直角プリズムミラー、金属コーティング付き


  • UV-Enhanced Aluminum, Protected Aluminum, Protected Silver,
    Protected Gold, and MIR-Enhanced Gold Coatings Available
  • Eight Leg Dimensions from 3.0 mm to 50.0 mm

MRA15-M01

(L = 15.0 mm)

MRA10-P01

(L = 10.0 mm)

MRA05-F01

(L = 5.0 mm)

MRA25-G01

(L = 25.0 mm)

MRA03-M02

(L = 3.0 mm)

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KM100PM/MとクランプアームPM3/MまたはPM4/Mを組み合わせて、直角プリズムミラーを取り付けできます。上の写真ではミラーMRA03-E03を使用しています。
Right-Angle Prism Figure
プリズムのサイズは直角を挟む辺の長さLによって規定され、下記の製品リストに記載されています。製品の全寸法については「仕様」タブをご覧ください。
Right-Angle Prism Dimensions
入射ビームに対する直角プリズムミラーの配置方法

特長

  • 斜面の反射(金属)コーティングで前面反射
  • 5種類の金属コーティングをご用意
    • UV域強化型アルミニウムコーティング
    • 保護膜付きアルミニウムコーティング
    • 保護膜付き銀コーティング
    • 保護膜付き金コーティング
    • 中赤外(MIR)域強化型金コーティング
  • 辺(L)の長さで規定したサイズ8種類ご用意
    • 3.0 mm
    • 5.0 mm
    • 10.0 mm
    • 12.5 mm
    • 15.0 mm
    • 20.0 mm
    • 25.0 mm
    • 50.0 mm
  • 0°~45°の入射角(AOI)用の設計
  • N-BK7ガラス材より加工

直角プリズムミラーは、斜面に金属コーティング(UV域強化型アルミニウム、保護膜付きアルミニウム、保護膜付き銀、保護膜付き金、または中赤外(MIR)域強化型金)を施した直角プリズムミラーをご用意しています。これらのミラーは、プリズムの斜面(右図参照)の外側から入射する光を反射するように設計されており、このプリズムの斜面には光学品質のコーティングが施されています(詳細は「仕様」タブ参照)。このミラーをご使用いただくことによって、光学系のアライメント時間を短縮し、光学系の強度を向上させることができます。また、広帯域誘電体コーティング付き直角プリズムミラーNd:YAG レーザーラインコーティング付き直角プリズムミラーもご用意しています。

上の写真にみられるように、コーティング付きの斜面の右と左の端には切削痕があります。これは製造工程において生じるもので、ミラーの開口に影響するものではありません(詳細は「仕様 」タブをご覧ください)。

なお、コーティング工程で必要とされる接着層があるので、プリズム内部から入射した光をコーティング面で反射するのはお勧めできません。プリズムの上面と底面はすりガラス仕上げになっています。

25.0 mmおよび50.0 mmのプリズムの上面には型番が刻印されていて識別しやすくなっています。25.0 mmプリズムは、30 mmケージキューブ内に取り付けられた製品もご用意しております(中赤外(MIR)域強化型金コーティング製品を除く)。

