Construcción de láseres excímeros (con diagrama)
Después de leer este artículo, aprenderá sobre la construcción de láseres de excímero con la ayuda de un diagrama.
El nombre excimer deriva de las moléculas dimmer excitadas que son las especias láser. Un excímero es una molécula diatómica que existe solo en un estado excitado electrónicamente. Aunque los láseres de excímero son del tipo de gas, se les presta especial atención porque también podrían considerarse láseres químicos.
Esencialmente, consiste en una mezcla de un gas raro (helio, argón, criptón, neón) y un halógeno (cloruro, flurina, bromo, yodo) colocado en una cavidad en la que la energía se disipa mediante un haz de electrones o una descarga eléctrica para causar una molécula excitada eléctricamente que solo puede existir en este estado excitado. Las mezclas de gases utilizadas comúnmente en el láser excimer se enumeran en la Tabla 14.4.
Los láseres de excímero comerciales que funcionan con estos haluros de gas raros pueden alcanzar una eficiencia de salida de hasta el 2%.
Las características de construcción de un láser de excímero industrial se muestran en la figura 14.42.
Estos láseres son ligeramente diferentes de otros tipos de láser en que la ganancia es tan fuerte que no necesitan un oscilador. En el láser de fluoruro de criptón más popular en la actualidad, la descarga eléctrica se genera en una mezcla de gases de criptón, flúor y neón en alrededor de cuatro (4) atmósferas. Se forma un dimmer excitado KrF * que se somete al proceso de emisión estimulada. Genera fotones ultravioletas en un breve impulso para cada descarga del banco de condensadores en la mezcla de gases.
El excímero, KrF *, regresa inmediatamente a sus átomos constituyentes que emiten fotones, ya sea simultáneamente o por emisión estimulada para producir un rayo láser a 0.248 pm en la región ultravioleta (0.1 - 0.4 pm) del espectro. Los pulsos suelen ser muy cortos, alrededor de 20 ns (20 x 10 -9 segundos) pero muy potentes, normalmente alrededor de 35 MW; La energía por pulso es así, 0.2 J / pulso. Debido a la falta de oscilación resonante, el modo de estos láseres es muy pobre. El proceso tiene más que ver con la emisión espontánea amplificada que con la oscilación láser.
En la práctica, los láseres de excímero son láseres multigas que ofrecen la emisión de diferentes líneas en una escala de longitud de onda amplia, dependiendo de la mezcla de gases en la cavidad del láser. Aunque su rendimiento puede optimizarse a partir de una mezcla de gases específica al cambiar los detalles en la forma del electrodo y los circuitos, estos láseres funcionan bien para todas las mezclas de gases con un solo conjunto de electrodos. La longitud de onda se cambia cambiando las mezclas de gases.
La mayoría de los láseres de excímeros comerciales funcionan con espaciados de electrodos de 2 a 3 cm, voltaje de ruptura de 25-35 KV y electrodos especialmente perfilados para una descarga homogénea.
Algunas de las características ventajosas del láser excimer incluyen una buena eficiencia de conversión de energía, reproducibilidad pulso a pulso y la potencia promedio más alta hace que estas técnicas de láser sean prometedoras en el procesamiento de material de gran área.
