くさび形ビームスプリッター


  • Uncoated UV Fused Silica Beamsplitter
  • 5° Wedge Angle Separates Multiple Reflections
  • Rectangular Shape Simplifies Mounting

BSF2550

BSF2550 Mounted in a KM100C
Rectangular Optic Mount

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Wedged Beamsplitter Ray Diagram
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くさび形状のプレート型ビームスプリッタを通る光路図

特長

  • コーティング無しのくさび形状の表面により入射ビームから複製された、パワーの減衰した複数のビームを互いに分離して生成
  • ハイパワービームの減衰にも適した製品
  • 複数の出射光は別々の実験やビームのモニタリングに利用可能

くさび(ウェッジ)型ビームスプリッタは、右図のように反射の繰り返しと屈折によって、1つの入射光を同様の性質を持った複数の光に分離するように設計されています。UV溶融石英(UVFS)製で、185 nm~2.1 µmの広い波長範囲の光が透過します。複数の出射光を確実に分離できるように、くさび形の頂角は5°に設計されています。全体形状が長方形であるため、出射光の位置は同一面内で精密に決定されます。縦の長さは25.4 mmで、当社の長方形光学素子用キネマティックマウントシリンドリカルレンズマウントに取付け可能です。

入射光のパワーは反射と屈折のたびに失われるため、このくさび型ビームスプリッタは減衰器としても利用できます。またこちらのビームスプリッタはコーティングされていないため、当社のNDフィルタよりも高い光パワーに対応できます。繰り返して出射される透過光や反射光は、それぞれ別の実験に利用できます。そのほか、パワーメータまたはカメラやフォトダイオードなどのディテクタを用いて、パワー変動の監視など、様々なビームモニタリングにも利用可能です。使用しない出射光はビームブロックやビームトラップで遮ることができます。

出射光の角度の変化は簡単に計算できます。計算方法については「原理」タブをご覧ください。より詳細な動作原理については、「原理」タブのページ下部の参考文献をご参照ください。

UV Fused Silica Transmission
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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。
グラフは、10 mm厚でコーティング無しのUV溶融石英(UVFS)における波長と透過率の関係を示しています。 このデータには表面反射の影響が含まれています。
Specifications
Wedge Angle5° ± 3 arcmin
Size (L x H)50.8 mm x 25.4 mm
(2.00" x 1.00")
Clear Aperture45.72 mm x 22.86 mm
(1.80" x 0.90")
Surface Flatnessλ/4 @ 632 nm (per inch)
Surface Quality10-5 Scratch-Dig
Wedged Beamsplitter Diagram
くさび型プレートビームスプリッタBSF2550の寸法図面

Ray Tracing through a Wedged Prism
1. くさび型ビームスプリッタにおける光線のトレースと記号の定義

出射角の求め方

 

三角形の3つの角度の合計が180°であることから、下記が証明できます:

E1 = A + C

G1 = 2E1 - C = C + 2A

これらの角の記号の定義は、図1で示されています。 これらの数式を以後の光線の角度に関しても適用し続けた場合、角度の関係が下記の数式で求められることがわかります:

GL = C + 2LA

EL = C + (2L - 1)A

ここでLは整数です。

図1では、この光学系からの全ての出射光に数字が付与されており、ここでは“出射光の次数”としています。 この図からもわかるように、「偶数」の次数の光がビームスプリッタの一方の側から出射されるのに対し、「奇数」の次数の光は反対側から 出射されています。 このことから光の次数mと角度の添え字Lの関係が下記の数式で表せます:

mが奇数値であるとき: m = 2L - 1

mが偶数値であるとき: m = 2(L - 1)

UVFS Index
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図 2: UV溶融石英(UVFS)における屈折率との波長の関係。このデータを含むExcelファイルを参照するにはこちらをクリックしてください。

生成された光線の屈折角度は、ELそしてGLの値を使ってスネルの法則で求められます。 小角度近似を適用するとき、角度の正弦値の近似値はラジアンに基づき、下記の数式で表すことができます:

FL = B + (2L - 1)nA

HL = B +2LnA

ここでnは屈折率です。 屈折率は波長に依存しますが、UV溶融石英の場合の相関関係を表したグラフが図2です。

これらは、入射光からの変位Dとしても表すことが可能で、m = -1の場合の、ビームの変位は下記の数式で求められます:

D = 2B

奇数の次数では:

D = B + H(m+1)/2

偶数の次数では:

D = F(m/2)+1 - B - A
=(2m + 1)nA - A

なお、これらの値は、小角度近似を利用した近似値であり、実際値とは若干異なる場合があることにご注意ください。

その他の考慮すべき点

透過光や反射光の強度には、わずかながら偏光依存性があります。 しかしながら、入射角度が小さければ、偏光状態の影響は最低限に抑えることができます。 またビームスプリッタから光が出射する際の光の減衰は計算することが可能で、この計算方法の詳細については、下記の参考文献をご参照ください。

参考文献
Beers, Y. "The Theory of the Optical Wedge Beam Splitter." NBS Monograph 146 (October 1974).


