헬마 독일 합성 불화 칼슘 (CaF₂) 광학 결정

헬마 독일 합성 불화 칼슘 (CaF₂) 광학 결정

1. 기본물리와 화학속성

• 화학식: CaF₂(불화칼슘)

• 결정 구조: 입방정계, (111) 해리면

• 밀도：3.18 g/cm³

• 녹는점：1418 °C

• 열전도율：9.71 W/(m·K) @20 °C

• 열 팽창 계수(CTE)：18.9×10⁻⁶ /K @20 °C

• 용해도(물, 20°C): 0.016 g/L(매우 용해되지 않음)

2. 광학 성능 (핵심)

• 투과파：130nm(심자외선)~9μm(중적외선), VUV/DUV/가시광선/적외선 전체 대역을 덮어씁니다.

• 내부 투과율(10mm 두께)：

• UV（193/248 nm）：>99.0%

• VIS: >92%

• IR(3~5 μm):>90%

• 굴절률 (nd@587.6 nm）：1.43384(낮은 굴절률, 광선 왜곡 감소)

• 아베수 (νd)：95.23(매우 낮은 색산, 탁월한 소색차)

• 굴절률 균일성(@633nm)：≤0.5ppm/3~20ppm(표준)

• 응력 이중 굴절(@633nm)：≤0.5 nm/cm/1~50 nm/cm (표준)

• 비선형 굴절률(n₂@1064nm): 1.9 × 10 ⁻¹ ⁶cm²/W(매우 낮음, 고출력 레이저 안정화)

• 굴절률 온도계수(dn/dT)：

• @ 193 nm : -3.2 × 10⁻⁶ /K

• @ 248 nm : -6.9 × 10⁻⁶ /K

3. 레이저 내구성 (광각급 관건지표)

• 적용 파장: 157nm, 193nm, 248nm 준분자 레이저

• 레이저 손상 임계값(LDT)：> 10 J/cm²@193nm(10ns 펄스)

• 장기적 안정성: 깊은 자외선 환경에서저결함, 저노화, 7nm 이하 공정에 적합

4. 사이즈 및 사용자 정의 규격

• 최대 크기：

• 단결정: 지름 ≤250 mm, 두께 ≤ 150mm

• 다결정: 지름 ≤440개의 mm, 두께 ≤ 150mm

• 결정 취향: <111>(기본값), <100>, 임의 취향

• 표면 질량: 연마, 광택(람다/10, 람다/20), 초정밀 광택

• 공차: 지름/길이 ±0.1mm, 두께 ±0.05mm(고정밀도 사용자 정의 가능)

5. 재료등급

• UV 级（193–400 nm）: 굴절률 균일성 ≤ 1 ppm, 이중 굴절 ≤ 1 nm/cm, 사용193nm 포토레지스트。

• DUV 레벨(157-193nm): 초고균일성(≤0.5ppm), 극저쌍굴절(≤0.5nm/cm), 적합157nm 광각。

• VIS급(400–780nm): 가시광선, 현미경을 위한 표준 균일성(3-5ppm).

• IR 级 (0.78~9μm): 적외선 투과 최적화,적외선 창, 열화상, 분광기。

6. 핵심우세

1. 초광폭 투과：130 nm–9 μm，한 가지 재료가 다중 주파수 대역의 수요를 커버하다.

2. 극저색산: 아베수 95.23, 소색차능력이 강하고 영상예도가 높다.

3. 높은 레이저 저항성: 193/248nm 준분자 레이저가 적합하며 장기간 안정적이고 손상이 없습니다.

4. 고균일성: 굴절률 균일성이 0.5ppm에 달하며 빔 일관성이 우수합니다.

5. 대구경 제조: 단결정 250mm, 다결정 440mm로 대형 광학 시스템의 수요를 만족시킨다.

7. 전형적인 응용

• 반도체:193nm/248nm 포토레지스트, 조명 시스템。

• 레이저: 고출력 레이저 윈도우, 빔 분할, 렌즈(157-1064nm).

• 적외선: 적외선 열화상 카메라 창, 분광기 소자, 천문 망원경 렌즈.

• 과학연구: 진공자외선 (VUV) 광학, 고에너지복사환경창구.

헬마 독일 합성 불화 칼슘 (CaF₂) 광학 결정