N-BK7ウェッジ付きNDフィルター、反射型


  • Optical Densities from 0.1 to 4.0
  • 30 arcmin Wedge
  • Attenuation for the 350 - 1100 nm Range

NDW01B

Ø25 mm
Optical Density of 0.1

NDW40B

Ø25 mm
Optical Density of 4.0

NDW02B ND Filter
in an LMR1 Lens Mount

30 arcmin Wedge

1.0 mm
(0.04")

Related Items


Please Wait

Neutral Density Filter
Selection Guide
Absorptive
Uncoated
(400 - 650 nm)
Mounted
Unmounted
Uncoated
(1000 - 2600 nm)
Mounted
Unmounted
AR Coated
(350 - 700 nm)
Mounted
Unmounted
AR Coated
(650 - 1050 nm)
Mounted
Unmounted
AR Coated
(1050 - 1700 nm)
Mounted
Unmounted
Variable
Reflective
UV Fused Silica
(200 - 1200 nm)
Mounted
Unmounted
N-BK7
(350 - 1100 nm)
Mounted
Unmounted
ZnSe
(2 - 16 µm)
Mounted
Unmounted
Wedged UVFS (200 - 1200 nm)
Wedged N-BK7 (350 - 1100 nm)
Wedged ZnSe (2 - 16 µm)
Variable
Neutral Density Filter Kits
Distorted Wavefront
Click to Enlarge

An NDW03B Wedged ND Filter in an RSP1 Rotation Mount

Optic Cleaning Tutorial

特長

  • Ø25 mmの反射型NDフィルタ
  • 30 arcminのウェッジが戻り光による干渉を低減
  • 350~1100 nmの光を減衰
  • 光学濃度: 0.1~4.0

当社のウェッジ付き反射型(または金属製)NDフィルタは、0.1~4.0の光学濃度で350~1100 nmの広いスペクトル範囲にわたって光を均一に減衰します。上図で示されているように、基板は30 arcminのウェッジを形成しています。これが干渉縞の発生を抑え、戻り光の結合を低減する役割を果たしています。このウェッジ設計により、フィルタを積み重ねて使用する際の性能も向上します。「グラフ」タブには、広帯域の波長範囲における各フィルタの透過率と反射率を示したグラフが記載されております。

これらのフィルタはN-BK7製のガラス基板でできており、ウェッジ加工された表面には金属(インコネル)コーティングが施されています。 インコネルは、UV域から近赤外域まで平坦なスペクトル特性が得られる金属合金です。このインコネルのように保護膜の無い金属コーティングは、接触によって表面に傷がつく可能性がありますので、クリーニングの際は空気を吹きかけるのみで、絶対に触らないようにしてください。これらは反射型NDフィルタですが、インコネルコーティングが入射光をある程度吸収するため、使用は光の強度が余り大きくない用途に限定されます。インコネルは標準環境下の経年劣化には耐性がありますが、高温環境下においては酸化します。酸化を防ぐため、こちらのNDフィルタは100°C以下での使用を推奨します。最良の性能を得るには、インコネルコーティングが施されている側から光を入射してください。

当社では、UV溶融石英(UVFS)および可変タイプの反射型NDフィルタや、吸収型NDフィルタも各サイズ取り揃えております。上の表にはご提供可能な全てのフィルタへのリンクが表示されています。

なお当社のNDフィルタは、レーザ安全装置としては設計されておりませんのでご注意ください。当社では、迷光や反射光を大幅に減少させるビームブロックなどの安全保護具や遮光用製品を豊富にご用意しております。

光学濃度と透過率
光学濃度(OD)は光学フィルタによりもたらされる減衰率、つまり入射ビームの光パワーをどれだけ減少させるかを示しています。光学濃度(OD)は透過率Tの関数として次の方程式で表されます。

