅、周波数、ステップ持続時間の設定にご使用いただけます。掃引モードでは、KLC101がユーザ定義の開始・終了電圧、ステップサイズ、ステップ持続時間で走査をします。
なお、コントローラKLC101には電源が付属しませんのでご注意ください。K-Cubeが1台必要な用途向けには、電源TPS002(下記)がご使用いただけます。複数のK-Cubeを使用する場合にはUSBコントローラハブをご用意しております。
こちらのコントローラの詳細と対応可能な電源については、コントローラKLC101の製品ページをご覧ください。
| Item # | Adjustable Output Voltage | Voltage Resolution | Adjustable Output Frequencya | Internal Modulationa | External Modulation | Slew Rate | DC Offset | Warm Up Time | Output Current (Max) | External Input Voltage (Max) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LCC25 | 0 to ±25 V RMS | 1.0 mV | 2,000 ± 5 Hz | 0.5 to 150 Hz | 0.5 to 500 Hz | 10 V/µs | ±10 mV | 30 Minutes | 15 mA | 5 VDC |
| KLC101 | 500 Hz to 10 kHz | 0.1 to 150 Hz | 150 Hz (Max) | 50 mA |
半波長液晶可変リターダ