لیزر اگزایمر چیست؟ تصحیح بینایی با لیزر اگزایمر لیزر اگزایمر برای اصلاح بینایی

کار بر روی انتقال الکترونیکی مولکول های excimer (مولکول هایی که فقط در حالت های برانگیخته الکترونیکی وجود دارند). وابستگی بالقوه انرژی برهمکنش اتم‌های یک مولکول excimer که در حالت الکترونیکی پایه قرار دارد، یک تابع کاهشی یکنواخت در فاصله بین هسته‌ای است که مربوط به دفع هسته‌ها است. برای حالت الکترونیکی برانگیخته، که سطح بالای انتقال لیزر است، این وابستگی حداقلی دارد که امکان وجود خود مولکول excimer را تعیین می کند (شکل). طول عمر یک مولکول اکسایمر برانگیخته محدود است

وابستگی انرژی یک مولکول ایزیمر به فاصله آربین اتم های تشکیل دهنده آن X و Y. منحنی بالا برای سطح لیزر بالایی و منحنی پایین برای سطح لیزر پایین است. مقادیر مربوط به مرکز خط افزایش محیط فعال، مرزهای قرمز و بنفش آن است. زمان تابش آن پوسیدگی از آنجایی که پایین تر وضعیت انتقال لیزر در پرتو الکترونی در نتیجه پراکندگی اتم های مولکول excimer خالی می شود، زمان مشخصهکه (10 -13 - 10 -12 s) به طور قابل توجهی کمتر از زمان تابش است. بالای ویرانی، حالت های گذار لیزری، گاز حاوی مولکول های اگزایمر است رسانه فعالبا افزایش در انتقال بین شرایط انبساط محدود و اصلی مولکول excimer.

اساس محیط فعال E. l. آنها معمولاً از مولکولهای اگزایمر دو اتمی - ترکیبات کوتاه مدت اتمهای گاز بی اثر با یکدیگر، با هالوژن یا اکسیژن تشکیل شده اند. طول موج تابش E. l. در ناحیه مرئی یا نزدیک به UV طیف قرار دارد. افزایش پهنای خط انتقال لیزری E. l. به طور غیرعادی بزرگ است، که با ماهیت در حال گسترش ترم انتقال پایین مرتبط است. مقادیر مشخصه پارامترهای انتقال لیزر برای رایج ترین پرتوهای الکترونی. در جدول ارائه شده است.

پارامترهای لیزر اگزایمر

پارامترهای بهینه محیط فعال E. l. مطابق با شرایط بهینه برای تشکیل مولکول های excimer است. مطلوب ترین شرایط برای تشکیل دیمرهای گازهای بی اثر مربوط به محدوده فشار 10-30 اتمسفر است، زمانی که تشکیل شدید چنین مولکول هایی در برخوردهای سه گانه شامل اتم های برانگیخته رخ می دهد:

در چنین فشارهای بالا، موثرترین است. روش وارد کردن انرژی پمپ به محیط فعال لیزر شامل عبور پرتوی از الکترون های سریع از گاز است که عمدتاً انرژی خود را از دست می دهند. برای یونیزه کردن اتم های گاز تبدیل یون‌های اتمی به یون‌های مولکولی و متعاقب آن نوترکیبی تجزیه‌ای یون‌های مولکولی همراه با تشکیل اتم های برانگیخته یک گاز بی اثر، امکان eff را فراهم می کند. تبدیل انرژی پرتوی الکترونهای سریع به انرژی مولکولهای اگزایمر لیزرهای مبتنی بر دایمرهای گازهای بی اثر با بازده 1% مشخص می شوند. اساسی نقطه ضعف لیزرهای این نوع، ضربان بسیار بالا است. ورودی انرژی آستانه، که با طول موج کوتاه انتقال لیزر و بنابراین، عرض خط بهره مرتبط است. این امر تقاضاهای زیادی را بر ویژگی های پرتو الکترونی که به عنوان منبع پمپاژ لیزری استفاده می شود تحمیل می کند و انرژی خروجی تابش لیزر را به سطح کسری از یک ژول (در هر پالس) با نرخ تکرار پالس بالاتر از چندین محدود می کند. هرتز افزایش بیشتر ویژگی‌های خروجی لیزرهای مبتنی بر دایمرهای گاز نجیب به توسعه فناوری برای شتاب‌دهنده‌های الکترونی با مدت زمان پالس پرتو الکترونی حدود ده‌ها نانوثانیه و انرژی پرتو ~ کیلوژول بستگی دارد.

