日本信越石英（SQP）光学石英玻璃产品全系列详解与技术选型指南

引言：为何选择信越石英（SQP）？

在光学领域，材料的选择直接决定了系统的性能极限。日本信越化学工业株式会社（Shin-Etsu Chemical）旗下的信越石英（Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd., SQP） 是全球石英玻璃行业的绝对领导。其产品以高的纯度、无比的光学均匀性、激光耐受性和精准的性能可定制性而闻名，成为半导体光刻、高激光器、天文观测、精密光学等科技领域不可少的核心材料。

本指南将系统解析SQP光学石英玻璃的全系列产品，并提供专业的技术选型建议，助您为下一代光学系统找到最坚实的基石。

第一部分：产品全系列详解

信越石英的产品主要分为合成石英玻璃和天然石英玻璃两大体系。合成石英纯度更高，性能更优；天然石英则在某些方面具有经济性优势。

一、 合成石英玻璃（SUPRASIL系列）

SUPRASIL是信越采用高温气相水解法制成的高纯度合成石英玻璃品牌，是其技术实力的集中体现。

1. 高光刻与准分子激光级
此系列针对深紫外（DUV）波段和极紫外（EUV）光刻技术的苛刻要求进行了优化，是技术壁垒最高的产品。

• SUPRASIL-P248C： 基准型高级光学石英。以其“各个方向无条纹"的高光学均匀性著称，在深紫外到近红外的宽光谱范围内均有优异透过率，是光刻机镜头的基础材料。

• SUPRASIL-P700： P248C的升级版。不仅具备更好的均匀性，更关键的是显著改善了ArF（193nm）准分子激光的耐受性，极大降低了在高功率激光长期照射下的性能衰减（Compaction），用于最新一代ArF光刻机投影物镜。

• SUPRASIL-P210： 专为抗激光损伤而生。光学特性与P310C相似，但进一步强化了对ArF准分子激光的耐受性，是针对超高功率激光应用的专业选择。

2. 通用高精度光学级
此系列平衡了光学性能和制造经济性，适用于大多数精密光学场景。

• SUPRASIL-P20： 经济实用型。在单一方向上无条纹，满足绝大多数光学元件（如观察窗、透镜、棱镜）的基本需求，是应用广泛的型号之一。

• SUPRASIL-P310C： 性能均衡的“水桶机"。比P20具有更好的均匀性，且拥有接近顶级型号的透过率和耐激光性，适用于多种对性能有较高要求但预算受限的场景。

• SUPRASIL-P30： 高透过率专精型。专注于在可见光波段提供高的透过率，适用于对光能量损耗极其敏感的应用。

3. 大口径特殊应用级

• SUPRASIL-P710C： 大。其优势是可制造直径超过600毫米的大型坯料，同时在可见光至近红外波段保持透光性。是天文学（望远镜主镜）、太空遥感（卫星相机镜头）和光刻机（照明系统大型透镜）的唯选择。

4. 红外/紫外优化级
此系列通过控制羟基（OH）含量来优化特定波段的表现。

• SUPRASIL-F300： “干法"工艺，无羟基（OH-Free）。彻去除羟基，使其在红外波段（2.5μm ~ 3.5μm）的透过率异常优异，同时具备低荧光特性。是高性能CO₂、YAG激光器和红外成像系统的理想窗口材料。

• SUPRASIL-F310： “湿法"工艺，含羟基（~250ppm OH）。适量的羟基含量使其在紫外波段（尤其UV-C）的吸收更低，透过率更佳。常用于紫外光源、紫外固化系统和特定紫外光学传感器。

二、 天然石英玻璃

此系列以精选的天然水晶或高纯度硅石为原料，在某些通用领域具有成本优势。

• 基础设施 301/302： 由精选天然石英制成，羟基含量低，性能稳定可靠，主要用于可见光到近红外波段的一般光学材料。

• HOQ310： 经济性选择。以水晶为原料用电熔法制造，成本可控。非常适合作为半导体工艺设备、高温熔炉等需要频繁更换的观察窗，在满足基本光学性能的同时极大降低了维护成本。

第二部分：技术选型指南

选择正确的石英玻璃型号，需要系统性地评估以下几个关键参数：

1. 核心工作波长 (Core Wavelength)

• 深紫外 (DUV: 193nm, 248nm)： 选P700或P210。激光耐受性是第一要务，均匀性要求高。

• 紫外 (UV: 350nm以下)： 可选P248C, P310C。若追求最佳紫外透过，可考虑F310。

• 可见光 (VIS)： P20, P30, P310C 是性价比高的选择。P710C适用于大口径。

• 近红外 (NIR: 1-2μm)： P系列均可，如P20, P310C。

• 中红外 (MIR: 2.5μm以上)： 必须选择F300（无羟基），以避免OH吸收峰造成的能量衰减。

2. 激光功率与类型 (Laser Power & Type)

• 低功率激光： 对型号不敏感，P20即可满足。

• 高功率连续激光： 需关注热透镜效应，要求材料吸收率低，P310C/P248C是良好起点。

• 高功率脉冲激光/准分子激光： 必须选择高LIDT型号，如P700, P210。这是硬性指标，错误选型会导致元件迅速损坏。

3. 光学均匀性与条纹 (Homogeneity & Striae)

• 高分辨率成像系统（光刻、显微）： 要求“全方向无条纹"，必须选择P248C, P700, P710C。

• 普通成像系统/激光传输： “单方向无条纹"的P20, P30已可满足。

• 照明匀光、非成像光路： 对均匀性要求可适当放宽。

4. 元件尺寸 (Component Size)

• 直径 > 600mm： 选择P710C。

• 直径 < 600mm： 所有P系列和F系列均可根据其他参数选择。

5. 环境与成本 (Environment & Cost)

• 辐射环境（太空、核工业）： 需选择耐辐射型号（通常为特定级合成石英）。

• 高温环境： 所有石英玻璃耐热性均优异，低OH含量的F300热稳定性更佳。

• 成本敏感、需频繁更换： 优先考虑天然石英玻璃HOQ310或合成石英P20。

总结与选型流程建议

1. 确定波长：明确您的系统核心工作波段。

2. 评估激光：是否有激光？功率密度多高？是否是准分子激光？

3. 定义精度：系统对波前误差、像质的要求有多高？决定均匀性等级。

4. 测量尺寸：所需毛坯的尺寸是多少？

5. 权衡预算：在满足性能的前提下，选择具经济性的型号。

快速选型表：

通过本指南，您可以清晰地理解信越石英（SQP）庞大的产品体系背后的逻辑，并做出专业、经济的技术选型决策，为您的光学产品赋予强大的核心竞争力。