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Picup

Optoman社IBSコートオプティクス
レーザー損傷閾値測定レポート

193nm

OPTOMANが地元リトアニアの光学素子ダメージ測定を行う会社「Lidaris」にて、損傷閾値測定(LIDT)を行いました。フェムト秒レーザー・ピコ秒レーザー・ナノ秒レーザー・CWレーザーと、4つの主要なカテゴリー別に実施し、素晴らしい結果を得ることができました。高い損傷閾値を実現するためOptomanは日々改善に取り組んでいます。

メーカー

Optoman(リトアニア)

LIDTレポート

フェムト秒パルス

コーティング種類 波長 (nm) パルス幅 (fs) 繰り返し (kHz) ビーム径 (µm) フルーエンス (J/cm2) ダウンロード
HR 1030 500.9 10 185 0.78 dl
HR 1030 499.7 100 121 1.084 dl
HR 1030 201.6 500 58.2 0.941 dl
HR 343 300.8 200 40.9 0.376 dl
HR 258 305.4 200 34.4 0.306 dl
HR + HT 258 299.9 200 17.3 0.359 dl
ポラライザ 1030 504.6 10 173.6 0.77 dl

ピコ秒パルス

コーティング種類 波長 (nm) パルス幅 (ps) 繰り返し (Hz) ビーム径 (mm) フルーエンス (J/cm2) ダウンロード
HR 1064 370 20 2.4 2.58  
HR 532 350 20 2.1 1.64  
HR 1030 10 1000 0.154 8.313  
AR 1064 370 20 2.3 5.5  
AR 532 350 20 2.1 2.1  
AR 343 1 20 1 0.39 dl
ポラライザ 1030 10.1 10000 0.113 2.7 dl

ナノ秒パルス

コーティング種類 波長 (nm) パルス幅 (ns) 繰り返し (Hz) ビーム径 (µm) フルーエンス (J/cm2) ダウンロード
HR 1064 9.8 100 223.5 168 dl
HR 532 10 100 219.7 38.18 dl
HR 193 9.6 30 549 0.3 dl
AR 1064 10.2 100 231.7 55.8 dl
AR 532 10 10 421 10 dl
AR 532 10 100 217.8 10.98 dl
HR + HT 532 5.8 100 403.7 12 dl
HR + HT 355 10 100 218.4 14.81 dl
ポラライザ 1064 10.4 100 206.2 49.4 dl
ポラライザ 1064 10.48 20 410 44.96 dl
ポラライザ 532 10 100 216.7 8.9 dl

CW

コーティング種類 波長 (nm) 時間 (s) ビーム径 (µm) フルーエンス (kW/cm2) ダウンロード
HR 1070 30 137.6 426 (レーザーパワーの限界) dl
AR 1070 30 137.6 426 (レーザーパワーの限界) dl

超高速領域では、非線形効果の管理が課題となります。これらの効果は、超短時間に集中する高いピークパワーによって光学部品が損傷する原因となるためです。超高速レーザー光学において破滅的な損傷を防ぐことは極めて重要ですが、「色変化効果」もまた大敵であり、レーザー誘起損傷閾値(LIDT)を制限する要因となります。そのため、光学部品の寿命を延ばし、総所有コストを削減するには、この効果を排除する必要があります。この領域こそが、OPTOMANが得意とする分野なのです。

第二に、ピコ秒領域はパルス持続時間の移行的な範囲であり、この領域では非線形効果はまだ顕著ではありません。しかし、ピコ秒レーザーの高い繰り返し周波数によって引き起こされる熱効果は深刻な問題となり、光学部品の加熱やそれに伴う損傷を招く可能性があります。さらに、パルス持続時間が10ピコ秒未満になると、非線形効果が顕著になり、「色変化モード」の損傷が支配的となります。

第三に、ナノ秒レーザーによって生じるピークパワーはそれほど大きくありません(少なくともOPTOMANにとっては)。しかし、この領域では依然としてコーティングの損傷が一般的な懸念事項となります。ナノ秒レーザー用途に適用するためには、レーザー光学部品を極めて高い精度で製造する必要があります。

最後に、連続波(CW)領域では、平均出力レベルと熱効果の管理が重要となります。高い出力密度への継続的な曝露は、熱レンズ効果や光学コーティングの劣化、さらにはその他の形態の損傷を引き起こす可能性があります。

YouTube動画

OPTOMAN beating Dr. Damage with ultrafast laser mirror

YouTube動画

Treasure Hunt at Photonics West'25

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