Xây dựng Laser Excimer (Có sơ đồ)

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về việc xây dựng các laser excimer với sự trợ giúp của sơ đồ.

Tên excimer bắt nguồn từ các phân tử mờ kích thích là các loại gia vị. Một excimer là một phân tử diatomic chỉ tồn tại ở trạng thái kích thích điện tử. Mặc dù laser excimer thuộc loại khí, sự chú ý đặc biệt được dành cho chúng vì chúng cũng có thể được coi là laser hóa học.

Về cơ bản, bao gồm một hỗn hợp khí hiếm (helium, argon, krypton, neon) và halogen (clorua, flurine, brom, iốt) đưa vào một khoang mà năng lượng bị tiêu tán bởi một tia điện tử hoặc phóng điện một phân tử bị kích thích điện chỉ có thể tồn tại ở trạng thái kích thích này. Các hỗn hợp khí thường được sử dụng trong laser excimer được liệt kê trong Bảng 14.4.

Laser excimer thương mại hoạt động với các halogen khí hiếm này có thể đạt hiệu suất đầu ra lên tới 2%.

Các đặc điểm cấu tạo của laser excimer công nghiệp được thể hiện trong hình 14.42.

Những laser này hơi khác so với các loại laser khác ở chỗ mức tăng mạnh đến mức chúng không cần bộ tạo dao động. Trong laser fluoride krypton phổ biến nhất hiện nay, phóng điện được tạo ra trong hỗn hợp khí gồm krypton, flo và neon ở khoảng bốn (4) bầu khí quyển. KrF * mờ được kích thích được hình thành trải qua quá trình phát xạ kích thích. Nó tạo ra các photon cực tím trong một xung ngắn cho mỗi lần xả của ngân hàng ngưng tụ vào hỗn hợp khí.

Excimer, KrF *, ngay lập tức trở lại các nguyên tử cấu thành của nó phát ra các photon, đồng thời hoặc bằng cách phát xạ kích thích để tạo ra chùm tia laser ở 0, 248 pm trong vùng tử ngoại (0, 1 - 0, 4 pm) của phổ. Các xung thường rất ngắn, khoảng 20 ns (20 x 10 ^-9 giây) nhưng rất mạnh, thường là khoảng 35 MW; do đó, năng lượng trên mỗi xung là 0, 2 J / xung. Do thiếu dao động cộng hưởng, chế độ từ các laser này rất kém. Quá trình này có liên quan nhiều đến phát xạ tự phát khuếch đại hơn so với dao động laser.

Trong thực tế, laser excimer là laser đa sắc cung cấp sự phát xạ của các dòng khác nhau trong thang bước sóng rộng, tùy thuộc vào hỗn hợp khí trong khoang laser. Mặc dù, hiệu suất của chúng có thể được tối ưu hóa từ một hỗn hợp khí cụ thể bằng cách thay đổi các chi tiết trong hình dạng và mạch điện cực, những laser này hoạt động tốt cho tất cả các hỗn hợp khí với một bộ điện cực. Bước sóng được thay đổi bằng cách thay đổi hỗn hợp khí.

Hầu hết các laser excimer thương mại hoạt động với khoảng cách điện cực từ 2 đến 3 cm, điện áp đánh thủng 25-35 KV và các điện cực được định hình đặc biệt để phóng điện đồng nhất.

Một số tính năng ưu việt của laser excimer bao gồm hiệu suất chuyển đổi năng lượng tốt, khả năng tái tạo xung-xung và công suất trung bình cao hơn làm cho các kỹ thuật laser này hứa hẹn trong xử lý vật liệu diện rộng.