原始光束功率密度过大会击穿光斑分析仪的传感器以及ND衰减片，美国DataRay就这种情况推出偏振光束采样器（PPBS）吸收高功率光束。在测量聚焦光斑时，光斑分析仪衰减片无法承受太大功率密度光束，通过联用两个或以上个PPBS，可以将几千瓦的光束衰减至1%~1‰量级的安全功率，四种材质的PPBS衰减程度0.01％~3.75％、波长范围190nm~16000nm。DataRay还提供PPBS配套使用的光束采样器、ND滤光片、可变衰减器、光阱等配件。
所属品牌： 美国DataRay
应用类型：
产品型号：PPBS-UV-FS
负责人：孙泽明4
联系电话：13692216712
电子邮箱：zmsun@welloptics.cn
Attenuation accessories，应用于光斑分析的偏振光束采样器及配件
偏振光束采样器（Polarization Preserving Beam Sampler，PPBS）将对高功率光束的部分进行采样，用于原始功率密度光束会损坏测量仪器或标准吸收ND滤光片的光束衰减器测量应用。DataRay光束采样器对来自两个正交楔形窗口的反射进行采样，以降低高强度光至安全功率，同时保持输入光束的原始偏振，并消除来自每个空气-玻璃界面的多次反射的影响。光斑分析仪衰减器用于光斑分析仪，DataRay还提供各种光斑分析仪和光斑分析仪配件，涵盖光束衰减、光学器件、平移平台、UV 和 IR 转换器等产品。有关DataRay光束采样器配件的更多信息，请与我们联系。
工作原理
偏振光束采样器DataRay由一对玻璃窗组成，每个玻璃窗传输将丢弃或捕获光阱（BeamTrap）中的输入光束的大部分能量，并在每个窗表面反射输入光束的小部分能量进行测量。每个窗口会发生两次反射，每个曲面一次，最终有4个波束从输出面离开聚焦光斑分析仪采样器。每个窗口第一个表面反射的结果是输出光束。离开光束衰减器的另外三个光束由于窗口的楔形设计移位，而不会撞击光束轮廓仪的成像区域。在DataRay光束采样器说明讨论中的原始光束、中间光束和采样光束，指的是每个窗口第一表面反射形成的光束路径的不同位置。
偏振光束采样器DataRay
使用注意
请注意离开DataRay光束采样器的高功率光束。操作前请查看光束衰减器使用手册。使用任何功率的激光器时，务必遵守ANSI 2135.1激光器安全协议。一定要了解光线的路径，包括通过玻璃表面的每一次反射/透射。聚焦光斑分析仪采样器将具有三个释放激光辐射的孔径：残余1、残余2和输出。大部分能量通过残余面1离开。预计99%的光束功率将通过残余1，残余2的输出可能小于1%或高达50%，这取决于DataRay光斑分析仪采样器材料、波长和输入偏振。要注意处于高温状态的光阱或任何其他吸收能量的元件。
光束衰减
由于采样光束是每个玻璃楔（Wedge）中第一个表面反射的结果，因此光束衰减器是根据菲涅耳反射方程计算光束衰减的。每个表面的激光反射强度取决于波长、偏振、折射率和入射角。由于两个反射是正交的，偏振的净效应被抵消（见偏振保护部分）。假设光束垂直入射到聚焦光斑分析仪采样器的输入面，因此采样光束输出百分比仅取决于激光器的波长和楔的材料。衰减由通过反射镜的透射和通过ND-2衰减片的透射共同计算。下图显示了具有平均偏振的光束的采样百分比和光密度与波长的关系。由于入射角只有10度，偏振光束的衰减不显著。测试数据波长范围：UVFS波长范围190nm~2100nm，CaF2波长范围为200nm~8000nm，ZnSe波长范围500nm~16025nm，BaF2波长范围200nm~11000nm。关于特定波长衰减值具体的数据可联系客服获取，下表是输入波长1064nm，输入功率500mW时的数据。
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型号 |
波长 |
采样比 |
光密度 |
输出功率 |
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PPBS-FS |
1064 |
0.0515% |
3.29 |
0.257 |
|
PPBS-CaF2 |
1064 |
0.0425% |
3.37 |
0.212 |
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PPBS-ZnSe |
1064 |
2.5460% |
1.59 |
12.730 |
|
PPBS-BaF2 |
1064 |
0.0604% |
3.22 |
0.302 |
偏振保留
激光器的输出通常是偏振光束，有时保持这种偏振对于光束轮廓测量很重要。偏振定义了电场振荡的方向。为了简化这种解释，我们将考虑线性偏振光，其中电场沿着传播方向被限制在单个平面内。