Optic Cleaning Tutorial
Optical Coating Tutorial
Item #LaXaPrism Angular ToleranceReflectance
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Protected Gold Coating: 800 nm - 20 µm
MRA03-M013.0 mm4.2 mm±10 arcminRavg > 96% (800 nm - 20 µm)
MRA05-M015.0 mm7.1 mm±3 arcmin
MRA10-M0110.0 mm14.1 mm
MRA12-M0112.5 mm17.7 mm
MRA15-M0115.0 mm21.2 mm
MRA20-M0120.0 mm28.3 mm
MRA25-M0125.0 mm35.4 mm
MRA50-M0150.0 mm70.7 mm
Protected Gold Coating: 2 µm - 20 µm
MRA03-M023.0 mm4.2 mm±10 arcminRavg > 98% (2 µm - 20 µm)
Rabs > 95% (2 µm - 20 µm)
MRA05-M025.0 mm7.1 mm±3 arcmin
MRA10-M0210.0 mm14.1 mm
MRA12-M0212.5 mm17.7 mm
MRA15-M0215.0 mm21.2 mm
MRA20-M0220.0 mm28.3 mm
MRA25-M0225.0 mm35.4 mm
MRA50-M0250.0 mm70.7 mm
  • 左下図面に示したとおり
Item #LaXaPrism Angular ToleranceReflectance
(Click for Graph)
UV Enhanced Aluminum Coating: 250 nm - 450 nm
MRA03-F013.0 mm4.2 mm±10 arcminRavg > 90% (250 nm - 450 nm)
MRA05-F015.0 mm7.1 mm±3 arcmin
MRA10-F0110.0 mm14.1 mm
MRA12-F0112.5 mm17.7 mm
MRA15-F0115.0 mm21.2 mm
MRA20-F0120.0 mm28.3 mm
MRA25-F0125.0 mm35.4 mm
MRA50-F0150.0 mm70.7 mm
Protected Aluminum Coating: 450 nm - 20 µm
MRA03-G013.0 mm4.2 mm±10 arcminRavg > 90% (450 nm - 2 µm)
Ravg > 95% (2 µm - 20 µm)
MRA05-G015.0 mm7.1 mm±3 arcmin
MRA10-G0110.0 mm14.1 mm
MRA12-G0112.5 mm17.7 mm
MRA15-G0115.0 mm21.2 mm
MRA20-G0120.0 mm28.3 mm
MRA25-G0125.0 mm35.4 mm
MRA50-G0150.0 mm70.7 mm
Protected Silver Coating: 450 nm - 20 µm
MRA03-P013.0 mm4.2 mm±10 arcminRavg > 97% (450 nm - 2 µm)
Ravg > 95% (2 µm - 20 µm)
MRA05-P015.0 mm7.1 mm±3 arcmin
MRA10-P0110.0 mm14.1 mm
MRA12-P0112.5 mm17.7 mm
MRA15-P0115.0 mm21.2 mm
MRA20-P0120.0 mm28.3 mm
MRA25-P0125.0 mm35.4 mm
MRA50-P0150.0 mm70.7 mm
  • 左下図面に示したとおり
Common Specifications
Substrate MaterialN-BK7a
Dimensional Tolerance±0.1 mm
Surface Flatness (Coated Surface)λ/10 @ 633 nm (Peak to Valley)
Surface Quality (Coated Surface)40-20 Scratch-Dig
Clear Aperture70% of Face Length and Width
  • リンクをクリックすると基板材料の仕様がご覧いただけます。
Right-Angle Prism Figure
プリズムのサイズは直角を挟む辺の長さLで規定されています。
寸法については右表をご覧ください。
Right-Angle Prism Dimensions
入射ビームに対する直角プリズムミラーの配置方法

グラフの網掛けされている部分は、このコーティングの反射率が非常い高いスペクトル範囲を示しています。ロット毎にバラツキがあるため、実際には、この推奨スペクトル範囲よりも広い範囲で高い反射率を示します。このデータについてご不明な点などございましたら、当社までお問い合わせください。

UV域強化アルミコーティング(250 - 450 nm)

UV-Enhanced Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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UV域強化アルミニウムの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
UV-Enhanced Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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UV域強化アルミニウムの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
UV-Enhanced Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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UV域強化アルミニウムの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
UV-Enhanced Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付きアルミニウムコーティング(450 nm~20 µm)

Protected Aluminum at Near-Normal Incident Angle
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保護膜付きアルミニウムの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
Protected Aluminum at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付きアルミニウムの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。

 


保護膜付き銀コーティング(450 nm~20 µm)

Protected Silver at Near-Normal Incident Angle
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保護膜付き銀の生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
Protected Silver at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付き銀の生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。

 


保護膜付き金コーティング(800 nm~20 µm)