Optical Density Equation

Tは0から1の間の値です。光学濃度の高いNDフィルタ(吸収型)を選択した場合、入射光の吸収率は高く、透過率は低くなります。透過率を高く、吸収率を低くするためには、低い光学濃度のNDフィルタが適切と言えます。例えば、光学濃度2のフィルタでは透過率が0.01であり、フィルタは入射ビームのパワーを1%まで減衰させるという結果になります。当社のNDフィルタの透過率のデータは、パーセント(%)で表示されています。

Common Specifications
SubstrateN-BK7a Glass
Wedge30 ±10 arcmin
Diameter25.0 +0.0/-0.2 mm
Thickness1.0 ± 0.25 mm
Clear Aperture> 90% Outer Diameter
Surface Accuracyb (Over Ø25 mm Area)< 5λ
Surface Quality40-20 Scratch-Dig
  • リンクをクリックすると基板ガラスの仕様がご覧になれます。
  • λ = 633 nmにおいて
Item #Damage Thresholds
NDW03BCWa16 W/cm (532 nm, Ø0.051 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.493 mm)
NDW10BCWa5 W/cm (532 nm, Ø0.019 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.566 mm)
NDW20BCWa10 W/cm (532 nm, Ø0.365 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.493 mm)
  • ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算します。 この単位(単位長さあたりのパワー密度)が長パルスおよびCW光源において最も適した測定量である理由については、「損傷閾値」タブをご参照ください。
For Detailed Plot Information
 For More Info各製品別の透過率と光学濃度のグラフやエクセルデータは、各製品の表の中のこのアイコンをクリックしてご覧いただけます。
全てのN-BK7反射型NDフィルタの透過率と反射率のデータもご用意しております。
 Optical DensityTransmissionReflectance
OD 0.1 - 0.9Transmission OD 0.1 - 0.6
Click to Enlarge
Reflectivity OD 1.0 - 2.0
Click to Enlarge
OD 1.0 - 2.0Transmission OD 0.1 - 0.6
Click to Enlarge
Visible transmission OD 1.0 - 2.0
Click to Enlarge
OD 3.0 - 4.0Transmission OD 3.0 - 4.0
Click to Enlarge

Reflectivity OD 3.0 - 4.0
Click to Enlarge
Engraved Back of OAP
Click to Enlarge

標準的なNDフィルタとウェッジ付きNDフィルタを用いて測定した水の吸収スペクトル

標準的なNDフィルタとウェッジ付きNDフィルタの比較
当社の標準的な反射型NDフィルタとウェッジ付き反射型NDフィルタを用いて実験を行い、エタロン効果の違いを比較しました。 多くの広帯域の散乱または吸収測定においては、光学素子を透過する際に生じる光の強度変動が測定に与える影響について理解することが重要です。 2枚以上の平行な平面では波長依存の大きな強度変動が発生すること(エタロン効果)は知られていますが、ウェッジ付きの形状を用いることでこのエタロン効果が大幅に減少することがわかっています。

当社の実験では、安定化光源SLS202を広帯域ファイバ出力光源として使用しました。キネマティックピッチ・ヨーアダプタKAD11Fに取り付けたファイバーコリメータF260FC-Cが、ファイバからの出力光をコリメートします。 コリメートされた光が、光スペクトラムアナライザOSA203Bの前に設置されたNDフィルタに入射します。 このOSAのスペクトル分解能は75 GHz(0.25 cm-1)で、平均化(>100スキャン)処理されているため、雑音を低減し、より正確な分析が可能です。 1820~1845 nmの波長域のデータが測定され、近赤外域における水の吸収スペクトルをカバーしています。 水の吸収スペクトルはよく知られているので、2種類のNDフィルタの性能の違いを評価するのに適しています。

Lab Facts Complete Summary

右のグラフには、反射型NDフィルタを用いたエタロン効果の測定結果が示されています。 エタロン効果は顕著であり、標準的なNDフィルタでは、水の吸収スペクトルの詳細はバックグラウンドレベルの強度変動と重なって失われてしまいます。 これに対し、ウェッジ付きNDフィルタでは、はっきりとしたピークを有する比較的わかりやすい信号が表れます。 表示されているデータはマウント無しの標準ならびにウェッジ付きNDフィルタのものですが、この結果はマウント付きフィルタにも適用されます。 このデータはHITRANの水の吸収スペクトルデータとも比較されています。 この実験に使用された装置や実験結果の詳細はこちらをクリックしてご覧ください。