s和p偏振。光束的偏振方向可以分为两个矢量分量。这些有时被表示为X和Y分量，例如，100%X偏振光束的电场将在水平面内振荡。但是，当考虑偏振如何影响表面反射时，将偏振方向与入射平面联系起来较为方便的。
从反射表面反射的激光入射平面
平行于入射平面振荡的电场分量称为p偏振分量（德语单词parallel）。垂直于入射平面振荡的电场分量称为s偏振分量（德语单词senkrecht表示垂直）。根据菲涅尔方程，以一定角度入射到表面上的s偏振光将比p偏振光反射更多。这意味着，任何对光束的单个反射进行采样的衰减器都会改变光束的偏振。DataRay光斑分析仪采样器对两个正交反射进行采样，这抵消了偏振修正效应。
多重反射
来自PPBS的采样光束是来自每个玻璃楔的第一表面反射的结果。然而，由于在每个空气-玻璃界面处都会发生反射，因此实际上有四个光束离开DataRay光斑分析仪采样器的输出面。
DataRay光斑分析仪采样器中的玻璃光学器件设计为3°楔形角，既消除了光学干涉标准具效应，又抵消了背面的额外反射。楔角越大，多次反射之间的偏移和角度就越大。0.5°的楔角将导致额外的反射干扰测量。PPBS使用3°楔角，使反射偏移到传感器区域外。相机也可以安装在离PPBS更远的地方，这样多个反射可以偏移更大的距离。注意这些杂散反射；它们将具有与采样光束大致相同的功率。
光束衰减配件
Compact Beam Sampler(CBS) 紧凑型光束采样器
反射式紧凑型光束采样器，带 C螺纹接口。DataRay反射衰减器透射率0.01%，入射功率可达200 W。在处理从 CBS 前表面反射的大于99%的入射光束时，用户须注意安全。
紧凑型光束采样器（CBS）对大功率光束进行小部分采样，用于短工作距离测量应用，否则原始光束的功率密度会损坏测量仪器或标准吸收ND滤光片。CBS通过高损伤阈值倾斜反射镜对传输进行采样，以安全地降低高强度光的功率。粘贴在反射镜背面的ND滤光片消除了多次反射产生的不必要的干涉效应。
操作方法
紧凑型光束采样器由玻璃基板上的高反射率电介质反射器组成，玻璃基板与ND2吸收滤光片光学粘合，并与光轴成10度角安装。折射率匹配的ND滤波器抑制传输能量上的干涉条纹。>99%的输入能量从镜面反射到一个方向，该方向取决于拧到光束轮廓仪上并调整滚花锁环后CBS的最终旋转方向。一小部分光束通过反射镜和ND滤光片传输到光束轮廓仪。这种设计允许在非常短的光学长度内处理大量的功率。用户必须考虑在20度反射的光束如何与入射光束及其光学器件/支架/实验室环境相互作用。
产品特点
采样率：0.01%
可用50W BeamTrap
可用立柱安装套件
C接口ND 衰减片组（0.5 至 5）
光束衰减在许多光束分析应用中是必需的环节。中性密度滤光片也称为衰减片，是衰减光源的最直接的方法。DataRay光斑分析仪衰减器提供三种不同类型的ND滤光片，每种DataRay ND滤光片适用于不同的波长范围。每种类型的衰减片提供不同的衰减程度。有些衰减片有多种尺寸，有些DataRay ND滤光片有不同的外壳。
DataRay ND滤光片（Neutral Density），中性密度滤光片组一套有六个型号（ND 0.5、1、2、3、4、5），可安装在 C 接口螺纹可堆叠支架上，适用于大多数 WinCamD 和 BladeCam 光斑分析相机。包括带有对齐目标的caps。衰减片安装在与轴线成 3° 的位置。ND 值指定为 675 nm。透射曲线见下列图表。
接口适配
DataRay
NDL螺纹接口并不常见。DataRay也销售从NDL螺纹转换为C型安装的适配器（ADAPTER-NDL-EX-CM-IN、ADAPTER-CM-EX-NDL-IN）。如果您有需要特定滤光片的应用，DataRay可以在滤光片支架中安装任何1“或0.875”的滤光片，也可以购买空的滤光片支架。DataRay还可以为大多数滤光片类型定制非标准ND值。几乎所有DataRay的相机系统都配有ND滤镜。如果需要订购额外的滤光片，可以联系客服了解具体的型号。
BeamTrap（光阱）
DataRay光阱是在光学实验中常用的安全工具，用于光学系统吸收入射激光。DataRay光阱承受激光功率可达 50W，孔径 19 mm。
Variable
Attenuator 可变衰减器
DataRay可变衰减器是一种可以调节光束衰减程度的衰减器，搭配ND滤光片可以调节输入光的强度，4x4 位置轮，93 dB 光学动态范围，350 至 2200 nm。最大值：1 W/cm²，100 mJ/cm²。可变衰减台规格如下图所示。
产品特点
可用连接适配器
完全消除杂散光
可变光轴高度
三个安装孔
dataray-attenuator-datasheet.pdf
dataray-damage-threshold-and-attenuation-calculator-app-note.pdf
