光刻机“单色光”为何还要消色差？

2025.10.08

国庆假期，朋友圈里的名山大川刷到手指发麻，感谢互联网，把世界折叠进一块屏幕，也把“鼎鑫盛光学”和屏幕那端的你们拉到了一张聊天桌前。
“光刻机不是单色光吗？哪来的色差？”

问题看似刁钻，却正中靶心——今天这篇，就把这问题拆开给你看。

一、先给“单色”打个引号
光刻机用的 ArF 准分子激光，标称波长 193 nm，但“单色”只是理想国。真实输出的谱宽虽窄到皮米量级，却依旧是一条“有色差的尾巴”。对纳米级光刻而言，这条尾巴再细，也能掀起成像平面的涟漪。
二、真正的“大魔王”：热
比那条尾巴更凶猛的，是“热”。
数百瓦的深紫外激光持续轰击透镜，哪怕材料透过率高达 99.7 %，剩下 0.3 % 的能量吸收足以让镜片“发低烧”。
热量带来两大副作用：
1.折射率温度系数（dn/dT）——材料升温，折射率漂移，焦点跟着跑。
2.热胀冷缩——镜面曲率、厚度微变，再次把焦点推离预设位置。
两者叠加，形成“热透镜效应”与“热像差”，表现像极了传统色差：焦面偏移、成像模糊。
三、CaF₂ 与熔融石英：天生一对
要摁住这只“热魔”，工程师祭出“被动热补偿”——把两种 dn/dT 符号相反的材料绑在同一光路里打擂台：
氟化钙：dn/dT > 0，温度升高→折射率变大→焦距变短。
熔融石英：dn/dT < 0，温度升高→折射率变小→焦距变长。
通过精密计算曲率、厚度与空间排布，让两者的焦距漂移在温升过程中实时互抵，整个投影物镜像被施了“定身咒”：激光功率再怎么浪，焦点原地不动。
四、结论一句话
光刻机里的“消色差”早已跳出传统色散范畴，它消的是“热”——热致像差、热致漂移；而氟化钙，正是那把能“以正抵负”的黄金钥匙。
下次再听到“单色光为啥消色差”，你可以把这篇文章甩过去：
“兄弟，不是光有色，是热在捣蛋。”
——鼎鑫盛光学，科普不停更。咱们下场光路见！

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