Products Homeゼロオーダー、1/2波長光渦リターダ
- Radially and Azimuthally Polarize Light from a Linearly Polarized Source
- Available as Either an m = 1 or m = 2 Vortex Retarder
- Create "Donut Hole" Beam Profiles from Gaussian Beams
- Center Wavelengths Available from 532 nm to 1550 nm
WPV10-532
m = 2 Vortex Retarder, 532 nm
WPV10L-780
m = 1 Vortex Retarder, 780 nm
WPV10-1064
m = 2 Vortex Retarder, 1064 nm
Application Idea
The WPV10-633 Vortex
Retarder Mounted in an
ST1XY-D XY Translation Mount
Please Wait
Click to Enlarge
図2: 2光渦リターダWPV10-532によって生成されたドーナツ型ラゲールガウシアンビームの強度プロファイル。詳細は「LGモード＆アライメント」タブをご覧ください。
Click to Enlarge
図1: リターダには型番とアライメント用の線が刻まれています。
特長
- 真のゼロオーダ光渦1/2波長板
- ラジアル偏光およびアジマス偏光を制御
- m = 1またはm = 2の光渦リターダ(「比較」タブ参照)
- 中心波長は532 nm～1550 nmをご用意(「仕様」タブ参照)
- ビームサイズØ300 µm～21.5 mmに対応
- ±20°の大きい入射角
- カスタム仕様の光渦リターダもご提供可能
当社の液晶ポリマ(LCP)光渦リターダは、光のラジアル偏光およびアジマス偏光に作用する1/2波長リターダです。 光渦リターダのリターダンスは開口部全体で一定ですが、ファスト軸は光学素子面全体に渡り連続的に回転します。m = 1(型番がWPV10Lで始まる製品)またはm = 2(型番がWPV10で始まる製品)の次数のリターダをご用意しております。2つの違いは、リターダ開口部におけるファスト軸の角度分布です。この違いにより、直線偏光から異なる偏光パターンを生成します(詳細は「比較」のタブをご覧ください。
リターダはアルミニウム製の筐体に取り付けられています。筐体の縁には、ビームのアライメント時にプレートの中心が分かるように線が刻まれています。m = 1リターダには、さらに0°のファスト軸方向を示す3本の線が刻まれています(図1参照)。LCP光渦リターダは、厚さ1 mmのØ23 mm N-BK7ガラスプレート2枚と、それに挟まれた薄いLCPフィルムで構成されています。光配向技術によりLCP分子を配列し、光学素子の中心を回転軸として連続的に回転するファスト軸を作り出しています。この構造により、リターダは±20°の大きな入射角(AOI)にも対応できます。また、対応するビーム径は0.3 mm ～21.5 mmです。
光渦リターダは、標準的なTEM00のガウシアンビームを、いわゆる「ドーナツ型」のラゲールガウシアンモードに変換します(図2参照)。m = 1とm = 2のリターダのどちらもドーナツ穴の形状をしたビームを生成することができますが、偏光方向は異なります(詳細は「比較」のタブをご覧ください)。一般的にm = 1のリターダの方がm = 2よりも小さく、丸いドーナツ穴を生成します。光渦リターダは、設計波長近傍の単一波長でお使いください。設計波長との差が大きくなるほど、ビームプロファイルのドーナツ形状は崩れていきます。
ファスト軸は通常、ガラス基板の中心を回転中心としますが、固体ごとにØ1 mmの変動範囲があります。筐体に刻まれている線は、その中心位置の目安となっています。
両外側の表面にはARコーティングが施されており、仕様の波長における光学素子の透過率を向上させています。Ø25.4 mm(Ø1インチ)の薄い筐体にマウントされており、XY移動マウントをはじめとする当社の多くのØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学マウントに対応しています。
| Vortex Retarder General Specifications | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Item # | WPV10-532 WPV10L-532 | WPV10-633 WPV10L-633 | WPV10-705 WLP10L-705 | WPV10-780 WPV10L-780 | WPV10-830 WPV10L-830 | WPV10-980 WPV10L-980 | WPV10-1064 WPV10L-1064 | WPV10-1310 WPV10L-1310 | WPV10-1550 WPV10L-1550 | ||
| Design Wavelength | 532 nm | 633 nm | 705 nm | 780 nm | 830 nm | 980 nm | 1064 nm | 1310 nm | 1550 nm | ||
| Transmission at Design Wavelengtha | ≥ 97% | ≥ 97% | ≥ 97% | ≥ 97% | ≥ 97% | ≥ 97% | ≥ 96% | ≥ 96% | ≥ 96% | ||
| AR Coating Range | 350 - 700 nm | 650 - 1050 nm | 1050 - 1700 nm | ||||||||
| Average Reflectance (per Surface)b | < 0.5% | ||||||||||
| Angle of Incidencec | ±20° | ||||||||||
| Material | Liquid Crystal Polymer Between N-BK7 Glass Plates | ||||||||||
| Retardance | λ/2 | ||||||||||
| Outer Diameter | 25.4 ± 0.2 mm (1.00" ± 0.008") | ||||||||||
| Clear Aperture | Ø21.5 mm (Ø0.85") | ||||||||||
| Housing Thickness | 3.4 mm (0.13") | ||||||||||
| Surface Quality | 60-40 Scratch-Dig | ||||||||||
| Operating Temperature Range | -20 to 60 °C | ||||||||||
| Temperature Stability | < 0.08 nm/°C over the Operating Temperature Range | ||||||||||
| Beam Deviation | < 20 arcmin | ||||||||||
| Vortex Retarder Order | |||
|---|---|---|---|
| Item # | Order | Item # | Order |
| WPV10L-532 | m = 1 | WPV10-532 | m = 2 |
| WPV10L-633 | WPV10-633 | ||
| WPV10L-705 | WPV10-705 | ||
| WPV10L-780 | WPV10-780 | ||
| WPV10L-830 | WPV10-830 | ||
| WPV10L-980 | WPV10-980 | ||
| WPV10L-1064 | WPV10-1064 | ||