Posted Comments:
Rosen Ivanov  (posted 2024-02-07 13:31:33.8)
Dear Thorlabs Team, I need a wedge similar to BSF2550 but with a more height at least around 30 mm (BSF2550 have 25.4mm height ), the other side could be the same 50.8mm or larger up to about 70mm . Wedge Angle could be from 3° to 5°. Surface Flatness and Surface Quality as for BSF2550. Please tell me if you can offer bigger than BSF2550 wedge. Thank you. Best regards, Rosen Ivanov
jpolaris  (posted 2024-02-12 01:37:00.0)
Thank you for contacting Thorlabs. Requests for custom items can be made by reaching out to us at our technical support email address that is local to your region. A complete list of our worldwide sales and technical support contacts can be found at the following link: https://www.thorlabs.com/supportcontact.cfm
Chunyu Li  (posted 2023-06-06 13:46:37.097)
Hello, I am writing to ask about the power threshold of the beam splitter BSF2550 in terms of damage. Thank you very much. Best regards, Chunyu
cdolbashian  (posted 2023-06-12 01:41:57.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry. We have not tested uncoated UVFS for damage threshold. Large peak powers from pulse lasers can cause localized heating within the substrate and cause the whole component to crack. Large CW power lasers can cause thermal lensing whereas the index of refraction changes as a function of temperature, thus altering the intended optical path. I have reached out to you directly to inquire about your source.
user  (posted 2023-03-28 11:35:44.973)
Can the power density of 500W/cm² be borne if the antireflection coating is plated at the right Angle? If possible, what is the price after coating?
jgreschler  (posted 2023-03-29 03:17:49.0)
Thank you for reaching out to Thorlabs. Damage thresholds vary from coating to coating, so I will need to reach out to you directly to discuss your application and find which one is right for you. Custom item quotations can be requested by contacting techsales@thorlabs.com
jgreschler  (posted 2023-03-29 03:17:49.0)
Thank you for reaching out to Thorlabs. Damage thresholds vary from coating to coating, so I will need to reach out to you directly to discuss your application and find which one is right for you. Custom item quotations can be requested by contacting techsales@thorlabs.com
HCK user  (posted 2022-12-26 15:35:59.06)
Is there any available data for polarization dependence feature of this product?
cdolbashian  (posted 2022-12-28 10:34:32.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry! Unfortunately, we have not tested the polarization dependence of this component explicitly, though we do have the following note on the "Theory" tab above: It is worth noting that there will be a small polarization dependence on the intensity of the transmitted and reflected beams. However, if the angle of incidence is small, then the polarization effects will be minimized. It is also possible to calculate the attenuation experienced by each beam exiting the beamsplitter, the details of this calculation are in the reference.
Brian Villmoare  (posted 2022-04-13 01:26:17.44)
Hi - is it possible to get these in specifically prescribed angles? Say, 15 degrees as the initial angle, giving also 30, 45, 60, etc.? And what is the precision of these beamsplitters, in arcminutes/arcseconds? Thanks! cville1967@yahoo.com
jgreschler  (posted 2022-04-22 09:05:25.0)
Thank you for reaching out to Thorlabs. Custom configurations, dimensions, and wavelengths for our stock items can be requested by reaching out to techsupport@thorlabs.com. I have contacted you directly to further discuss this possibility.
thumbd28455  (posted 2019-02-11 04:35:39.157)
Could you make a BSF2550 plate with an AR coating & a Dielectric coating?
nbayconich  (posted 2019-02-19 09:59:13.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We can provide AR coating for these beamsplitters. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities.
micatlan  (posted 2017-09-12 13:07:36.913)
Hi! could you make me a BSF2550 plate with smaller dimensions, 20mm x 20 mm? Regards, Michael Atlan
tfrisch  (posted 2017-09-12 03:54:27.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you about a quote.
schumacher-PM  (posted 2015-04-01 10:08:17.04)
Is there a ZEMAX-file available for this product? This would be very useful to simulate the behavior of my experiment.
myanakas  (posted 2015-04-15 08:33:22.0)
Response from Mike at Thorlabs: Thank you for your feedback. Zemax files have now been uploaded for our BSF2550 Wedged Plate Beamsplitter. They can be found by clicking on the red "Docs" icon next to the part number at the bottom of the page. I have also contacted you directly with these files.
user  (posted 2015-01-28 13:28:11.09)
Would be great if you offered this product but considerably thinner (<0.5 mm) at the tapered end.
jlow  (posted 2015-02-03 10:26:40.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We can offer custom solutions to this. Since you did not leave your contact information, can you contact us at techsupport@thorlabs.com for a quote please?
572595586  (posted 2014-07-10 09:59:05.81)
Excuse me. This product is very useful for us. and there are some principle questions about how to use it. My question is that whether this product can separate the light according to the difference of wavelength. That is to say , I want to know whether each beam of light contains all wavelength of light or just with one wavelength.Thanks for offering me the answers.
jlow  (posted 2014-08-19 08:37:43.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: Since different wavelength will see different refractive indices, multiple wavelengths would be separated by small angles. However, there are much better tools designed for wavelength separation such as dichroic mirrors, dispersive prisms, and gratings. If you would like to discuss about your application, please contact us at techsupport@thorlabs.com.
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BSF2550 Support Documentation
BSF2550Customer Inspired! Wedged Plate Beamsplitter, 5° Wedge Angle, 1.0" x 2.0"
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