E. l دارای ویژگی های خروجی قابل توجهی است. روی مونو هالیدهای گازهای بی اثر RX*، که در آن X یک اتم هالوژن است.

این فرآیندها با شدت کافی حتی در فشارهایی مطابق با فشار اتمسفر رخ می دهند، بنابراین مشکل وارد کردن انرژی به محیط فعال چنین لیزرهایی از نظر فنی بسیار پیچیده تر از لیزرهای مبتنی بر دایمرهای گاز بی اثر است. محیط فعال E. l. روی مونو هالیدهای گازهای بی اثر شامل یک یا چند است. گازهای بی اثر در فشاری از مرتبه فشار اتمسفر و تعداد معینی (~10-2 atm) مولکول های هالوژن دار.

برای برانگیختن لیزر، از یک پرتو الکترون سریع یا یک پرتو الکتریکی پالسی استفاده می شود. تخلیه هنگام استفاده از پرتو الکترون های سریع، انرژی خروجی تابش لیزر به مقادیر ~ 103 J با بازده چند می رسد. درصد و نرخ تکرار پالس بسیار کمتر از 1 هرتز. در صورت استفاده از برق تخلیه، انرژی خروجی تابش لیزر در یک پالس از کسری از ژول تجاوز نمی کند، که به دلیل دشواری تشکیل دبی یکنواخت به معنای حجم در اتمسفر است. فشار برای مدت ~ 10 ns. با این حال، هنگام استفاده از برق تخلیه، نرخ تکرار پالس بالایی به دست می آید (تا چند کیلوهرتز)، که امکان طیف گسترده ای از کاربردهای عملی را باز می کند. استفاده از این نوع لیزرها نایب. گسترده در بین E. l. یک لیزر XeCl دریافت کرد که به دلیل سادگی نسبی کار در حالت فرکانس تکرار پالس بالا است. Cp. توان خروجی این لیزر به سطح 1 کیلو وات می رسد.

E. l. به دلیل انرژی بالا به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. ویژگی ها، طول موج کوتاه و امکان تنظیم صاف آن در محدوده نسبتاً وسیع. پرتوهای الکترونی تک پالسی قدرتمندی که توسط پرتوهای الکترونی برانگیخته می‌شوند در تأسیسات برای مطالعه گرمایش لیزری اهداف به منظور انجام واکنش‌های گرما هسته‌ای استفاده می‌شوند (به عنوان مثال، لیزر KrF با HM، انرژی خروجی در هر پالس تا 100 کیلوژول، مدت زمان پالس ~ 1 ns). لیزرهایی با نرخ تکرار پالس بالا، تحریک شده توسط تخلیه گاز پالسی، در تکنولوژی استفاده می شود. اهداف در پردازش محصولات میکروالکترونیک، در پزشکی، در آزمایش‌های جداسازی ایزوتوپ لیزری، در سنجش جو به منظور کنترل آلودگی آن، در فتوشیمی و در آزمایش‌ها. فیزیک به عنوان یک منبع تک رنگ شدید اشعه ماوراء بنفش یا مرئی.

روشن:لیزرهای اگزایمر، ویرایش. سی رودز، ترجمه. از انگلیسی، م.، 1981; التسکی آ. V.. Smirnov B. M.، فرآیندهای فیزیکی در لیزرهای گازی، M.. 1985. A. V. Eletsky.

لیزر اگزایمر - اصول اولیه شخصیتپی آر کی و لیزیک نام خود را از ترکیب دو کلمه گرفته است: هیجان زده - هیجان زده، دیمر - دو. بدن فعال چنین لیزرهایی از مخلوطی از دو گاز - بی اثر و هالوژن تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ بالا به مخلوطی از گازها اعمال می شود، اتم گاز بی اثر و اتم هالوژن یک مولکول گاز دو اتمی را تشکیل می دهند. این مولکول در حالت برانگیخته و به شدت ناپایدار است. پس از یک لحظه، به ترتیب هزارم ثانیه، مولکول متلاشی می شود. متلاشی شدن مولکول منجر به انتشار یک موج نور در محدوده فرابنفش (معمولاً 193 نانومتر) می شود.

