技术文章
Hellma氟化钙材料如何应用到精密光学与仪器行业
发布时间:2026-02-04 13:40:41
Hellma氟化钙(CaF)晶体凭借超宽透射波段、超高折射率均匀性、低应力双折射、强激光耐久性和低色散的核心优势,成为精密光学与仪器行业中高端光学系统、核心检测仪器、特种光学器件的关键基础材料,其应用覆盖光谱分析、精密成像、激光光学、计量检测、半导体光刻配套仪器等核心细分领域,且针对不同仪器的性能要求,Hellma会匹配定制化的晶体规格(晶向、抛光、镀膜、尺寸),实现从核心光学元件到整机系统的性能适配。
以下是其在精密光学与仪器行业的核心应用领域、适配仪器类型、器件形式及技术选型要点,同时结合Hellma的定制化能力说明落地应用的关键细节:
一、光谱分析仪器:全波段透射的核心光学元件
光谱分析是HellmaCaF*成熟的应用领域之一,适配从**深紫外(DUV)到中红外(MIR)**的全波段光谱仪,解决常规光学材料(如石英、玻璃)在DUV/远红外波段透射率低的痛点。
适配仪器:紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、拉曼光谱仪、原子吸收光谱仪(AAS)、辉光放电光谱仪(GDS)
核心器件形式:
比色皿(Hellma经典款):CaF材质比色皿适配强腐蚀性样品、DUV/IR波段测试,无玻璃/石英的杂散光与吸收干扰,用于超纯物质、半导体湿电子化学品的成分检测;
光学窗口/通光片:光谱仪光路核心通光元件,定制Ra≤0.5nm超精密抛光,搭配MgF(DUV)/ZnS/Ge(IR)增透膜,提升波段透射率至99%+;
棱镜/光栅基底:利用低色散(阿贝数95.23)特性,做光谱仪的色散元件,减少波长偏差,提升检测精度。
Hellma选型关键:选IR级单晶,控制杂质含量(Fe/Cu<1ppm)降低散射,表面抛光Ra≤0.5nm,根据测试波段镀对应增透膜。
二、精密成像仪器:低色散+高均匀性的色校正核心
针对天文观测、高端显微、工业精密成像等对色差、成像分辨率、光束一致性要求极高的场景,HellmaCaF的低色散、超高折射率均匀性成为替代传统光学玻璃的核心材料,适配高端成像仪器的物镜、目镜、校正镜。
适配仪器:天文望远镜(折射式)、共聚焦激光扫描显微镜、超分辨荧光显微镜、工业精密金相显微镜、半导体晶圆检测显微镜
核心器件形式:
物镜/目镜透镜:与低色散玻璃搭配组成消色差透镜组,利用CaF阿贝数95.23的低色散特性,消除可见光/近红外波段的色差,提升成像清晰度;
成像窗口:用于真空/高低温环境下的成像系统(如半导体晶圆真空检测),CaF的真空稳定性好、热膨胀系数低,避免环境形变影响成像。
Hellma选型关键:选Lithotec高端系列,折射率均匀性<0.5ppm,应力双折射≤0.5nm/cm,晶向优先<111>(解理面,易加工成透镜),按镜头设计定制曲率与厚度,公差控制±0.01mm。
三、激光光学仪器:高激光耐久性+高热导的抗损伤核心
针对以准分子激光、飞秒/皮秒超快激光、高功率CO激光为光源的激光光学仪器,HellmaCaF解决了常规材料在高功率激光下易损伤、热致畸变的问题,是激光仪器光路传输、谐振腔、聚焦的核心材料。
适配仪器:激光干涉仪、激光测长仪、激光粒度仪、飞秒激光显微加工系统、准分子激光刻蚀仪
核心器件形式:
激光窗口/分束镜:适配193/248nm准分子激光、1064nm红外激光仪器,选HellmaLD-A级激光耐久性晶体,193nm抗激光损伤阈值达7J/cm,长期工作无烧蚀、无透射率衰减;
谐振腔反射镜/输出镜基底:利用高折射率均匀性,保证激光谐振腔的光束模式稳定,提升激光仪器的输出功率与光斑质量;
聚焦透镜:用于激光粒度仪/刻蚀仪的激光聚焦,低应力双折射避免偏振畸变,保证聚焦光斑的精度。