Protected Gold at Near-Normal Incident Angle
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保護膜付き金の生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
Protected Gold at 45 Degree Incident Angle
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保護膜付き金の生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。

 


中赤外(MIR)域強化金コーティング(2 µm~20 μm)

Protected Gold at Near-Normal Incident Angle
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中赤外(MIR)域強化金コーティングの生データのエクセルシートはこちらからダウンロードいただけます。
Protected Gold at 45 Degree Incident Angle
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中赤外(MIR)域強化金コーティングの生データのエクセルシートこちらからダウンロードいただけます。
Damage Threshold Specifications
Coating Designation
(Item # Suffix)
Damage Threshold
-F01Pulse0.25 J/cm2 at 266 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.150 mm
0.3 J/cm2 at 355 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.381 mm
CWa300 W/cm at 1.064 µm, Ø0.044 mm
500 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 mm
-G01Pulse0.3 J/cm2 at 1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm
CWa100 W/cm at 1.070 µm, Ø0.098 mm
350 W/cm at 10.6 µm, Ø0.339 mm
-P01Pulse0.225 J/cm2 (800 nm, 99 fs, 1 kHz, Ø0.167 mm)
3 J/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm)
CWa500 W/cm (1.07 µm, Ø0.974 mm)
1500 W/cm (10.6 µm, Ø0.339 mm)
-M01Pulse2 J/cm2 (1.064 µm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.000 mm)
CWa500 W/cm (1.070 µm, Ø0.089 mm)
750 W/cm (10.6 µm, Ø0.339 mm)
-M02Pulse0.1 J/cm2 at 1.064 µm, 10 ns, 10 Hz, Ø1.06 mm
3 J/cm2 at 10.6 µm, 100 ns, 1 Hz, Ø1.29 mm
CWa25 W/cm at 1.07 µm, Ø1.04 mm
450 W/cm at 10.6 µm, Ø1.18 mm
  • ビームのパワー密度はW/cmの単位で計算してください。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光源に対して最も適した測定量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。

当社の直角プリズムミラーの損傷閾値

右の仕様は当社の金属コーティング付き直角プリズムミラーの測定値です。損傷閾値の仕様は、コーティングの種類が同じであればミラーのサイズに関わらず同じです。

 

