Excimer lasers
Excimer lasers zijn gepulseerde gaslasers die gewoonlijk ultraviolet licht uitstralen met een gemiddeld vermogen tussen enkele watts en honderden watts, pulsherhalingsfrequenties tot enkele kilohertz en pulsenergieën van enkele millijoule tot honderden millijoule. De energie-efficiëntie varieert tussen 0,2% en 2%.
In een excimerlaser produceert een gepulseerde gasontlading aangeslagen moleculen met een niet-bindende elektronische grondtoestand. Dit betekent dat deze moleculen na spontane of gestimuleerde emissie ontkoppelen, zodat herabsorptie van de straling niet mogelijk is. Typische moleculen staan in de tabel. (De meeste zijn asymmetrisch en dus, precies gezegd, geen excimers = aangeslagen dimeren).
Excimer | Emissiegolflengte |
F2 | 157 nm |
ArF | 193 nm |
KrF | 248 nm |
CeBr | 282 nm |
XeCl | 308 nm |
XeF | 351 nm |
De levensduur van een excimerlaser kan worden beperkt door corrosieprocessen, gasverontreiniging en stof veroorzaakt door de elektrische ontlading, afgezien van problemen met de hoogspanningselektronica. Echter, technische inspanningen gedurende vele jaren hebben de levensduur van het apparaat aanzienlijk verlengd.
Excimerlaserapplicaties zijn legio, waaronder fotolithografie voor halfgeleiderchips, laserablatie, gepulseerde laserafzetting, lasermarkering, microstructurering van transparante media, de fabricage van fiber Bragg roosters, oogchirurgie, psoriasisbehandeling, en pompen met kleurstoflasers.
Eigenschappen van Excimer Lasers
Eigenschappen | |
belangrijke types | XeF-lasers voor 351 nm; ArF lasers voor 193 nm; F2 lasers voor 157 nm |
toepassingen | UV-lithografie; laser ablatie en gepulseerde laser depositie; lasermarkeren; oogchirurgie; pompende dyelasers |
pompbron | elektrische stroom |
vermogensefficiëntie | 0.2% tot 2% |
toegankelijke golflengten | verschilllende lijnen in het ultraviolette gebied |
afstemming van golflengten | tamelijk beperkt |
gemiddeld uitgangsvermogen | gewoonlijk tussen 10 W en 300 W |
bundelkwaliteit | soms dicht bij diffractie-beperkt; soms slechter |
continu-golfwerking | geen |
nanoseconde impulsgeneratie | altijd (gepulseerd pompen) |
picoseconde & femtoseconde impulsgeneratie | geen |
Leave a Reply