性能匹配原则:以实际应用的光谱波段、激光参数、工作环境为核心,筛选适配的光学性能、激光耐久性、环境抗性参数,避免性能冗余或不足;
规格适配原则:根据光学系统的结构尺寸、装配要求,选择对应尺寸、晶体取向、表面质量的产品,兼顾安装精度与光学传输效率;
成本原则:在满足核心使用需求的前提下,合理选择产品品级、激光耐久性等级,无需盲目追求规格,实现性能与成本的平衡;
定制化原则:针对特殊场景(如超大尺寸、异形结构、工作环境),充分利用 Hellma 的定制化能力,定制专属参数方案,确保产品适配系统需求。
UV 级(193nm-400nm):主打深紫外 / 紫外波段高透射,内部透射率>99.8%(10mm 厚度),适配 193nm/248nm/157nm IC 光刻、紫外准分子激光、紫外光谱仪、紫外医用激光等场景;
IR 级(0.78μm-9.00μm):红外波段透射性能优异,无特征吸收峰,适配红外传感器、红外成像、红外激光、光谱仪红外检测通道等场景;
全波段需求:如天文光学、高清变焦镜头等需覆盖可见光 + 紫外 / 红外的场景,选择通用型氟化钙单晶,依托 130nm-9μm 超宽透射特性实现跨波段适配。
激光损伤阈值:Hellma 氟化钙单晶在 193nm 波段损伤阈值达7 J/cm²,可抵御高强度激光的表面缺陷、烧蚀问题,满足深紫外激光核心应用需求;
激光耐久性分级:Hellma 采用内部专属分级体系,四级产品适配不同激光需求,务必明确告知厂家实际激光工作参数,确保精准匹配:
LD-A(超高级):适配超高能量密度、高重复频率的长期激光工作场景,如 IC 光刻核心激光系统;
LD-B(高级):适配高能量密度激光场景,如工业准分子激光、医用激光治疗仪;
LD-C(进阶级):适配中低能量密度激光常规应用,如激光光束传输系统、激光检测设备;
LD-D(标准级):适配低能量密度、低频率激光场景,如实验室激光光学组件。
折射率均匀性:633nm(He-Ne 激光)下 PV 值依产品直径精准把控,大尺寸 IC 光刻坯料(≤350mm)可实现超高均匀性,适配光刻投影光学、天文望远镜等超高精度场景;
低应力双折射:Hellma 氟化钙单晶经特殊生长与加工工艺,应力双折射极低,避免光束偏振态畸变,适配偏振光学系统、激光偏振传输场景。
折射率温度系数:18-28℃区间内,可见光波段(如 589.46nm)Δn/ΔT 为 - 9.8×10⁻⁶/K,深紫外 193nm 波段为 - 3.2×10⁻⁶/K,厂家提供完整的 Δn/ΔT 计算公式与常数,可实现温度补偿设计;
宽温适配能力:材料可在 **-100℃至 + 140℃** 范围内保持性能稳定,热导率 9.71 W/m・K(20℃),熔点 1420℃,无热变形、热开裂风险,适配温度场景。
| 应用领域 | 核心使用场景 | 推荐品级 / 等级 | 典型尺寸规格 | 核心筛选参数 |
|---|---|---|---|---|
| IC 光刻 | 光刻制造工具(投影光学) | UV 级 / LD-A | 坯料:≤350mm 直径 / 80mm 厚度 | 高透射率(>99.8%)、超高折射率均匀性、低应力双折射 |
| IC 光刻 | 准分子激光 / 光束传输系统 | UV 级 / LD-A/LD-B | 晶圆:≤100mm 直径 / 30mm 厚度;棱镜≤100mm 边长 | 193nm/248nm 高透射、激光耐久性、低色散 |
| 激光光学(非光刻) | 紫外 / 红外工业激光、医用激光 | UV 级 / IR 级 / LD-B/LD-C | ≤100mm 直径 / 30mm 厚度 | 对应波段高透射、激光损伤阈值、温度稳定性 |
| 精密成像 | 天文光学、HDTV 变焦镜头、显微镜 | 通用型 | 定制小尺寸镜片 / 棱镜 | 超宽谱透射、低色散(阿贝数 ν_d=95.23)、高成像均匀性 |
| 光谱分析 | 紫外 / 红外光谱仪 | UV 级 / IR 级 | ≤50mm 直径 / 10mm 厚度 | 对应波段无吸收峰、高透射率、低杂散光 |
| 红外传感 | 红外气体传感器、红外成像设备 | IR 级 | 定制微型镜片(≤20mm 直径) | 0.78-9μm 高透射、环境抗性(CR 1)、温度稳定性 |
<111> 取向:推荐,折射率均匀性、激光耐久性、透射率均为,适配 IC 光刻、超高精度成像、核心激光光学等严苛场景;
<100> 取向:加工性能更优,表面平整度易把控,适配常规激光光学、光谱仪、红外传感等场景;
随机取向:适配对晶向无特殊要求的通用场景,如实验室基础光学组件,成本更优。
raw(原始态):未做任何加工的坯料,适用于客户自主二次精密加工,如光学器件厂家的定制化镜片生产;
cut(切割态):经精准切割成型,尺寸公差小,适用于需自主研磨、抛光的中端光学组件加工;
ground(研磨态):经研磨处理,表面平整度提升,适用于对表面精度要求一般的激光光束传输、红外传感组件;
polished(抛光态):高精度光学抛光,表面粗糙度极低,无划痕、麻点,适配光刻投影光学、高精密成像、核心激光镜片等严苛场景,为厂家主流交付形式。
坯料 / 晶圆类:可定制440mm 直径 / 100mm 厚度,常规选择≤350mm 直径(IC 光刻)、≤100mm 直径(通用激光 / 成像),厚度根据光学系统的光程需求选择(10mm-80mm);
棱镜类:可定制100mm 边长,支持直角棱镜、等边棱镜等常规形状定制,边长根据光束口径选择;
小尺寸 / 微型元件:可定制≤20mm 直径的微型镜片,适配红外传感器、微型光谱仪等小型光学系统,需明确告知厂家尺寸公差(±0.01mm 级 /±0.1mm 级);
异形结构:针对特殊光学系统,可定制异形氟化钙元件(如曲面镜片、梯形棱镜),需提供详细的 CAD 图纸,厂家可实现高精度加工。
明确工作环境参数:若使用环境为高湿、酸碱、高真空、强辐照(如航天、户外、化工现场),需提前告知厂家,可定制疏水涂层、真空密封、抗辐照涂层等防护方案,提升材料环境适应性;
提供完整系统设计参数:选型时尽量向厂家提供光学系统的核心波段、光程长度、装配公差、激光参数(若有),厂家技术团队可协助优化选型方案,确保产品适配;
试样检测:针对大批量采购或超高精度应用场景,可向厂家申请试样(小尺寸抛光镜片),通过自主检测验证透射率、均匀性等核心参数,再确定批量采购方案;
售后与技术支持:Hellma 提供技术支持,可提供完整的参数手册、色散公式、温度系数公式等设计资料,同时可协助解决光学系统集成中的材料应用问题。