| WPV10L-1310 | WPV10-1310 | ||
| WPV10L-1550 | WPV10-1550 | ||
下のグラフは当社の光渦リターダの典型的な性能例を示しています。実際の性能は、「仕様」タブ内に記載されている仕様の範囲内でロットごとに異なります。
Click to Enlarge
光渦リターダWPV10L-532、WPV10L-633、WPV10-405、WPV10-532、WPV10-633の透過率曲線。 生データはこちらからご覧いただけます。
Click to Enlarge
光渦リターダWPV10L-705、WPV10L-780、WPV10L-830、WPV10L-980、WPV10-705、WPV10-780、WPV10-830、WPV10-980の透過率曲線。 生データはこちらからご覧いただけます。
Click to Enlarge
光渦リターダWPV10L-1064、WPV10L-1310、WPV10L-1550、WPV10-1064、WPV10-1310、WPV10-1550の透過率曲線。 生データはこちらからご覧いただけます。
m = 1 光渦リターダ
Click to Enlarge
m = 1光渦リターダWPV10L-633によって生成されたドーナツ型ラゲールガウシアン(LG)レーザーモードの強度プロファイル
m = 2 光渦リターダ
Click to Enlarge
上のプロット図は当社のm = 2光渦リターダの表面のファスト軸の方向を示しています。
Click to Enlarge
m = 2光渦リターダWPV10-633によって生成されたドーナツ型ラゲールガウシアン(LG)レーザーモードの強度プロファイル
| Vortex Retarder Comparison | |||
|---|---|---|---|
| Item Prefix | WPV10L | WPV10 | |
| Order | m = 1 | m = 2 | |
| Generates Donut Beam | Yes | Yes | |
| Relative Donut Hole Shape (Click for Graph) | Smaller and More Circular | Larger and More Elliptical | |
| Input Polarization Dependent | Yes | No | |
| Output Light Polarization Pattern | m = 2 Vortex Pattern | m = 4 Vortex Pattern | |
光渦リターダの次数
当社ではm = 1ならびにm = 2の光渦波長板をご用意しております。mは次数として知られ、下記の式に使用されています。
ここで、θは波長板のアジマス角(φ)におけるファスト軸の方向、δはφ = 0のときのファスト軸の方向です。このように、次数が異なる波長板はデバイス中心まわりでのファスト軸の角度分布が異なることになります。図1ならびに図2は、それぞれm = 1とm = 2のリターダのファスト軸のパターンを表しています。
Click to Enlarge
図2: 上の図はm=2光渦リターダの面内のファスト軸方向(矢印)を示しています。
Click to Enlarge
図1: 上の図はm=1光渦リターダの面内のファスト軸方向(矢印)を示しています。
右表では、m = 1とm = 2のリターダの主な違いを記載しています。また各リターダが生成したドーナツ型のビームのグラフもご覧いただけます。強度プロファイルはどちらも同じ633 nmレーザ光源から形成されています。m = 1リターダが形成した中心の穴(約Ø0.25 mm)はm = 2が形成した穴(約Ø0.4 mm)よりもやや小さく、またm = 1の穴の方がより円形に近くなっています。
その他の顕著な違いとしては、m = 2光渦リターダは偏光に依存しないデバイスであることがあげられます。ファスト軸の角度分布により、入射光の偏光方向に関わらず同様な偏光分布が得られます。一方、m = 1リターダは偏光に依存します。光の偏光軸に対しリターダの方向を変えることにより、異なる偏光方向を生成することができます(図3参照)。
図3: 上のAとBは、m = 1光渦リターダに直線偏光を入射した場合の出射光の偏光方向を示しています。入射光の偏光は同じですが、ファスト軸の角度が異なるため、出射光では異なる偏光が生成されています。Cは、m = 2リターダには偏光依存性が無いことを示しています。
Click to Enlarge
ドーナツ型ラゲールガウシアン(LG)ビームの強度プロファイル
ドーナツ型ラゲールガウシアンレーザーモードの生成
当社では、532 nm～1550 nmの設計波長範囲に対応する光渦リターダを数種類ご用意しております(詳細は「仕様」タブをご覧ください)。ドーナツ型ラゲールガウシアン(LG)レーザーモードを生成するには、リターダの設計波長とレーザ光源の波長とを一致させます。生成したレーザービームの強度分布を測定する際にCMOSビームプロファイラ*がご使用可能です。当社のm = 1、m = 2のリターダはどちらもドーナツ型のレーザーモードを生成できます。
右の図は、ビーム中心にアライメントされたm = 2の光渦リターダWPV10-532によって生成したドーナツ型レーザーモードです。この例では、ビーム径Ø0.684 mmの532 nmレーザを使用しています。このカラープロット図はCCDビームプロファイラBC106N-VIS/M(旧製品)を使用して取得しました。
下記の一連の図は、リターダのレーザービームへのアライメント状態を示しています。 ファスト軸は通常、ガラス基板の中心を回転軸としますが、固体ごとにØ1 mmの範囲でバラつきます。 筐体に刻印されている線は、中心位置の目安となっています。 リターダをビームの直径上で移動させて、CCDプロファイラを用いてビームの形状を測定しました。
*スリット走査型ビームプロファイラは、疑似ガウシアンビームプロファイルを前提条件としてビーム形状を算出するため、ドーナツ型ビームのプロファイル測定にはお使いいただけません。
Click to Enlarge
図1： ポリマ光渦リターダの製造ならびにテスト。
当社では、動作波長範囲405～1550 nm、Ø25.4 mm(Ø1インチ)の筐体にマウント済みのポリマ光渦リターダを豊富に取り揃えております。OEM製品やカスタム仕様の光渦リターダもご要望に応じてご提供可能です。波長、コーティング、筐体、サイズなど、多様なカスタマイズが可能です。
カスタム製品の場合、お客様から詳細をうかがい、仕様や特性を設計します。当社では、設計と実現性の両方を考慮することで、カスタム製品を高い水準の品質を保ちながらタイムリーに製造できるようにしております。カスタムの光渦リターダのご注文方法の詳細は当社までお問い合わせください。
フォトアライメント材料のコーティングおよびファスト軸アライメント
光渦リターダには、ネマティック液晶と類似した液晶ポリマが使用されていますが、このポリマ分子は規則的に配列している必要があります。それを実現するため、基板にフォトアライメント材料を塗布して配向膜を形成し、偏光したレーザ光を照射します。フォトアライメント材料は、スピンコートにより20～30nm程度の厚さでガラス基板に塗布されます(図2参照)。コーティングされたガラス基板は、アライメントのためフォトアライメントシステム内に設置され、120 RPMで回転しながら直線偏光のライン光(幅＜3 µm、長さ＞25.4 mm)が照射されます。これにより、コーティング内の分子は、入射光の偏向軸にアライメントされます。基板の回転中心は、軸心のずれを最小限に抑えるためにライン光上に設定されます。
光渦リターダ以外にも、豊富な種類の標準品またはカスタム仕様のリターダおよび波長板をご用意しております。
リターダンスのカスタマイズ
