Eksimeerlaser

Eksimeerlaser on gaaslaser, mis tekitab ultraviolettkiirgust. Eksimeer (inglise keelest: excited dimer – ergastatud dimeer) on teatav laseraktiivne materjalitüüp. Dimeer koosneb kahest sama aine aatomist (näiteks Ar₂) või molekulist, eksimeerlaseri puhul enamasti väärisgaasi halogeniidist (näiteks krüptoonfluoriid KrF).

Esimese eksimeerlaseri konstrueerisid 1970. aastal Moskva P. N. Lebedevi Füüsikainstituudi teadlased. ^[1] Nad kasutasid ksenoondimeeri ja ergastamiseks elektronkiirt.

Põhimõte

**Eksimeerlaserite kiirguse lainepikkusi**
Molekul	Lainepikkus
Ar₂	126 nm
Kr₂	146 nm
F₂	157 nm
Xe₂	172 nm
ArF	193,3 nm
KrCl	222 nm
KrF	248,35 nm
XeBr	282 nm
XeCl	308 nm
XeF	351 nm

Laseraktiivsed väärisgaasi halogeniidid saavad eksisteerida ainult ergastatud molekulidena ning pole seega põhiolekus püsivad. Niisuguste molekulide moodustamiseks ja suunamiseks kasutatakse elektrilahendust või elektronkiirt. Tulemusena tekib ergastatud molekule sellisel määral, et leiab aset pöördhõive, s.t ergastatud molekulide ülekaal. Niisugused ergastatud molekulid on ebastabiilses olekus ning võivad laguneda esialgseteks koostisosadeks, vabastades oma energia ultraviolettkiirgusena. See kiirgus vallandab sama lainepikkusega kiirguse ka teistel ergastatud molekulidel, nii et laserist väljub ultraviolettkiire impulss.

Eksimeerlaseri impulsi kestus jääb enamasti vahemikku 4‒40 ns, impulsside kordumissagedus võib ulatuda mõne kilohertsini ja impulsi võimsus 1200 millidžaulini. UV-kiirguse lainepikkuse määrab ergastamisel tekkiva molekuli keemiline koostis.

Kasutamine

KRF- ja ArF-eksimeerlasereid kasutatakse alates 1990. aastate keskpaigast fotolitograafia protsessis pooljuhtseadiste valmistamisel, samuti saab nende abil töödelda mitmesugustest materjalidest ‒ keraamika, metallid, plast ‒ detaile ja pindasid, mille suurust mõõdetakse mikro- või nanomeetrites.

Laialdaselt rakendatakse eksimeerlaserit meditsiinis, näiteks silmakirurgias ja mitme nahahaiguse ravimisel. Kudede lõikamisel kasutatakse madala sagedusega (impulsisagedus 100‒200 Hz) pulseerivat ultraviolettkiirt, mistõttu ümbritsevad koed ei soojene. Iga impulsiga eemaldatakse umbes 2 µm jagu kude.

Eksimeerlaserite tootmisega on Eestis tegeletud Teaduste Akadeemia Spetsiaalses Konstrueerimisbüroos.

Vaata ka

Viited

↑ N. G. Basov, V. A. Danilychev, Y. Popov, D. D. Khodkevich. Laser Operating in the Vacuum Region of the Spectrum by Excitation of Liquid Xenon with an Electron Beam ‒ Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, N 12, 1970.

Välislingid

http://aries.ucsd.edu/LMI/TUTORIALS/excimer-primer.pdf History and future prospects of excimer laser technology

[1] N. G. Basov, V. A. Danilychev, Y. Popov, D. D. Khodkevich. Laser Operating in the Vacuum Region of the Spectrum by Excitation of Liquid Xenon with an Electron Beam ‒ Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, N 12, 1970.

[1]