Damage Threshold Specifications
Optical DensityDamage Thresholds
0.3CWa16 W/cm (532 nm, Ø0.051 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.493 mm)
1.0CWa5 W/cm (532 nm, Ø0.019 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.566 mm)
2.0CWa10 W/cm (532 nm, Ø0.365 mm)
Pulsed0.025 J/cm2 (532 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.493 mm)
  • ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算します。 このパワー密度の単位(単位長さあたりのパワー)が長パルスおよびCW光源において最も適した測定基準である理由については、下記の「CWレーザと長パルスレーザ」をご覧ください。

当社の反射型NDフィルタの損傷閾値データ

右の仕様は当社の反射型NDフィルタの測定データです。損傷閾値の仕様は、光学濃度が同じであればフィルタのサイズにかかわらず同じです。

 

レーザによる損傷閾値について

このチュートリアルでは、レーザ損傷閾値がどのように測定され、使用する用途に適切な光学素子の決定にその値をどのようにご利用いただけるかを総括しています。お客様のアプリケーションにおいて、光学素子を選択する際、光学素子のレーザによる損傷閾値(Laser Induced Damage Threshold :LIDT)を知ることが重要です。光学素子のLIDTはお客様が使用するレーザの種類に大きく依存します。連続(CW)レーザは、通常、吸収(コーティングまたは基板における)によって発生する熱によって損傷を引き起こします。一方、パルスレーザは熱的損傷が起こる前に、光学素子の格子構造から電子が引き剥がされることによって損傷を受けます。ここで示すガイドラインは、室温で新品の光学素子を前提としています(つまり、スクラッチ&ディグ仕様内、表面の汚染がないなど)。光学素子の表面に塵などの粒子が付くと、低い閾値で損傷を受ける可能性があります。そのため、光学素子の表面をきれいで埃のない状態に保つことをお勧めします。光学素子のクリーニングについては「光学素子クリーニングチュートリアル」をご参照ください。

テスト方法

当社のLIDTテストは、ISO/DIS 11254およびISO 21254に準拠しています。

初めに、低パワー/エネルギのビームを光学素子に入射します。その光学素子の10ヶ所に1回ずつ、設定した時間(CW)またはパルス数(決められたprf)、レーザを照射します。レーザを照射した後、倍率約100倍の顕微鏡を用いた検査で確認し、すべての確認できる損傷を調べます。特定のパワー/エネルギで損傷のあった場所の数を記録します。次に、そのパワー/エネルギを増やすか減らすかして、光学素子にさらに10ヶ所レーザを照射します。このプロセスを損傷が観測されるまで繰返します。損傷閾値は、光学素子が損傷に耐える、損傷が起こらない最大のパワー/エネルギになります。1つのミラーBB1-E02の試験結果は以下のようなヒストグラムになります。

LIDT metallic mirror
上の写真はアルミニウムをコーティングしたミラーでLIDTテストを終えたものです。このテストは、損傷を受ける前のレーザのエネルギは0.43 J/cm2 (1064 nm、10 ns pulse、 10 Hz、Ø1.000 mm)でした。
LIDT BB1-E02
Example Test Data
Fluence# of Tested LocationsLocations with DamageLocations Without Damage
1.50 J/cm210010
1.75 J/cm210010
2.00 J/cm210010
2.25 J/cm21019
3.00 J/cm21019
5.00 J/cm21091

試験結果によれば、ミラーの損傷閾値は 2.00 J/cm2 (532 nm、10 ns pulse、10 Hz、 Ø0.803 mm)でした。尚、汚れや汚染によって光学素子の損傷閾値は大幅に低減されるため、こちらの試験はクリーンな光学素子で行っています。また、特定のロットのコーティングに対してのみ試験を行った結果ではありますが、当社の損傷閾値の仕様は様々な因子を考慮して、実測した値よりも低めに設定されており、全てのコーティングロットに対して適用されています。

