量子消しゴム(Quantum Eraser)実習キット


  • Designed for Education, Demonstration, and Classroom Use
  • Easy-to-Use Kits
    Include Components Plus
    Educational Materials
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Quantum Eraser Interference Patterns
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干渉縞は左のスクリーンにのみ現れており、経路情報は「消去」されています。
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量子消しゴム(Quantum Eraser)実験キット

  • 教育、実習、授業用に設計
  • すべてのハードウェアと、詳細なマニュアル&教材が含まれた完全キット
  • 組立てと使用が簡単

実験

  • 光子がマッハツェンダ干渉計内で干渉パターンを生成
  • 光が持つ粒子と波動の2重性の相補性を示す
  • 偏光がそれぞれの光子経路の情報を「マーキング」か「消去」

量子消しゴム教育用実験キットは、模擬実験により量子力学的な原理である相補性や光路情報の消去を実証することができます。量子物理の基本原則を示せるように設計されているので、この実験を通して、量子スケールの現象がしばしば直感に反するということがはっきりと分かります。

教育用製品とキット

当社の教育用製品は、多くの規範的な実験に加え、新しい分野の研究もカバーすることによって、物理、光学、フォトニクス分野の発展を促進させることを目的として設計されています。各キットには、必要なすべての部品と、詳細なセットアップ方法の説明と教材が添付されます。これらのキットは、含まれる部品の積み上げ価格でご提供するもので、教材などは無償で付属させていただきます。

注: マニュアルと教材は、英語でご用意しております。ご不明な点は、当社までご相談ください。当社ウェブサイトに掲載されている製品の価格表示には、消費税が含まれておりません。

Quantum Eraser Demonstration
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量子消しゴム実験用の光学素子部品とビーム経路

まとめ

量子消しゴム(Quantum Eraser)の実験では、単一光子がマッハツェンダ干渉計の中へ導かれます。 直線偏光子を使うことで、光子が水平・垂直のどちらの偏光状態を持っているかが「マーキング」され、干渉計のどちら側を通ったかわかるようになります。 干渉パターン(波動性)と経路情報(粒子性)は同時に観測できません。なぜなら、経路情報を観測すると干渉パターンが発生しなくなるからです。 3つ目の直線偏光子は、2つのビームが再び合わさる場所の後におきます。この時、経路情報は「消去」されるので、再び光子がどちらを通ったかわからなくなり、干渉パターンが復活します。

古典的な量子消しゴム実験では単一光子が使われていますが、このキットでは、緑色の連続波(CW)レーザ光源を使用するので、ビームの経路が目に見えます。 実験結果は古典物理で説明ができますが、量子力学の考え方を使うことで、単一光子の量子消しゴム実験を完全に模していることがわかります。

量子消しゴムの実験

量子消しゴム(Quantum Eraser)の実験は、量子力学的な原理である相補性、経路情報、重ね合わせといった諸側面を現実に示します。 干渉計では、光路長がわずかに異なる2つの光路を用いることで光の波動性を示すことができます。 古典的な解釈によると、光は干渉計の2つの経路を通った後、観測用スクリーンに当たります。 2つの経路の光路長差が波長の整数倍の場合、干渉による強め合いが生じて、明るいスポットが現れます。また、光路長差が半波長の奇数倍の場合には、干渉による弱め合いが生じて、スポットが暗くなります。 レンズの影響により、このシステムを通る全ての光線が全く同じ光路長を通過しないため、同心円の干渉パターンが現れます。

1度に単一光子のみ放出する光源を使用しても干渉実験を行うことができます。 古典的解釈では、単一光子が干渉計を通過するとき、光子がどの経路を通るかという選択肢が現れ、光は全て1つの経路を通るため、干渉パターンは現れないと予想します。 しかし、古典的解釈は単一光子を使った実験には当てはめることはできず、この解釈では正確な結果を予想することはありません。

この実験の量子力学的な解釈によると、光子は干渉計の中で考えられうる2つの異なった状態(1つ目のアームの中の光子と2つ目のアームの中の光子)を持つことになります。 これらの状態の波動関数は、重ね合わせられ、干渉します。その結果は、複数の光子により明るい干渉縞が現れるようなスクリーン上の位置に、系を通った光子が衝突するだけです。 単一光子だけでは、完全な干渉パターンを再現できません。しかし、一定時間内にたくさんの単一光子が記録される場合には、結果が累積され、干渉パターンが生成されます。このパターンは、一般的な連続光による干渉実験と同一のものです。

