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.  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. Nad kasutasid ksenoondimeeri ja ergastamiseks elektronkiirt.

Põhimõte

+ Eksimeerlaserite kiirguse lainepikkusiMolekulLainepikkusAr2  126 nmKr2  146 nmF2   157 nmXe2  172 nmArF  193,3 nmKrCl  222 nmKrF  248,35 nmXeBr  282 nmXeCl  308 nmXeF  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
 Laser
 Ultraviolettkiirgus

Viited

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

Kategooria:Laserid