Konstrukcja laserów ekscymerowych (z wykresem)

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o konstrukcji laserów ekscymerowych za pomocą diagramu.

Nazwa excimer wywodzi się od wzbudzonych cząsteczek dimmerów, które są laserowymi przyprawami. Ekscimer jest cząsteczką dwuatomową, która istnieje tylko w stanie wzbudzonym elektronicznie. Chociaż lasery ekscymerowe są typu gazowego, szczególną uwagę poświęca się im, ponieważ można je również uznać za lasery chemiczne.

Zasadniczo, składający się z mieszaniny rzadkiego gazu (hel, argon, krypton, neon) i chlorowca (chlorek, flurynę, brom, jod) umieszcza się w jamie, w której energia jest rozpraszana przez wiązkę elektronów lub wyładowanie elektryczne, aby spowodować elektrycznie wzbudzoną cząsteczkę, która może istnieć tylko w tym stanie wzbudzonym. Mieszaniny gazowe powszechnie stosowane w laserze ekscymerowym wymieniono w tabeli 14.4.

Handlowe lasery ekscymerowe pracujące z tymi rzadkimi halogenkami gazowymi mogą osiągnąć wydajność wyjściową do 2%.

Cechy konstrukcyjne przemysłowego lasera ekscymerowego przedstawiono na ryc. 14.42.

Lasery te nieznacznie różnią się od innych rodzajów lasera tym, że wzmocnienie jest tak silne, że nie potrzebują one oscylatora. W obecnie najpopularniejszym laserze fluorkowym kryptonowym wyładowanie elektryczne jest generowane w mieszaninie gazów kryptonu, fluoru i neonu w około czterech (4) atmosferach. Powstaje wzbudzony dimmer KrF *, który podlega stymulowanemu procesowi emisji. Generuje on fotony ultrafioletowe w krótkim impulsie przy każdym wyładowaniu banku kondensatora do mieszaniny gazów.

Ekstrakter KrF * natychmiast powraca do swoich składowych atomów emitujących fotony, jednocześnie lub przez stymulowaną emisję, aby wytworzyć wiązkę laserową o wartości 0.248? Mw obszarze promieniowania nadfioletowego (0, 1? 0, 4? M) widma. Impulsy są zwykle bardzo krótkie, około 20 ns (20 x ^10-9 sekund), ale bardzo silne, zazwyczaj około 35 MW; energia na impuls wynosi zatem 0, 2 J / impuls. Ze względu na brak oscylacji rezonansowej, tryb tych laserów jest bardzo słaby. Proces ten ma więcej wspólnego ze wzmocnioną emisją spontaniczną niż z oscylacją laserową.

W praktyce lasery ekscymerowe to lasery wielogazowe, które oferują emisję różnych linii w szerokim zakresie długości fal, w zależności od mieszaniny gazów w jamie lasera. Mimo, że ich wydajność można zoptymalizować z określonej mieszaniny gazów, zmieniając szczegóły w kształcie elektrod i obwodzie, lasery te działają dobrze dla wszystkich mieszanek gazowych z jednym zestawem elektrod. Długość fali zmienia się zmieniając mieszaniny gazów.

Większość komercyjnych laserów ekscymerowych działa z rozstawem elektrod 2 do 3 cm, napięciem przebicia 25-35 KV i specjalnie wyprofilowanymi elektrodami do jednorodnego rozładowania.

Niektóre z korzystnych cech lasera excimerowego obejmują dobrą sprawność konwersji energii, powtarzalność impulsów do pulsu i wyższą średnią moc sprawiają, że te techniki laserowe obiecują w przetwarzaniu dużych powierzchni materiału.