Konstruktion af excimerlasere (med diagram)
Efter at have læst denne artikel vil du lære om konstruktionen af excimerlasere ved hjælp af et diagram.
Navneeksperimeren stammer fra de ophidsede dimmermolekyler, som er laskekrydderne. En excimer er et diatomisk molekyle, der kun eksisterer i en elektronisk ophidset tilstand. Selvom excimerlasere er af gastypen, gives der særlig opmærksomhed til dem, fordi de også kunne betragtes som kemiske lasere.
I det væsentlige består en blanding af en sjælden gas (helium, argon, krypton, neon) og et halogen (chlorid, flurin, brom, iod) i et hulrum, hvor energi spredes af en elektronstråle eller en elektrisk udledning for at forårsage et elektrisk spændt molekyle, der kun kan eksistere i denne ophidsede tilstand. De gasblandinger, der almindeligvis anvendes i excimerlaseren, er anført i tabel 14.4.
Kommercielle excimerlasere, der opererer med disse sjældne gashalogenider, kan nå en udgangseffektivitet på op til 2%.
Konstruktionsegenskaberne af en industriel ekskimerlaser er vist i figur 14.42.
Disse lasere er lidt forskellige fra andre lasertyper, fordi forstærkningen er så stærk, at de ikke behøver en oscillator. I den nuværende mest populære kryptonfluoridlaser genereres den elektriske udladning i en gasblanding af krypton, fluor og neon i omkring fire (4) atmosfærer. En ophidset dimmer KrF * dannes, som gennemgår den stimulerede emissionsproces. Det genererer ultraviolette fotoner i en kort puls for hver udledning af kondensatorbanken i gasblandingen.
Excimer, KrF *, vender straks tilbage til dets bestandige atomer, der udsender fotoner, enten samtidigt eller ved stimuleret emission for at frembringe en laserstråle ved 0, 248 pm i spektrumets ultraviolette region (0, 1 - 0, 4 pm). Pulserne er normalt meget korte, omkring 20 ns (20 x 10 -9 sekunder), men meget kraftige, typisk omkring 35 MW; energien pr. puls er således 0, 2 J / puls. På grund af manglende resonansoscillation er tilstanden fra disse lasere meget dårlig. Processen har mere at gøre med forstærket spontan emission end med laseroscillation.
I praksis er excimerlasere multigaslasere, der tilbyder emission af forskellige linjer i bred våglængdes skala afhængig af gasblandingen i laserhulrummet. Selvom deres ydeevne kan optimeres fra en bestemt gasblanding ved at ændre detaljer i elektrodform og kredsløb, fungerer disse lasere godt for alle gasblandinger med et enkelt sæt elektroder. Bølgelængden ændres ved at ændre gasblandingerne.
De fleste kommercielle excimerlasere arbejder med elektrodeafstande på 2 til 3 cm, sammenbrudsspænding på 25-35 KV og specielt profilerede elektroder til homogen udladning.
Nogle af de fordelagtige egenskaber ved excimerlaseren inkluderer god energiomdannelseseffektivitet, impuls-til-puls reproducerbarhed og den højere gennemsnitlige effekt gør disse laserteknikker lovende i materialeprocessering i store områder.