CWレーザと長パルスレーザ

光学素子がCWレーザによって損傷を受けるのは、通常バルク材料がレーザのエネルギを吸収することによって引き起こされる溶解、あるいはAR(反射防止)コーティングのダメージによるものです[1]。1 µsを超える長いパルスレーザについてLIDTを論じる時は、CWレーザと同様に扱うことができます。

パルス長が1 nsと1 µs の間のときは、損傷は吸収、もしくは絶縁破壊のどちらかで発生していると考えることができます(CWとパルスのLIDT両方を調べなければなりません)。吸収は光学素子の固有特性によるものか、表面の不均一性によるものかのどちらかによって起こります。従って、LIDTは製造元の仕様以上の表面の質を有する光学素子にのみ有効です。多くの光学素子は、ハイパワーCWレーザで扱うことができる一方、アクロマティック複レンズのような接合レンズやNDフィルタのような高吸収光学素子は低いCWレーザ損傷閾値になる傾向にあります。このような低い損傷閾値は接着剤や金属コーティングにおける吸収や散乱によるものです。

Linear Power Density Scaling

線形パワー密度におけるLIDTに対するパルス長とスポットサイズ。長パルス~CWでは線形パワー密度はスポットサイズにかかわらず一定です。 このグラフの出典は[1]です。

Intensity Distribution

繰返し周波数(prf)の高いパルスレーザは、光学素子に熱的損傷も引き起こします。この場合は吸収や熱拡散率のような因子が深く関係しており、残念ながらprfの高いレーザが熱的影響によって光学素子に損傷を引き起こす場合の信頼性のあるLIDTを求める方法は確立されておりません。prfの大きいビームでは、平均出力およびピークパワーの両方を等しいCW出力と比較する必要があります。また、非常に透過率の高い材料では、prfが上昇してもLIDTの減少は皆無かそれに近くなります。

ある光学素子の固有のCWレーザの損傷閾値を使う場合には、以下のことを知る必要があります。

  1. レーザの波長
  2. ビーム径(1/e2)
  3. ビームのおおよその強度プロファイル(ガウシアン型など)
  4. レーザのパワー密度(トータルパワーをビームの強度が1/e2の範囲の面積で割ったもの)

ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算します。この条件下では、出力密度はスポットサイズとは無関係になります。つまり、スポットサイズの変化に合わせてLIDTを計算し直す必要がありません(右グラフ参照)。平均線形パワー密度は、下の計算式で算出できます。

ここでは、ビーム強度プロファイルは一定であると仮定しています。次に、ビームがホットスポット、または他の不均一な強度プロファイルの場合を考慮して、おおよその最大パワー密度を計算する必要があります。ご参考までに、ガウシアンビームのときはビームの強度が1/e2の2倍のパワー密度を有します(右下図参照)。

次に、光学素子のLIDTの仕様の最大パワー密度を比較しましょう。損傷閾値の測定波長が光学素子に使用する波長と異なっている場合には、その損傷閾値は適宜補正が必要です。おおよその目安として参考にできるのは、損傷閾値は波長に対して比例関係であるということです。短い波長で使う場合、損傷閾値は低下します(つまり、1310 nmで10 W/cmのLIDTならば、655 nmでは5 W/cmと見積もります)。

CW Wavelength Scaling

この目安は一般的な傾向ですが、LIDTと波長の関係を定量的に示すものではありません。例えば、CW用途では、損傷はコーティングや基板の吸収によってより大きく変化し、必ずしも一般的な傾向通りとはなりません。上記の傾向はLIDT値の目安として参考にしていただけますが、LIDTの仕様波長と異なる場合には当社までお問い合わせください。パワー密度が光学素子の補正済みLIDTよりも小さい場合、この光学素子は目的の用途にご使用いただけます。

