Láseres de excímeros

Los láseres de excímeros son láseres de gas pulsados que suelen emitir luz ultravioleta con potencias medias de entre varios vatios y cientos de vatios, tasas de repetición de pulsos de hasta unos pocos kilohercios y energías de pulso de unos pocos milijulios a cientos de milijulios. La eficiencia energética varía entre el 0,2% y el 2%.

En un láser excimer, una descarga de gas pulsada produce moléculas excitadas con un estado electrónico básico no vinculante. Esto significa que estas moléculas se disocian después de la emisión espontánea o estimulada, de modo que no es posible la reabsorción de la radiación. En la tabla se muestran las moléculas típicas. (La mayoría de ellas son asimétricas y por lo tanto, precisamente, no son exímeros = dímeros excitados).

Excimer Longitud de onda de emisión
F2 157 nm
ArF 193 nm
KrF 248 nm
CeBr 282 nm
XeCl 308 nm
XeF 351 nm

La vida útil de un láser excimer puede verse limitada por procesos de corrosión, la contaminación por gas y el polvo creado por la descarga eléctrica, además de los problemas de la electrónica de alto voltaje. Sin embargo, los esfuerzos de ingeniería a lo largo de muchos años han aumentado sustancialmente la vida útil del dispositivo.

Las aplicaciones del láser de excímero son múltiples, incluyendo la fotolitografía para chips semiconductores, la ablación por láser, la deposición por láser pulsado, el marcado por láser, la microestructuración de medios transparentes, la fabricación de rejillas de fibra de Bragg, la cirugía ocular, el tratamiento de la psoriasis y el bombeo por láser de colorante.

Propiedades de los láseres de excímeros

Aspecto Propiedades
Tipos importantes Láseres de XeF para 351 nm; Láseres ArF para 193 nm; Láseres F2 para 157 nm
Aplicaciones Litografía UV; ablación por láser y deposición por láser pulsado; marcado por láser; cirugía ocular; bombeo de dyelasers
fuente de bombeo corriente eléctrica
eficiencia de potencia 0.2% a 2%
longitudes de onda accesibles varias líneas en la región ultravioleta
sintonización de la longitud de onda bastante limitada
potencia media de salida típicamente entre 10 W y 300 W
calidad del haz a veces cercana a la difracción-limitada; a veces peor
funcionamiento continuo-operación de onda no
generación de pulsos de nanosegundo siempre (bombeo pulsado)
generación de pulsos de femtosegundo no

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