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超短パルスレーザ用広帯域ビームスプリッタ、分散制御


  • Deterministic GDD for Femtosecond Laser Pulses
  • Designed for P-Polarized Light at 45° AOI
  • Infrasil® Windows Available to Balance GDD

UFBS2080

20:80 Ultrafast Beamsplitter
(600-1500 nm)

UFBS8020

80:20 Ultrafast Beamsplitter
(600 - 1500 nm)

Application Idea

UFBS5050 50:50 Ultrafast Beamsplitter in a POLARIS-K1T1 Kinematic Mount

UFBS9010

90:10 Ultrafast Beamsplitter
(600 - 1500 nm)

UFBS50502

50:50 Ultrafast Beamsplitter
(1000 - 2000 nm)

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Optic Cleaning Tutorial

特長 

  • 反射光および透過光ともに確定した群遅延分散(GDD)
  • 45°で入射するp偏光用に設計
  • 分岐比
    • 600~1500 nm用: 20:80、50:50、80:20、90:10 (R:T)
    • 1000~2000 nm用: 50:50 
  • フェムト秒Ti:サファイアレーザおよびYb系レーザに最適化
  • ビームスプリッタUFBS5050使用時に群遅延のバランスをとるためのInfrasil®ウィンドウ

当社では、600~1500 nmの波長範囲では20:80、50:50、80:20、90:10 の4種類の分岐比(R:T)、1000~2000 nmでは50:50 の分岐比(R:T)の超短パルスレーザ用広帯域ビームスプリッタをご用意しています。p偏光を45°で入射して使用するように設計されており、s偏光用ではありません。s偏光や円偏光については、当社のプレート型ビームスプリッタのラインナップをご覧ください。ページ上部の写真に示すように、各超短パルスレーザ用ビームスプリッタにはビームスプリッターコーティング面を指示する矢印が書かれています。目指した性能を得るには、分岐しようとする光をこの面に入射する必要があります。ビームスプリッタの対応する波長範囲は広く、フェムト秒Ti:サファイアパルスレーザやYbやErファイバーレーザに対応します。ビームスプリッタの背面には、ビームスプリッターコーティングと同じ波長範囲での絶対反射率が<0.5%のARコーティングが施されています。Infrasil基板は一種の光学石英ガラスで、溶融石英とほぼ同じ分散性能を持ちますが、1380 nm付近では溶融石英よりも内部透過率が高くなります。

取付けオプション
当社の超短パルスレーザ用ビームスプリッタおよびInfrasilウィンドウの厚さは大変薄いため、標準的な止めネジ(セットスクリュ)方式のマウントには取付けられません。そのため、例えばPolaris®SM1ネジ付きマウント固定式光学マウントに取り付けることをお勧めします。固定リングは止めネジに比べて光学素子に対する機械的なストレスが小さいため、性能を損なうような光学面の歪みの防止に役立ちます。厚さ4.0 mmのビームスプリッタは当社のPolaris低歪みミラーマウントにも取り付けられます。また、ビームスプリッタはキネマティック接着式ミラーマウントPOLARIS-K1C4 や、接着固定式マウントPOLARIS-B1G内にも取り付け可能です。POLARIS-B1Gは45°の入射角に対して透過開口が最大になるように2ヶ所の切欠きがあるのが特長で、プレート型ビームスプリッタを取付けるのに適しています。

