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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。

準(zhǔn)分子激光器

波長(zhǎng)特性

- 短波長(zhǎng)：準(zhǔn)分子激光器的輸出波長(zhǎng)主要處于紫外波段，通常在193-351納米之間。例如，最常見的ArF（氬氟）準(zhǔn)分子激光器的波長(zhǎng)為193納米。短波長(zhǎng)的光具有較高的光子能量，這使得它在材料加工等應(yīng)用中能夠更精準(zhǔn)地去除材料，因?yàn)槠涔庾幽芰孔阋源蚱圃S多材料的化學(xué)鍵。

- 波長(zhǎng)范圍相對(duì)較窄：和一些寬譜光源不同，準(zhǔn)分子激光器發(fā)射的激光波長(zhǎng)相對(duì)比較單一。這一特性使得它在某些對(duì)波長(zhǎng)精度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中非常適用，如光刻技術(shù)。在半導(dǎo)體制造的光刻工藝中，特定波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子激光可以精確地將圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上，窄波長(zhǎng)范圍有助于提高圖案轉(zhuǎn)移的精度。

脈沖特性?

- 高能量脈沖輸出：準(zhǔn)分子激光器通常以脈沖方式工作，并且能輸出較高的脈沖能量。其單脈沖能量可以達(dá)到數(shù)焦耳到數(shù)百焦耳不等。這種高能量脈沖特性使其在材料加工領(lǐng)域表現(xiàn)出色，例如，在切割脆性材料如玻璃、陶瓷時(shí)，高能量脈沖可以在瞬間使材料局部熔化或者汽化，從而實(shí)現(xiàn)高效的切割。

- 短脈沖寬度：脈沖寬度一般在納秒（10^-9秒）量級(jí)。短脈沖意味著高的峰值功率，因?yàn)榉逯倒β实扔诿}沖能量除以脈沖寬度。例如，一個(gè)能量為10焦耳、脈沖寬度為10納秒的脈沖，其峰值功率可達(dá)到10億瓦（1GW）。高的峰值功率可以在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用，同時(shí)減少對(duì)周圍材料的熱影響。

光束質(zhì)量?

- 良好的光束質(zhì)量：準(zhǔn)分子激光器輸出的光束具有較好的方向性和相干性。良好的方向性使得激光束可以在較長(zhǎng)的距離內(nèi)保持較小的光斑尺寸，有利于遠(yuǎn)距離加工或者高精度的定位加工。相干性好意味著激光在干涉、衍射等光學(xué)現(xiàn)象中能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的圖樣，這在全息攝影等應(yīng)用中是至關(guān)重要的。例如，在制作全息光學(xué)元件時(shí)，準(zhǔn)分子激光的相干性可以確保記錄下清晰、穩(wěn)定的干涉條紋，從而制造出高質(zhì)量的全息元件。

工作物質(zhì)特性?

- 以氣體為工作物質(zhì)：準(zhǔn)分子激光器的工作物質(zhì)是氣體混合物，主要包括惰性氣體（如氬、氪、氙）和鹵素氣體（如氟、氯）。這些氣體在激發(fā)狀態(tài)下能夠形成準(zhǔn)分子（一種在激發(fā)態(tài)結(jié)合而在基態(tài)分離的不穩(wěn)定分子）。以氣體作為工作物質(zhì)使得激光的產(chǎn)生過(guò)程相對(duì)比較清潔，不會(huì)像某些固體激光器那樣產(chǎn)生固體廢棄物，而且氣體工作物質(zhì)可以通過(guò)氣體循環(huán)系統(tǒng)方便地進(jìn)行更新和凈化。

- 需要外部激勵(lì)源：由于氣體工作物質(zhì)自身不能自發(fā)地產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，準(zhǔn)分子激光器需要外部的能量激勵(lì)源，如電子束或者高壓放電來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。例如，在高壓放電激勵(lì)的準(zhǔn)分子激光器中，通過(guò)在氣體放電管中施加高電壓，使氣體中的原子和分子電離和激發(fā)，從而產(chǎn)生激光作用。

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