Lasery ekscymerowe

Lasery ekscymerowe są impulsowymi laserami gazowymi, które zazwyczaj emitują światło ultrafioletowe o średniej mocy od kilku do kilkuset watów, częstotliwości powtarzania impulsów do kilku kiloherców i energiach impulsów od kilku milijuszy do setek milijuszy. Sprawność energetyczna waha się między 0,2% a 2%.

W laserze ekscymerowym, impulsowe wyładowanie gazowe wytwarza wzbudzone cząsteczki z niewiążącym elektronowym stanem podstawowym. Oznacza to, że cząsteczki te po emisji spontanicznej lub stymulowanej ulegają dysocjacji, tak że ponowna absorpcja promieniowania nie jest możliwa. Typowe cząsteczki są pokazane w tabeli. (Większość z nich jest asymetryczna i dlatego, dokładnie mówiąc, nie są ekscymerami = dimerami wzbudzonymi).

Ekscymer Długość fali emisyjnej
F2 157 nm
ArF 193 nm
KrF 248 nm
CeBr 282 nm
XeCl 308 nm
XeF 351 nm

Czas eksploatacji lasera ekscymerowego może być ograniczony przez procesy korozyjne, zanieczyszczenia gazowe i pył powstający podczas wyładowań elektrycznych, oprócz problemów z elektroniką wysokiego napięcia. Jednakże, wysiłki inżynieryjne podejmowane przez wiele lat znacznie wydłużyły czas życia urządzenia.

Zastosowania lasera ekscymerowego są wielorakie, włączając fotolitografię dla układów półprzewodnikowych, ablację laserową, osadzanie laserem impulsowym, znakowanie laserowe, mikrostrukturę przezroczystych mediów, wytwarzanie siatek Bragga we włóknach, chirurgię oka, leczenie łuszczycy i pompowanie laserem barwnikowym.

Właściwości laserów ekscymerowych

Aspekt Właściwości
ważne typy laserów XeF dla 351 nm; lasery ArF dla 193 nm; lasery F2 dla 157 nm
zastosowanie litografia UV; ablacja laserowa i impulsowe osadzanie laserowe; znakowanie laserowe; chirurgia oka; pompowanie dyelaserów
źródło pompy prąd elektryczny
sprawność mocy 0.2% do 2%
dostępne długości fali różne linie w zakresie ultrafioletu
strojenie długości fali dość ograniczona
średnia moc wyjściowa typowo między 10 W a 300 W
jakość wiązki czasami bliska dyfrakcjiograniczona; czasami gorsza
ciągła-praca falowa nie
generowanie impulsów nanosekundowych zawsze (pompowanie pulsacyjne)
generowanie impulsów pikosekundowych & femtosekundowych nie

.

Leave a Reply