بناء ليزر Excimer (مع رسم بياني)

بعد قراءة هذه المقالة سوف تتعلم عن بناء ليزر excimer بمساعدة رسم تخطيطي.

مشتق اسم مستمد من جزيئات باهتة متحمس التي هي التوابل lasing. ال excimer هو جزيء دياتومي موجود فقط في حالة متحمس إلكترونياً. على الرغم من أن ليزر excimer من نوع الغاز ، فإنه يتم إيلاء اهتمام خاص له لأنه يمكن اعتباره أيضًا ليزرًا كيميائيًا.

بشكل أساسي ، يتكون من خليط من غاز نادر (الهيليوم ، الأرجون ، الكريبتون ، النيون) والهالوجين (كلوريد ، فلور ، بروم ، يود) يتم وضعه في تجويف تتبدد فيه الطاقة بواسطة شعاع الالكترون أو التفريغ الكهربائي لتسبب جزيء متحمس كهربائيًا يمكن أن يوجد فقط في هذه الحالة المثارة. يتم سرد الخلائط الغازية المستخدمة عادة في ليزر excimer في الجدول 14.4.

يمكن أن تصل أجهزة ليزر excimer التجارية التي تعمل مع هاليدات الغاز النادرة إلى كفاءة إنتاج تصل إلى 2٪.

يتم عرض الميزات الإنشائية لليزر excimer الصناعي في الشكل 14.42.

تختلف هذه الليزرات اختلافًا طفيفًا عن أنواع الليزر الأخرى في أن الكسب قوي جدًا لدرجة أنها لا تحتاج إلى مذبذب. في ليزر فلوريد الكريبتون الأكثر شيوعًا حاليًا يتم إنتاج التفريغ الكهربائي في خليط غاز من الكريبتون والفلور والنيون في حوالي أربعة (4) أجواء. يتم تشكيل باهتة متحمس * KrF الذي يخضع لعملية انبعاث محفز. يولد الفوتونات فوق البنفسجية في نبضة وجيزة لكل تصريف للبنك المكثف في خليط الغاز.

يعود الإكزايري KrF * فوراً إلى الذرات المكونة له التي تنبعث منها الفوتونات ، إما في وقت واحد أو عن طريق الإنبعاث المحفّز لإنتاج شعاع ليزر عند 0.248 مساءً في المنطقة فوق البنفسجية (0.1 - 0.4 م) من الطيف. وعادة ما تكون النبضات قصيرة جدا ، حوالي 20 نانوثانية (20 × 10 -9 ثانية) ولكنها قوية جدا ، وعادة ما تكون حول 35 ميغاواط. الطاقة لكل نبضة هي ، 0.2 J / pulse. نظرا لعدم وجود تذبذب الرنين ، فإن الوضع من هذه الليزرات ضعيف جدا. هذه العملية لها علاقة أكبر بالانبعاث التلقائي المتضخم من التذبذب الليزري.

من الناحية العملية ، ليزر excimer هي أشعة ليزر متعددة توفر انبعاثًا لخطوط مختلفة في نطاق واسع من طول الموجة ، اعتمادًا على خليط الغاز في تجويف الليزر. على الرغم من أن أدائها يمكن تحسينه من خليط غاز محدد عن طريق تغيير التفاصيل في شكل القطب والدوائر ، فإن هذه الليزرات تعمل بشكل جيد مع جميع الخلطات الغازية مع مجموعة واحدة من الأقطاب الكهربائية. يتم تغيير الطول الموجي عن طريق تغيير خليط الغاز.

تعمل معظم أجهزة ليزر excimer التجارية مع مباعدة قطب كهربائي من 2 إلى 3 سم ، وفلطية جهد 25-35 كيلوفولت وأقطاب كهربائية خاصة للإفراز المتجانس.

تشتمل بعض الميزات المفيدة للليزر excimer على كفاءة تحويل الطاقة الجيدة واستنساخ النبض إلى النبض وارتفاع متوسط ​​القدرة على جعل تقنيات الليزر هذه واعدة في معالجة المواد في منطقة كبيرة.