Products Homeアキシコンレンズ、セレン化亜鉛(ZnSe)
- ZnSe Ideal for IR Applications
- AR Coated for 7 - 12 µm
- 1" Diameter
- Apex Rounding Diameter: <1.0 mm
AX7252-E3
2.0° Physical Angle
AX72505-E3
0.5° Physical Angle
AX72501-E3
0.1° Physical Angle
Axicon Ray Tracing Diagram
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| Common Specifications | |
|---|---|
| Substrate Material | Zinc Selenidea |
| AR Coating Range | 7 - 12 µm |
| Reflectance (per Surface)b | Ravg < 1%; Rabs < 2% |
| Transmissionb | Tavg > 97%; Tabs > 92% |
| AR Coating Plotc |  |
| Diameter | 1" (25.4 mm) |
| Diameter Tolerance | +0.0 / -0.05 mm |
| Apex Rounding Diameter (S1) | < 1.0 mm |
| Surface Quality (S1, S2) | 60-40 Scratch-Dig |
| Surface Flatness (S2) | < λ 2 at 633 nm |
| Surface Deviation (RMS) (S1) | < 0.07 µm |
| Surface Roughness (RMS) (S1,S2) | < 20 Å |
| Clear Aperture (S1, S2) | > Ø22.86 mm |
| Edge Thickness | 3.4 mm |
| Center Thickness Tolerance | ±0.1 mm |
| Angular Tolerance | ±0.01° |
| Axicons Selection Guide | |
|---|---|
| UV Fused Silica Axicons | Unmounted |
| Mounted | |
| ZnSe Axicons | Unmounted |
 Zemaxファイル |
|---|
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上図ではこのページで使用されている厚さおよび角度の定義について記載しています。
特長
- コリメートビームをリング状に変換
- 角度αは次の5種類から選択可能: 0.1°、0.2°、0.5°、1.0°、2.0°
- 広帯域ARコーティング:7～12 µmにおいてRavg< 1%
アキシコンレンズ(円錐レンズ)は回転対称プリズムとも呼ばれ、片面が円錐状でもう片面が平面になっています。一般にベッセル型強度プロファイルのビームや円錐状の非発散ビームを生成するのに使用されます。コリメート光をリング形状に変換するには、平面側をコリメートされた光源に向けます。
これらのレンズは底辺の角度が0.1°～2.0°で、セレン化亜鉛(ZnSe)から精密加工されているため、中赤外レーザを用いた実験や、CO2レーザを用いた材料加工などの用途に適しています。セレン化亜鉛(ZnSe)アキシコンレンズには7～12 µmのARコーティング(-E3)が施されています。表面反射を減少させて透過率を上げるため、コーティングは各光学素子の両面に施されています。さらにセレン化亜鉛(ZnSe)アキシコンレンズは可視域のスペクトルも十分に透過するため、HeNeレーザなどの赤色のアライメントビームをご利用いただけます。
アキシコンレンズはスネルの法則に従って光を偏向させるため、偏向角は次の式で求められます。
ここで、nはガラスの屈折率、αはプリズムの角度(Physical Angle)、ßは偏向されたビームと光軸の間の角度です。空気の屈折率は1と仮定しています。この相互作用の様子を右の図に示します。
光学素子の取扱いには常に手袋をご着用ください。特に、セレン化亜鉛(ZnSe)は素手で取り扱うと危険な材料です。お客様の安全のため、手袋の着用、取り扱い後の適切な手洗いなど、すべての安全上のご注意をお守りください。またセレン化亜鉛(ZnSe)は硬度が低いため、損傷しないよう十分な注意が必要です。セレン化亜鉛(ZnSe)の安全データシート(MSDS)はこちらからダウンロードできます。
当社ではØ12.7 mm(Ø1/2インチ)とØ25.4 mm(Ø1インチ)の 溶融石英(UVFS)アキシコンレンズもご用意しております。コーティング無しまたはARコーティング付きの製品を、角度αについては 0.5°～40.0°の範囲でご提供しております。
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アキシコンレンズによって生成されるビーム
- ベッセルビーム: 非回折ビーム
- リング状のビーム:レーザードリルに適したビーム
図1: 0次ベッセル関数の絶対値。真のベッセルビームは、各リングのエネルギーが中央のピークと同じでなければならないため、無限のエネルギーが必要です。
ベッセルビームは同心円状のリングで構成された非回折ビームで、各リングのパワーは中心の円と同じです。ベッセルビームは無限のエネルギーを必要とするため、技術的には生成することができません。ベッセルビームのエネルギー分布に似たビームは、アキシコンレンズにガウシアンビームを入射し、円錐面に近い位置でのビームを投影すると得られます。右の図1は、0次の第1種ベッセル関数の絶対値を示しています。