اصل تأثیر اشعه ماوراء بنفش بر ترکیب آلی، به ویژه در بافت قرنیه، شامل قطع شدن است پیوندهای بین مولکولیو در نتیجه انتقال بخشی از بافت از حالت جامدبه گاز (فتوآبلیشن). اولین لیزرها دارای قطر پرتوی برابر با قطر سطح تبخیر شده بودند و با اثر مخرب قابل توجهی بر قرنیه مشخص شدند. نمای وسیع پرتو، ناهمگنی آن، باعث ناهمگونی در انحنای سطح قرنیه، گرم شدن نسبتاً زیاد بافت قرنیه (در 20-15 درجه) شد که منجر به سوختگی و کدورت قرنیه شد.

لیزرهای نسل جدید ارتقا یافته اند. قطر پرتو کاهش یافت و یک سیستم اسکن چرخشی برای تامین تابش لیزر به چشم برای درمان کل سطح مورد نیاز قرنیه ایجاد شد. در واقع، این سیستم در اواخر دهه 50 ساخته شد و هنوز هم با موفقیت در اسکن سر موشک‌ها استفاده می‌شود. تمام لیزرهای اکسایمر در یک محدوده طول موج، در حالت پالسی کار می کنند و تنها در مدولاسیون پرتو لیزر و ترکیب بدن فعال با هم تفاوت دارند. پرتو لیزر که یک شکاف یا نقطه در مقطع است، در اطراف دایره حرکت می کند و به تدریج لایه هایی از قرنیه را برداشته و شعاع انحنای جدیدی به آن می دهد. دما در منطقه فرسایش عملاً به دلیل قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت افزایش نمی یابد. سطح صاف قرنیه به دست آمده در نتیجه عمل به شما امکان می دهد یک نتیجه انکساری دقیق و بادوام به دست آورید.

از آنجایی که جراح از قبل می داند که چه بخشی از انرژی نور به جسم (قرنیه) می رسد، می تواند محاسبه کند که ابلیشن تا چه عمقی انجام می شود. و در روند جراحی انکساری به چه نتیجه ای خواهد رسید. و سرانجام در آستانه هزاره سوم ظهور کرد روش جدید، که به ما اجازه می دهد این مشکل را حل کنیم یک excimer- تصحیح لیزرکه افراد را از نزدیک بینی، آستیگماتیسم و ​​دوربینی رهایی می بخشد. برای اولین بار، تصحیح لیزر تمام نیازهای یک فرد با بینایی ضعیف را برآورده می کند. اعتبار علمی، بدون درد، حداکثر ایمنی، ثبات نتایج - اینها عوامل بی قید و شرطی هستند که آن را مشخص می کنند. رشته جراحی چشم که به اصلاح این ناهنجاری ها می پردازد، جراحی انکساری نامیده می شود و خود آنها را عیوب انکساری یا آمتروپیا می نامند.

کارشناسان دو نوع انکسار را تشخیص می دهند:
- امتروپیا- دید طبیعی؛
- آمتروپیا- دید غیر طبیعی، از جمله چندین نوع: نزدیک بینی - نزدیک بینی. دوربینی - دوربینی، آستیگماتیسم - تحریف تصویر زمانی که انحنای قرنیه نامنظم است و مسیر پرتوهای نور در نقاط مختلف آن یکسان نیست. آستیگماتیسم می تواند نزدیک بینی (نزدیک بینی)، هایپرمتروپیک (دور بین) و مختلط باشد. برای درک ماهیت مداخلات انکساری، اجازه دهید به طور خلاصه و شماتیک فیزیک آناتومیک چشم را یادآوری کنیم. سیستم نوری چشم از دو ساختار تشکیل شده است: بخش شکست نور - قرنیه و عدسی، و بخش دریافت کننده نور - شبکیه که در یک فاصله (کانونی) معین قرار دارد. برای اینکه تصویر واضح و واضح باشد، شبکیه باید در نقطه کانونی قدرت نوری توپ باشد. اگر شبکیه در جلوی فوکوس باشد که با دوربینی اتفاق می‌افتد یا پشت فوکوس با نزدیک‌بینی، تصویر اجسام تار و نامشخص خواهد بود. علاوه بر این، از لحظه تولد تا سن 18-20 سالگی، اپتیک چشم به دلیل رشد فیزیولوژیکی تغییر می کند. کره چشمو تحت تأثیر عواملی که اغلب منجر به ایجاد عیوب انکساری خاصی می شود. بنابراین، بیمار جراح انکساری اغلب فردی است که به سن 18-20 سالگی رسیده است.

