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フッ化カルシウム

単結晶材料であるフッ化カルシウム（CaF₂ ）は、UV およびIR 波長域の用途に広く用いられています。フッ化カルシウムは、ウィンドウ、レンズ、プリズムおよびミラーの基板として用いることができ、またエキシマレーザー向けの材料として最適です。 CaF₂ は、図に示すように130 nm から10 μm の波長範囲にわたって良好な透過率を持っていますが、伝統的にUV ではなく、主としてIR 向けの用途に用いられてきました。 CaF₂ は自然界に存在し、それを採掘することができますが、時間とエネルギーを消費するStockbarger 法により人工的に製造もされます。しかしながら、DUV 域における透過率と高い損傷しきい値を得るにはIR 向けのものよりはるかに純粋な硝材が必要であり、これに採掘された天然の硝材を用いることは不可能です。 193 nm もしくはそれ以下の波長での光学部品の寿命と透過率の改善に対する要求を満たすため、メーカーは材料から結晶に至る全ての製造段階における不純物の除去を行なうための様々な検査と処理方法を導入しました。硝材の均一性および応力による複屈折性を改善するための要求は、伝統的なStockbarger 法が生産者により改善されることにつながりました。これにより、より良い真空度とアニール処理のパラメータとともに、結晶成長段階における厳密な温度管理が可能となりました。エキシマグレードのCaF₂ は、DUV 域（193 nm のみならず、157 nm においても）にて要求される透過率、高い損傷しきい値、低い蛍光、高い均一性、および低い複屈折性などの特長を併せ持っています。

フッ化カルシウムの定数
密度（25 ℃）：3.18 g cm^－3
ポアッソン比：0.26
dN/Dt ：－10.6 ×10^－6/℃
ヤング率：1.75 ×10⁷psi
線膨張率（20 ℃～60 ℃）：18.9 ×10^－6/℃
溶解温度：1360 ℃

フッ化カルシウムの屈折率

波長 (μm)	屈折率 n

0.193 0.248 0.257 0.266 0.308 0.355 0.486 0.587 0.65 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0	1.501 1.468 1.465 1.462 1.453 1.446 1.437 1.433 1.432 1.431 1.428 1.426 1.423 1.421 1.417 1.409 1.398 1.385 1.369 1.349

フッ化カルシウムの外部透過率