レンズからさらに遠い位置のビームを投影すると、1つのリング状ビームが得られます。ビームは実際には円錐状になっています(すなわち、レンズから遠くなると径が大きくなります)が、リングの厚さは一定に保たれます(図2参照)。リングの厚さは入射ビーム径の1/2です。このタイプのビームは、しばしばレーザードリルに応用されます。
図2:アキシコンレンズの光線追跡図
| Posted Comments: | |
Kenneth Robinson
(posted 2021-05-05 09:01:49.227) I want to generate a bessel beam for a Mid IR laser operating around 2940 nm,m what are the transmission properties of he AR coating in that wavelength range? And do you offer uncoated ZnSe axicons? YLohia
(posted 2021-05-05 02:26:03.0) Hello, the AR coating on these is not suited for the 2940 nm range. Uncoated or different AR-coated axicons (for example the -E4 AR coating for your wavelength range) can be requested by clicking on the "Request Quote" button above or by contacting your local Thorlabs Tech Support team (in your case, techsupport.uk@thorlabs.com). Volker Franke
(posted 2020-12-08 14:24:16.1) ich habe eine optische Frage an Sie. Ich erstelle gerade Pläne für ein Angebot an einen Industriekunden in dessen Auftrag wir im Erfolgsfall Untersuchungen mit einem ringförmigen Laserstrahl machen wollen. Hierzu benötige ich aber zunächst eine Ein-/Abschätzung zur Machbarkeit.
Wir wollen mit einem CO2-Laserstrahl einen relativ großen ringförmigen Fokus generieren. Hier die Eckpunkte zur Orientierung:
- Ringdurchmesser Ziel ca. 40 mm
- Rindbreite (Linienbreite) sollte möglichst klein sein (was geht?) (Wunsch wäre kleiner als 0,4 mm, besser 0,2 mm)
- Arbeitsabstand zwischen Optik und Material sollte groß genug sein um die Optik vor Dreck zu schützen (gefühlt mindestens 100 mm)
- Rohstrahldurchmesser ca. 16-18 mm
- Geschätzte Laserstrahlleistung ca. 600 – 1500 W (das hängt sehr von der realisierten Ringbreite ab)
Wie genau die Optik aufgebaut ist, spielt im Moment noch keine Rolle. Ich vermute man wird mindestens ein Axicon und eine Linse benötigen. Ob die Optiken transmittiv oder reflektiv sind, ist auch erst mal egal. Für erste Tests zur Machbarkeit wollen wir den Aufwand nicht zu groß werden lassen und könnten ggf. ein paar Abstriche von oben genannten Zielwerten machen, wenn dies mit Standardoptiken umsetzbar ist.
Gern würde ich mich mit Ihnen austauschen, was machbar ist, damit ich unsere Arbeitspläne und das Angebot weiter ausarbeiten kann.
Grundsätzlich denken wir als zweiten Lösungsweg auch darüber nach, das Ganze auch mit einem Faserlaser zu testen. Aufgrund der Absorption im Material wäre der CO2-Laser aber bevorzugt.
Über Ihre Rückmeldung und technische Beratung würde ich mich sehr freuen.
