Products HomeUV溶融石英(UVFS)Engineered Diffusers®(トップハット型ビーム出力拡散板)
- Circular Scatter Shape
- Transmission Spectrum: 193 nm - 2.0 µm
- Transmission: 90%
- Ideal for High-Power Applications
EDG5C20
Ø1/2" Unmounted UV Fused Silica Engineered Diffuser®, 20° Circle Pattern
EDG5C20M
Ø1/2" Mounted UV Fused Silica Engineered Diffuser, 20° Circle Pattern
Application Idea
An EDG5C20 Engineered Diffuser is mounted in the light path of a S1FC635 Laser. The circular scatter pattern is visible on a post-mounted EDU-VS1 Viewing Screen.
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| Diffuser Selection Guide | |||
|---|---|---|---|
| Ground Glass Diffusers | |||
| Standard Diffusers | N-BK7 Substrate | Unmounted, Uncoated | 350 nm - 2.0 μm |
| Unmounted, AR Coated | 350 nm - 700 nm 650 nm - 1050 nm | ||
| Mounted, Uncoated | 350 nm - 2.0 µm | ||
| UVFS Substrate | Unmounted, Uncoated | 185 nm - 2.0 µm | |
| Diffuse Reflectors | N-BK7 Substrate | Unmounted, UV-Enhanced Aluminum Coated | 250 nm - 450 nm |
| Unmounted, Protected Silver Coated | 450 nm - 20 µm | ||
| Unmounted, Protected Gold Coated | 800 nm - 20 µm | ||
| Alignment Disks | |||
| Engineered Diffusers | |||
| Glass Diffusers | UVFS Substrate | Unmounted and Mounted, Uncoated | 193 nm to 2.0 µm |
| Polymer Diffusers | ZEONOR Substrate | Unmounted and Mounted, Uncoated | 380 nm to 1.1 µm |
| Diffuser Kits | |||
特長
- 円形散乱パターンを有するØ12.7 mm(Ø1/2インチ)拡散板
- トップハット型(矩形)の均一強度プロファイルで出力
- 基板：UV溶融石英(UVFS)
- 193 nm～2.0 µmで90%以上の透過率
- マウント無し、またはマウント付きでご用意
- ハイパワーの用途に対応
用途例
- 固体レーザのホットスポットとモード異常の緩和
- 半導体レーザの非対称な発散の緩和
- 皮膚科および美容レーザ用に平坦な視野を生成
当社では、入射ビームを均一化し、トップハット型の非ガウシアン強度分布を得られるUV溶融石英(UVFS)Engineered Diffusers®*をご用意しております。これらの拡散板は、発散角20°の円形分布パターンを有しますが、一般的な拡散板では、発散角や照明の空間分布、強度プロファイルをこのように高度なレベルで制御することはできません。
UV溶融石英製で、193 nm～2.0 μmで90%の透過率を有します。UV溶融石英は損傷閾値が高いため、この拡散板はハイパワーの用途や、パルスレーザ、ファイバーレーザ、固体レーザ、半導体レーザなどの光源にご使用いただけます。この拡散板は、Ø0.5 mm以上のレーザービームにご使用いただけるように設計されています。これよりビーム径が小さい場合には、拡散板に入射する前にビーム径を拡大してください。低パワーの用途向けには、コスト効率が高いポリマEngineered Diffusersをご用意しております。
当社のUV溶融石英製の拡散板は、マウント付きまたはマウント無しのタイプがございます。マウント付きのØ12.7 mm(Ø1/2インチ)拡散板は、刻印のあるSM05ネジ付きマウントに取り付けられています(ページ上部の写真参照)。マウントには刻印があるため素早く識別ができ、また指紋や汚れから拡散板を保護することができます。SM05ネジは、特に
当社のEngineered Diffusersの詳細、技術、製造については「テクノロジ」タブをご覧ください。
*Engineered Diffusers®は、VIAVI Solutions社の登録商標です。
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Engineered DiffuserのSEM像(拡大)
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Engineered DiffuserのSEM像
Engineered Diffusers®のテクノロジ
当社のEngineered Diffusersは、ビームプロファイルがしっかりと制御され、リソグラフィーシステムや、アウトドア照明、ディスプレイ、バックライト、ディスプレイ輝度の強化、プロジェクタースクリーンなどの幅広い用途で使用できます。
すりガラス、乳白ガラス、ホログラフィック素子などの均一拡散板は、開口全体に渡って連続して均一的な表面パターンが構成されており、照明部の形ならびに強度プロファイルに関しては限定的な制御しかできず、また、入射光の利用効率が大きくできません。また、ホログラフィック拡散板は、通常コヒーレント光を用いた単色用途に限られています。一方、Engineered Diffusersは、個々に異なった形状で形成されたマイクロレンズユニットによって構成されているので、広帯域に対応し、光分布ならびにビームプロファイルを制御することが可能です。
拡散板を形成する各マイクロレンズユニットは、その形状や位置について、個別に規定されてます。同時に、入射ビームの強度プロファイルに変化があっても安定して拡散し、そして可視域ならびに赤外域でも確実に使用できるように、マイクロレンズ分布は、所望のビームプロファイルを形成するための確率分布関数に従いランダム化されています。マイクロレンズの分布はまた、出射光のゼロオーダの輝点ならびに回折によるアーティファクトを取り除くように設計されます。このようにして、Engineered Diffusersは、ランダムかつ確定的な性質を持つことができるのです。