Hellma选型关键:按激光波长/功率密度匹配LD-A/B/C/D激光耐久性等级,193/248nmDUV激光优先LD-A级,高功率IR激光侧重高热导(9.71W/(mK)),晶向选<100>降低双折射。

以下是其在精密光学与仪器行业的核心应用领域、适配仪器类型、器件形式及技术选型要点,同时结合Hellma的定制化能力说明落地应用的关键细节:
一、光谱分析仪器:全波段透射的核心光学元件
光谱分析是HellmaCaF*成熟的应用领域之一,适配从**深紫外(DUV)到中红外(MIR)**的全波段光谱仪,解决常规光学材料(如石英、玻璃)在DUV/远红外波段透射率低的痛点。
适配仪器:紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、拉曼光谱仪、原子吸收光谱仪(AAS)、辉光放电光谱仪(GDS)
核心器件形式:
比色皿(Hellma经典款):CaF材质比色皿适配强腐蚀性样品、DUV/IR波段测试,无玻璃/石英的杂散光与吸收干扰,用于超纯物质、半导体湿电子化学品的成分检测;
光学窗口/通光片:光谱仪光路核心通光元件,定制Ra≤0.5nm超精密抛光,搭配MgF(DUV)/ZnS/Ge(IR)增透膜,提升波段透射率至99%+;
棱镜/光栅基底:利用低色散(阿贝数95.23)特性,做光谱仪的色散元件,减少波长偏差,提升检测精度。
Hellma选型关键:选IR级单晶,控制杂质含量(Fe/Cu<1ppm)降低散射,表面抛光Ra≤0.5nm,根据测试波段镀对应增透膜。
二、精密成像仪器:低色散+高均匀性的色校正核心
针对天文观测、高端显微、工业精密成像等对色差、成像分辨率、光束一致性要求极高的场景,HellmaCaF的低色散、超高折射率均匀性成为替代传统光学玻璃的核心材料,适配高端成像仪器的物镜、目镜、校正镜。
适配仪器:天文望远镜(折射式)、共聚焦激光扫描显微镜、超分辨荧光显微镜、工业精密金相显微镜、半导体晶圆检测显微镜
核心器件形式:
物镜/目镜透镜:与低色散玻璃搭配组成消色差透镜组,利用CaF阿贝数95.23的低色散特性,消除可见光/近红外波段的色差,提升成像清晰度;
成像窗口:用于真空/高低温环境下的成像系统(如半导体晶圆真空检测),CaF的真空稳定性好、热膨胀系数低,避免环境形变影响成像。
Hellma选型关键:选Lithotec高端系列,折射率均匀性<0.5ppm,应力双折射≤0.5nm/cm,晶向优先<111>(解理面,易加工成透镜),按镜头设计定制曲率与厚度,公差控制±0.01mm。

三、激光光学仪器:高激光耐久性+高热导的抗损伤核心
针对以准分子激光、飞秒/皮秒超快激光、高功率CO激光为光源的激光光学仪器,HellmaCaF解决了常规材料在高功率激光下易损伤、热致畸变的问题,是激光仪器光路传输、谐振腔、聚焦的核心材料。
适配仪器:激光干涉仪、激光测长仪、激光粒度仪、飞秒激光显微加工系统、准分子激光刻蚀仪
核心器件形式:
激光窗口/分束镜:适配193/248nm准分子激光、1064nm红外激光仪器,选HellmaLD-A级激光耐久性晶体,193nm抗激光损伤阈值达7J/cm,长期工作无烧蚀、无透射率衰减;
谐振腔反射镜/输出镜基底:利用高折射率均匀性,保证激光谐振腔的光束模式稳定,提升激光仪器的输出功率与光斑质量;
聚焦透镜:用于激光粒度仪/刻蚀仪的激光聚焦,低应力双折射避免偏振畸变,保证聚焦光斑的精度。
Hellma选型关键:按激光波长/功率密度匹配LD-A/B/C/D激光耐久性等级,193/248nmDUV激光优先LD-A级,高功率IR激光侧重高热导(9.71W/(mK)),晶向选<100>降低双折射。
首页
飞语
我的
反馈