Lasers excimers

Les lasers excimers sont des lasers à gaz pulsés qui émettent généralement de la lumière ultraviolette avec des puissances moyennes comprises entre plusieurs watts et des centaines de watts, des fréquences de répétition des impulsions allant jusqu’à quelques kilohertz, et des énergies d’impulsion de quelques millijoules à des centaines de millijoules. Le rendement énergétique varie entre 0,2% et 2%.

Dans un laser excimer, une décharge gazeuse pulsée produit des molécules excitées avec un état fondamental électronique non liant. Cela signifie que ces molécules se dissocient après l’émission spontanée ou stimulée, de sorte que la réabsorption du rayonnement n’est pas possible. Des molécules typiques sont présentées dans le tableau. (La plupart d’entre elles sont asymétriques et donc, précisément, pas des excimères = dimères excités).

Excimère Longueur d’onde d’émission
F2 157 nm
ArF 193 nm
KrF 248 nm
CeBr 282 nm
XeCl 308 nm
XeF 351 nm

La durée de vie d’un laser excimer peut être limitée par des processus de corrosion, la contamination par les gaz et la poussière créée par la décharge électrique, outre les problèmes liés à l’électronique haute tension. Cependant, les efforts d’ingénierie déployés depuis de nombreuses années ont permis d’augmenter considérablement la durée de vie des dispositifs.

Les applications des lasers spécimens sont multiples, notamment la photolithographie pour les puces à semi-conducteurs, l’ablation par laser, le dépôt par laser pulsé, le marquage par laser, la microstructuration de milieux transparents, la fabrication de réseaux de Bragg en fibre, la chirurgie oculaire, le traitement du psoriasis et le pompage par laser à colorant.

Propriétés des lasers excimers

Aspect Propriétés
types importants Lasers XeF pour 351 nm ; Lasers ArF pour 193 nm ; lasers F2 pour 157 nm
applications Lithographie UV ; ablation par laser et dépôt par laser pulsé ; marquage par laser ; chirurgie oculaire ; pompage de dyelasers
source de pompe courant électrique
efficacité de la puissance 0.2 % à 2 %
Longueurs d’onde accessibles différentes lignes dans la région ultraviolette
accords sur les longueurs d’onde assez limitée
puissance moyenne de sortie typiquement entre 10 W et 300 W
qualité du faisceau parfois proche de la diffraction-.limitée ; parfois pire
continue-fonctionnement par ondes non
génération d’impulsions nanosecondes toujours (pompage pulsé)
génération d’impulsions picosecondes & femtosecondes non

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