Excimerlasere

Excimerlasere er pulserende gaslasere, der typisk udsender ultraviolet lys med en gennemsnitlig effekt på mellem flere watt og flere hundrede watt, pulsrepetitionshastigheder på op til et par kilohertz og pulsenergier på nogle få millijoules til flere hundrede millijoules. Strømvirkningsgraden varierer mellem 0,2 % og 2 %.

I en excimerlaser frembringer en pulserende gasudladning exciterede molekyler med en ikke-bindende elektronisk grundtilstand. Det betyder, at disse molekyler disassocierer efter spontan eller stimuleret emission, således at reabsorption af strålingen ikke er mulig. Typiske molekyler er vist i tabellen. (De fleste af dem er asymmetriske og dermed, præcist talt, ikke excimere = exciterede dimere).

Excimer Emissionsbølgelængde
F2 157 nm
ArF 193 nm
KrF 248 nm
CeBr 282 nm
XeCl 308 nm
XeF 351 nm

Livstiden for en excimerlaser kan være begrænset af korrosionsprocesser, gasforurening og støv skabt af den elektriske udladning, bortset fra problemer med højspændingselektronikken. Ingeniørmæssige bestræbelser gennem mange år har imidlertid øget apparatets levetid betydeligt.

Excimerlaseranvendelserne er mangfoldige, herunder fotolitografi til halvlederchips, laserablation, pulserende laseraflejring, lasermærkning, mikrostrukturering af gennemsigtige medier, fremstilling af fiber Bragg-gitter, øjenkirurgi, psoriasisbehandling og farvestoflaserpumpning.

Egenskaber ved excimerlasere

Aspekt Egenskaber
vigtige typer XeF-lasere til 351 nm; ArF-lasere til 193 nm; F2-lasere til 157 nm
Anvendelser UV-litografi; laserablation og laserimpulsudfældning; lasermærkning; øjenkirurgi; pumpning af farvelasere
pumpekilde elektrisk strøm
effektivitet effektivitet 0.2 % til 2 %
tilgængelige bølgelængder forskellige linjer i det ultraviolette område
bølgelængdejustering meget begrænset
gennemsnitlig udgangseffekt typisk mellem 10 W og 300 W
strålekvalitet undertiden tæt på diffraktion-begrænset; nogle gange værre
konstant-bølgedrift nej
nanosekunderpulsgenerering altid (pulseret pumpning)
pikosekunder &femtosekunderpulsgenerering nej

Leave a Reply