光渦リターダのリターダンスは、液晶ポリマの層の厚さによって決まります。この層はスピンコート技術を用いてアライメント材料の表面に塗布され、層の厚さは精密に制御されます。当社の標準品の光渦リターダは、ほとんどの一般的な波長に対応しています。488～1550 nmの範囲ではカスタマイズ波長も特注で承っております。
カスタムサイズならびに取付オプション
マウント済みのØ25.4 mm(Ø1インチ)光渦リターダを標準品としてご用意しております。カスタム仕様の光渦リターダは、Ø5 mm(Ø0.2インチ)～Ø50.8 mm(Ø2インチ)のサイズに対応可能で、マウント付きまたはマウント無しからお選びいただけます。
試験
光渦リターダは、複屈折性、均一性ならびにファスト軸の角度について試験されます。イメージング偏光計を用いて波長板表面の2次元の複屈折分布を測定します。図3、4、5は、ポリマ波長板の試験装置です。
Click for Details
図2： スピンコート装置に取り付けられ、フォトアライメント材料が塗布される準備のできたガラス基板。
Click for Details
図3：光渦リターダのリターダンスならびにアライメントの均一性を確認する試験装置。
Click to Enlarge
図4：光渦リターダのアライメントならびに均一性を確認する第2の試験装置。
Click to Enlarge
図5： 試験装置内の光渦リターダを拡大した様子。
| Custom Capability | Custom Specification |
|---|---|
| Patterned Retarder Size | Ø100 µm to Ø2" |
| Patterned Retarder Shape | Any |
| Microretarder Size | ≥ Ø30 µm |
| Microretarder Shape | Round or Square |
| Retardance Range @ 632.8 nm | 50 to 550 nm |
| Substrate | N-BK7, UV Fused Silia, or Other Glass |
| Substrate Size | Ø5 mm to Ø2" |
| AR Coating | -A: 350 - 700 nm -B: 650 - 1050 nm -C: 1050 - 1700 nm |
Click to Enlarge
図1: ランダム分布のパターンリターダ
特長
- カスタム仕様のマイクロリターダを構築
- サイズ、形状、ならびに基板材料のカスタマイズが可能
- リターダンス範囲: 50～550 nm
- ファスト軸分解能: ＜1°
- リターダンス変動：30 nm未満
用途
- 3次元ディスプレイ
- 偏光イメージング
- 回折用途：偏光回折格子、偏光分析法、ビームステアリング
当社ではパターンサイズØ100 µm～Ø50.8 mm(Ø2インチ)、基板サイズØ5 mm～ Ø50.8 mm(Ø2インチ)でカスタム仕様のパターンリターダをご提供可能です。 カスタム仕様のリターダは、隣り合うファスト軸がそれぞれ異なる角度を持つマイクロリターダのアレイによって構成されます。 マイクロリターダのサイズ(最小は30 µm)や形状(円、正方形、多角形など)もカスタマイズ可能です。 当社では、1つ1つのマイクロリターダのサイズや形状をコントロールできるため、ほとんどの実験・デバイスニーズに合った様々なパターンリターダを構築することができます。
パターンリターダは、液晶ならびに液晶ポリマから作られます。 フォトアライメントの技術を用い、各マイクロリターダのファスト軸を＜1°の分解能でどの角度にも設定可能です。 図1～3では当社のパターンリターダの例をご紹介しています。 図はイメージング偏光計で得られたパターンリターダの測定結果を表しており、個々のマイクロリターダのファスト軸方向が隣り合っていても別々に制御可能であることを示しています。
当社のパターンリターダの製造工程はすべて社内で行われています。 工程は、基板を準備することから始まります。典型的な基板はN-BK7またはUV溶融石英(UVFS)です(ほかのガラス基板でも対応可能なものがあります)。 基板をフォトアライメント材料の層でコーティングし、当社のパターンリターダーシステムに設置後、ファスト軸を設定するために直線偏光で露光します。 露光箇所は、ご希望のマイクロリターダのサイズによって決まります。ファスト軸は＜1°分解能で0°～180°の角度に設定可能です。 設定後、液晶ポリマでデバイスをコーティングすることによって液晶セルを構築し、UV光で硬化します。
当社の LCPデポラライザ はこのパターンリターダの1例です。原則的に真にランダム化されたパターンは入射偏光を空間的にスクランブルするのでデポラライザとして使用可能です。しかし、このようなパターン素子は回折が大きくなります。当社のデポラライザは、ファスト軸の角度が線形的に増加しており、回折を大きくすることなく、0.5 mm径以上のサイズの広帯域ならびに単色ビームの両方をデポラライズする設計がなされています。詳細については当社の LCPデポラライザの製品ページをご覧ください。
ご希望のパターンリターダの図、またはファスト軸分布のエクセルファイルをご提供いただければ、ほとんどのパターンリターダが構築可能です。パターンリターダの作製については当社までお問い合わせください。
Click to Enlarge
図2: スパイラル分布のパターンリターダ
Click to Enlarge
図3: 複雑な分布のパターンリターダ
| Damage Threshold Specifications | ||
|---|---|---|
| Item # Suffix | Laser Type | Damage Threshold |
| -532 to 633 | CW | 5 W/cm (810 nm, Ø0.004 mm)a |
| Pulsed (ns) | 1.8 J/cm2 (532 nm, 8 ns, 10 Hz, Ø0.200 mm) | |
| Pulsed (fs) | 0.041 J/cm2 (532 nm, 100 Hz, 76 fs, Ø162 µm) | |
| -705 to 980 | CW | 5 W/cm (810 nm, Ø0.004 mm)a |
| Pulsed (ns) | 8 J/cm2 (810 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.08 mm) | |
| Pulsed (fs) | 0.041 J/cm2 (800 nm, 100 Hz, 36.4 fs, Ø189 µm) | |
| -1064 to 1550 | CW | 5 W/cm (1542 nm, Ø0.161 mm) |
| Pulsed (ns) | 10 J/cm2 (1550 nm, 7.8 ns, 10 Hz, Ø0.191 mm) | |
| Pulsed (fs) | 0.11 J/cm2 (1550 nm, 100 Hz, 70 fs, Ø145 µm) | |
当社の液晶ポリマ(LCP)光渦リターダの損傷閾値データ
右の仕様は当社のLCP光渦リターダの測定値です。損傷閾値の仕様は、同一のARコーティングを有するすべての光渦リターダで同じです。
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。
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。
| Example Test Data | |||
|---|---|---|---|
| Fluence | # of Tested Locations | Locations with Damage | Locations Without Damage |
