لیزر های اگزایمر

كلمه اگزایمر از عبارت دیمر تحریك شده بدست آمده است كه بدین معنی است كه یك مولكول دو اتمی وقتی در حالت تحریكی واقع است پایدار است و در حالت پایه ناپایدار است

كلمه "اگزایمر" از عبارت "دیمر تحریك شده" بدست آمده است كه بدین معنی است كه یك مولكول دو اتمی وقتی در حالت تحریكی واقع است پایدار است و در حالت پایه ناپایدار است. چنین مواردی مشخصا عباتند از هالوژنهای گاز نادر مانند ArF ، KrF و XeCl. اگر نمودار انرژی بر حسب فاصله بین مولكلی را برای حالت پایه یك مولكول معمولی رسم كنیم منحنی با یك انرژی مینیمم در حالت جدایی در حالت پایه مولكول بدست می‌آوریم. چنین منحنی‌هایی را می‌توان برای حالتهای تحریكی بدست آورد. ولی برای دیمرها گر چه حالتهای تحریكی دارای مینیمم است ولی حالت پایه دارای مینیمم نیست.

● ایجاد جمعیت معكوس

بطور وضوح در حالت تعادل مولكولهای كمی در حالت پایه وجود دارند و مولكولها ناپایدارند. از اینرو نمی‌توان تحریك را مستقیم از حالت پایه بدست آورد. چندین امكان برای تحریك غیر مستقیم در تخلیه وجود دارد. برای مثال در ArF مراحل زیر اتفاق می‌افتد. ابتدا برخورد الكترونی داریم:

e + F۲ → F- + F

یونهای منفی با یونهای مثبت موجود مولكول تحریك شده را تولید می‌كنند:

Ar+ + F- → (ArF

با وجود این راه غیر مستقیم ، چنین واكنشهایی می‌تواند در تحریك كردن مولكولهای دیمر بسیار مؤثر باشد. به دلیل جمعیت كم در حالت پایه ، جمعیت معكوس به راحتی حاصل می‌شود. حتی وقتی كه لیزر در حال كار است جمعیت حالت پایه خالی باقی می‌ماند، به دلیل آنكه حالت پایه ناپایدار است. به محض آنكه مولكول در حالت پایه قرار می‌گیرد اتمها به سرعت از یكدیگر جدا می‌شوند و مولكول تجزیه می‌شود.

● فرآیند دمش

برای دمش این لیزرها تخلیه الكتریكی ، پرتوهای الكترونی و حتی پرتوهای فوتونی بكار می‌روند، گر چه در لیزرهای تجارتی معمولا از روش تخلیه الكتریكی استفاده می‌شود. دمش بسیار قوی به منظور ایجاد واكنشهای فوق مورد نیاز است كه منجر به عمل لیزر به صورت ضربانی می‌شود. تجهیزاتی مانند آنچه در لیزر ازت به منظور دمش لیزر مورد نیاز است.

بعضی از مواقع با استفاده از پرتوهای ماوراء بنفش و یا پرتوهای ایكس گازی محفظه تخلیه ابتدا كمی یونیزه می شود كه تخلیه الكتریكی را بعدا سرعت می بخشد. غالبا تجهیزاتی نیز به منظور تعویض نوع گاز و تغییر طول موج لیزر نیز ساخته می‌شود. در هر صورت ضروری است بطور منظم گاز داخل محفظه لیزر تعویض شود تا از كاهش و تغییر خروجی لیزر ممانعت شود. لازم به توضیح است كه بعضی از این مواد بخصوص گاز فلوئور سمی است.

● توان و بازه فركانسی

تعداد نسبتا زیادی لیزرهای اگزایمر ساخته شده‌اند كه ناحیه طول موجهای ۱۲۰ تا ۵۰۰ نانومتر را در بر می‌گیرند. بعضی از آنها به خصوص XeF و KrF دارای كارآیی مؤثر ۱۵-۱۰% می‌باشند. توان ماكزیمم تا ۱ ژول با توان متوسط حدود ۲۰۰ وات قابل حصول است. چنین ضربانهای با توان بالا به خصوص جهت دمش لیزرهای رنگی مورد نیاز است.