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