| 1.50 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 1.75 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.00 J/cm2 | 10 | 0 | 10 |
| 2.25 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 3.00 J/cm2 | 10 | 1 | 9 |
| 5.00 J/cm2 | 10 | 9 | 1 |
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。
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。
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。
- レーザの波長
- ビーム径(1/e2)
- 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)
- 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)。
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 Duration | t < 10-9 s | 10-9 < t < 10-7 s | 10-7 < t < 10-4 s | t > 10-4 s |
|---|---|---|---|---|
| Damage Mechanism | Avalanche Ionization | Dielectric Breakdown | Dielectric Breakdown or Thermal | Thermal |
| Relevant Damage Specification | No Comparison (See Above) | Pulsed | Pulsed and CW | CW |
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。
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。
- レーザの波長
- 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)
- レーザのパルス幅
- パルスの繰返周波数(prf)
- 実際に使用するビーム径(1/e2 )
- 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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
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。
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: | |
user
(posted 2023-11-19 14:28:35.67) Dear Thorlabs team,
I am a little bit confused by the description given in the comparison tab. There it is stated that the vortex half wave retarder with m=1 generates a vortex pattern with m=2. Are you referring there to an LG-mode with topological charge 2?
According to the equation and m=1, this would refer to a q-plate with q=1/2, which, if I am not mistaken, leads to a beam of charge equals to m = 2*q = 2 * 1/2 = 1. Now I am a bit confused as your description says, that a m=1 order generates a m=2 vortex pattern.
So in the case I am using a lin. polarized Gaussian beam together with a m=1 vortex half-wave retarder, do I get a m=2 vortex beam?
Thank you in advance! Tom Brain
(posted 2023-10-23 09:47:34.857) Hi, I'd like to post a correction to the information contained in the product overview. It states: "Vortex retarders generate nondiffracting, or Bessel, beams". While Bessel functions can be made to produce this intensity distribution using specific parameters, it's an awkward label, and is much better described by Laguerre-Gaussian functions. It would possibly be best to edit this to avoid uncertainty for customers. cdolbashian
(posted 2023-11-08 12:17:19.0) Thank you for reaching out to us with this helpful insight! We will update the expression on the website accordingly. Valeriia Ahlborn
(posted 2022-08-16 14:53:16.263) Hello,
is it correct, that when going to a q-plate with a right circularly polarized (RCP) Gaussian beam, the outgoing beam is left circularly polarized (LCP) Laguerre-Gaussian beam with topological charge l = -1 and the opposite sign of topological charge l = 1, when the incoming beam is LCP? in other words if the LG beam is LCP after the q-plate it's topological charge is defined as l = -1. Does it depend on the orientation of the q-plate?
Thanks in advance for your answer.
Sincerely yours,
Valeriia Ahlborn cdolbashian
