窓材の種類
真空窓に使用される代表的な窓材をご紹介します。
CaF2 弗化カルシウム
天然に蛍石として産出され、1250Åの真空紫外から10μmに至る赤外領域までの極めて優れた透過性と、波長による適当な屈折率変化を持ち、耐水性・耐薬品性・耐熱性など化学的・物理的に安定な結晶として、紫外から赤外までの広範囲な領域でのレンズ、ウィンドウとして用いられます。
弗化カルシウム結晶は、光学用（可視・赤外線用）と紫外線用（無蛍光性）の2種類があります。赤外線用は0.3μm付近で吸収があります。紫外線用の中でもエキシマレーザー用窓板・レンズ素材として、無歪・耐エキシマ性を改良した高品質なものもあります。
| 波長（μm） | 屈折率 |
|---|---|
| 0.19 | 1.50500 |
| 0.20 | 1.49531 |
| 0.22 | 1.48110 |
| 0.3 | 1.45402 |
| 0.4 | 1.44185 |
| 0.5 | 1.43647 |
| 0.6 | 1.43356 |
| 0.7 | 1.43176 |
| 0.8 | 1.43052 |
| 0.9 | 1.42961 |
| 1.0 | 1.42888 |
| 2.0 | 1.42385 |
| 3.0 | 1.41785 |
| 4.0 | 1.40963 |
| 5.0 | 1.39895 |
| 6.0 | 1.38559 |
| 7.0 | 1.36932 |
| 9.0 | 1.32677 |
| 9.8 | 1.30541 |
BaF2 弗化バリウム
1500Åの真空紫外から弗化物結晶としては最長の15μmの赤外領域までの、広い波長域でのウィンドウ・レンズとして用いられます。
| 波長（μm） | 屈折率 |
|---|---|
| 0.26 | 1.51431 |
| 0.4 | 1.48484 |
| 0.6 | 1.47412 |
| 0.8 | 1.47040 |
| 1.0 | 1.46856 |
| 2.0 | 1.46460 |
| 3.0 | 1.46115 |
| 5.0 | 1.45102 |
| 7.0 | 1.43566 |
| 10.0 | 1.40133 |
ZnSe セレン化亜鉛
ZnSeは、可視および赤外線透過材料として適しており、CO1レーザー用の窓の他、多くの光学的応用が可能です。CO2レーザーの場合、AR/ARコートを施すことによって透過率約99%も可能です。
| 波長（μm） | 屈折率 |
|---|---|
| 0.62 | 2.5994 |
| 1.0 | 2.4892 |
| 3.0 | 2.4376 |
| 5.0 | 2.4296 |
| 7.0 | 2.4218 |
| 9.0 | 2.4122 |
| 10.2 | 2.4053 |
| 10.6 | 2.4028 |
| 11.0 | 2.4011 |
| 13.0 | 2.3850 |
| 15.0 | 2.3665 |
MgF2 弗化マグネシウム
1100Åの真空紫外から7.5μmの赤外領域までの波長域において、ウィンドウとして用いられます。
バンドギャップが広いのでエキシマレーザー用窓材として最適です。紫外域での偏光素子としても有効です。
| 波長（μm） | 屈折率n1(O) | n1(E) |
|---|---|---|
| 0.178 | 1.43975 | 1.45365 |
| 0.1849 | 1.43424 | 1.44797 |
| 0.2536 | 1.40208 | 1.41483 |
| 0.2893 | 1.39485 | 1.4074 |
| 0.4046 | 1.38359 | 1.39566 |
| 0.5015 | 1.37972 | 1.39163 |
| 0.6234 | 1.37713 | 1.38889 |
| 1.0 | 1.3778 | - |
| 3.0 | 1.3640 | - |
| 4.5 | 1.3455 | - |
SiO2 光学用合成石英ガラス
この他にも天然の水晶を原料とした溶融石英ガラスもありますが、0.2～0.25μmに吸収があります。
| 波長（μm） | 屈折率 |
|---|---|
| 0.206 | 1.54266 |
| 0.307 | 1.48575 |
| 0.587 | 1.45847 |
| 0.8 | 1.45337 |
| 1.0 | 1.45047 |
| 2.0 | 1.43817 |
