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技術資料

可変ビームスプリッター: 偏光の原理による精密制御

2023 年 3 月 22 日

前書き

精密レーザーアプリケーションでは、細かいパワー制御が必要です。この目的を満たすために、広いダイナミック レンジと精密制御を備えた可変ビームスプリッターが設計されています。UV から IR までの波長範囲にわたって 2 つの偏光状態間の強度分割に適しています。


動作原理

この可変ビームスプリッターは、特別に設計された精密光学機械ホルダーで構成されています。主要な光学系には、半波長板と偏光ビームスプリッター (PBS) があります。半波長板は通常、光軸と平行に切断された複屈折結晶で作られています。これは、入射ビームの偏光方向を変更するために使用されます。波長板とビームスプリッターキューブの表面には、設計された波長範囲にわたって AR コーティングが施されています。半波長板の後に配置された PBS は、s 偏光を反射し、p 偏光を透過します。s 偏光ビームと p 偏光ビームの強度比は、波長板を回転させることによって連続的に変更できます。出射ビームの強度またはその強度比は、広いダイナミック レンジにわたって制御できます。最大透過率を得るには、p 偏光を選択できます。半波長板を 0 度から 45 度まで回転させることによって、2 つのビーム間の強度を最大から最小まで完全に変化させることができます。

　　 　　

　　　　図1. 可変ビームスプリッターの原理　　　　　　　　　図 2. 可変ビームスプリッターのレイアウト


さまざまな動作波長における可変ビームスプリッターの主な仕様を以下に示します。

波長 355/532/1064nm
タイプ 透過モード
開口 14mm
ビームシフト 0.5mm
消光比 ＞200:1
出力変動範囲 0.5% ? 95%
損傷しきい値 ＞5J/cm2@1064nm, 20ns, 20Hz
重量 ＜300g

表 1. 偏光減衰器の主な仕様


用途

以下の特性により、可変ビームスプリッターはレーザー強度を微調整ステップで正確に制御できます。適切なタイプの偏光子を使用すると、この原理を非常に高い出力レベルで実現できます。

　　　　　

　　　　　　　　　　　図 3. 偏光レーザ光学系の種類