Click to Enlarge
A hyperspectral image of a root cell taken using the previous-generation
KURIOS-WB1. Two sample spectrums at the regions indicated are also shown. More details on this measurement are available in the Application Ideas tab.

Features

• Tunable Optical Filters with Fully Programmable Sequences
• Temperature-Controlled Head for Long-Term Stability
• Ø20 mm or Ø35 mm Clear Aperture
• Requires KURIOS2 Controller (Sold Separately Below)
  • Provides Local Control via the Front Panel and Remote Control via BNC and USB
  • Software and SDK Included (See Software Tab for Details)
• Several Mounting Options
• Three 8-32 (M4 x 0.7) Tapped Holes for Post Mounting
• Internal SM1 (1.035"-40) or SM2 (2.035"-40) Threads on Both Sides
• 4-40 Tapped Holes on Both Sides for 30 mm or 60 mm Cage Systems
• Filters are Factory Calibrated and Include a Test Report (Click Here for a Sample Test Report)

Kurios^® Liquid Crystal Tunable Bandpass Filters provide a continuously tunable center wavelength (CWL) in the 420 - 730 nm, 430 - 730 nm, or 650 - 1100 nm range. Most Kurios models have a fixed bandwidth for any given center wavelength. Alternatively, the K2VB1(/M) has user-selectable bandwidth settings of Narrow, Medium, and Wide. The switching time varies depending upon the initial and final wavelengths and on the Kurios' bandwidth setting (for K2VB1(/M) only). See the plots in the tables below for details.

The Kurios optical filters require the KURIOS2 controller for operation (sold separately below). It provides Trigger In, Trigger Out, and Analog In functionality, making these tunable optical bandpass filters ideal for applications that perform multispectral or hyperspectral imaging, as demonstrated in the image to the right. For example, they can be used in conjunction with a monochrome scientific CMOS camera to obtain images with a much higher accuracy for color representation than using a color CMOS camera with a Bayer mosaic. This technique produces true spectral imaging and can thus show spectral features that would otherwise be impossible to detect. Thorlabs' Kurios tunable filters and CMOS cameras are also compatible with our modular Cerna^® Microscopy Platform that supports customizable microscopy solutions. For examples of how the Kurios filters can be integrated with the Cerna microscopy platform and standard optomechanical components, please see the Application Ideas tab.

Similar in construction to Lyot and Solc filters, Kurios filters consist primarily of liquid crystal cells that are sandwiched between polarizing elements. Their integrated design enables quick and vibrationless tuning. For added operational stability, a closed-loop temperature control servo is used to maintain the filter head's operating temperature. An LED on the filter head displays red when the head is warming up and green when it is ready to be used.

Click to Enlarge
The back of the filter head contains the same mounting features as the front. The output polarization is rotated by 90° with respect to the input polarization.

Click to Enlarge
The front of the filter head contains internal SM1 or SM2 threads, four 4-40 taps for cage systems, and an engraving for the transmission axis.

Wavelength Control with KURIOS2 Controller
The controller's front panel provides manual control of the center wavelength and enables programmable switching sequences, as described in the Control tab. It also features three menu buttons that can be used to toggle through various operating modes. For the K2VB1(/M), the buttons toggle between Narrow, Medium, and Wide (the three selectable bandwidths), as well as beam-blocking mode ("Black"). For the fixed bandwidth models, the buttons toggle between the only bandwidth available and Black mode. Please see the Control tab for more details.

The KURIOS2 controller also offers three BNC connectors (Trigger In, Trigger Out, and Analog In) that allow a Kurios filter to be synchronized with a wide range of other devices, such as scientific cameras and motion control stages. Each Kurios filter is factory calibrated and ships with a switching time map so that the user may optimize their system for the specific filter.

Click to Enlarge
The K2WB1/M Filter Head With the Included FESH0750 Hard-Coated Shortpass Filter

Transmission and Polarization
The liquid crystal optics in Kurios filters are not sensitive to the direction of propagation, allowing the filter to be used in either direction. The first element in the filter head is a linear polarizer and each face is marked with a white line (see the images to the left) that indicates the transmitted polarization direction. For maximum transmission, the input beam should be linearly polarized and aligned with this polarization axis. Please note that since Kurios filters are structured like Lyot and Solc filters, the polarization axis rotates by 90° through the filter head. To obtain the specified attenuation of out-of-band wavelengths, the input beam should be well collimated, since the filter head's field of view is ±6°.

A lens-tube-mounted hard-coated 750 nm shortpass filter is included with our K2WB1(/M), K2WL1(/M), K2XL1(/M), and K2VB1(/M) Tunable Filters for visible wavelengths. Use of this filter is recommended to protect the filter head components from excessive IR illumination.