透過ビームと反射ビームのGDDのバランス調整 
50 fs未満のパルスに超短パルスレーザ用ビームスプリッタUFBS5050をご使用になる際は、GDDのバランスをとるために、反射ビーム内に当社のInfrasilウィンドウを入射角0°で1枚挿入することをお勧めします。当社では、Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)とØ25.4 mm(Ø1インチ)のInfrasilウィンドウをご用意しています(それぞれ型番UDP05およびUDP10)。コーティング無しのウィンドウは、下の表に示すように、厚さは1.0 mmで、透過率が平坦な範囲は300 nm~3 µmです。ウィンドウを1枚使用することで、透過アームと反射アームのGDDの差は800 nmにおいて<20 fs2まで低減されます。長いパルスの場合にはスペクトル帯域幅が狭いため、このような分散補償器を追加する必要はありません。詳細については「群遅延」タブをご覧ください。20:80または80:20の超短パルスレーザ用ビームスプリッタをご使用になる場合は、当社のInfrasilウィンドウは厚さが十分ではないため分散を厳密にバランスさせることはできませんが、2つのビーム間の分散のバランスを向上させることは可能です。20:80または80:20のビームスプリッタの分散補償にお使いいただけるような厚いウィンドウについては、当社のコーティング無し溶融石英ウィンドウのページをご参照ください。.

当社では、超短パルス用光学素子として700~930 nm950~1170 nm1400~1700 nm、および1760~2250 nm用の低GDDミラーをご用意しております。製品のラインナップについては「超短パルス用光学素子」のタブをご覧ください。

Recommended Beam Geometry
50:50超短パルスレーザ用ビームスプリッタの透過ならびに反射アームで平衡な分散を得るための推奨構成(50 fs未満のパルスのみ)

50:50超短パルスレーザ用ビームスプリッタにおける群遅延の平衡化

超短パルスレーザ用ビームスプリッタUFBS5050は、フェムト秒レーザーパルスに対して50:50の分岐比をもたらします。また透過アームならびに反射 アームの群遅延分散は共に精度よく確定しており、それらの値はほぼ同一です。 最短パルス(<50 fs)用には、下記でご案内しているように分散補償器を追加することをお勧めします。 なお、Infrasil®と溶融石英の分散はほぼ同じです。

透過アーム
ビームスプリッタUFBS5050を入射角度45°に置いた場合、透過パルスはInfrasil基板内を1.7 mm(基板の厚さは1.5 mmと想定)移動するため、それに伴う分散が発生します。 左下のプロット図は、ビームスプリッタUFBS5050の群遅延測定値と、Infrasilを1.7 mm通過したときの群遅延の計算値の比較です。

反射アーム
ビームスプリッターコーティングは、溶融石英内を0.7 mm移動するときと同じ分散を反射パルスに与えるよう設計されています。 右下のプロット図では、反射アームの群遅延測定値が、溶融石英を0.7 mm移動した場合の群遅延の計算値とほぼ同じであることを示しております。 白色干渉計の限界のため、測定は1100 nmまでとなっております。

反射アームの分散を透過アームと同じにするため、反射アーム上に 1.0 mmの厚さのInfrasil ウィンドウのいずれか1つを入射角0°で置きます。 配置参考例を右の図にご紹介しています。 このウィンドウにより、反射アームの正味の分散は1.7 mmのInfrailを通過した場合と同じになります。 狭スペクトル帯域幅のパルス(つまり、50 fsよりも長いパルス)では、群遅延分散の変化が遅くなるため、ウィンドウを追加する必要はありません。

