Az enciklopédia cikk végén további beszállítói adatokat talál, vagy látogasson el a
Még nincs a listán? Szerezd meg a bejegyzést!
Az excimer lézer egy nagy teljesítményű lézerfajta, amely szinte mindig az ultraibolya (UV) spektrumtartományban működik (→ ultraibolya lézerek) és nanoszekundumos impulzusokat generál.
Az excimer erősítő közeg egy gázkeverék, amely jellemzően egy nemesgázt (ritka gáz) (pl. argon, kripton vagy xenon) és egy halogént (pl. fluor vagy klór, pl. HCl formájában) tartalmaz, a hélium és/vagy neon mint puffergáz mellett.Az excimer erősítő közeget nagyfeszültségű elektromos kisülésben (vagy néha elektronsugárral) rövid (nanoszekundumos) áramimpulzusokkal pumpálják, amelyek úgynevezett excimereket (gerjesztett dimereket) hoznak létre – olyan molekulákat, amelyek alkotóik kötött állapotát csak a gerjesztett elektronállapotban képviselik, az elektronikus alapállapotban nem (szigorúan véve a dimer két egyenlő atomból álló molekula, de az excimer kifejezés alatt általában az olyan aszimmetrikus molekulákat is értik, mint a XeCl. A ritka gázhalogenid lézer kifejezés valójában helyesebb lenne, és néha az exciplex lézer kifejezést is használják.) A stimulált vagy spontán emisszió után az excimer gyorsan disszociál, így elkerülhető a keletkezett sugárzás visszavétele, ami lehetővé teszi, hogy már mérsékelt excimer-koncentráció esetén is meglehetősen nagy erősítést érjünk el.
Az excimer lézerek erősítő közegként molekulákat használnak, ezért elvileg molekulalézernek is nevezhetők, bár a kifejezést általában stabil molekulákat használó lézerekre használják.
A különböző típusú excimer lézerek jellemzően 157 és 351 nm közötti hullámhosszon sugároznak:
| Excimer | Hullámhossz |
|---|---|
| F2 (fluor) | 157 nm |
| ArF (argonfluorid) | 193 nm |
| KrF (kriptonfluorid) | 248 nm |
| XeBr (xenon-bromid) | 282 nm |
| XeCl (xenon-klorid) | 308 nm. nm |
| XeF (xenon-fluorid) | 351 nm |
Ezek közül több hullámhosszon, speciális excimer optikákat (ultraibolya optikákat) fejlesztettek ki, amelyeknek magas optikai minőséggel és különösen az intenzív ultraibolya fénnyel szembeni nagyon magas ellenálló képességgel kell rendelkezniük.
A tipikus excimer lézerek akár néhány kilohertz ismétlési frekvenciájú impulzusokat és néhány watt és több száz watt közötti átlagos kimeneti teljesítményeket bocsátanak ki, ami őket a legerősebb lézerforrásokká teszi az ultraibolya tartományban, különösen a 300 nm alatti hullámhosszak esetében.A fali-dugó hatásfok általában 0 között változik.2% és 5% között mozog; elektronsugaras pumpálással ennél lényegesen több is elérhető.
Készülék élettartama
A korai excimer lézerek élettartama korlátozott volt számos probléma miatt, amelyek például a felhasznált gázok korrozív jellegéből, valamint a gáz kémiai melléktermékekkel és az elektromos kisülés során keletkező porral való szennyeződéséből adódtak.További kihívást jelentett az elektródák anyagának ablációja és a szükséges áramimpulzusok nagy csúcsteljesítménye, ami gyakran csak néhány hétig vagy hónapig tette lehetővé a tirátronkapcsolók élettartamát. A modern excimer lézerek élettartamát ma már az ultraibolya optika élettartama korlátozza, amelynek a rövid hullámhosszú sugárzás nagy áramlását kell elviselnie, és amelynek néhány milliárd impulzus nagyságrendűnek kell lennie.