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:
Fabian Cadiz  (posted 2024-02-22 08:24:53.997)
Hi, I recently bought a MRA25-P01 (Silver protected prism) and i found that it greatly preserves the incident light's polarization after reflection (circular and linear at 45 degrees, for example) over the range 400nm-1000 nm. I am a bit surprised, i don't recall silver protected mirrors to preserve the polarization that much, is there a crucial difference between these prisms and the round mirrors? Do you expect the polarization to be maintained? Thanks!
cdolbashian  (posted 2024-03-01 03:46:33.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry. Following a discussion and some tests on your end, you found that there was no noticeable difference between these two mirror shapes, considering that both the substrate and coating are identical. Generally, uncoated metallic mirrors have the best polarization preservation, followed by coated metallic mirrors, and finally dielectric mirrors.
传韡 艾  (posted 2023-11-10 11:16:35.137)
请问在不破坏镜面的情况下,是否存在合理的方法去除二氧化硅保护层呢?例如使用光纤抛光纸打磨是否可行
cdolbashian  (posted 2023-11-17 10:23:15.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry. I have contacted you directly regarding your need to remove the protective coating from these mirrors.
传韡 艾  (posted 2023-11-08 14:34:54.733)
镀银膜的直角反射棱镜,在不破坏镜面的基础上可以去除部分银膜吗?可以的话用什么方法可以去除呢?谢谢
cdolbashian  (posted 2023-11-16 02:50:12.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry. I have contacted you directly regarding your need to strip the mirror coating from your mirror.
Angel Mendez  (posted 2023-08-25 09:52:20.047)
Greetings! We are a team from the spectroscopy laboratory at the Escuela Politécnica Nacional and we are very interested in the right angle prisms offered by Thorlabs for surface plasmon resonance applications. However, we need specific information about the thickness of the gold coating on these prisms.
cdolbashian  (posted 2023-08-30 01:06:21.0)
Thank you for reaching out to us with this inquiry. Unfortunately, we cannot provide such information regarding the coating, as it is considered proprietary.
Chen Avinadav  (posted 2021-01-06 01:43:05.107)
Does the SiO2 overcoat provide protection against deposition of alkali atoms (Rb, Cs, ...) in UHV applications?
YLohia  (posted 2021-01-19 03:48:19.0)
Hello, unfortunately, we do not have information on whether the overcoat will prevent deposition of other materials. We would expect deposition to be governed by energy of the atoms in question, but we don't have any data on this and thus cannot provide more in-depth comments.
Xavier Attendu  (posted 2020-08-28 15:12:36.41)
I see in the comments, that others have requested smaller prism sizes. We are looking for a 1 mm right-angle prism mirror. Please let me know if this is still possible. Thanks in advance. Best regards, Xavier
YLohia  (posted 2020-08-31 10:30:50.0)
Hello Xavier, custom optics can be requested by emailing your local Thorlabs Tech Support team (in your case, europe@thorlabs.com). We will reach out to you directly to discuss the possibility of offering this.
user  (posted 2019-11-07 21:03:36.903)
Hi, would it be possible to offer smaller prisms as well? We would have uses for 0.2, 0.5 and 1 mm prisms.
nbayconich  (posted 2019-11-07 04:45:57.0)
Thank you for contacting Thorlabs. We have quoted prisms smaller than 3mm in the past. I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities.
lebouquj  (posted 2018-09-24 12:00:11.703)
Is the λ/10 @ 633 nm for surface flatness defined as max-to-min or rms ? And is it in surface or reflected beam (twice surface) ? Thanks, Jean-Baptiste
YLohia  (posted 2018-09-25 09:29:54.0)
Hello Jean-Baptiste, when specifying the surface flatness, we use peak-to-valley. Peak-to-valley for flatness speaks to the extremes of the measurements, and comes from using test plates for spot checking. In general, the peak-to-valley tends to be 3-5x greater than the rms, but this can depend case-to-case. For this spec, we are referring to the actual coated surface flatness, not the reflected wavefront error.
lebouquj  (posted 2018-06-07 15:41:12.367)
Hi, we would like to use the reflective surface very close to one of the 45edges. Ideally <100um. Does the coating extend that close to the edge ? The so-called "Knife-Edge prism" are not usable in our case because the coating is on the 'wrong' surfaces. Thanks, Jean-Baptiste
YLohia  (posted 2018-06-13 03:48:30.0)
Hello, Jean-Baptiste, thank you for contacting Thorlabs. No, this coating does not extend all the way to the edge. The clear aperture is specified to be 70% of the length and the width of the mirror. The coating towards the edges is not expected to perform well.
zuomin.zhao  (posted 2017-08-10 10:30:36.757)
Hi, We ordered a UV fused silica right-angle prism (15 mm)from Thorlabs. Could you please directly vacuum evaporate a aluminum film (~200 micron thickness)on the Hypotenuse of the prism without any glue? The aluminun film should be a mirror without pores. Please tell me how the cost if you can do it for us, thank you r very much.
