Eksimeerlaser

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search
Elektronide siirdumine KrF-laseris ergastatud olekust stabiilsesse olekusse

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[muuda | muuda lähteteksti]

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[muuda | muuda lähteteksti]

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[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  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.

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]