Excimerlaser – wikipedia

Excimerlaser sont des lasers à gaz qui peuvent générer un rayonnement électromagnétique dans la plage de longueur d’onde ultraviolette. Les exemples d’application sont la correction chirurgicale de la myopie, la photolithographie pour la production de composants semi-conducteurs hautement intégrés ou de micro-traitement des matériaux (par exemple le “forage” de buses extrêmement fines pour l’imprimante à jet d’encre).

Le mot excimer devient la compilation de l’anglais excité (dt. stimulé ) et le terme dimère formé et désigne le milieu actif au laser. Un gradateur se compose essentiellement de deux mêmes atomes ou molécules. Cependant, les halogénures de gaz nobles sont principalement utilisés comme milieu laser-actif. Donc le nom correct est en fait Exciplexlaser (hors de excité et complexe ), mais ce nom est rarement utilisé dans la pratique.

Le premier laser Excimer a eu lieu en 1970 par Nikolai Bassow, W. A. ​​Danilitschew et Ju. M. Popow construit à P. N. Lebedew-Physikinstitut à Moscou. ^{[d’abord] [2]} Vous avez utilisé le dimère de xénon XE ₂ Et un faisceau d’électrons pour la suggestion. Le premier laser commercial Excimer a été construit en 1977 par Lambda Physics.

Représentation schématique de la transition d’électrons dans un laser KRF à partir de la vie animée dans la condition instable (séparée)

Les halogénures de gaz nobles utilisés comme excimères ne peuvent exister que comme molécules animées et ne sont pas stables à l’état de base. Ils peuvent être formés en dirigeant la réaction chimique entre le gaz noble et l’halogène par une décharge électrique ou un faisceau d’électrons fort dans la direction souhaitée de l’halogénure de gaz noble excitée. Étant donné que les molécules excitées sont métastables, le noble haleide à gaz est d’abord enrichi et une occupation en version est créée, ce qui signifie qu’il y a plus de molécules à l’état vivant que dans l’état de base (voir illustration). Les molécules animées peuvent libérer l’énergie stockée sous forme de rayonnement ultraviolet, par lequel ils passent dans l’état de base instable et se désintégrent immédiatement dans leurs composants. Cette transition peut être déclenchée en même temps en raison de la lumière ultraviolette incidente de la même longueur d’onde dans toutes les molécules animées, ce qui crée un faisceau laser.

La plupart des lasers excimères ne peuvent être utilisés en poudre. La durée de l’impulsion se situe entre 300 fs ^[3] et 40 ns. Les taux de répétition du laser excimère d’aujourd’hui sont un maximum de quelques kilohertz. Dans la zone industrielle, des lasers excimères avec des énergies pulsées jusqu’à 1,2 j sont utilisées.

La longueur d’onde d’un laser excimère est définie par la molécule qui survient pendant la suggestion. Les matières premières (gaz) correspondantes sont z. B. fourni dans les bouteilles de gaz. Le mélange de gaz, qui se compose de quelques pour cent de composants de gaz actifs et d’un gaz tampon (hélium ou néon) ^[4] , dans la cavité laser à partir de laquelle les excimères ou les lex d’excip laser actifs sont générés, il doit être remplacé régulièrement, car les propriétés du mélange de gaz changent de telle manière à travers de longues périodes et à travers les opérations continues que l’énergie de pouls tombe sous une valeur acceptable.

KRF et ARF Excimer Laser ont été utilisés dans le photo-en-émotionnel pour les peintures photo photosensibles depuis le milieu des années 1990. La courte longueur d’onde permet la production de structures de 28 nm de largeur (avec des techniques de structuration multiples simples, avec plus de complexe, même jusqu’à 10 nm) et continue donc de former la base de la production de toutes les circuits intégrés modernes dans la technologie CMOS, même si les derniers produits pour les niveaux les plus critiques utilisent déjà la lithographie EC.
Les lasers excimères sont également utilisés pour le traitement direct de pratiquement tous les matériaux (céramique, métaux, plastiques, etc.) pour la production de structures avec des dimensions latérales dans la plage de sous-micromètre. Des exemples de cela sont la production de grilles de fibre-bragg (FBG) ^[5] Ou la microcourage des surfaces.