(posted 2022-09-07 02:57:22.0) Thank you for contacting Thorlabs. In principle, a WPV is a half-wave plate but with a specific azimuth pattern. It should turn a left circularly polarized input beam into a right circularly polarized beam, and vice-versa. They are independent of the orientation of the vortex half-wave plate. For the relationship between LCP/RCP and their corresponding output states, one can refer to the description in Lorenzo Marrucci's paper (cf. J Opt 13, 064001 (2011) Fig. 2). jeongsoo kim
(posted 2022-05-26 23:51:37.547) May I know the retardation information of the product(WPV10L-532)? cdolbashian
(posted 2022-05-27 12:21:37.0) Thank you for reaching out to us with this inquiry. The retardation for this product is λ/2 at 532nm. This information can be found under the "Specs" tab above. user
(posted 2021-11-15 02:13:38.073) I am curious about the name that has been given for this product like "zero-order vortex " even for m=1 or m=2. What does this order signify for this name? Can you please explain this? YLohia
(posted 2021-11-23 02:04:35.0) Thank you for contacting Thorlabs. The retardance produced by a half-wave plate is (n+1/2)*wavelength. "Zero-order" refers to n=0. The difference between the two m orders is the fast axis distribution over the clear aperture of the retarder, where m is the order in the equation shown under "Comparison" tab. Mostafa Youssef
(posted 2021-09-17 11:23:52.643) I want to know if this plate convert a gaussian beam to OAM +\- 1 and radial and azimuthal beams? YLohia
(posted 2021-09-20 10:19:32.0) Thank you for contacting Thorlabs. Yes, the WPV10L-1550 can convert a gaussian beam to OAM +/-1 beams. For radial and azimuthal polarization information, please refer to the information listed in the "Comparison" tab. user
(posted 2021-08-06 09:43:20.057) Do your vortex plates behave like the q-plates described by Delaney (DELANEY, Sam, SÁNCHEZ-LÓPEZ, María M., MORENO, Ignacio, et al. Arithmetic with q-plates. Applied optics, 2017, vol. 56, no 3, p. 596-600)? Is Delaney's equation 1 valid for your vortex plates? Is it possible to add/substract your vortex plates the way it is shown at Delaney's section 3.2-3.3? Thank you for the help. YLohia
(posted 2021-08-27 02:03:12.0) Thank you for contacting Thorlabs. "The q-plate consists of a linear phase plate retarder with a retardance of π radians where the principal axis of the retarder follows q times the azimuthal angle θ" The description of q-plates in Delaney's paper is correct for describing our vortex plates. Theoretically, the equations you mentioned should be applicable. David M
(posted 2021-06-28 07:12:34.853) Hi. I am curious to know how is the central part of the beam after the vortex retarder, when it is illuminated with a linearly polarized Gaussian beam. I mean, how is the polarization and the intensity of the ligh at the center? Thanks. YLohia
(posted 2021-07-01 10:30:35.0) Hello, the central part of the beam can be referred to as a "singularity point". Our vortex retarders create a donut hole beam profile from a Gaussian beam. It is a ring beam with zero intensity at the center. There is no light in the center (and, therefore, no polarization state on the output due to the absence of light). Kadgu Ragha
(posted 2021-05-31 16:10:22.49) Hi,
I am curious to know what exactly is the fast-axis orientation of the fabricated vortex wave retarder, at its origin i.e, at x=0 and y=0.? Apparently, the fast-axis at this point is not well defined mathematically, what do you do..? YLohia