Mounting Options
These tunable filters are post mountable via three 8-32 (M4 x 0.7) taps on the sides of the housing. In addition, four 4-40 tapped holes on the front and back faces provide compatibility with our 30 mm or 60 mm cage systems, depending on the model. The front and back faces of the housing are internally SM1- (1.035"-40) or SM2- (2.035"-40) threaded. These threads accommodate Ø1" or Ø2" lens tubes, respectively. To connect the K2WB1(/M) or K2VB1(/M) filter to a camera, use our SM1A39 SM1-to-C-Mount thread adapter together with an appropriate tube lens.

Kurios^® tunable bandpass filters have three operating modes for control of the center wavelength: Manual, Sequenced, and Analog. They also provide a beam blocking mode ("black mode"). Full details on the operation are available in the KURIOS2 controller manual.

Click to Enlarge
The front panel of the KURIOS2 controller.

Click to Enlarge
The main window of the software when the K2VB1 Selectable Bandpass Tunable Filter is connected. (When using the K2WB1(/M) or K2WL1(/M), the Narrow and Medium buttons are grayed out. For the K2XL1(/M), the Medium and Wide buttons are grayed out.)

Manual Mode
In manual mode, the center wavelength is immediately set when a command is issued. This command can be issued in several ways:

• Turn the ADJUST knob on the KURIOS2 front panel (pictured to the right).
• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 front panel to toggle "WAVELENGTH", and change the value using either the ADJUST knob or the PREV and NEXT buttons.
• Use the wavelength slider in the software interface (shown in the screenshot below).
• Type the desired wavelength into the software interface.
• Issue the serial command.

The KURIOS2 controller defaults to the manual mode when it is powered on. If the controller is not in manual mode, it can be activated through any of the following methods:

• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 controller's front panel to toggle "MODE", and change the selection to "MANUAL".
• Press Manual in the software interface (shown in the screenshot below).
• Issue the serial command.

Bandwidth (Item # K2VB1(/M) Only)
For the K2VB1(/M) Selectable Bandpass Tunable Filter, the bandwidth (Narrow, Medium, or Wide) can be set using any of the following methods:

• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 front panel to toggle "BANDWIDTH", and change the selection to either "NARROW", "MEDIUM", or "WIDE".
• Press Narrow, Medium, or Wide in the software interface (shown in the screenshot to the below).
• Issue the proper serial commands.

Sequenced Mode
In sequenced mode, the KURIOS2 controller stores a series of center wavelengths that it sends to the optical head whenever an internal or external trigger is received. The maximum number of wavelengths that can be stored in the sequence is 1024; at the end of the sequence, the controller loops back to the beginning and starts over again. This sequence is stored within the controller's non-volatile memory, enabling the user to close the software GUI or unplug with USB cable without loss of the preloaded sequence. However, powering off the controller will cause the non-volatile memory to reset. The software is used to input the sequence of wavelengths desired. Sequenced mode can be activated using any of the following methods:

• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 front panel to toggle "MODE" and change the selection to either "SEQ.INT" or "SEQ.EXT".
• Press Sequence in the software interface (shown in the screenshot to the right).
• Issue the proper serial commands.

Analog Mode
In analog mode, the center wavelength is directly controlled by a 0 to 5 V signal connected to the ANALOG IN connector on the KURIOS2 controller's back panel. A signal of 0 V corresponds to the shortest wavelength and 5 V to the longest. When an internal or external trigger is received, the center wavelength is updated to the value determined by the ANALOG IN voltage; at all other times, the ANALOG IN voltage is ignored. Analog mode can be accessed using any of the following methods:

• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 front panel to toggle "MODE" and change the selection to either "ANA.INT" or "ANA.EXT".
• Press Analog in the software interface (shown in the screenshot to the right).
• Issue the proper serial commands.

Internal and External Triggering
In both sequenced and analog modes, an internal or external trigger is needed to update the center wavelength. Otherwise, the wavelength remains unchanged.

For internal triggering, the signal is provided by a clock within the controller and has a user-specified interval between triggers from 1 ms to 60 s. Moreover, when in sequenced mode, each wavelength in the sequence can have its own interval time. In contrast, when in analog mode, the controller updates the wavelength according to the analog input signal at the interval time set by the user.

For external triggering, the 5 V TTL signal is provided through the Trigger In BNC connector on the back panel. The user can choose whether the trigger occurs on the rising or falling edge of the signal.

Beam Blocking Mode
In beam blocking mode ("black mode"), the transmission is set to a minimum value, ignoring the center wavelength setting. This mode can be activated through any of the following methods:

• Use the PREV, NEXT, and ENTER buttons on the KURIOS2 front panel to toggle "BANDWIDTH" and change the selection to "BLACK".
• Press Black in the software interface (shown in the screenshot above).
• Issue the proper serial command.