Mit freundlichen Grüßen
Volker Franke YLohia
(posted 2020-12-08 11:20:43.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. An applications engineer from our team in Germany (europe@thorlabs.com) will reach out to you directly to discuss this furter. |
プリズムのセレクションガイド
当社では、光の反射、反転、回転、分散、偏向、コリメートなどのために、様々なプリズムをご用意しています。下記に掲載されていないプリズムのタイプや基板などについては、当社までお問い合わせください。
ビームステアリング用プリズム
| プリズム | 材質 | 偏向 | 反転 | 逆転または 回転 | 図解 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 直角プリズム | N-BK7, UV溶融石英(UVFS), フッ化カルシウム(CaF2), セレン化亜鉛(ZnSe) | 90° | 90° | No |  | 90°リフレクタで、望遠鏡やペリスコープなどの光学システムに使用可能 |
| 180° | 180° | No |  | 180°リフレクタで、入射光角に無依存。 非反転ミラーで、双眼鏡で使用可能。 | ||
| 内部全反射型 レトロリフレクタ (マウント無し、 マウント付き) 鏡面反射型 レトロリフレクタ (マウント無し、 マウント付き) | N-BK7 | 180° | 180° | No |  | 180°リフレクタで、入射光角に無依存。 ビームアライメントやビームデリバリで使用。向きの制御が難しい状況でミラーの代替品として使用可能 |
| マウント無し ペンタプリズム および マウント付き ペンタプリズム | N-BK7 | 90° | No | No |  | 90°リフレクタで、ビームプロファイルの逆転や反転無し。 アライメントや光調整に使用可能。 |
| ルーフプリズム | N-BK7 | 90° | 90° | 180o 回転 |  | 90°リフレクタで、像を反転し回転(像が左右上下反対になります)。 アライメントや光調整に使用可能。 |
| マウント無し ダブプリズム および マウント付き ダブプリズム | N-BK7 | No | 180° | 2回のプリズム回転 |  | ダブプリズムは、光の入射面によって像を反転、逆転または回転します。 ビーム回転子の回転方向を決定 |
| 180° | 180° | No |  | 非逆転ミラーとして機能するプリズム 光学系におけるレトロリフレクタや直角(180°偏向)プリズムと同じ特性。 | ||
| ウェッジプリズム | N-BK7 | 2°～10°のモデル | No | No |  | ビームステアリング用途。 1つのウェッジプリズムを回転するとき、光線を偏向角の2倍の角度で円に沿って動かすことが可能。 |
| No | No |  | 可変ビームステアリングへの応用。 両方のウェッジを回転した時、光線を、偏向角の4倍の角度で円弧状に動かすことが可能。 | |||
| プリズムカプラ | ルチル(TiO2) またはGGG | 可変a | No | No |  | 光をフィルムに向けて結合するために屈折率の高い基材を使用。 ルチルは nfilm > 1.8に使用。 GGGは nfilm < 1.8に使用。 |
分散プリズム
| プリズム | 材質 | 偏向 | 反転 | 逆転または 回転 | 図解 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 等辺プリズム | F2, N-F2、N-SF11, フッ化カルシウム, セレン化亜鉛(ZnSe) | 可変a | No | No |  | 分散プリズムは回折格子の代替が可能。 白色光を可視領域に分岐するために使用。 |
| 分散補償 プリズムペア | UV溶融石英, フッ化カルシウム(CaF2), SF10, N-SF14 | 可変式垂直オフセット | No | No |  | 超短パルスレーザーシステムにおけるパルス広がりの補償。 分散補償や波長調整用の光学フィルタとして使用可能。 |
| ペロン・ブロカ プリズム | N-BK7, UV溶融石英, フッ化カルシウム | 90° | 90° | No |  | 光線の波長分離に使用。90°の位置で出射。 レーザ高調波の分離、群速度分散の補償に使用。 |
ビーム操作用プリズム
| プリズム | 材質 | 偏向 | 反転 | 逆転または 回転 | 図解 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| アナモルフィック プリズムペア | N-KZFS8, N-SF11 | 可変式垂直オフセット | No | No |  | 単軸に沿った可変倍率。 楕円形ビームのコリメートに使用(例：半導体レーザ)。 入射ビームを単軸に縮小・拡大して、楕円形ビームを円形ビームに変換。 |
