Konstruktion av excimerlaser (med diagram)

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om konstruktionen av excimerlaser med hjälp av ett diagram.

Namnet excimer härrör från de exciterade dimmermolekylerna som är laskekryddorna. En excimer är en diatomisk molekyl som existerar endast i ett elektroniskt upphetsat tillstånd. Även om excimerlasrar är av gasstyp, ges särskild uppmärksamhet åt dem eftersom de också kan anses vara kemiska lasrar.

I huvudsak består en blandning av en sällsynt gas (helium, argon, krypton, neon) och en halogen (klorid, flurin, brom, jod) i en kavitet i vilken energi sönderfaller av en elektronstråle eller en elektrisk urladdning för att orsaka en elektriskt exciterad molekyl som endast kan existera i detta upphetsade tillstånd. De gasblandningar som vanligen används i excimerlaser anges i tabell 14.4.

Kommersiella excimerlasrar som arbetar med dessa sällsynta gashalogenider kan nå en effekt på upp till 2%.

Konstruktionsegenskaperna hos en industriell excimerlaser visas i figur 14.42.

Dessa lasrar skiljer sig något från andra lasertyper, eftersom förstärkningen är så stark att de inte behöver en oscillator. I den för närvarande mest populära kryptonfluoridlasern alstras den elektriska urladdningen i en gasblandning av krypton, fluor och neon i omkring fyra (4) atmosfärer. En exciterad dimmer KrF * bildas som genomgår den stimulerade utsläppsprocessen. Det genererar ultravioletta fotoner i en kort puls för varje utmatning av kondensorbanan i gasblandningen.

Excimeret, KrF *, återgår omedelbart till dess beståndsdelar, som avger fotoner, antingen samtidigt eller genom stimulerad emission för att alstra en laserstråle vid 0, 248 pm i spektrumets ultravioletta region (0, 1 - 0, 4 pm). Pulserna är vanligtvis mycket korta, cirka 20 ns (20 x 10 ^-9 sekunder) men mycket kraftfulla, typiskt omkring 35 MW; energin per puls är således 0, 2 J / puls. På grund av brist på resonansoscillation är läget från dessa lasrar väldigt dåligt. Processen har mer att göra med förstärkt spontan emission än med laseroscillation.

I praktiken är excimerlasrar multigaslasrar som erbjuder utsläpp av olika linjer i stor våglängdsskala, beroende på gasblandningen i laserhålan. Även om deras prestanda kan optimeras från en specifik gasblandning genom att ändra detaljer i elektrodformen och kretslocket fungerar dessa lasrar bra för alla gasblandningar med en enda uppsättning elektroder. Våglängden ändras genom att gasblandningarna ändras.

De flesta kommersiella excimerlasrarna arbetar med elektrodavstånd på 2 till 3 cm, brytningsspänning på 25-35 KV och speciellt profilerade elektroder för homogen utmatning.

Några av de fördelaktiga egenskaperna hos excimerlaser inkluderar bra energiomvandlingseffektivitet, puls-till-pulsreproducerbarhet och den högre genomsnittliga effekten gör dessa lasertekniker lovande vid materialbehandling i stor skala.