De tidiga excimerlasrarna hade begränsad livslängd på grund av en rad olika problem, som t.ex. berodde på den frätande karaktären hos de gaser som användes och på att gasen kontaminerades med kemiska biprodukter och damm som skapades av den elektriska urladdningen.Andra utmaningar är ablation av material från elektroderna och den höga toppeffekten hos de nödvändiga strömpulserna, som ofta gjorde att thyratronkopplarna bara höll i ett par veckor eller månader. Användningen av korrosionsbeständiga material, avancerade system för återcirkulation och rening av gas och högspänningsbrytare i fast tillstånd har i hög grad mildrat utmaningarna med excimerlaserkonceptet.Livslängden för moderna excimerlasrar begränsas nu av livslängden för den ultravioletta optiken, som måste tåla höga flöden av strålning med kort våglängd, till något i storleksordningen några miljarder pulser.

De korta våglängderna i det ultravioletta spektralområdet möjliggör ett antal tillämpningar:

• framställning av mycket fina mönster med fotolitografiska metoder (mikrolitografi), t.ex. vid tillverkning av halvledarchips
• lasermaterialbearbetning med laserablation eller laserskärning (t.ex. på polymerer), genom att utnyttja de mycket korta absorptionslängderna i storleksordningen några mikrometer i många material, så att en måttlig pulsfluens på några få joule per kvadratcentimeter är tillräcklig för ablation
• pulsad laserdeposition
• lasermärkning och mikrostrukturering av glas och plast
• tillverkning av fiberbragggitter
• oftalmologi (ögonkirurgi), särskilt för synkorrigering genom omformning av hornhinnan med ArF-laser vid 193 nm; Vanliga metoder är laser in situ keratomileusis (LASIK) och fotorefraktiv keratektomi (PRK)
• psoriasisbehandling med XeCl-laser vid 308 nm
• pumpning av andra lasrar, t.ex.t.ex. vissa färgämneslasrar
• drivar för kärnfusion

Fotolitografi vid tillverkning av halvledarelement är en tillämpning av stor betydelse.Här bestrålas fotoresister på bearbetade halvledarplattor med ultraviolett ljus med hög effekt genom strukturerade fotomasker.UV-ljus med hög effekt, som kan genereras med excimerlaser, är viktigt för att få korta bearbetningstider och motsvarande hög genomströmning, medan de korta våglängderna gör det möjligt att tillverka mycket fina strukturer (med optimerad teknik även långt under den optiska våglängden).Den senaste utvecklingen inom litografi kräver dock ännu kortare våglängder i extremt ultraviolett (EUV), t.ex. 13,5 nm, som inte längre kan produceras med excimerlaser.Vissa lasergenererade plasmakällor utvecklas som efterföljare till excimerlaser på det området.Man kan ändå förvänta sig att excimerlaser kommer att användas för att tillverka många halvledarkretsar under lång tid framöver, eftersom endast de mest avancerade datorchipen kräver ännu finare strukturer än vad som är möjligt med sådana tekniker.

Observera att excimerlaser ger upphov till en rad olika säkerhetsproblem, som har att göra med användningen av högspänning, hanteringen av giftiga gaser (halogener) och risken för att orsaka hudcancer och ögonskador genom bestrålning med ultraviolett ljus.

Det finns också excimerlampor som i princip använder sig av samma typ av gasurladdning med excimergenerering som excimerlasrar, men de innehåller ingen laserresonator och utnyttjar därför endast spontan emission.Vissa av dem drivs i kontinuerligt vågläge snarare än med en pulsad urladdning.De kan användas som ultravioletta ljuskällor, men med rumsligt diffus emission i stället för en välriktad utgångsstråle.

Frågor och kommentarer från användare

Bibliografi