量子力学の教えるところによると、ある情報のペアは同時に測定できません。 例えば、ハイゼンベルクの不確定性原理では、与えられた時間で粒子の位置を正確に知ろうとすればするほど、運動量を正確に知ることができなくなります。 もし、情報の1つ(この場合は、光子が通過した経路)が明らかになる場合(意識的に観測されない情報であったとしても)、波動関数の重ね合わせが消滅するので、粒子は波の干渉を起こしません。 しかし、もし、1つの観測についての情報が存在しなければ、粒子の相違する状態の波動関数は重なり合い、干渉パターンが発生します。 さらに、もし情報の1つが明らかになったとしても、その後でその情報が壊される、または「消去」される場合(経路情報がもう観測できないようにした場合)、粒子は再び波の干渉を起こします。

このようにして、実験者が光子が通過した光路を観測しようとすると、単一光子の干渉計の結果が変わります。 もし、どちらの経路を通過したか観測すると、干渉するための2つの状態はなくなり、光子は干渉パターンを作り出せなくなります。代わりに、スクリーンに単一の大きなスポットが現れます。 しかし、観測できないように経路情報が「消去」された場合、干渉パターンは戻ります。

量子消しゴムの実習

当社の量子消しゴムの実習は、単一光子量子による量子消しゴムの模擬実験ですが、目で見える光子がつくる連続光線を利用しています。 マッハツェンダ干渉計と緑色半導体レーザを使って、2つのスクリーンへ干渉パターンを作ります(上の写真参照)。 2つの経路にある直線偏光子により、干渉計を通過する光は、水平または垂直に直線偏光したものとなります。これにより、光子がどちらの経路を通ったかという情報を得ることができます。 結果、予想通りに干渉パターンが消えてしまいます。 3つ目の偏光子を再結合されたビームの後ろへ置きます。次に、3つ目の偏光子の角度をはじめからある2つの直交する偏光子に対して45°にすると、3つ目の偏光子が光路情報を「消去」する役目をはたし、干渉パターンが再び現れます。 これらの結果は光の偏光の古典的特性で説明できますが、その量子力学的説明は単一光子実験のアナロジになっています。

Quantum Eraser Kit

Included Components
Item #DescriptionQty.
CPS532-C2Green Laser Module1
国内用電源
付属
5 VDC Power Supply for Laser1
KM100Kinematic Ø1" Mirror Mount3
AD11NTØ2" (50.8 mm) Unthreaded Adapter for Ø11 mm Cylindrical Components1
LB1901Ø1" Bi-Convex Lens,
75 mm Focal Length
1
LMR1
(LMR1/M)
Ø1" Fixed Lens Mount1
EBS2Ø2" 50:50 Beamsplitter2
KM200TØ2" Adjustable Beamsplitter Mount2
LPVISE2X2Linear Polarizing Film
(Cut into Three Ø1" Circles)
1
RSP1D
(RSP1D/M)
Rotation Mount for Ø1" Optics3
ME1-G01Ø1" Aluminum Mirror2
EDU-VS1
(EDU-VS1/M)
Observation Screen2
TR3
(TR75/M)
Ø1/2" (Ø12.7 mm) Mounting Post, 3" (75) mm Long10
TR2
(TR50/M)
Ø1/2" (Ø12.7 mm) Mounting Post, 2" (50 mm) Long2
PH3
(PH75/M)
Ø1/2" (Ø12.7 mm) Post Holder,
3" (75 mm) Long
9
PH2
(PH50/M)
Ø1/2" (Ø12.7 mm) Post Holder,
2" (50 mm) Long
2
PH3E
(PH75E/M)
Ø1/2" (Ø12.7 mm) Pedestal Post Holder, 3.19" (80.9 mm) Long1
BA1
(BA1/M)
Mounting Base, 1" x 3" x 3/8"
(25 mm x 58 mm x 10 mm)
8
BA1S (BA1S/M)Small Mounting Base, 1" x 2.3" x 3/8" (25 mm x 58 mm x 10 mm)1
BA2
(BA2/M)
Mounting Base, 2" x 3" x 3/8"
(50 mm x 75 mm x 10 mm)
2
CF125Clamping Fork 1.24" (31.5 mm) Counterbored Slot1
AT1 (AT1/M)Acrylic Alignment Tool, 1.18" x 1.18" (30.0 mm x 30.0 mm)1
MB1824
(MB4560/M)
Aluminum Breadboard,
18" x 24" (45 cm x 60 cm)
1
RDF1Rubber Breadboard Feet
(Not Shown)
4
SM1RRØ1" Retaining Ring1
F25SSK1-GOLDGold Colored Adjustment Knobs4
SPW606SM1 Spanner Wrench,
1" (25.4 mm) Long
1

