ليزر هاي اگزايمر

كلمه "اگزايمر" از عبارت "ديمر تحريك شده" بدست آمده است كه بدين معني است كه يك مولكول دو اتمي وقتي در حالت تحريكي واقع است پايدار است و در حالت پايه ناپايدار است. چنين مواردي مشخصا عباتند از هالوژنهاي گاز نادر مانند ArF ، KrF و XeCl. اگر نمودار انرژي بر حسب فاصله بين مولكلي را براي حالت پايه يك مولكول معمولي رسم كنيم منحني با يك انرژي مينيمم در حالت جدايي در حالت پايه مولكول بدست مي‌آوريم. چنين منحني‌هايي را مي‌توان براي حالتهاي تحريكي بدست آورد. ولي براي ديمرها گر چه حالتهاي تحريكي داراي مينيمم است ولي حالت پايه داراي مينيمم نيست.

ايجاد جمعيت معكوس

بطور وضوح در حالت تعادل مولكولهاي كمي در حالت پايه وجود دارند و مولكولها ناپايدارند. از اينرو نمي‌توان تحريك را مستقيم از حالت پايه بدست آورد. چندين امكان براي تحريك غير مستقيم در تخليه وجود دارد. براي مثال در ArF مراحل زير اتفاق مي‌افتد. ابتدا برخورد الكتروني داريم:

e + F₂ → F^- + F

يونهاي منفي با يونهاي مثبت موجود مولكول تحريك شده را توليد مي‌كنند:

*(Ar⁺ + F^- → (ArF

با وجود اين راه غير مستقيم ، چنين واكنشهايي مي‌تواند در تحريك كردن مولكولهاي ديمر بسيار مؤثر باشد. به دليل جمعيت كم در حالت پايه ، جمعيت معكوس به راحتي حاصل مي‌شود. حتي وقتي كه ليزر در حال كار است جمعيت حالت پايه خالي باقي مي‌ماند، به دليل آنكه حالت پايه ناپايدار است. به محض آنكه مولكول در حالت پايه قرار مي‌گيرد اتمها به سرعت از يكديگر جدا مي‌شوند و مولكول تجزيه مي‌شود.

فرآيند دمش

براي دمش اين ليزرها تخليه الكتريكي ، پرتوهاي الكتروني و حتي پرتوهاي فوتوني بكار مي‌روند، گر چه در ليزرهاي تجارتي معمولا از روش تخليه الكتريكي استفاده مي‌شود. دمش بسيار قوي به منظور ايجاد واكنشهاي فوق مورد نياز است كه منجر به عمل ليزر به صورت ضرباني مي‌شود. تجهيزاتي مانند آنچه در ليزر ازت به منظور دمش ليزر مورد نياز است. بعضي از مواقع با استفاده از پرتوهاي ماوراء بنفش و يا پرتوهاي ايكس گازي محفظه تخليه ابتدا كمي يونيزه مي شود كه تخليه الكتريكي را بعدا سرعت مي بخشد. غالبا تجهيزاتي نيز به منظور تعويض نوع گاز و تغيير طول موج ليزر نيز ساخته مي‌شود. در هر صورت ضروري است بطور منظم گاز داخل محفظه ليزر تعويض شود تا از كاهش و تغيير خروجي ليزر ممانعت شود. لازم به توضيح است كه بعضي از اين مواد بخصوص گاز فلوئور سمي است.

توان و بازه فركانسي

تعداد نسبتا زيادي ليزرهاي اگزايمر ساخته شده‌اند كه ناحيه طول موجهاي 120 تا 500 نانومتر را در بر مي‌گيرند. بعضي از آنها به خصوص XeF و KrF داراي كارآيي مؤثر 15-10% مي‌باشند. توان ماكزيمم تا 1 ژول با توان متوسط حدود 200 وات قابل حصول است. چنين ضربانهاي با توان بالا به خصوص جهت دمش ليزرهاي رنگي مورد نياز است.

منبع: دانشنامه رشد