Az excimer lézerek alkalmazásai
Az ultraibolya spektrális tartomány rövid hullámhosszai számos alkalmazást tesznek lehetővé:
- a nagyon finom minták előállítása fotolitográfiai módszerekkel (mikrolitográfia), például a félvezető chipek gyártásában
- a lézeres anyagmegmunkálás lézerablációval vagy lézervágással (pl. polimereken), kihasználva a sok anyagban található nagyon rövid, néhány mikrométeres nagyságrendű abszorpciós hosszat, így az ablációhoz
- impulzuslézeres lerakáshoz
- üvegek és műanyagok lézeres jelöléséhez és mikrostrukturálásához
- üvegszálas Bragg-rácsok gyártásához
- szemészethez (szemsebészet), különösen a 193 nm-es ArF-lézerrel történő szaruhártya-átalakítással történő látáskorrekcióhoz 193 nm-es ArF-lézerrel elegendő néhány joule/négyzetcentiméteres impulzusfluencia; gyakori módszerek a lézer in-situ keratomileusis (LASIK) és a fotorefraktív keratectomia (PRK)
- pszoriázis kezelése 308 nm-es XeCl lézerrel
- pumpálás más lézerekkel, pl.pl. bizonyos festéklézerek
- magfúziós lézerek meghajtása
A félvezető eszközök gyártásában a fotolitográfia egy igen fontos alkalmazás.Itt a feldolgozott félvezető ostyákon lévő fotoreziszteket strukturált fotomaszkokon keresztül nagy teljesítményű ultraibolya fénnyel sugározzák be.Az excimer lézerekkel előállítható nagy teljesítményű UV-fény elengedhetetlen a rövid feldolgozási idő és az ennek megfelelő nagy áteresztőképesség eléréséhez, míg a rövid hullámhosszok lehetővé teszik a nagyon finom struktúrák előállítását (optimalizált technikákkal akár jóval az optikai hullámhossz alatt).A litográfia legújabb fejlesztései azonban még rövidebb hullámhosszakat igényelnek az extrém ultraibolya (EUV) tartományban, pl. 13,5 nm-en, ami excimer lézerekkel már nem állítható elő, ezért az excimer lézerek utódjaként ezen a területen bizonyos lézerrel generált plazmaforrásokat fejlesztenek ki.Ennek ellenére várható, hogy az excimer lézereket még sok félvezető chipek gyártására még sokáig fogják használni, mivel csak a legfejlettebb számítógépes chipek még finomabb struktúrákat igényelnek, mint amilyenek ilyen technikákkal lehetségesek.
Lézerbiztonság
Megjegyzendő, hogy az excimer lézerek számos biztonsági kérdést vetnek fel, amelyek a nagyfeszültségek használatával, a mérgező gázok (halogének) kezelésével, valamint az ultraibolya fénnyel való besugárzás okozta bőrrák és szemkárosodás kockázatával kapcsolatosak.
Excimerlámpák
Léteznek excimerlámpák is, amelyek alapvetően ugyanazt a fajta excimer generálású gázkisülést használják, mint az excimerlézerek, de nem tartalmaznak lézerrezonátort, és így csak a spontán emissziót használják ki.Némelyikük nem impulzusos kisüléssel, hanem folyamatos hullámú üzemmódban működik, és ultraibolya fényforrásként is használható, de jól irányított kimeneti sugár helyett térbeli diffúz emisszióval.
Beszállítók
Az RP Photonics vásárlói kézikönyv 13 beszállítót tartalmaz excimer lézerekhez. Közülük:
Kérdések és észrevételek a felhasználóktól
Itt lehet kérdéseket és észrevételeket benyújtani. Amennyiben a szerző elfogadja őket, e bekezdés felett fognak megjelenni a szerző válaszával együtt. Az elfogadásról a szerző dönt bizonyos kritériumok alapján. Lényeges, hogy a kérdésnek kellően széleskörű érdeklődésre kell számot tartania.
Kérem, ne írjon ide személyes adatokat, különben hamarosan törölnénk azokat. (Lásd még adatvédelmi nyilatkozatunkat.) Ha személyes visszajelzést vagy tanácsadást szeretne kapni a szerzőtől, kérjük, vegye fel vele a kapcsolatot pl. e-mailben.
Az adatok megadásával hozzájárulását adja ahhoz, hogy a beadványait a szabályzatunknak megfelelően esetleg közzétegyük honlapunkon. (Ha később visszavonja hozzájárulását, ezeket a beadványokat töröljük.) Mivel a beadványait először a szerző ellenőrzi, azok némi késéssel kerülhetnek publikálásra.
Bibliográfia
| F. G. Houtermans, “Über Massen-Wirkung im optischen Spektralgebiet und die Möglichkeit absolut negativer Absorption für einige Fälle von Molekülspektren (Licht-Lawine)”, Helv. Phys. Acta 33, 933 (1960) | |
| I. S. Lakoba and S. I. Yakovlenko, “Active media of exciplex lasers (review)”, Sov. J. Quantum Electron. 10 (4), 389 (1980), doi:10.1070/QE1980v010n04ABEH01010101 | |
| J. J. Ewing, “Excimer laser technology development”, JSTQE 6 (6), 1061 (2000), doi:10.1109/2944.902155 | |
| Ch. K. Rhodes (Editor), Excimer Lasers, 2nd edition, Springer, Berlin (1998) | |
| D. Basting és G. Marowski (Szerkesztők), Excimer Laser Technology, Springer, Berlin (2004) |
(Javasoljon további irodalmat!)
Lásd még: lézerek, ultraibolya fény, ultraibolya lézerek, gázlézerek, molekuláris lézerek, excimer lámpák
és más cikkek a lézerek kategóriában
 |
Ha tetszik ez az oldal, kérjük, ossza meg a linket barátaival és kollégáival, e.pl. a közösségi médián keresztül: Ezek a megosztó gombok adatvédelmibarát módon vannak megvalósítva! |