量子消しゴム(Quantum Eraser)キット構成品

画面上の写真にポインタを持っていくと、右側の表中にある部品に対応する箇所に色が付きます。

量子消しゴム実験キットは、簡単にセットアップでき、明確で信頼できる結果が得られるように、しっかりとした検証の上で設計されています。 このキットは、多くの標準品で構成されています。他の製品をご利用いただくことで、実験の範囲を広げることができます。

注: マニュアルと教材は英語でご用意しております。当社ウェブサイトに掲載されている製品の価格表示には、消費税が含まれておりません。

AT1LB1901LMR1EBS2KM200TRSP1D_1RSP1D_2CPS532-C2AD11NTKM100ME1-G01_1KM100ME1-G01_2KM100EBS2KM200TRSP1D_3EDU-VS1EDU-VS1PH3PH3PH3PH3PH3PH2PH3PH3PH3PH3EPH2PH3TR3TR3TR3TR3TR3TR3TR3TR3TR3TR2TR2CF125BA1BA1BA1BA1BA1BA1BA1BA1BA2BA2LPVISE2X2LPVISE2X2LPVISE2X2BA1S

インチ規格:付属のネジとレンチ類

Item #DescriptionQty.
SH25S050a1/4"-20 x 1/2" Long Cap Screw11
SH25S063a1/4"-20 x 5/8" Long Cap Screw11
SH25S075a1/4"-20 x 3/4" Long Cap Screw4
-1/4" Nut4
W25S0501/4" Washer11
BD-3/16L1/4"-20 Ball Driver1
-1/16" Hex Key1
-5/64" Hex Key1
-9/64" Hex Key1
  • キットに含まれるネジの数量についてはQty.欄をご覧ください。補充用のネジは25本入りでご用意しております。詳しくはItem#欄の型番をクリックしてください。

ミリ規格:付属のネジとレンチ類

Item #DescriptionQty.
SH6MS12aM6 x 12 mm Long Cap Screw11
SH6MS16aM6 x 16 mm Long Cap Screw11
SH6MS20aM6 x 20 mm Long Cap Screw4
-M6 x 1.0 Nut4
-M6 Washer11
BD-5MLM6 Ball Driver1
-1.5 mm Hex Key1
-2.0 mm Hex Key1
-3.0 mm Hex Key1
  • キットに含まれるネジの数量についてはQty.欄をご覧ください。補充用のネジは25本入りでご用意しております。詳しくはItem#欄の型番をクリックしてください。

活用例

当社の実習用キットは柔軟性が高く、教室でお使いいただく際にも授業のニーズに合わせて変更することができます。お客様がご自身の授業でこちらのキットをどのようにお使いになっているのか、是非当社までお聞かせください。お客様が作成された関連コンテンツのご投稿をお待ちしています。右のContact Usボタンをクリックしてください。

Pancharatnamの位相の実証

University of ArkansasのSurendra Singh教授に、Pancharatnamの光の位相の実験を再現できるよう、当社のEDU-QE1/Mを改造していただきました。感謝を申し上げます。

理論
電磁波は偏光状態と動的位相の両方を有するため、材質内を伝搬する際の影響を考える場合、いずれも考慮する必要があります。z方向に伝搬する角周波数ωの平面電磁波は、電磁波の電界で表すことができます:

この公式において、動的位相は以下のように表されます

ここで、nは媒体の屈折率、cは光の速度です。 φ0は初期の位相、つまり基準となる位相です。偏波状態は相対振幅と電界ベクトルのxおよびy成分の位相差によって決まります。それは、上記の公式内の以下の部分によって得られます:

