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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