Measured Group Delay in Transmitted Arm
Click to Enlarge

透過光の群遅延
Measured Group Delay in Reflected Arm
Click to Enlarge

反射光の群遅延

フェムト秒パルスレーザ用ならびにピコ秒レーザ用光学素子を幅広くご用意しています。詳細は下表をご参照ください。


Posted Comments:
ikb2  (posted 2017-07-12 11:18:10.77)
Considering using the beamsplitter/infrasil window combination in an interferometric setup. It seems that if the beams are retroreflected and recombined within the beamsplitter, then the two arms pick up different amounts of dispersion. The reflected beam reflects, passes twice through the infrasil window, then transmits, accumulating 4.4 mm worth of dispersion. The transmitted beam transmits through the beam splitter twice, reflects, and then transmits again, accumulating 5.8 mm worth of dispersion. Do you have a recommendation for working with this setup in the sub-100 fs regime?
tfrisch  (posted 2017-09-05 10:45:13.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. It sounds like you are describing a Michelson configuration in which the arm which is reflected, then transmitted, has a different delay than the arm that is transmitted, then reflected. With the compensator plate, the R-R arm and T-T arm can be matched in delay, assuming the retroreflector displaces the beam by more than the beam diameter. A simpler solution might be to use a Mach-Zender configuration. I will reach out to you about this directly.
tug13936  (posted 2017-06-13 12:38:56.19)
Can you explain why this kind of beam splitter can not work for s-polarization? Can you send me any data for the testing with s-polarization?
tfrisch  (posted 2017-06-30 02:56:00.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. The S-state has much worse performance because this was optimized for the P-state. I will reach out to you directly with some typical data.
elharel  (posted 2016-12-18 16:51:16.62)
Would it be possible to get a 80:20 version?
tfrisch  (posted 2016-12-20 02:49:15.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. I will reach out to you directly with details on our custom coating capabilities.
m.c.ashby  (posted 2015-12-04 18:17:39.387)
Can this beamsplitter be used in reverse to combine two Ultrafast Ti:Sph beams? What is the dependence on polarization?
besembeson  (posted 2015-12-07 10:47:21.0)
Response from Bweh at Thorlabs USA: Yes you can use this in reverse direction, provided you are familiar with the issues related to phase-sensitivity when coherently combining two beams. If you are hoping to combine one S- and one P-polarized beam (and if the S-reflectivity is acceptable), then I'd suggest using the S-polarized beam in transmission because the dispersion is better behaved. Our UK division will share the S-polarized reflectivity example data with you.
sunryu  (posted 2015-06-17 01:55:25.563)
It would fit my application. What is the damage threshold? Is this safe for 4 W Ti:Sapphire oscillator output (140 fs, 80 MHz)?
jlow  (posted 2015-07-07 10:40:16.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We are going to be testing these in the near future and we will post the data to the web when the test is finished.
mastron  (posted 2015-05-18 20:09:34.93)
It would be nice if the "Low-GDD Ultrafast Beamsplitter for 600 - 1500 nm" and matched Infrasil windows came in Ø2" sizes. Also I'm not sure if I'm missing it somewhere but what is the power damage threshold for these optics?
jlow  (posted 2015-07-07 10:35:54.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: We do not currently have a Ø2" version for these mirrors. The coating would severely bend the substrate and one could expect bad surface flatness so this may not be feasible for some applications. With regard to the damage threshold, we are going to be testing them in the near future and we will post the data to the web when the test is finished.

GDD制御超短パルスレーザ用ビームスプリッタ、600~1500 nm

Item #UFBS2080UFBS5050UFBS8020UFBS9010
Overall Performance
Rabs = 20 ± 2%
Tabs = 80 ± 2%
Rabs = 50 ± 5%
Tabs = 50 ± 5%
Rabs = 80 ± 5%
Tabs = 20 ± 5%
Rabs = 90 ± 2%
Tabs = 10 ± 2%
Wavelength Range600 - 1500 nm
AR CoatingRabs < 0.5% over 600 - 1500 nm
Diameter1" (25.4 mm)
Diameter Tolerance+0.00/-0.10 mm
Thickness1.5 mm4.0 mm
Thickness Tolerance±0.10 mm
Clear Aperture> 80% of Diameter
Angle of Incidence (AOI)45°
Laser-Induced
Damage Thresholda
0.18 J/cm2 (800 nm, 51 fs FWHM, P-Pol, 1000 Pulses)0.17 J/cm2 (800 nm, 51 fs FWHM, P-Pol, 1000 Pulses)--
Input PolarizationP-Polarization
Surface Quality15-5 Scratch-Dig15-10 Scratch Dig
Surface Flatness< λ/5 Over Clear Aperture< 3λ Over Clear Aperture< 1λ Over Clear Apertureb< 1λ Over Clear Aperturec
Parallelism≤5 arcmin
SubstrateInfrasil®
Reflectance/Transmission
Raw Data

