I laser a eccimeri
I laser a eccimeri sono laser a gas pulsati che tipicamente emettono luce ultravioletta con potenze medie tra diversi watt e centinaia di watt, velocità di ripetizione degli impulsi fino a qualche kilohertz, ed energie degli impulsi da pochi millijoule a centinaia di millijoule. L’efficienza della potenza varia tra lo 0,2% e il 2%.
In un laser a eccimeri, una scarica di gas pulsata produce molecole eccitate con uno stato di terra elettronico non vincolante. Ciò significa che queste molecole si dissociano dopo l’emissione spontanea o stimolata, in modo che il riassorbimento della radiazione non sia possibile. Le molecole tipiche sono mostrate nella tabella. (La maggior parte di esse sono asimmetriche e quindi, appunto, non eccimeri = dimeri eccitati).
Excimer | Lunghezza d’onda di emissione |
F2 | 157 nm |
ArF | 193 nm |
KrF | 248 nm |
CeBr | 282 nm |
XeCl | 308 nm |
XeF | 351 nm |
La durata di un laser ad eccimeri può essere limitata da processi di corrosione, contaminazione di gas e polvere creata dalla scarica elettrica, oltre a problemi con l’elettronica ad alta tensione. Tuttavia, gli sforzi di ingegneria nel corso di molti anni hanno sostanzialmente aumentato la durata del dispositivo.
Le applicazioni del laser a eccimeri sono molteplici, tra cui la fotolitografia per chip di semiconduttori, l’ablazione laser, la deposizione laser pulsata, la marcatura laser, la microstrutturazione di supporti trasparenti, la fabbricazione di reticoli di Bragg in fibra, la chirurgia oculare, il trattamento della psoriasi e il pompaggio di dye-laser.
Proprietà dei laser ad eccimeri
Aspetto | Proprietà |
tipi importanti | Laser XeF per 351 nm; laser ArF per 193 nm; laser F2 per 157 nm |
applicazioni | litografia UV; ablazione laser e deposizione laser a impulsi; lasermarking; chirurgia oculare; pompaggio di dielaser |
sorgente di pompa | corrente elettrica |
efficienza di potenza | 0.2% al 2% |
lunghezze d’onda accessibili | varie linee nella regione ultravioletta |
sintonizzazione della lunghezza d’onda | quasi limitata |
potenza media in uscita | di solito tra 10 W e 300 W |
qualità del fascio | a volte vicina alla diffrazionelimitata; a volte peggiore |
perfusione continuafunzionamento ad onda | no |
generazione di impulsi a nanosecondi | sempre (pompaggio pulsato) |
picosecondi & generazione di impulsi a femtosecondi | no |
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