ここで、δはExとEyの相対的な位相差です。偏波状態が伝搬中に変化するとき、電磁波の動的位相を変化させるだけでなく、位相にも大きな影響を与えます。この位相への影響はPancharatnamの光の位相(Pancharatnam-Berry位相としても知られています)と呼ばれています。1

追加で必要なアイテム

円偏光入力の発生:

  • ベースBA1/M
  • ポストホルダPH75/M
  • Ø12.7 mmポストTR50/M
  • プレートホルダFP01
  • RealD™ 3Dメガネ

ミラーの追加:

  • 台座付きポストホルダPH75E/M
  • Ø12.7 mmポストTR75/M
  • クランプフォークCF125
  • ミラーマウントKM100
  • 保護膜付きØ25.4 mm(Ø1インチ)アルミニウムミラーME1-G01

これらの製品をカートに入れるにはこちらをクリックしてください: View Imperial Product List

型番数量Description
BA11取付けベース、1インチ x 3インチ x 3/8インチ(インチ規格)
PH31Ø1/2インチポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ3インチ (インチ規格)
TR21Ø1/2インチポスト、#8-32ネジ、1/4”-20タップ穴付き、長さ2インチ(インチ規格)
FP011汎用プレートホルダ、厚さ14.7 mmまでのプレートに対応
PH3E1台座付きØ1/2インチポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ3.19インチ (インチ規格)
TR31Ø1/2インチポスト、#8-32ネジ、1/4”-20タップ穴付き、長さ3インチ(インチ規格)
CF1251クランプフォーク、31.5 mm(1.24インチ)ザグリ穴付き(ミリ&インチ規格共用)
ME1-G011保護膜付きアルミミラー (円形) -Ø25.4mm -厚さ3.2mm
View Metric Product List
型番数量Description
BA1/M1取付けベース、25 mm x 75 mm x 10 mm(ミリ規格)
PH75/M1Ø12 mm~Ø12.7 mm ポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ75 mm (ミリ規格)
TR50/M1Ø12.7 mmポスト、M4ネジ、M6タップ穴付き、長さ50 mm(ミリ規格)
FP011汎用プレートホルダ、厚さ14.7 mmまでのプレートに対応
PH75E/M1台座付きØ12 mm~Ø12.7 mmポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ79.7mm (ミリ規格)
TR75/M1Ø12.7 mmポスト、M4ネジ、M6タップ穴付き、長さ75 mm(ミリ規格)
CF1251クランプフォーク、31.5 mm(1.24インチ)ザグリ穴付き(ミリ&インチ規格共用)
KM1001キネマティックマウント、Ø25 mm~Ø25.4 mm光学素子用
ME1-G011保護膜付きアルミミラー (円形) -Ø25.4mm -厚さ3.2mm
.

実験内容
Pancharatnamの位相は、量子消しゴム(Quantum Eraser)実習キット内のマッハツェンダ干渉計をわずかに改造することにより観察することができます。円偏光が必要となるため、レーザ光源とセットアップ内の1番目のレンズとの間に直線偏光子と1/4波長板を取り付ける必要があります。当社の偏光&3Dシネマ技術実習キットに付属するRealD™ 3Dメガネのような3D映画用メガネを使用するのが安価な方法です(メガネのバージョンの確認およびご購入に関しては製品ページをご参照ください)。

Pancharatnams Phase
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図2: Pancharatnamの位相を観察するためにEDU-QE1内のマッハツェンダ干渉計を改造した様子。ミラー、直線偏光子、円偏光を発生させるための3Dメガネを追加で取り付けています。
Pancharatnams Phase Schematic
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図1: Pacharatnamの位相を観察するために、マッハツェンダ干渉計の片方のアームに追加のミラーを取り付けて改造することができます。
M=ミラー、BS=ビームスプリッタ、Q=波長板、LP=直線偏光子
LC=左向きの円偏光、RC= 右向きの円偏光

円偏光がミラーまたはビームスプリッタのどちらかで反射されると、逆の偏光状態に変換されます。つまり、左向きの円偏光は右向きの円偏光に、右向きの円偏光は左向きの円偏光になります。標準的なマッハツェンダ干渉計では、各アーム内の光は同じ回数反射します。そのため、干渉計の各アームからの光はポートA(またはポートB)の前にある最後のビームスプリッタによって再結合した後も同じ偏光状態となります。

