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