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マスタ製造過程の略図
製造
マイクロレンズアレイのマスタはVIAVI Solutions社が開発したレーザ書込みシステムによって製造されます。左図のように、この書込みシステムは、ラスタースキャンモードでpoint-by-pointに厚い層のフォトレジストを露光します。レーザービームの強度を走査中に変調すると、フォトレジストへの露光度も変化します。結果、上の2つのSEM像でみられるような深さのある表面が作り上げられました。
他の拡散板テクノロジとの比較
一般的に使われる拡散板には、プリズムガラスの集積バー、すりガラス、乳白ガラス、ホログラフィック拡散板、回折拡散板などがあります。プリズムガラスの集積バーは、時々高性能なシステムに使用されることがありますが、高価でスペースを占領してしまう大きさとなっております。すりガラスならびに乳白ガラスは、すべての方向において光を均等に散乱しますが、出力プロファイルを制御する性能は高くありません。また、このようなシンプルな拡散板における透過効率は一般的に低くなります。ホログラフィック拡散板は、これらの拡散板よりも優れた性能を持ちますが、ガウシアンと同様の強度プロファイルと円形または楕円形のパターンしか作ることができません。一般的なビーム形成の性能については、回折素子が入射ビームを任意の形に形成するのに優れています。しかし、狭い拡散角に限定され、波長には非常に敏感で、入射ビームと同一線上にあるゼロオーダの輝点を失くすことができません。対照的に、Engineered Diffusersは、高い透過効率に加え、拡散光の発散角、空間分布、ならびに強度プロファイルを制御することができるのです。
Engineered Diffusersの製品テクノロジーと性能の詳細はこちらのカタログをご覧ください。
| General Specifications | |
|---|---|
| Material | UV Fused Silicaa |
| Design Wavelengthb | 400 - 700 nm (Achromatic) |
| Transmission Spectrumb | 193 - 2000 nm |
| Transmission Efficiency | 90% |
| Diffuser Diameter | Ø12.7 mm (Ø1/2") |
| Diffuser Thickness | 1.0 mm (0.04") |
| Incident Beam Size | > 0.5 mm |
| Index of Refraction | 1.457 @ 633 nm |
| Divergence Anglec | 20.0° ± 10% FWHM |
下のグラフは、当社のUV溶融石英Engineered Diffusers®EDG5C20の理論的かつ実験的なビームプロファイルを示しています。理論データは拡散板に633nmのコリメート光を照射した際の、発散ビームプロファイルの中心を通る強度の近似値であり、0°を基準とした相対強度に正規化されています。透過強度の実験データは、後述する散乱計のセットアップを使用し、635 nmのコリメート光を使用して収集したもので、20個の独立した拡散板での測定値の平均であり、個々の測定値は0°の値に正規化されています。青く網掛けされた範囲は、拡散板の仕様の発散角を示し、0°での透過強度を基準とした相対強度のFWHMによって定義されています。
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UV溶融石英Engineered Diffusers EDG5C20の理論的および実験的ビームプロファイル
青く網掛けされた範囲は、仕様の発散角を示しています。
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UV溶融石英Engineered Diffusersからの散乱光を測定してビームプロファイルを特定するために、散乱計を構築しました。
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ビームプロファイルの動きを表す図
実験手順
UV溶融石英Engineered Diffusersからの635 nmのレーザ光の拡散パターンを測定するために散乱計を構築します。右端に実験セットアップの写真を掲載しています。使用するコンポーネント一覧は写真下のリンクからご覧いただけます。この実験セットアップではロックインアンプが使用されていますが、一覧には含まれておりませんのでご注意ください。ファイバーレーザS1FC635からの出力光をコリメータRC12FC-P01を使用してコリメートし、次に空間フィルターシステムKT311/Mを使用してクリーンで空間的に均一なガウシアンビームを生成しました。コリメートされたビームは、ロックインアンプに同期させた光チョッパMC2000Bで変調し、試験対象の拡散板に入射させました。拡散板は、アルミニウム製ブレッドボードMBR150/M上の回転プラットフォームQRP02/Mに取り付けられ、回転マウントHDR50/Mの中央開口部を介して光学テーブルに直接取り付けました。フォトダイオードSM05PD3Aを取り付けたレールXRN25DR3を回転マウントに接続することで、ディテクタは拡散板からの発散ビームプロファイルの中心を掃引することができます(右端の写真参照)。ディテクタは拡散板から約13.5 cmの距離に取り付けられ、出射角は発散板が光路内にないときの本来の光軸を基準に定義されます。ディテクタはロックインアンプに同期され、機器制御とデータ取得用のLabVIEWプログラムを使用してによって0.1°ごとに信号を収集しました。規格化された強度は出射角の関数としてグラフ化されます。
この実験の重要な点は、光チョッパとフォトダイオードディテクタと同期した空間フィルタとロックインアンプを使用することです。この構成では、拡散板からの低強度の散乱も検出できるため、ビームプロファイルを正確に測定できます。
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ズーム
ズーム
- SM05ネジ付きマウントに取り付けられたØ12.7 mm(Ø1/2インチ)Engineered Diffuser®
- トップハット型の強度プロファイル
- UV溶融石英(UVFS)基板
- 発散角20°の円形パターン
当社のUV溶融石英(UVFS)Engineered Diffuserは、マウント無しのタイプと同様の性能を有しますが、SM05内ネジおよび外ネジ付きのマウントに取り付けられており、マウントには型番等の情報が刻印されています。マウント付きの光学素子は、識別が容易であり、マウントにはめ込まれているため、マウント無しの光学素子よりも汚れから保護されるという利点があります。光学素子は、入射光が加工されている方の面から入射されるように設置する必要があります。光学素子がマウント内に設置されると、この面は固定リングの方を向きます。
UV溶融石英(UVFS)Engineered Diffusers®