反射率：思ったよりも複雑です

反射率が 99.8% ～ 99.999% の高反射ミラーは、スループットを最大化しながらビームステアリングを行う上で、多くのレーザーシステムにとって重要な部品です。業界では、分光測光法を用いて透過率を測定し、残りの光は反射されたと見なすことによってミラーの反射率を求めることが一般的な慣行になっています。しかしながら、この慣行には散乱や吸収の視点が考慮されていないため、算出した反射率の値は楽観的なものになりがちです。反射率が99.5%を超えるミラーでは、キャビティリングダウン分光法 (CRDS) によって全損失を測定し、反射率を特定するのがより正確な方法となります。お客様のサプライヤーの測定法を理解することが、現実世界での性能を予測する上で重要なのです。

誤った仮定：透過率の測定だけでは十分ではありません

ミラーの反射率を分光光度計を用いた透過率測定によって特定することは、光学部品のサプライヤーにとって一般的な慣行になっています。これは、散乱や吸収はほんの僅かに過ぎないという仮定に基づいたものですが、非常に高い反射率が求められる場合、この僅かな影響が大きな影響を及ぼすことになります。 分光光度計では99.5%未満の反射率であれば直接測定できますが、それ以上になると分光光度計の信号対雑音比 (SNR) の限界に達します。

解決法：キャビティリングダウン分光法 (CRDS)

高反射ミラーの測定法としてもっとも正確なのはキャビティリングダウン分光法 (CRDS) です。これは、透過、吸収、散乱をはじめとした、ミラーの全損失を測定する方法です。レーザーのパルスは、2枚の高反射ミラーに囲まれた共振器に送られます (Figure 1)。反射したレーザー光は、共振器内で往復し、反射する毎に僅かな量の光を損失します。2枚目のミラーの後ろに置かれたディテクターが反射光の強度の減衰を測定します。ミラーの全損失は、この反射光の減衰時間 (リングダウン) によって特定されます。

Figure 1: 透過、吸収、散乱をはじめとしたレーザーミラーの全損失はCRDSによって特定される