(posted 2021-06-04 02:48:48.0) Thank you for contacting Thorlabs. The very center of a vortex wave retarder is what can be referred to as a "singularity point", which means that the fast-axis is undefined. In practice, there is a small area (<30 um) of random fast-axis distribution due to the manufacturing process. Such a random pattern is unique to each piece. Alexey Petrov
(posted 2021-05-24 23:10:40.877) Good afternoon, please tell me what is the damage threshold for WPV10-780 and WPV10-780? Parameters of our setup: Pulse duration 60 fs, wavelength 800nm, pulse repetition rate 10 Hz, beam radius 1,25cm. Gaussian profile.
thank you! YLohia
(posted 2021-05-27 02:36:46.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Please refer to the information under "Damage Thresholds" tab: -705 to 980 nm, 0.041 J/cm2 (800 nm, 100 Hz, 36.4 fs, Ø189 µm). Since the LIDT for fs pulsed laser is not scalable, we would recommend starting with the lowest possible input power and then ramping up slowly. Markus Stabel
(posted 2021-04-30 10:02:29.34) Do you have any data on the polarization distribution when using your Vortex plates with a circular polarized beam?
According to some comments here and my research, the vortex plates seem to be equivalent to so-called q-plates with q=m/2. Then according to Filippo Cardano, Ebrahim Karimi, Sergei Slussarenko, Lorenzo Marrucci, Corrado de Lisio, and Enrico Santamato, "Polarization pattern of vector vortex beams generated by q-plates with different topological charges," Appl. Opt. 51, C1-C6 (2012) the circular polarization would be inverted in the resulting Laguerre Gaussian mode, e.g. left circular input polarization would be turned to right circular polarization and the polarization distribution would be uniform over the entire donut beam profile. Can you confirm this behavior with your Vortex plates? Thanks for the help. YLohia
(posted 2021-05-10 08:09:15.0) Thank you for contacting Thorlabs. Our vortex half-wave plate is essentially a half-wave plate with varying fast-axis distribution. In theory, it should turn a left circularly polarized input beam into a right circularly polarized beam, and vice-versa. Though due to the patterned nature of the waveplate, there is some non-uniformity in retardance, which would slightly affect the resultant polarization distribution. We have also released the fast axis pattern of these LCP vortex retarders. If interested in this, please refer to the "Comparison" tab. RK KB
(posted 2020-11-18 06:38:33.213) When vortex waveretarders are used with high energy pulsed light sources and within the suggested LIDT range, will there be any degradation in the "patterning"..? In other words, whether the suggested LIDT range accounts for the material damage or (material + property) damage..? YLohia
(posted 2020-11-19 10:48:44.0) Thank you for contacting Thorlabs. The liquid crystals and alignment materials are cured before shipment, so assuming there is no physical damage during the shipping, the "patterning" will also remain undamaged. One exception to this would be if the LC material is exposed to UV light as that would reduce the retardance (but no notable visible damage). David Guyton
(posted 2020-10-12 09:48:55.283) In the Comparison tab on your website for your vortex retarders, the fast axis distribution for your m=2 vortex retarders is exactly radial in Figure 3, but is not exactly radial in Figure 2, especially in the horizontal meridian. Which is correct? Is the drawing wrong in Fig. 2?