Click to Enlarge
ハイパースペクトルイメージング顕微鏡の概略図

Click for Details
こちらのDIYハイパースペクトルイメージングシステムは、
当社のCerna顕微鏡プラットフォームをベースに構築されています。
主なコンポーネントはチューナブルバンドパスフィルタKURIOS-VB1(旧製品)、モノクロサイエンティフィックカメラ CS126MU、およびマウント付き白色LEDMNWHL4です。

ハイパースペクトルイメージング

ハイパースペクトルイメージングでは、波長毎に独立した2次元画像のスタックが取得されます。この手法は試料の同定と分析を素早くできるため、顕微鏡法、バイオ医学イメージング、マシンビジョンなどの用途に頻繁に使用されます。

ハイパースペクトルイメージングで得られる画像のスペクトル分解能は、カラータイプのカメラを単独で使用した場合に比べて格段に優れています。カラータイプのカメラは3種類の比較的幅広のスペクトルチャンネル(赤、緑、青)を使用して、画像のスペクトル範囲全体を表示します。これに対し、ハイパースペクトルイメージングシステムでは液晶チューナブルバンドパスフィルタや回折格子のような光学素子を用いるため、非常に狭い帯域幅のスペクトルチャンネルが得られます。

画像のスタック例
下の画像および動画はハイパースペクトルイメージング技術によるものです。図1は成熟したナズナの胚の2枚の画像で、中心波長500 nmおよび650 nmに設定したチューナブルフィルタで取得しています。これら2つの画像は、それぞれのスペクトルチャンネル毎に得られた視野全体を示しています。図2は、同じ試料の31枚の画像から構成された動画です。420 nm～730 nmの中心波長範囲について10 nm刻みで取得しています。(10 nmはスペクトル分解能ではありません。スペクトル分解能は各波長におけるFWHM帯域幅によって決まります)。図3では、各スペクトルチャンネルの画像を使用して各ピクセルの色を決定し、カラー画像を合成しています。また図3はピクセルごとに広帯域のスペクトルが得られることを示しており、それにより視野内の異なる部位の特性を分光学的に同定することができます。

Kurios^®チューナブルフィルタはハイパースペクトルイメージングに多くの利点をもたらしています。角度調整タイプのフィルタを使用した場合や手動でフィルタ交換を行った場合とは異なり、Kuriosフィルタは動く部分が無いためミリ秒レベルで振動の無い波長切り替えが可能です。測定中にフィルタを動かしたり交換したりしないため、画像を登録する際にデータの「画素ずれ」も生じません。当社のフィルタにはソフトウェアと外部トリガ付きのベンチトップ型コントローラも付属しており、データ収集および分析プログラムとも容易に統合できます。

Click to Enlarge
図3:各スペクトルチャンネルで取得した視野全体の画像(図1参照)を統合して得られた、成熟したナズナの胚のカラー画像。複数のチャネルに渡ってデータを取得することで、画像内の各ピクセルのスペクトルが得られます。

Click to Enlarge
図1:異なる中心波長で取得された2枚の成熟したナズナの胚の画像。スペクトルチャンネルごとに視野全体の画像を取得しています。

波長可変光源

下の写真はKURIOSチューナブルフィルタと広帯域光源を用いた波長可変光源で、可視波長域(420～730 nm)においてミリ秒レベルでの波長チューニングが可能です。

Click to Enlarge
The K2WB1/M filter is connected to an SLS201L tungsten-halogen light source to create a tunable
illumination source for visible wavelengths.

Click to Enlarge
The main window of the software when the K2VB1 Selectable Bandpass Tunable Filter is connected. (When using the K2WB1(/M) or K2WL1(/M), the Narrow and Medium buttons are grayed out. For the K2XL1(/M), the Medium and Wide buttons are grayed out.)

Kurios^®ソフトウェアパッケージ

GUIインターフェイス
Kuriosソフトウェアパッケージでは、フィルターヘッドの中心波長を決定するモードをマニュアルモード、シーケンスモード、アナログモードから選択できます(各モードの詳細については「制御」タブをご覧ください)。マニュアルモードでは、波長スライダが使用可能で、420～730 nm、430～730 nmまたは650～1100 nmの範囲内で中心波長を選択することが可能です。シーケンスモードならびにアナログモードでは、内部トリガまたは外部トリガを選択することができます。中心波長を更新するためにはトリガが必要です。　

シーケンスモードならびにアナログモードでは、コントローラによって繰り返される最大1024個の波長のシーケンスを定義することができます。シーケンスの各ステップでは波長と持続時間(1 ms～60 s)が決まっています。シーケンスは「Save Profile」ならびに「Load Profile」ボタンを使用して、CSV形式で保存と読み込みができます。　

カスタムソフトウェアの開発
当社では、KuriosコントローラのUSBポートを介してほかの機器から制御できるよう、C/C++ならびにLabVIEWによるソフトウェア開発キットもご提供しております。C++のコードとLabVIEWによるプログラムのサンプルにより、C言語のコマンドとLabVIEWのVIがどのように使われるかが分かります。

Damage Threshold Data for Kurios^® Tunable Bandpass Filters

The specifications to the right are measured data for Thorlabs' Kurios Tunable Filters.

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。

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)。

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。

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)。

 

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).