Почему фторид кальция так высоко ценится в области эксимерных лазеров? 

В области технологии эксимерных лазеров характеристики оптических материалов напрямую определяют качество и надежность лазера. Фторид кальция (CaF₂), как ключевой оптический материал, получил широкое признание и применение в этой области благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам.

Исключительные свойства пропускания ультрафиолета
Эксимерные лазеры работают в глубоком ультрафиолетовом диапазоне (например, 193 нм для ArF-лазеров, 248 нм для KrF-лазеров), где большинство оптических материалов демонстрируют значительное поглощение. Фторид кальция демонстрирует превосходную пропускаемость в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах (130 нм–8 мкм) с исключительно низкими потерями в глубоком ультрафиолетовом диапазоне. Это делает его идеальным материалом для изготовления выходных окон, линз и призм лазеров.

Высокий порог лазерного повреждения
Импульсы эксимерного лазера характеризуются высокой энергией и плотностью мощности, что требует от материалов строгой устойчивости к лазерному повреждению. Кристаллы фторида кальция обладают стабильной структурой, способной выдерживать бомбардировку высокоэнергетическими ультрафиолетовыми фотонами без образования цветовых центров или структурных изменений. Это значительно продлевает срок службы оптических компонентов и снижает затраты на техническое обслуживание.

Превосходные термодинамические свойства
Фторид кальция обладает низким коэффициентом теплового расширения (18,9×10⁻⁶/K) и высокой теплопроводностью (9,7 Вт/м·К). При работе с высокой частотой повторения он эффективно рассеивает тепло, минимизирует эффекты теплового линзирования и поддерживает стабильное качество луча. Эта характеристика особенно важна для промышленного оборудования и медицинского оборудования, требующего длительной и стабильной работы.

Отличная обрабатываемость
Кристаллы фторида кальция обладают умеренной твердостью, что позволяет обрабатывать высокоточные оптические поверхности с помощью таких процессов, как алмазное точение. Шероховатость поверхности может быть достигнута на нанометровом уровне, что соответствует строгим требованиям к искажению волнового фронта в системах эксимерных лазеров. Кроме того, он демонстрирует отличную совместимость с распространенными материалами для покрытий, что облегчает подготовку высокоэффективных антибликовых и усиливающих покрытий.

Несмотря на такие недостатки, как гигроскопичность, требующая защитных мер, таких как нанесение покрытия, комплексные преимущества фторида кальция обеспечивают ему незаменимую позицию в основных оптических компонентах для эксимерных лазеров. Достижения в области технологий выращивания кристаллов продолжают улучшать размер и оптическую однородность фторида кальция, стимулируя дальнейшие инновации в области применения эксимерных лазеров в производстве микроэлектроники, офтальмологической хирургии и научных исследованиях.