当社のウェブ上の損傷閾値の仕様と我々が行った実際の実験の値の間にはある程度の差があります。これはロット間の違いによって発生する誤差を許容するためです。ご要求に応じて、当社は個別の情報やテスト結果の証明書を発行することもできます。損傷解析は、類似した光学素子を用いて行います(お客様の光学素子には損傷は与えません)。試験の費用や所要時間などの詳細は、当社までお問い合わせください。

パルスレーザ

先に述べたように、通常、パルスレーザはCWレーザとは異なるタイプの損傷を光学素子に引き起こします。パルスレーザは損傷を与えるほど光学素子を加熱しませんが、光学素子から電子をひきはがします。残念ながら、お客様のレーザに対して光学素子のLIDTの仕様を照らし合わせることは非常に困難です。パルスレーザのパルス幅に起因する光学素子の損傷には、複数の形態があります。以下の表中のハイライトされた列は当社の仕様のLIDT値が当てはまるパルス幅に対する概要です。

パルス幅が10-9 sより短いパルスについては、当社の仕様のLIDT値と比較することは困難です。この超短パルスでは、多光子アバランシェ電離などのさまざまなメカニクスが損傷機構の主流になります[2]。対照的に、パルス幅が10-7 sと10-4 sの間のパルスは絶縁破壊、または熱的影響により光学素子の損傷を引き起こすと考えられます。これは、光学素子がお客様の用途に適しているかどうかを決定するために、レーザービームに対してCWとパルス両方による損傷閾値を参照しなくてはならないということです。

Pulse Durationt < 10-9 s10-9 < t < 10-7 s10-7 < t < 10-4 st > 10-4 s
Damage MechanismAvalanche IonizationDielectric BreakdownDielectric Breakdown or ThermalThermal
Relevant Damage SpecificationNo Comparison (See Above)PulsedPulsed and CWCW

お客様のパルスレーザに対してLIDTを比較する際は、以下のことを確認いただくことが重要です。

Energy Density Scaling

エネルギ密度におけるLIDTに対するパルス長&スポットサイズ。短パルスでは、エネルギ密度はスポットサイズにかかわらず一定です。このグラフの出典は[1]です。

  1. レーザの波長
  2. ビームのエネルギ密度(トータルエネルギをビームの強度が1/e2の範囲の面積で割ったもの)
  3. レーザのパルス幅
  4. パルスの繰返周波数(prf)
  5. 実際に使用するビーム径(1/e2 )
  6. ビームのおおよその強度プロファイル(ガウシアン型など)

ビームのエネルギ密度はJ/cm2の単位で計算します。右のグラフは、短パルス光源には、エネルギ密度が適した測定量であることを示しています。この条件下では、エネルギ密度はスポットサイズとは無関係になります。つまり、スポットサイズの変化に合わせてLIDTを計算し直す必要がありません。ここでは、ビーム強度プロファイルは一定であると仮定しています。ここで、ビームがホットスポット、または他の不均一な強度プロファイルの場合を考慮して、おおよその最大パワー密度を計算する必要があります。ご参考までに、ガウシアンビームのときは一般にビームの強度が1/e2のときの2倍のパワー密度を有します。

次に、光学素子のLIDTの仕様と最大エネルギ密度を比較しましょう。損傷閾値の測定波長が光学素子に使用する波長と異なっている場合には、その損傷閾値は適宜補正が必要です[3]。経験則から、損傷閾値は波長に対して以下のような平方根の関係であるということです。短い波長で使う場合、損傷閾値は低下します(例えば、1064 nmで 1 J/cm2のLIDTならば、532 nmでは0.7 J/cm2と計算されます)。

Pulse Wavelength Scaling

 

波長を補正したエネルギ密度を得ました。これを以下のステップで使用します。

ビーム径は損傷閾値を比較する時にも重要です。LIDTがJ/cm2の単位で表される場合、スポットサイズとは無関係になりますが、ビームサイズが大きい場合、LIDTの不一致を引き起こす原因でもある不具合が、より明らかになる傾向があります[4]。ここで示されているデータでは、LIDTの測定には<1 mmのビーム径が用いられています。ビーム径が5 mmよりも大きい場合、前述のようにビームのサイズが大きいほど不具合の影響が大きくなるため、LIDT (J/cm2)はビーム径とは無関係にはなりません。