tfrisch  (posted 2017-08-16 05:37:12.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. Our metallic coatings are not glued, they are evaporated coatings. I will reach out to you directly about your application, but MRA15-G01 seems similar to what you are describing.
nicolas  (posted 2017-02-14 17:40:09.093)
What is the thickness of - the silver mirror? - the SiO2 protective layer? Thanks.
tfrisch  (posted 2017-02-16 02:54:48.0)
Hello, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, the thicknesses of our coating layers are proprietary. I will reach out to you directly about your application.
th6187  (posted 2014-05-21 10:33:29.11)
Dear Thorlabs team, you sell uncoated prism down to a size of L = 3 mm (e.g. PS605), but the smallest coated ones have L = 5 mm (e.g. MRA05-P01). Is it possible to get a 3 mm right-angle prism mirror (preferably with protected silver coating)? If yes, what would the costs and lead time be? And could you tell me the approximate damage threshold of a protected silver coating for a 532 nm CW laser? Thank you! SR
besembeson  (posted 2014-05-21 05:00:28.0)
A response from Bweh Esembeson at Thorlabs USA: Thanks for contacting Thorlabs. We can provide this to you as a custom item. I will follow-up with you by email for a quotation. Regarding the damage threshold for the protected silver, this can be found at the following link under the “Specs” tab, http://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=905&pn=MRA05-P01#3360.
mt_Reilly  (posted 2013-09-22 05:04:40.967)
I have a question about silver vs. Gold coatings for front surface reflectors. Silver oxidizes far more readily that the somewhat chemically inert gold. Silver is a slightly better reflector though. Do you coat the silver to protect it from oxidation? Also, how well does the gold adhere to the substrate? I understand that there are concerns on this front too. Thanks for your time. Mike
jlow  (posted 2013-09-24 12:51:00.0)
Response from Jeremy at Thorlabs: There's a SiO2 protective layer on the silver mirror. Both the gold and silver mirrors have adhesion layer to help it adhere to the substrates.
bdada  (posted 2011-11-07 17:31:00.0)
Response from Buki at Thorlabs: Thank you for your interest in our prism mirrors. We can provide custom sizes. We have contacted you for more information so we can generate a quote.
Martin. Vogel  (posted 2011-11-04 21:28:29.0)
Would it be possible to get these prisms 30 mm in height?
bdada  (posted 2011-09-29 12:52:00.0)
Response from Buki at Thorlabs: The damage threshold for the dielectric coating is 2kW/cm^2 at 532nm for CW light. The damage threshold for the UV enhanced aluminum coating is 50W/cm^2 at 1064 nm and 2000kW/cm2 for the gold coating. Although the damage threshold for the coatings is not always tested at 532nm, you can use the information above as a point of reference. Please contact TechSupport@thorlabs.com if you have further questions.
cristina.martinez-g  (posted 2011-09-27 12:46:30.0)
Hello, I would need to know the damage threshold for your right angle prism mirrors for a continuous wave at 532nnm. Thank you very much cristina
jjurado  (posted 2011-07-22 17:20:00.0)
Response from Javier at Thorlabs to max.stumpf: Thank you for submitting your request. We can certainly offer our right angle prisms coated with the E04 (1280-1600nm) broadband dielectric coating. The price will depend on the quantity required. I will contact you directly to start the quotation process.
max.stumpf  (posted 2011-07-22 06:29:35.0)
Hi, I just wonder, whether Thorlabs could also offer these prisms with an EO4 coating (HR at 1550)? Can you comment on price and lead time for such a customization?
jjurado  (posted 2011-06-27 16:10:00.0)
Response from Javier at Thorlabs to dvsunm: Thank you very much for contacting us. I will send you theoretical reflectivity plots for our protected metal coatings shortly. Regarding the thickness of the coating, the typical value for this specification is 0.1 to 0.13 um.
dvsunm  (posted 2011-06-24 18:59:04.0)
Hi, Im interested in response of these mirrors beyond 20 um. Do you by any chance have reflectivity measurement beyond 20um and can you please specify what is the thickness of a metal coating? Thank you Customer Email: dvsunm@gmail.com This customer would like to be contacted.
Tyler  (posted 2008-06-04 11:06:00.0)
A response from Tyler at Thorlabs to Julia: Thank you for pointing out the typo mistakes in the part numbers listed in the "Specs" tab. They have been corrected.
j.staehler1  (posted 2008-06-04 10:21:13.0)
Hi, I just wanted to let you know that the product numbers for the metal coated prism mirrors of the overview page and the "specs" page do not coincide. Cheers Julia
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直角プリズムミラー、UV域強化アルミコーティング付き(250 nm~450 nm)