| 円錐(アキシコン)レンズ(UVFS, ZnSe) | UV溶融石英(UVFS)またはセレン化亜鉛(ZnSe) | 可変a | No | No |  | コリメート光源からベッセル型の強度プロファイルの円錐状の非発散ビームを生成。 |
偏光状態変更用プリズム(偏光子)
| プリズム | 材質 | 偏向 | 反転 | 逆転または 回転 | 図解 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| グランテーラ、 グランレーザ、α-BBO グランレーザ偏光子 | グランテーラ: 方解石 グランレーザ: α-BBO, 方解石 | p 偏光 - 0° s 偏光 - 112°a | No | No |  | プリズムを2個使った構成と複屈折方解石を使用し、非常に消光比の高い直線偏光を生成。 プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。 |
| ルチル偏光子 | ルチル(TiO2) | s偏光 - 0° p偏光は筐体によって吸収 | No | No |  | プリズムを2個使った構成と複屈折ルチル(TiO2)を使用し、非常に消光比の高い直線偏光を生成。 プリズムの境目でp偏光が完全に内部反射されるのに対し、s偏光は透過。
|
| ダブルグランテーラ偏光子 | 方解石 | p偏光 - 0° s偏光は筐体によって吸収 | No | No |  | プリズムを3個使った構成の複屈折方解石を使用し、大きな見込み角で最大の偏光効率を得る。 プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。 |
| グラントムソン 偏光子 | 方解石 | p偏光 - 0° s偏光は筐体によって吸収 | No | No |  | プリズムを2個使った構成の複屈折方解石を使用し、高い消光比を維持しながら最大視野を実現。 プリズムの境目でs偏光が完全に内部反射されるのに対し、p偏光は透過。 |
| ウォラストンプリズム、ウォラストン偏光子 | 石英, フッ化マグネシウム, α-BBO, 方解石, YVO4 | 対称形のp偏光および s偏光の偏角 | No | No |  | プリズムを2個使った構成の複屈折方解石を使用し、ビーム移動偏光子で最大の偏角を実現。 s偏光とp偏光は、プリズムから対称方向に偏位。ウォラストンプリズムは分光計や偏光アナライザで使用。 |
| ロションプリズム | フッ化マグネシウム , YVO4 | 常光: 0° 異常光:偏角方向 | No | No |  | プリズムを2個使った構成でMgF2またはYVO4が小さい偏角で高い消光比をもたらします。 異常光は入力光と同じ光軸を伝搬しますが、常光は偏光しません。 |
| ビーム分離 プリズム | 方解石 | 2.7または4.0 mmのビーム移動 | No | No |  | プリズムを1個使った構成の複屈折方解石を使用し、入射ビームを2本の直交する偏光ビームに分岐。 s偏光とp偏光は2.7または4.0 mmで分離。ビーム分離プリズムは、90°分割ができない場合に偏光ビームスプリッタとして使用可能。 |
| フレネル・ロム リターダ | N-BK7 | 直線偏光から円偏光へ 垂直オフセット | No | No |  | λ/4フレネル・ロムリターダは、直線偏光入力を円偏光出力に変換。 複屈折波長板と比較して、幅広い波長でなλ/4リターダンス。 |
| 直線偏光を90°回転 | No | No |  | λ/2フレネル・ロムリターダは、直線偏光を90°回転。 複屈折波長板と比較して、幅広い波長で均一なλ/2リターダンス。 |
ビームスプリッタープリズム
| プリズム | 材質 | 偏向 | 反転 | 逆転または 回転 | 図解 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ビームスプリッターキューブ | N-BK7 | 分岐比50:50、0°と 90° sおよびp偏光が互いに10%以内 | No | No |  | プリズムを2個使った構成と、誘電体コーテイングにより、ほぼ偏光無依存で分岐比は50:50。 仕様波長範囲内では、無偏光ビームスプリッタとして機能。 |
| 偏光ビームスプリッターキューブ | N-BK7, UV溶融石英, N-SF1 | p偏光 - 0° s偏光 - 90° | No | No |  | プリズムを2個使った構成と、誘電体コーテイングにより、p偏光を透過し、s偏光を反射。 高度に偏光する際には、透過光を利用。 |
ズーム| Item # | Diameter | Physical Angle (α) | Deflection Angle (β)a | Center Thickness (tc) |
|---|---|---|---|---|
| AX72501-E3 | Ø1" (Ø25.4 mm) | 0.1° | 0.14° | 3.4 mm |
| AX72502-E3 | 0.2° | 0.3° | 3.4 mm | |
| AX72505-E3 | 0.5° | 0.7° | 3.5 mm | |
| AX7251-E3 | 1.0° | 1.4° | 3.6 mm | |
| AX7252-E3 | 2.0° | 2.8° | 3.8 mm |
 セレン化亜鉛(ZnSe)アキシコンレンズ |