次に、パルス幅について補正します。パルス幅が長くなるほど、より大きなエネルギに光学素子は耐えることができます。パルス幅が1~100 nsの場合の近似式は以下のようになります。

Pulse Length Scaling

お客様のレーザのパルス幅をもとに、光学素子の補正されたLIDTを計算するのにこの計算式を使います。お客様の最大エネルギ密度が、この補正したエネルギ密度よりも小さい場合、その光学素子はお客様の用途でご使用いただけます。ご注意いただきたい点は、10-9 s と10-7 sの間のパルスにのみこの計算が使えることです。パルス幅が10-7 sと10-4 sの間の場合には、CWのLIDTも調べなければなりません。

当社のウェブ上の損傷閾値の仕様と我々が行った実際の実験の値の間にはある程度の差があります。これはロット間の違いによって発生する誤差を許容するためです。ご要求に応じて、当社では個別のテスト情報やテスト結果の証明書を発行することも可能です。詳細は、当社までお問い合わせください。


[1] R. M. Wood, Optics and Laser Tech. 29, 517 (1997).
[2] Roger M. Wood, Laser-Induced Damage of Optical Materials (Institute of Physics Publishing, Philadelphia, PA, 2003).
[3] C. W. Carr et al., Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[4] N. Bloembergen, Appl. Opt. 12, 661 (1973).

レーザーシステムが光学素子に損傷を引き起こすかどうか判断するプロセスを説明するために、レーザによって引き起こされる損傷閾値(LIDT)の計算例をいくつかご紹介します。同様の計算を実行したい場合には、右のボタンをクリックしてください。計算ができるスプレッドシートをダウンロードいただけます。ご使用の際には光学素子のLIDTの値と、レーザーシステムの関連パラメータを緑の枠内に入力してください。スプレッドシートでCWならびにパルスの線形パワー密度、ならびにパルスのエネルギ密度を計算できます。これらの値はスケーリング則に基づいて、光学素子のLIDTの調整スケール値を計算するのに用いられます。計算式はガウシアンビームのプロファイルを想定しているため、ほかのビーム形状(均一ビームなど)には補正係数を導入する必要があります。 LIDTのスケーリング則は経験則に基づいていますので、確度は保証されません。なお、光学素子やコーティングに吸収があると、スペクトル領域によってLIDTが著しく低くなる場合があります。LIDTはパルス幅が1ナノ秒(ns)未満の超短パルスには有効ではありません。

Intensity Distribution
ガウシアンビームの最大強度は均一ビームの約2倍です。

CWレーザの例
波長1319 nm、ビーム径(1/e2)10 mm、パワー0.5 Wのガウシアンビームを生成するCWレーザーシステム想定します。このビームの平均線形パワー密度は、全パワーをビーム径で単純に割ると0.5 W/cmとなります。

CW Wavelength Scaling

しかし、ガウシアンビームの最大パワー密度は均一ビームの約2倍です(右のグラフ参照)。従って、システムのより正確な最大線形パワー密度は1 W/cmとなります。

アクロマティック複レンズAC127-030-CのCW LIDTは、1550 nmでテストされて350 W/cmとされています。CWの損傷閾値は通常レーザ光源の波長に直接スケーリングするため、LIDTの調整値は以下のように求められます。

CW Wavelength Scaling

LIDTの調整値は350 W/cm x (1319 nm / 1550 nm) = 298 W/cmと得られ、計算したレーザーシステムのパワー密度よりも大幅に高いため、この複レンズをこの用途に使用しても安全です。

ナノ秒パルスレーザの例:パルス幅が異なる場合のスケーリング
出力が繰返し周波数10 Hz、波長355 nm、エネルギ1 J、パルス幅2 ns、ビーム径(1/e2)1.9 cmのガウシアンビームであるNd:YAGパルスレーザーシステムを想定します。各パルスの平均エネルギ密度は、パルスエネルギをビームの断面積で割って求めます。