  • Lの寸法は8種類: 3.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、12.5 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 mm、50.0 mm(詳細は上図を参照)
  • 平均反射率: >90% (250~450 nm)

UV域強化アルミコーティング付き直角プリズムミラーは、250~450 nmの光を面法線方向に対して45°で入射する使用に適しています。このコーティングは、S偏光、P偏光ともに高い反射率をもたらします。このミラーの一般的な性能についての詳細は「グラフ」タブをご参照ください。各プリズムミラーの仕様についての詳細は「仕様」タブをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
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MRA03-F01Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 3.0 mm
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MRA05-F01Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 5.0 mm
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MRA10-F01Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 10.0 mm
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MRA12-F01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 12.5 mm
¥10,946
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MRA15-F01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 15.0 mm
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MRA20-F01Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 20.0 mm
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MRA25-F01Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 25.0 mm
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MRA50-F01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, UV Enhanced Aluminum, L = 50.0 mm
¥32,785
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直角プリズムミラー、保護膜付きアルミコーティング(450 nm~20 µm)

  • Lの寸法は8種類:3.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、12.5 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 mm、50.0 mm(詳細は上図を参照)
  • 平均反射率: >90%(450 nm~2 µm)、>95%(2~20 µm)

保護膜付きアルミコーティング付き直角プリズムミラーは、450 nm~20 µmの光を面法線方向に対して45°で入射する使用に適しています。このコーティングは、S偏光、P偏光ともに高い反射率をもたらします。アルミニウムコーティングには、SiO2の保護膜が付いています。また、保護膜付き銀コーティングよりも湿度の高い環境での変色の可能性は低くなります。このミラーの一般的な性能についての詳細は「グラフ」タブをご参照ください。各プリズムミラーの仕様についての詳細は「仕様」タブをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
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MRA03-G01Right-Angle Prism Mirror, Protected Aluminum, L = 3.0 mm
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MRA05-G01Right-Angle Prism Mirror, Protected Aluminum, L = 5.0 mm
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MRA15-G01 Support Documentation
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¥11,474
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MRA20-G01Right-Angle Prism Mirror, Protected Aluminum, L = 20.0 mm
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MRA25-G01Right-Angle Prism Mirror, Protected Aluminum, L = 25.0 mm
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MRA50-G01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Aluminum, L = 50.0 mm
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直角プリズムミラー、保護膜付き銀コーティング(450 nm~20 µm)

  • Lの寸法は8種類:3.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、12.5 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 mm、50.0 mm(詳細は上図を参照)
  • 平均反射率:> 97%(450 nm~2 µm)、> 95%(2~20 µm)

保護膜付き銀コーティング付き直角プリズムミラーは、450 nm~20 µmの光を面法線方向に対して45°で入射する使用に適しています。このコーティングは、S偏光、P偏光ともに高い反射率をもたらします。このミラーの一般的な性能についての詳細は「グラフ」タブをご参照ください。各プリズムミラーの仕様についての詳細は「仕様」タブをご参照ください。

この銀コーティングにはSiO2の保護膜が付いています。この保護膜は銀を変色から守りますが、湿度が高い環境でのご使用は避けていただくようお願いいたします。450 nm~20 µmの範囲にわたる高い反射率のため、このミラーはフェムト秒パルスレーザとのご使用に適しています。