Pancharatnamの位相を観察するには、片方のアームにミラーを追加で取り付けてもう一度反射させます。そして、その反射はそのアームにおける偏光状態の変化に対応します。干渉計の2本のアームに沿った光路長は全く同じで、動的位相の影響を受けないように設定されています。図1では、干渉計内を伝搬中の光の反射による偏光状態の変化を示しています。これらの反射により、ポートAまたはポートBからは、干渉計の片方のアームからの右向きの円形偏光およびもう一方のアームからの左向きの円偏光が結合した光が出力されます。ここではポートAまたはBどちらにも干渉縞は出現しません。これは、片方のアームからの光ともう一方のアームからの光の偏光状態が直交するためです。

Pancharatnams Phase
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図3: 実験中、直線偏光子は観察スクリーンの正面で手で支えておく必要があります。この偏光子をブレッドボードに取り付けてしまうと、偏光子を回転するとき振動して、干渉パターンが見えにくくなってしまいます。

干渉縞は直線偏光子が回転すると変化します。

ポートAまたはポートBの正面に直線偏光子を設置すると、スクリーン上に干渉パターンが出現します。偏光子はその透過軸と、右向きおよび左向きの円偏光軸が平行となるようにします。偏光子の透過軸がx軸に対してφの角度となるように設置した場合、干渉計の2本のアームからの光は、偏光状態が同じで相対的な位相差が2φの2つの直線偏光のコヒーレント光として直線偏光子から出力します。これにより、スクリーン上で観察できる干渉パターンが発生します。

直線偏光子が回転すると干渉縞は変化しますが、干渉計の2本のアームの光路の長さは変わりません。これは、動的位相が干渉パターンの変化に影響を与えないためです。干渉縞の変化は全て干渉計の2本のアームからの光の偏光状態の相違によって発生しますが、光が直線偏光子を通過した後、これは位相変化となります。この位相変化はPancharatnamの位相の1例です。

セットアップをアライメントする際の要点

  • 改造したマッハツェンダ干渉計をセットアップする際は、干渉計の2本のアームの光路長の差が大きくなると干渉パターンの直径は小さくなるということに留意してください。パターンを見やすくするためには、両方のアームの光路がほぼ同じ長さになるようにしてください。
  • 実際には、上側のアーム内にあるミラーは光路長の差ができる限り小さくなるように非対称に取り付ける必要があります(つまり、入射ビームに対して45°にならないように)。
  • 干渉は、直線偏光子をスクリーンの正面に取り付けた場合にのみ観察することができます(上記参照)。
  • セットアップのアライメントを調整するには、EDU-QE1のマニュアル内、Chapter 4.3.3のStep 10 (c)に記載されているビームの移動方法を適用いただくことをお勧めいたします。
  • 干渉パターンの変化を観察するために使用する直線偏光子は、実験中、手で支えておく必要があります。そうしないと、偏光子が回転した際の振動によって干渉パターンが見えにくくなってしまうためです。

Singh博士により、位相のジョーンズベクトル計算法を含む実験についてこちらで詳しく解説されています。リンクをクリックしてダウンロードいただけます。

1S. Pancharatnam, Proc. Ind. Acad. Science A44, 247 (1956), also in Collected Works of S. Pancharatnam (Oxford U. Press, Oxford 1975).

We cordially thank Antje Bergmann (Karlsruhe Institute of Technology) for sharing her design of the quantum eraser setup.

Do you have ideas for an experiment that you would like to see implemented in an educational kit? Contact us at techsupport@thorlabs.com; we'd love to hear from you.

干渉計デモキットの比較

当社では干渉計セットアップを利用したデモキットを3種類ご用意しております。それぞれ異なる用途向けに設計されており、キットのマニュアルで説明されている実験に対応するアクセサリが付属しています。干渉計キットEDU-MINT2/Mは、マイケルソン干渉計の実験用途を探究するために設計されており、EDU-BT1/MそしてEDU-QE1/Mは量子力学の概念の検証用に設計されています。EDU-MINT2/Mについては実験の性質によりセットアップを触る機会もあるため、ダンパ付きブレッドボードで振動を最小限に抑えます。これにより、特に波長測定や白色干渉実習などより高度な実験にも対応可能となっております。ほかの2種類のデモキットがより軽量のアルミニウム製ブレッドボードを使用しているのは、触る機会も少なく振動もさほど問題にならないためです。用途にあったキットをお選びいただけるよう、下表では各キットの主要な特長と教育目的の概要が記載されています。

