新聞資訊
準(zhǔn)分子激光器(Excimer Laser),以準(zhǔn)分子為工作物質(zhì)的一類氣體激光器件。常用相對論電子束(能量大于200千電子伏特)或橫向快速脈沖放電來實(shí)現(xiàn)激勵(lì)。當(dāng)受激態(tài)準(zhǔn)分子的不穩(wěn)定分子鍵斷裂而離解成基態(tài)原子時(shí),受激態(tài)的能量以激光輻射的形式放出。
準(zhǔn)分子激光器
工作原理
激發(fā)過程
- 準(zhǔn)分子是一種在激發(fā)態(tài)時(shí)能暫時(shí)結(jié)合成分子,而在基態(tài)時(shí)會(huì)迅速離解的不穩(wěn)定的二聚體。例如,在氬氟準(zhǔn)分子激光器中,氬(Ar)和氟(F)在基態(tài)時(shí)通常是獨(dú)立的原子。當(dāng)受到高能量的電子束或放電激勵(lì)時(shí),氬原子和氟原子結(jié)合形成激發(fā)態(tài)的氬氟(ArF)準(zhǔn)分子。
- 這個(gè)激發(fā)態(tài)的準(zhǔn)分子存在的時(shí)間很短,它會(huì)很快躍遷回基態(tài)。在躍遷過程中,根據(jù)愛因斯坦的輻射理論,會(huì)發(fā)射出特定波長的光子。對于ArF準(zhǔn)分子激光器,發(fā)射的光子波長主要為193nm,處于紫外波段。
氣體介質(zhì)與放電
- 準(zhǔn)分子激光器的工作氣體通常是稀有氣體(如氬、氪、氙)和鹵素氣體(如氟、氯)的混合物。這些氣體被密封在一個(gè)特殊的激光腔內(nèi)。
- 放電是實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。通過在氣體中施加高電壓脈沖,使氣體發(fā)生電離和激發(fā),從而產(chǎn)生大量的激發(fā)態(tài)準(zhǔn)分子,為激光發(fā)射提供必要的條件。
主要特點(diǎn)?
波長特性
- 準(zhǔn)分子激光器的輸出波長主要在紫外波段,這使得它具有很高的光子能量。例如,193nm波長的光子能量足以打破有機(jī)分子中的化學(xué)鍵。這種高能量特性使得準(zhǔn)分子激光器在材料加工和醫(yī)療領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用,如用于切割角膜的近視矯正手術(shù),它可以精確地消融角膜組織,因?yàn)樽贤夤饽軌蚴菇悄そM織中的化學(xué)鍵斷裂,實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的組織去除。
脈沖特性
- 準(zhǔn)分子激光器一般工作在脈沖模式下。脈沖寬度可以從納秒級到幾十納秒不等。這種脈沖特性使得它能夠在短時(shí)間內(nèi)釋放出高能量,對于需要瞬間高能量來進(jìn)行加工或處理的場合非常有利。例如,在微加工領(lǐng)域,它可以在短脈沖時(shí)間內(nèi)對材料進(jìn)行蝕刻,減少熱影響區(qū),提高加工精度。
應(yīng)用領(lǐng)域?
醫(yī)療行業(yè)
- 在眼科手術(shù)中,如近視矯正手術(shù)(LASIK和PRK),準(zhǔn)分子激光器可以精確地改變角膜的曲率,從而矯正視力。其高能量的紫外光能夠以極高的精度消融角膜組織,達(dá)到矯正近視、遠(yuǎn)視和散光的目的。
- 此外,在皮膚科,準(zhǔn)分子激光器可用于治療一些皮膚疾病,如白癜風(fēng)、銀屑病等。它通過去除病變的皮膚組織,刺激皮膚的再生,達(dá)到治療效果。
微加工領(lǐng)域
- 準(zhǔn)分子激光器可以用于半導(dǎo)體芯片制造。例如,在光刻技術(shù)中,它可以用來制造高精度的芯片圖案。由于其波長較短,能夠?qū)崿F(xiàn)更小的特征尺寸,有助于提高芯片的集成度。
- 它還能用于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的制造,對微小的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子元件進(jìn)行精細(xì)加工,如制造微傳感器、微執(zhí)行器等。
材料表面處理
- 準(zhǔn)分子激光器可以對材料表面進(jìn)行改性。例如,通過照射可以使材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,增強(qiáng)材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。在金屬材料和高分子材料的表面處理中都有廣泛的應(yīng)用。
準(zhǔn)分子激光器歡迎咨詢長春博盛量子,0431-85916189