Pulse Energy Density

上で説明したように、ガウシアンビームの最大エネルギ密度は平均エネルギ密度の約2倍です。よって、このビームの最大エネルギ密度は約0.7 J/cm2です。

このビームのエネルギ密度を、広帯域誘電体ミラーBB1-E01のLIDT 1 J/cm2、そしてNd:YAGレーザーラインミラーNB1-K08のLIDT 3.5 J/cm2と比較します。LIDTの値は両方とも、波長355 nm、パルス幅10 ns、繰返し周波数10 Hzのレーザで計測しました。従って、より短いパルス幅に対する調整を行う必要があります。 1つ前のタブで説明したようにナノ秒パルスシステムのLIDTは、パルス幅の平方根にスケーリングします:

Pulse Length Scaling

この調整係数により広帯域誘電体ミラーBB1-E01のLIDTは0.45 J/cm2に、Nd:YAGレーザーラインミラーのLIDTは1.6 J/cm2になり、これらをビームの最大エネルギ密度0.7 J/cm2と比較します。広帯域ミラーはレーザによって損傷を受ける可能性があり、より特化されたレーザーラインミラーがこのシステムには適していることが分かります。

ナノ秒パルスレーザの例:波長が異なる場合のスケーリング
波長1064 nm、繰返し周波数2.5 Hz、パルスエネルギ100 mJ、パルス幅10 ns、ビーム径(1/e2)16 mmのレーザ光を、NDフィルタで減衰させるようなパルスレーザーシステムを想定します。これらの数値からガウシアン出力における最大エネルギ密度は0.1 J/cm2になります。Ø25 mm、OD 1.0の反射型NDフィルタ NDUV10Aの損傷閾値は355 nm、10 nsのパルスにおいて0.05 J/cm2で、同様の吸収型フィルタ NE10Aの損傷閾値は532 nm、10 nsのパルスにおいて10 J/cm2です。1つ前のタブで説明したように光学素子のLIDTは、ナノ秒パルス領域では波長の平方根にスケーリングします。

Pulse Wavelength Scaling

スケーリングによりLIDTの調整値は反射型フィルタでは0.08 J/cm2、吸収型フィルタでは14 J/cm2となります。このケースでは吸収型フィルタが光学損傷を防ぐには適した選択肢となります。

マイクロ秒パルスレーザの例
パルス幅1 µs、パルスエネルギ150 µJ、繰返し周波数50 kHzで、結果的にデューティーサイクルが5%になるレーザーシステムについて考えてみます。このシステムはCWとパルスレーザの間の領域にあり、どちらのメカニズムでも光学素子に損傷を招く可能性があります。レーザーシステムの安全な動作のためにはCWとパルス両方のLIDTをレーザーシステムの特性と比較する必要があります。

この比較的長いパルス幅のレーザが、波長980 nm、ビーム径(1/e2)12.7 mmのガウシアンビームであった場合、線形パワー密度は5.9 W/cm、1パルスのエネルギ密度は1.2 x 10-4 J/cm2となります。これをポリマーゼロオーダ1/4波長板WPQ10E-980のLIDTと比較してみます。CW放射に対するLIDTは810 nmで5 W/cm、10 nsパルスのLIDTは810 nmで5 J/cm2です。前述同様、光学素子のCW LIDTはレーザ波長と線形にスケーリングするので、CWの調整値は980 nmで6 W/cmとなります。一方でパルスのLIDTはレーザ波長の平方根とパルス幅の平方根にスケーリングしますので、1 µsパルスの980 nmでの調整値は55 J/cm2です。光学素子のパルスのLIDTはパルスレーザのエネルギ密度よりはるかに大きいので、個々のパルスが波長板を損傷することはありません。しかしレーザの平均線形パワー密度が大きいため、高出力CWビームのように光学素子に熱的損傷を引き起こす可能性があります。