Interferometer TypeMichelsonMach-Zehnder
Kit Item #EDU-MINT2(/M)EDU-BT1(/M)EDU-QE1(/M)
DescriptionMichelson Interferometer Demonstration Kit"Bomb Tester" Demonstration KitQuantum Eraser Demonstration Kit
Kit Photo
(Click to Enlarge)
Underlying ConceptUse a Michelson Interferometer as a Sensitive Instrument for
Measuring Physical Properties
Explore the "Bomb Tester" Thought Experiment
with an Analogy Demonstration
Explore the Dual Particle/Wave Nature of Light
with an Analogy Demonstration
Light SourcesLaser (Class 2), Red LED, White LEDLaser (Class 2)Laser (Class 2)
BreadboardSteel Breadboard, 12" x 18" (30 cm x 45 cm)
with Intrinsic Damping to
Decrease the Effect of Vibrations
Aluminum Breadboard, 12" x 12" (30 cm x 30 cm)Aluminum Breadboard, 18" x 24" (45 cm x 60 cm)
Other Accessories
Additional Beamsplitter to Observe Second Interferometer Output

Plexiglas® Plates and Rotation Mount
for Refractive Index Measurements

Aluminum Rod, Heater, and Thermometer
for Thermal Expansion Coefficient Measurement
Detector for Measuring the Probability of
Different States in the Analogy Experiment
Polarizers to Observe the Effect of
Polarization on the Interference Pattern
Educational Aspects
  • Build and Examine the Properties of a Michelson Interferometer
  • Examine the Second Output of the Interferometer
  • Use the Interferometer as a Sensitive Spectrometer
  • Generate White Light Interference
  • Learn how the Interference Pattern is Affected by the Coherence Length of the Source
  • Use the Interferometer to Measure the Physical Properties of Materials
    • Refractive Index of Plexiglas® Plates
    • Thermal Expansion Coefficient of an Aluminum Rod
  • Photons Create an Interference Pattern in a Michelson Interferometer
  • Examines the Principle of Interaction-Free Quantum Measurement
  • "Marking" a Photon with Path Information Destroys the Interference Pattern
  • Photons Create an Interference Pattern in a Mach-Zehnder Interferometer
  • Demonstrates Complementarity of Particle/Wave Duality of Light
  • Polarization "Marks" and "Erases" Each Photon's Path Information

変換キット

EDU-MINT2/MをEDU-BT1/Mのように機能するようにするために必要な部品は、フォトディテクタと取付け用部品のみです。必要な部品については下記のリンク先をご覧ください。

View Imperial Product List
型番数量Description
SM05PD1A1大面積Siフォトダイオード、マウント付き、350~1100 nm、カソード接地
SM05D51レバー作動アイリス(Ø0.7~5 mm)、SM05ネジ付き
SM05M101SM05レンズチューブ、長さ25.4 mm(1インチ)、固定リング2個付属
SM05RC1SM05レンズチューブ用スリップリング、#8-32タップ穴(インチ規格)
CA28121SMA同軸ケーブル、SMAオス–BNCオス、304 mm
T32851BNCアダプタ、T型(メス-オス-メス)
FT1041100 kΩ固定式スタブ型BNCターミネータ
T14521バナナアダプタ、BNC(メス)-バインディングポスト
TR11Ø1/2インチポスト、#8-32ネジ、1/4”-20タップ穴付き、長さ1インチ(インチ規格)
PH11Ø1/2インチポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ1インチ (インチ規格)
BA21取付けベース、2インチ x 3インチ x 3/8インチ(インチ規格)
View Metric Product List
型番数量Description
SM05PD1A1大面積Siフォトダイオード、マウント付き、350~1100 nm、カソード接地
SM05D51レバー作動アイリス(Ø0.7~5 mm)、SM05ネジ付き
SM05M101SM05レンズチューブ、長さ25.4 mm(1インチ)、固定リング2個付属
SM05RC/M1SM05レンズチューブ用スリップリング、M4タップ穴(ミリ規格)
CA28121SMA同軸ケーブル、SMAオス–BNCオス、304 mm
T32851BNCアダプタ、T型(メス-オス-メス)
FT1041100 kΩ固定式スタブ型BNCターミネータ
T14521バナナアダプタ、BNC(メス)-バインディングポスト
TR30/M1Ø12.7 mmポスト、M4ネジ、M6タップ穴付き、長さ30 mm (ミリ規格)
PH30/M1Ø12 mm~Ø12.7 mmポストホルダ、バネ付き六角固定つまみネジ付き、長さ30 mm (ミリ規格)
BA2/M1取付けベース、50 mm x 75 mm x 10 mm(ミリ規格)