Les lasers Excimer trouvent également de nombreuses applications en médecine. Par exemple, ils sont utilisés pour couper les tissus humains. En règle générale, le rayonnement laser pulsant (fréquences entre 100 et 200 Hz) est utilisé, ce qui signifie que les tissus environnants ne sont pas chauffés et permet un processus de cicatrisation des plaies sans douleur majeure. À chaque impulsion, jusqu’à 2 µm de tissu sont retirés. Le diamètre de mise au point et le très petit laser excimère attrayant pour les applications en ophtalmologie, comme le lasik, et déplacer de plus en plus des “méthodes de coupe chaude” en utilisant Argon, Nd: Yag et Co ₂ -Laser qui ont des profondeurs de pénétration plus élevées dans le tissu humain. ^[5] Dans la dermatologie, les lasers XECL-Excimer sont utilisés pour traiter les dermatoses sensibles aux UVB telles que le psoriasis vulgaris (psoriasis) ou l’eczéma atopique (neurodermatite), et bien plus encore.

Les lasers excimères sont discutés depuis longtemps et ont déjà été utilisés pour la préservation des monuments et la protection des assistants culturels, par exemple pour l’élimination douce des revêtements de corrosion ou des revêtements indésirables sur des œuvres d’art. Les premières études expérimentales étaient z. B. pour les vitraux historiques à la Fraunhofer Society. ^[6]

• D. Basting, K. Pippert, U. Stamm: Histoire et perspectives d’avenir de la technologie laser excimère . Dans: 2e Symposium international sur la microfabrication de précision laser . 2001, S. 14-22 ( Pdf [Consulté le 26 juillet 2010]).
• P. R. Herman, K. R. Beckley, B. C. Jackson, D. Moore, J. Yang, K. Kurosawa, T. Yamanishi: Traitement des applications avec le laser Excimer Filorine de 157 nm . Dans: Proc. SPIE 2992, lasers excimères, optique et applications . Groupe 84 , 1997, ISSN 0277-786X , S. 86–95 , est ce que je: 10.1117 / 12.270086 .

1. ↑ N. G. Basov, V. A. Danilychev, Y. Popov, D. D. Khodkevich: Laser pour la région de vide du spectre avec excitation du xénon liquide par un faisceau d’électrons . Dans: Zh. Exp. Fiz. Je tekh. Pis’ma. Rouge . Non. douzième , 1970, S. 473–474 .
2. ↑ N. G. Basov, V. A. Danilychev, Y. Popov, D. D. Khodkevich: Laser fonctionnant dans la région de vide du spectre par excitation du xénon liquide avec un faisceau d’électrons . Dans: Journal of Experimental and Theoritical Physics Letters . Non. douzième , 1970, S. 329 .
3. ↑ S. Küper, M. Stuke: Ablation laser Femtosecond UV Excimer . Dans: Physique appliquée B . Groupe 44 , Non. 4 , 1er décembre 1987, S. 199-204 , est ce que je: 10.1007 / bf00692122 .
4. ↑ Jürgen Eichler, Hans-Joachim Eichler: Laser: conceptions, guidage de faisceau, applications . Springs, 2010, ISBN 978-3-642-10461-9, S. 128 .
5. ↑ ^{un b} H. Frowein, P. Wallenta: Laser excimère compact à usage industriel. Dans: Photonik. 34, 2002, S. 46–49. Pdf ( Mémento à partir du 19 octobre 2011 dans Archives Internet )
6. ↑ Nettoyage au laser dans la préservation du monument. Récupéré le 17 décembre 2021 .