Posted Comments:
Paul Taylor  (posted 2024-03-23 10:16:30.527)
I have a requirement for 100 pieces of a filter to absorb approx 50% of a 355nm beam approx 4mm diameter, 16uJ pulses at 40kHz. It will run with a duty of approx 50% with the on time of 3 seconds. It will run 24/7 and needs a multi-year lifetime Would a wedged filter work better than an absorbative filter? I need to place the filter close to the laser - but do not want to reflect into it - what is the impact of angling the filter by 10,20,30 or 40 degrees?
Peng Bu  (posted 2020-11-04 21:23:38.677)
Hi, I am from Optovue Inc, I am wondering if you can customerize this wedge ND filter to a large degree wedge, e.g. 7 degree? If Yes, I would be very interested to get samples to try out. Looking forward to your reply. Best, Peng
YLohia  (posted 2020-11-05 10:01:16.0)
Hello Peng, thank you for contacting Thorlabs. Custom optics can be requested by emailing techsupport@thorlabs.com or clicking on the "Request Quote" button above. We will discuss the possibility of offering this customization directly.
Alexander Pernizki  (posted 2019-12-16 10:55:52.143)
I like these products. In comparisson to absorbtive filters, the reflective wedges work much better in our products. It would be great to see the same products in 12.5mm diametre!
YLohia  (posted 2019-12-16 01:47:57.0)
Hello, thank you for your feedback. I have posted your suggestion on our internal engineering forum for further consideration as a new product.
Back to Top

ウェッジ付きNDフィルタ、Ø25 mm

グラフ表示と生データのダウンロードに関してはMore Info Iconをクリックしてください。グラフの黒い点線は633 nmでの規定の光学濃度を示しています。光学濃度の公差については上の「仕様」タブからご覧ください。

Item #Optical Densitya
(Transmission)
Transmission and
Reflectance Data
NDW01B0.1 (79%)info
NDW02B0.2 (63%)info
NDW03B0.3 (50%)info
NDW04B0.4 (40%)info
NDW05B0.5 (32%)info
NDW06B0.6 (25%)info
NDW07B0.7 (20%)info
NDW08B0.8 (16%)info
  • 633 nmにおいて
Item #Optical Densitya
(Transmission)
Transmission and
Reflectance Data
NDW09B0.9 (13%)info
NDW10B1.0 (10%)info
NDW13B1.3 (5%)info
NDW15B1.5 (3%)info
NDW20B2.0 (1%)info
NDW30B3.0 (0.1%)info
NDW40B4.0 (0.01%)info
  • 633 nmにおいて
+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
NDW01B Support Documentation
NDW01BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.1
¥8,301
7-10 Days
NDW02B Support Documentation
NDW02BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.2
¥8,301
7-10 Days
NDW03B Support Documentation
NDW03BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.3
¥8,301
Today
NDW04B Support Documentation
NDW04BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.4
¥8,301
7-10 Days
NDW05B Support Documentation
NDW05BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.5
¥8,301
7-10 Days
NDW06B Support Documentation
NDW06BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.6
¥8,301
7-10 Days
NDW07B Support Documentation
NDW07BWedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.7
¥8,058
7-10 Days
NDW08B Support Documentation
NDW08BWedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.8
¥8,058
7-10 Days
NDW09B Support Documentation
NDW09BWedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 0.9
¥8,058
7-10 Days
NDW10B Support Documentation
NDW10BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 1.0
¥8,301
Today
NDW13B Support Documentation
NDW13BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 1.3
¥9,154
7-10 Days
NDW15B Support Documentation
NDW15BWedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 1.5
¥8,889
7-10 Days
NDW20B Support Documentation
NDW20BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 2.0
¥9,969
Today
NDW30B Support Documentation
NDW30BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 3.0
¥9,969
Today
NDW40B Support Documentation
NDW40BCustomer Inspired! Wedged Reflective Ø25 mm ND Filter, Optical Density: 4.0
¥9,969
Today