レーザの安全性とクラス分類

レーザを取り扱う際には、安全に関わる器具や装置を適切に取扱い、使用することが重要です。ヒトの目は損傷しやすく、レーザ光のパワーレベルが非常に低い場合でも障害を引き起こします。当社では豊富な種類の安全に関わるアクセサリをご提供しており、そのような事故や負傷のリスクの低減にお使いいただけます。可視域から近赤外域のスペクトルでのレーザ発光がヒトの網膜に損傷を与えうるリスクは極めて高くなります。これはその帯域の光が目の角膜やレンズを透過し、レンズがレーザーエネルギを、網膜上に集束してしまうことがあるためです。

Laser GlassesLaser CurtainsBlackout Materials
Enclosure SystemsLaser Viewing CardsAlignment Tools
Shutter and ControllersLaser Safety Signs

安全な作業および安全に関わるアクセサリ

  • クラス3または4のレーザを取り扱う場合は、必ずレーザ用保護メガネを装着してください。
  • 当社では、レーザのクラスにかかわらず、安全上無視できないパワーレベルのレーザ光線を取り扱う場合は、ネジ回しなどの金属製の器具が偶然に光の方向を変えて再び目に入ってしまうこともあるので、レーザ用保護メガネを必ずご使用いただくようにお勧めしております。
  • 特定の波長に対応するように設計されたレーザ保護眼鏡は、装着者を想定外のレーザ反射から保護するために、レーザ装置付近では常に装着してください。
  • レーザ保護眼鏡には、保護機能が有効な波長範囲およびその帯域での最小光学濃度が刻印されています。
  • レーザ保護カーテンレーザー安全保護用布は実験室内での高エネルギーレーザの遮光にご使用いただけます。
  • 遮光用マテリアルは、直接光と反射光の両方を実験装置の領域に封じ込めて外に逃しません。
  • 当社の筺体システムは、その内部に光学セットアップを収納し、レーザ光を封じ込めて危険性を最小限に抑えます。
  • ピグテール付き半導体レーザは、他のファイバに接続、もしくは他のファイバとの接続を外す際には、レーザ出力をOFFにしてください。パワーレベルが10 mW以上の場合には特にご注意ください。
  • いかなるビーム光も、テーブルの範囲で終端させる必要があります。また、レーザ使用中には、研究室の扉は必ず閉じていなければなりません。
  • レーザ光の高さは、目線の高さに設定しないでください。
  • 実験は光学テーブル上で、全てのレーザービームが水平を保って直進するように設定してください。
  • ビーム光路の近くで作業する人は、光を反射する不要な装飾品やアクセサリ(指輪、時計など)をはずしてください。
  • レンズや他の光学装置が、入射光の一部を、前面や背面で反射する場合がありますのでご注意ください。
  • あらゆる作業において、レーザは必要最小限のパワーで動作するようにご留意ください。
  • アライメントは、可能な限りレーザの出力パワーを低減して作業を行ってください。
  • ビームパワーを抑えるためにビームシャッタフィルタをお使いください。
  • レーザのセットアップの近くや実験室には、適切なレーザ標識やラベルを掲示してください。
  • クラス3Rやクラス4のレーザ(安全確保用のインターロックが必要となるレーザーレベルの場合)で作業する場合は、警告灯をご用意ください。
  • ビームトラップの代用品としてレーザービュワーカードを使用したりしないでください。

 

