Excimerlaser
Excimerlaser sind gepulste Gaslaser, die typischerweise ultraviolettes Licht mit mittleren Leistungen zwischen einigen Watt und Hunderten von Watt, Pulswiederholraten bis zu einigen Kilohertz und Pulsenergien von einigen Millijoule bis zu Hunderten von Millijoule emittieren. Der Leistungswirkungsgrad schwankt zwischen 0,2 % und 2 %.
In einem Excimer-Laser werden durch eine gepulste Gasentladung angeregte Moleküle mit einem nicht bindenden elektronischen Grundzustand erzeugt. Das bedeutet, dass diese Moleküle nach spontaner oder stimulierter Emission dissoziieren, so dass eine Reabsorption der Strahlung nicht möglich ist. Typische Moleküle sind in der Tabelle aufgeführt. (Die meisten von ihnen sind asymmetrisch und daher genau genommen keine Excimere = angeregte Dimere.)
Excimer | Emissionswellenlänge |
F2 | 157 nm |
ArF | 193 nm |
KrF | 248 nm |
CeBr | 282 nm |
XeCl | 308 nm |
XeF | 351 nm |
Die Lebensdauer eines Excimerlasers kann durch Korrosionsprozesse begrenzt werden, Die Lebensdauer eines Excimer-Lasers kann durch Korrosionsprozesse, Gasverunreinigungen und Staub, der durch die elektrische Entladung entsteht, begrenzt werden, abgesehen von Problemen mit der Hochspannungselektronik. Durch langjährige technische Bemühungen konnte die Lebensdauer der Geräte jedoch erheblich verlängert werden.
Die Anwendungen des Excimer-Lasers sind vielfältig und umfassen die Photolithographie für Halbleiterchips, die Laserablation, die gepulste Laserabscheidung, die Lasermarkierung, die Mikrostrukturierung transparenter Medien, die Herstellung von Faser-Bragg-Gittern, die Augenchirurgie, die Behandlung von Schuppenflechte und das Pumpen von Farbstofflasern.
Eigenschaften von Excimer-Lasern
Aspekt | Eigenschaften |
wichtige Typen | XeF-Laser für 351 nm; ArF-Laser für 193 nm; F2-Laser für 157 nm |
Anwendungen | UV-Lithographie; Laserablation und gepulste Laserabscheidung; Lasermarkierung; Augenchirurgie; Pumpen von Dyelasern |
Pumpenquelle | elektrischer Strom |
Leistungseffizienz | 0.2% bis 2% |
zugängliche Wellenlängen | verschiedene Linien im ultravioletten Bereich |
Wellenlängenabstimmung | ziemlich begrenzt |
mittlere Ausgangsleistung | normalerweise zwischen 10 W und 300 W |
Strahlqualität | manchmal nahe an der Beugung-begrenzt; manchmal schlechter |
Kontinuierlicher-Wellenbetrieb | nein |
Nanosekunden-Pulserzeugung | immer (gepulstes Pumpen) |
Pikosekunden &Femtosekunden-Pulserzeugung | nein |
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