Raw Data

Raw Data

Raw Data
Group Delay (GD)-Reflection

Raw Data
Transmission

Raw Data
Reflection

Raw Data
-
Group Delay Dispersion (GDD)----Reflection

Raw Data
  • 超短パルスレーザ用光学素子のレーザ損傷閾値(LIDT)は、所定のパルス数の照射後に視認できる損傷を与える(1パルスあたりの)エネルギーフルエンスで定義されています。損傷閾値は超短パルス領域では保証されておりません。これらは参考値としてご提供しております。
  • 632.8 nmで測定
  • 633 nmで測定
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
UFBS2080 Support Documentation
UFBS2080Customer Inspired! Ø1" 20:80 (R:T) Low-GDD Ultrafast Beamsplitter, 600 - 1500 nm, 45° AOI
¥35,872
Today
UFBS5050 Support Documentation
UFBS5050Ø1" 50:50 (R:T) Low-GDD Ultrafast Beamsplitter, 600 - 1500 nm, 45° AOI
¥35,872
Today
UFBS8020 Support Documentation
UFBS8020Customer Inspired! Ø1" 80:20 (R:T) Low-GDD Ultrafast Beamsplitter, 600 - 1500 nm, 45° AOI
¥39,996
Today
UFBS9010 Support Documentation
UFBS9010Customer Inspired! Ø1" 90:10 (R:T) Low-GDD Ultrafast Beamsplitter, 600 - 1500 nm, 45° AOI
¥48,874
3-5 Days

GDD制御超短パルスレーザ用ビームスプリッタ、1000~2000 nm

Item #UFBS50502
Overall Performance
Rabs = 50 ± 5%
Tabs = 50 ± 5%
Wavelength Range1000 - 2000 nm
AR CoatingRabs < 0.5% over 1000 - 2000 nm
Diameter1" (25.4 mm)
Diameter Tolerance+0.00/-0.10 mm
Thickness4.0 mm
Thickness Tolerance±0.10 mm
Clear Aperture>80% of Diameter
Angle of Incidence (AOI)45°
Laser-Induced
Damage Threshold
-
Input PolarizationP-Polarization
Surface Quality15-10 Scratch-Dig
Surface Flatness< 2λ Over Clear Aperturea
Parallelism≤5 arcmin
SubstrateInfrasil®
Reflectance/Transmission
Raw Data
Group Delay (GD)Reflection

Raw Data
Transmission

Raw Data
  • 633 nmで測定
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
UFBS50502 Support Documentation
UFBS50502Ø1" 50:50 (R:T) Low-GDD Ultrafast Beamsplitter, 1000 - 2000 nm, 45° AOI
¥42,179
3-5 Days

Infrasil®(光学石英)ウィンドウ、コーティング無し

Recommended Beam Geometry
50:50超短パルスレーザ用ビームスプリッタの透過ならびに反射アームで平衡な分散を得るための推奨構成(50 fs未満のパルスのみ)
Item #UDP05UDP10
Diameter 1/2" (12.7 mm)1" (25.4 mm)
Diameter Tolerance+0.0 / -0.1 mm
Thickness1.0 mm
Thickness Tolerance±0.1 mm
Clear Aperture>90% of Diameter>80% of Diameter
Parallelism<5 arcmin
Transmitted Wavefront Erroraλ/10 Over Clear Aperture
Surface Quality10-5 Scratch-Dig
Wavelength Range300 nm - 3 µm (Uncoated)
SubstrateInfrasil®
Transmission Data
Raw Data
  • 633 nmで測定
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
UDP05 Support Documentation
UDP05Ø1/2" Infrasil® Window, t = 1.0 mm
¥10,058
3-5 Days
UDP10 Support Documentation
UDP10Ø1" Infrasil® Window, t = 1.0 mm
¥11,501
Today
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Last Edited: Apr 24, 2014 Author: Dan Daranciang