レーザ製品のクラス分け

レーザ製品は、目などの損傷を引き起こす可能性に基づいてクラス分けされています。国際電気標準会議(The International Electrotechnical Commission 「IEC」)は、電気、電子工学技術関連分野の国際規格の策定および普及を行う国際機関で、IEC60825-1は、レーザ製品の安全性を規定するIEC規格です。レーザ製品のクラス分けは下記の通りです

ClassDescriptionWarning Label
1ビーム内観察用の光学機器の使用を含む、通常の条件下での使用において、安全とみなされているクラス。このクラスのレーザ製品は、通常の使用範囲内では、人体被害を及ぼすエネルギーレベルのレーザを発光することがないので、最大許容露光量(MPE)を超えることはありません。このクラス1のレーザ製品には、筐体等を開かない限り、作業者がレーザに露光することがないような、完全に囲われた高出力レーザも含まれます。 Class 1
1Mクラス1Mのレーザは、安全であるが、望遠鏡や顕微鏡と併用した場合は危険な製品になり得ます。この分類に入る製品からのレーザ光は、直径の大きな光や拡散光を発光し、ビーム径を小さくするために光を集束する光学素子やイメージング用の光学素子を使わない限り、通常はMPEを超えることはありません。しかし、光を再び集光した場合は被害が増大する可能性があるので、このクラスの製品であっても、別の分類となる場合があります。 Class 1M
2クラス2のレーザ製品は、その出力が最大1 mWの可視域での連続放射光に限定されます。瞬目反射によって露光が0.25秒までに制限されるので、安全と判断されるクラスです。このクラスの光は、可視域(400~700 nm)に限定されます。 Class 2
2Mこのクラスのレーザ製品のビーム光は、瞬目反射があるので、光学機器を通して見ない限り安全であると分類されています。このクラスは、レーザ光の半径が大きい場合や拡散光にも適用されます。 Class 2M
3Rクラス3Rのレーザ製品は、直接および鏡面反射の観察条件下で危険な可視光および不可視光を発生します。特にレンズ等の光学機器を使用しているときにビームを直接見ると、目が損傷を受ける可能性があります。ビーム内観察が行われなければ、このクラスのレーザ製品は安全とみなされます。このクラスでは、MPE値を超える場合がありますが、被害のリスクレベルが低いクラスです。可視域の連続光のレーザの出力パワーは、このレベルでは5 mWまでとされています。 Class 3R
3Bクラス3Bのレーザは、直接ビームを見た場合に危険なクラスです。拡散反射は通常は有害になることはありませんが、高出力のクラス3Bレーザを使用した場合、有害となる場合もあります。このクラスで装置を安全に操作するには、ビームを直接見る可能性のあるときにレーザ保護眼鏡を装着してください。このクラスのレーザ機器にはキースイッチと安全保護装置を設け、さらにレーザ安全表示を使用し、安全照明がONにならない限りレーザがONにならないようにすることが求められます。Class 3Bの上限に近いパワーを出力するレーザ製品は、やけどを引き起こすおそれもあります。 Class 3B
4このクラスのレーザは、皮膚と目の両方に損傷を与える場合があり、これは拡散反射光でも起こりうるとみなされています。このような被害は、ビームが間接的に当たった場合や非鏡面反射でも起こることがあり、艶消し面での反射でも発生することがあります。このレベルのレーザ機器は細心の注意を持って扱われる必要があります。さらに、可燃性の材質を発火させることもあるので、火災のリスクもあるレーザであるとみなされています。クラス4のレーザには、キースイッチと安全保護装置が必要です。 Class 4
全てのクラス2以上のレーザ機器には、上記が規定する標識以外に、この三角の警告標識が表示されていなければいけません。 Warning Symbol

Posted Comments:
user  (posted 2020-07-13 14:51:24.007)
I want to try this at home, but this is quite expensive. It’d be nice if these sorts of experiments were more accessible to people who want to observe quantum effects for themselves. I’d be willing to pay $400 at most, but $2000 is a big investment for something that might not even be what I’m looking for.
MKiess  (posted 2020-07-16 03:45:38.0)
This is an response from Michael of Thorlabs. Thank you very much for your inquiry. I have contacted you directly to discuss your application and your specific case in order to find a solution together.
jrlloyd  (posted 2014-03-19 09:47:58.487)
I need to know if this can be scaled up to larger diameter lenses, mirrors, test section
+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
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EDU-QE1/M量子消しゴム実習キット(ミリ規格)
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