取扱いについて
銀コーティング付きミラーは、環境や不適切な取り扱いによって損傷しやすいため、特にご注意いただく必要があります。指紋の付着、研磨性のある面との接触、高湿/高温の環境などにより、保護膜の効果が損なわれ、銀コーティングの酸化や劣化が起きやすくなります。 銀ミラーを取り扱う際は、通常の光学素子の取扱い方法に従ってください。 光学素子の表面に指の油分などが付着するのを防ぐために、Latex製手袋などの着用をお勧めします。こうした対策を講じたうえで、ミラー面やエッジには触れないようにご注意ください。銀ミラーは、室温で、できるだけ湿度の低い場所で使用/保管を行ってください。ミラーなどの光学素子のクリーニング法については、「光学素子の取扱いについてのチュートリアル」をご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
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MRA03-P01Right-Angle Prism Mirror, Protected Silver, L = 3.0 mm
¥7,486
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¥9,865
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MRA15-P01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Silver, L = 15.0 mm
¥11,474
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MRA20-P01Right-Angle Prism Mirror, Protected Silver, L = 20.0 mm
¥12,329
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MRA25-P01 Support Documentation
MRA25-P01Right-Angle Prism Mirror, Protected Silver, L = 25.0 mm
¥13,181
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MRA50-P01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Silver, L = 50.0 mm
¥31,884
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直角プリズムミラー、保護膜付き金コーティング(800 nm~20 µm)

  • Lの寸法は8種類: 3.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、12.5 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 mm、50.0 mm(詳細は上図を参照)
  • 平均反射率: >96% (800 nm~20 µm)

保護膜付き金コーティング付き直角プリズムミラーは、800 nm~20 µmの光を面法線方向に対して45°で入射する使用に適しています。このコーティングは、S偏光、P偏光ともに高い反射率をもたらします。 この金コーティングにはSiO2の保護膜が付いています。このミラーの一般的な性能についての詳細は「グラフ」タブをご参照ください。各プリズムミラーの仕様についての詳細は「仕様」タブをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
MRA03-M01 Support Documentation
MRA03-M01Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 3.0 mm
¥7,486
7-10 Days
MRA05-M01 Support Documentation
MRA05-M01Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 5.0 mm
¥8,667
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MRA10-M01 Support Documentation
MRA10-M01Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 10.0 mm
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MRA12-M01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 12.5 mm
¥10,946
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MRA15-M01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 15.0 mm
¥11,474
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MRA20-M01Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 20.0 mm
¥13,182
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MRA25-M01Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 25.0 mm
¥13,914
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MRA50-M01Customer Inspired! Right-Angle Prism Mirror, Protected Gold, L = 50.0 mm
¥32,785
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直角プリズムミラー、中赤外(MIR)域強化金コーティング付き(2 µm~20 μm)

  • Lの寸法は8種類: 3.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、12.5 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 mm、50.0 mm(詳細は上図を参照)
  • 平均反射率: > 98% (2 µm~20 μm)
  • 絶対反射率: > 95% (2 µm~20 µm)

中赤外(MIR)域強化金コーティング付き直角プリズムミラーは、2 µm~20 µmの光を面法線方向に対して45°で入射する使用に適しています。このコーティングは、S偏光、P偏光ともに高い反射率をもたらします。金コーティングはMIL-C-48497A準拠の保護膜付きです。この保護膜により保護膜無しの金ミラーよりも中赤外(MIR)域における性能が優れており、また物理的損傷に対する耐性もあります。こちらのミラーの典型的な性能について詳細は「グラフ」タブをご覧ください。各直角プリズムミラーの仕様の詳細については「仕様」タブをご参照ください。

+1 数量 資料 型番 - ユニバーサル規格 定価(税抜) 出荷予定日
MRA03-M02 Support Documentation
MRA03-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 3.0 mm
¥9,165
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MRA05-M02 Support Documentation
MRA05-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 5.0 mm
¥10,611
7-10 Days
MRA10-M02 Support Documentation
MRA10-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 10.0 mm
¥12,753
7-10 Days
MRA12-M02 Support Documentation
MRA12-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 12.5 mm
¥13,403
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MRA15-M02 Support Documentation
MRA15-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 15.0 mm
¥14,049
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MRA20-M02 Support Documentation
MRA20-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 20.0 mm
¥16,139
7-10 Days
MRA25-M02 Support Documentation
MRA25-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 25.0 mm
¥17,036
7-10 Days
MRA50-M02 Support Documentation
MRA50-M02Right-Angle Prism Mirror, MIR-Enhanced Gold, L = 50.0 mm
¥40,142
7-10 Days