Thanks / David Guyton YLohia
(posted 2020-10-15 09:23:12.0) Thank you for contacting Thorlabs. Figure 2 contains experimental data measured using the LCC7201 and the WPV while Figure 3 is generated from theoretical data. The direction of the polarization direction arrows (0 deg and 180 deg) are the same. Yongguang zhao
(posted 2020-09-08 11:27:49.003) Are these vortex Relarders used for producing vector vortex beams? Could you provide some producations used for generation of scalar vortex beams. YLohia
(posted 2020-09-09 08:53:20.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Our WPV series vortex retarders produce a polarization singularity, which, by definition, is a vector vortex beam. In order to produce a scalar vortex beam (phase singularity), one requires a spiral phase wavefront which can be generated by our EXULUS series spatial light modulators. The EXULUS-HD2/HD3/HD4 software contains vortex generation features. The EXULUS-HD1 and EXULUS-4K1 will also have this functionality with an upcoming software update. user
(posted 2020-05-20 14:08:11.923) I'm curious about the performance of each of these over a larger bandwidth transmission? Does the 532nm waveplate have +- some bandwidth with >90% transmission for example?
The specs and graph tabs have labels for multiple plates, so it is difficult to discern the bandwidth performance for a single plate. YLohia
(posted 2020-05-21 08:54:34.0) Thank you for contacting Thorlabs. The design wavelength for a given vortex retarder is specified for its "Retardance". For the WPV10-532, for example, only 532 nm light will undergo lambda/2 retardance. If you would like to generate a donut beam, a few tens of nm bandwidth would be fine, though the phase won't be half wave. As for the transmission, since the WPV10-532 uses the same substrate and coating as the 405 nm and 633 nm vortex plates, you may just refer to the transmission vs wavelength figure under "Graphs" on the page. >90% transmission covers the wavelength range from 405 nm to 700 nm. Sebastien Loranger
(posted 2020-04-01 10:18:29.367) Just a suggestion:
The vortex retarders can convert OAM states (LG beams) when the input polarisation is circular. These are essentially q-plates (q=m/2) as described in
M. Lorenzo, K. Ebrahim, S. Sergei, P. Bruno, S. Enrico, N. Eleonora, and S. Fabio, "Spin-to-orbital conversion of the angular momentum of light and its classical and quantum applications," Journal of Optics 13, 064001 (2011).
I could be worth mentioning... (currently only the effect of linear polarisation is mentioned in the information) YLohia
(posted 2020-04-03 11:58:49.0) Thank you for your feedback and suggestions. Our wave plate retarders are based on varying fast-axis distributions. We emphasize that to avoid confusion and also because there are also other configurations on the market (for example, helical phase distribution). We have demonstrated linearly polarized inputs as one of the many ideas, and it is true that potential applications are certainly not limited to just that. Conversion of OAM states is also another major application of q-plates. user
(posted 2020-02-18 07:20:10.453) Hello,
For a retarder build to work at 532 nm, what would be the polarization conversion efficiency at 527 nm ? Do you have this kind of specs ?
Thank you nbayconich
(posted 2020-02-19 11:20:53.0) Thank you contacting Thorlabs. You may scale the retardance of WPV10-532 at 527nm to be: (527/532)*λ/2. If you only would like a donut beam, you may try WPV10-532 at 527nm. If your application requires to have an exact lambda/2 retardance at 527nm, a customized WPV10 at your working wavelength is suggested. lindenjhn
(posted 2019-01-02 06:38:05.533) Hi, do you have a quality measurement of the percent output polarization as desired from the beam? compared also to an optimal polarization?
Also would you have an element for 350nm range?
Thanks. nbayconich
(posted 2019-01-10 08:49:41.0) Thank you for contacting Thorlabs. Would it be possible to clarify what you mean by quality measurement regarding the percent output polarization as desired? In terms of quality we do not specify the fast axis alignment tolerance. As stated these vortex retarders will create a spatially varying polarization state and phase output of your input source.
I will reach out to you directly to discuss our custom capabilities. c.kelly.4
(posted 2018-12-10 12:05:49.197) Hello, I would like to ask if these vortex retarders introduce a spatially varying phase to the gaussian input beam, such that a helical wavefront is produced giving a light beam with orbital angular momentum? Is this in addition to a spatially varying polarisation? Thank you very much for your help. nbayconich
(posted 2019-01-03 10:37:24.0) Thank you for contacting Thorlabs, yes that is correct the vortex wave retarders have a spatially varying fast axis which produces a spatially varying phase in your sources's wavefront. In doing so this introduces orbital angular momentum as a result of creating a helical wavefront, these helical modes are determined by the m order number. This also induces a spatially varying polarization state of your source as a result of the spatially varying fast axis distribution across the vortex retarder.
