德国 Hellma CaF2 氟化钙晶体材料 248nm UV 级193 - 400 nm用于成像光学

德国Hellma Materials坐落于德国耶拿，采用真空Stockbarger单晶生长工艺，搭配专属高温退火提纯工艺，量产UV级氟化钙单晶，性能对标Lithotec®光刻级晶体标准，面向193–400 nm紫外成像光学市场提供稳定毛坯与半成品。立方晶系CaF₂天然具备光学各向同性，配合高纯原料控制，有效抑制散射损耗，成为紫外多光谱成像物镜的优选色差校正材料。

技术参数主要功能基本配置可选配置质量保证

248nm 关键光学参数（光刻级 Lithotec®）

透射性能（10mm 厚度单晶）

248nm 内部透过率＞99.8%/cm，几乎无本征吸收；
相比熔融石英，248nm 无长期紫外辐照劣化、无荧光。
折射率

nd(587.6nm)=1.43384
n@248 nm ≈1.468
dn/dT @248nm：-6.9×10⁻⁶ /K
色散

阿贝数 νd=95.23（极低色散，优异消色差）
光学均匀性 & 应力（光刻级）

折射率均匀性：0.5 ~ 15 ppm
应力双折射：≤5 nm/cm（248nm 成像光路必备，抑制偏振畸变）
激光耐受特性（248nm KrF，ns 脉冲）

高抗激光损伤，可承受10⁹次量级脉冲长期辐照；
不易生成色心（普通 CaF₂长期紫外照射易发黑、吸收上涨）；
是 248nm 光刻机照明 / 投影物镜、激光窗口首选材料。

Hellma UV级CaF₂核心光学与理化性能（适配193–400 nm成像）

1 光谱透射特性

Hellma UV级氟化钙目标优化波段为193 nm～400 nm，10 mm厚度单晶内部透过率＞99.8%/cm。其透射边界可延伸至真空紫外波段130 nm，在193 nm、248 nm关键深紫外波长无本征吸收峰，可实现单套光学镜头覆盖深紫外至近紫外的连续广谱成像需求。相较之下，熔融石英有效透射下限仅为200 nm，在193 nm波段存在明显吸收损耗，无法适配深紫外高精度成像光路。

同时，该UV级氟化钙单晶具备优异的紫外辐照稳定性，长期承受脉冲式深紫外激光辐照时，不易生成色心缺陷，透射性能衰减量极低，能够让成像系统长期保持稳定的光照强度与图像信噪比，解决了传统紫外光学材料长期工作性能劣化的核心问题。

2 色散与成像像差控制参数

Hellma UV级CaF₂拥有极低的光学色散特性，核心光学参数稳定可控，基准折射率nd(587.6 nm)=1.43384，248 nm波长折射率约1.468，193 nm深紫外波长折射率约1.484，阿贝数高达95.23。超高阿贝数代表材料光谱色散性能优异，在193–400 nm宽波段成像物镜设计中，可大幅抑制轴向色差与垂轴色差，简化紫外成像镜头的镜片组结构，减少多层镜片叠加带来的反射、散射损耗，从材料层面提升成像系统的清晰度与成像精度。

3 光学均匀性与应力双折射（成像关键指标）

高精度成像对光学基材的波前精度、偏振稳定性要求极高，Hellma UV级CaF₂严格控制晶体生长与退火工艺，折射率均匀性稳定控制在0.5～15 ppm区间，优选<111>晶向的毛坯应力双折射≤5 nm/cm。极低的应力双折射可有效规避光路偏振畸变、波前失真问题，完美适配高数值孔径的紫外成像系统，保障亚微米级超高分辨率成像需求，尤其适用于偏振敏感型紫外精密检测设备。

Hellma UV级CaF₂在193–400 nm成像光学典型应用场景

1 半导体深紫外缺陷检测成像系统

基于248 nm KrF、193 nm ArF深紫外光源的晶圆微观缺陷检测仪、光刻掩膜版检查设备，是该材料的核心应用场景。设备成像物镜采用Hellma UV级CaF₂镜片组件，可稳定适配深紫外激光长期辐照工况，避免镜头透过率衰减、成像精度漂移问题，实现微米乃至亚微米级微观划痕、杂质、图案缺陷的精准识别，保障半导体精密检测设备的长期量产稳定性。

2 深紫外荧光显微成像

在材料微观表征、生物紫外显微、荧光光谱成像领域，UV级氟化钙的宽光谱、超低色散特性优势显著。单组CaF₂显微物镜可兼容193–400 nm全波段紫外激发光源，彻底消除宽波段荧光成像的色差模糊问题，大幅提升荧光图像的清晰度与色彩还原度，适配多光谱同步显微检测需求。

3 准分子激光投影成像光路

248 nm激光退火、激光微加工、紫外激光改性等工业设备的投影成像、光束整形光路，对光学基材的抗激光辐照性能要求严苛。Hellma UV级CaF₂可承受高频次脉冲激光长期照射，无明显性能劣化，能够持续维持光路光斑均匀性与成像精度，保障激光加工与投影成像系统的工况稳定性。

4 紫外机器视觉与光谱成像设备

多通道紫外光谱相机、工业非接触式紫外检测成像设备，需要实现紫外至可见光跨波段同步成像。UV级CaF₂超宽透射光谱可衔接深紫外、近紫外、可见光波段，无需更换光学镜头即可完成多光谱成像检测，适配工业精密质检、环境紫外检测、光学精密测量等场景。

5 科研真空紫外成像仪器

在真空紫外干涉成像、精密光谱探测、真空腔体微观成像等科研设备中，该材料可作为真空适配光学窗口与成像镜片，凭借低杂质、低散射、高光谱稳定性的特性，满足真空无油、高精度、低损耗的科研级成像探测需求。