Under the comparison tab on our Vortex half wave retarders page several pictures of the fast axis distribution of both the m = 1 & m =2 vortex retarders can be seen as well as the resultant output polarization with respect to a linearly polarized input source. thlu
(posted 2017-06-09 10:41:29.57) Hi, I am wondering what is the ne and no of this product(WPV10L-532) related to 1064 nm wavelength? I'm looking forward to the reply. Thank you so much. nbayconich
(posted 2017-07-05 09:12:39.0) Thank you for contacting Thorlabs. We do not measure the absolute index in the ordinary and extraordinary axis. For WPV10L-532 The fast axis distribution is the same at 1064nm and the corresponding retardance becomes 0.2369. I will reach out to you directly. gene.serabyn
(posted 2017-04-03 18:29:08.8) I have a question about these vortices, but couldn't find an email address to send it to, so I'll try this route. How good are the centers of these vortices? I.e., do they follow the desired vortex pattern down to, e.g., the central 1 mm, or 100 microns, or 10 microns?
Thanks,
Gene Serabyn tfrisch
(posted 2017-04-19 02:52:52.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. The point of rotation of the fast axis is nominally at the center of the substrate, but there will be some variation from one unit to another. The actual point will be within 1mm of the center as mentioned on the LG Mode & Alignment tab. I will reach out to you directly from TechSupport@Thorlabs.com to further discuss these vortex retarders. d.maluenda
(posted 2016-10-27 07:06:40.667) Hi, I am wondering whether Zero-Order Vortex HWP introduce an angular fase (topological charge) to the beam.
Thank you so much. tfrisch
(posted 2016-11-01 10:33:20.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. I have reached out to you directly about your application. prudencejade
(posted 2016-06-02 01:41:15.413) Hello,
I am wondering whether the wave plate can be used in a broadband light with bandwidth of 1400 nm.
I would like to know the variation of the retardation for such a broadband light.
I am looking forward to the reply. Thank you so much! besembeson
(posted 2016-06-02 03:15:07.0) Response from Bweh at Thorlabs USA: The tests we have done so far are with monochromatic sources. The retardation for these are wavelength dependent which will affect performance. I will contact you to further discuss your application and if we can get some test data. |
ズーム
Click to Enlarge
偏光軸が直交する1対の偏光子の間にm = 1リターダを挟んだときに生成される強度プロファイル。
- 直線偏光からm = 2の偏光渦パターンを生成
- 中心波長：532 nm～1550 nmをご用意
- ±20°の大きい入射角
真のゼロオーダのm = 1光渦1/2波長板は、光のラジアル偏光およびアジマス偏光に作用するように設計されています。 開口部全体のリターダンスは一定ですが、ファスト軸は光学素子面全体に渡り連続的に回転します(「グラフ」のタブをご参照ください)。 白色光を光源として、偏光軸が直交する1対の偏光子の間にリターダを置くと、2つのモデュレーションを有する強度プロファイルが生成されます(右図参照)。 直線偏光の光源を使用した場合には、リターダはm = 2の偏光パターンを生成します。
m = 1リターダにより生成されたドーナツ状の強度プロファイルの穴は、下記のm = 2リターダのものより小さく、円形です(「比較」のタブをご覧ください)。 こちらは偏光に依存するデバイスで、入射ビームの偏光軸に対する波長板のファスト軸の方向に応じて、出射光では異なる偏光分布が得られます。
リターダはアルミニウム製の筐体に取り付けられています。筐体の縁には、ビームのアライメント時にプレートの中心が分かるように線が刻まれています。 0°のファスト軸方向は3本の線で示されています。
ズーム
Click to Enlarge
偏光軸が直交する1対の偏光子の間にm = 2リターダを挟んだときに生成される強度プロファイル。
- 直線偏光からm = 4の偏光渦パターンを生成
- 中心波長:532 nm～1550 nmをご用意
- ±20°の大きい入射角
真のゼロオーダのm = 2光渦1/2波長板は、光のラジアル偏光およびアジマス偏光に作用するように設計されています。開口部全体のリターダンスは一定ですが、ファスト軸は光学素子面全体に渡り連続的に回転します(「グラフ」のタブをご参照ください)。白色光を光源として、偏光軸が直交する1対の偏光子の間にリターダを置くと、4つのモデュレーションを有する強度プロファイルが生成されます(右図参照)。直線偏光の光源を使用した場合には、リターダはm = 4の偏光パターンを生成します。
m = 2リターダにより生成されたドーナツ状の強度プロファイルの穴は、上記のm = 1リターダのものより大きく、やや楕円形です(「比較」のタブをご覧ください)。
こちらは偏光に依存しないデバイスで、入射ビームの偏光軸に対する波長板のファスト軸の方向に関わらず、出射光では同様の偏光分布が得られます。リターダはアルミニウム製の筐体に取り付けられており、筐体の縁にはビームのアライメント時にプレートの中心が分かるように線が刻まれています。
 光渦リターダ |