تصحیح بینایی لیزر اگزایمر بر اساس برنامه "تغییر کارکرد کامپیوتر" سطح لنز نوری اصلی چشم انسان - قرنیه است. توسط برنامه فردیاصلاح، پرتو سرد قرنیه را "صاف" می کند و تمام نقص های موجود را از بین می برد. این امر شرایط عادی را برای انکسار بهینه نور و به دست آوردن تصویری بدون تحریف در چشم، مانند افراد با دید خوب، ایجاد می کند. فرآیند "تغییر" با افزایش مخرب در دمای بافت قرنیه همراه نیست و همانطور که بسیاری به اشتباه معتقدند "سوختگی" رخ نمی دهد. و مهمتر از همه، فن آوری های لیزر اکسایمر به دست آوردن چنین "پروفایل مشخص شده جدید ایده آل" قرنیه را ممکن می کند که اصلاح تقریباً همه انواع و درجات عیوب انکساری را ممکن می کند. صحبت کردن زبان علمیلیزرهای اگزایمر سیستم‌هایی با دقت بالا هستند که "ابلیشن فوتوشیمیایی" (تبخیر) لایه‌های قرنیه را فراهم می‌کنند. اگر بافت در ناحیه مرکزی برداشته شود، قرنیه صاف تر می شود که نزدیک بینی را اصلاح می کند. اگر قسمت محیطی قرنیه را تبخیر کنید، مرکز آن تندتر می شود که به شما امکان می دهد دوربین را اصلاح کنید. حذف دوز در مریدین های مختلف قرنیه به شما امکان می دهد آستیگماتیسم را اصلاح کنید. لیزرهای مدرن مورد استفاده در جراحی انکساری به طور قابل اعتمادی تضمین می کنند کیفیت بالاسطح "خراب شده".

(اصلاح دید لیزری) و تولید نیمه هادی.

انتشار لیزر از یک مولکول excimer به این دلیل رخ می دهد که یک حالت برانگیخته "جذاب" (تداعی کننده) و یک حالت پایه "دافعه" (غیر انجمنی) دارد - یعنی مولکول ها در حالت پایه وجود ندارند. این به این دلیل است که گازهای نجیب مانند زنون یا کریپتون بسیار بی اثر هستند و معمولاً ترکیبات شیمیایی تشکیل نمی دهند. هنگامی که برانگیخته می شوند (ناشی از تخلیه الکتریکی)، می توانند مولکول هایی را با یکدیگر (دایمر) یا با هالوژن هایی مانند فلوئور یا کلر تشکیل دهند. بنابراین، ظاهر شدن مولکول ها در یک حالت محدود برانگیخته به طور خودکار یک وارونگی جمعیت بین دو سطح انرژی ایجاد می کند. چنین مولکولی در حالت برانگیخته می تواند انرژی خود را به صورت گسیل خود به خود یا تحریک شده رها کند، در نتیجه مولکول به حالت پایه می رود و سپس خیلی سریع (در عرض پیکو ثانیه) به اتم های سازنده خود متلاشی می شود.

حتی اگر اصطلاح دایمرتنها به اتصال اتم های یکسان اشاره دارد و بیشتر لیزرهای اگزایمر از مخلوط گازهای نجیب با هالوژن استفاده می کنند، این نام چسبیده است و برای تمام لیزرهای با طراحی مشابه استفاده می شود.

طول موج لیزر اگزایمر به ترکیب گاز مورد استفاده بستگی دارد و معمولاً در ناحیه فرابنفش قرار دارد:

لیزرهای اگزایمر معمولاً در حالت پالسی با نرخ تکرار پالس از 1 هرتز تا چند صد هرتز کار می کنند. تولید تک پالس نیز امکان پذیر است. پالس های تابشی معمولاً دارای مدت زمان بین 10 تا 30 ns و انرژی از واحد تا صدها میلی ژول هستند. اشعه ماوراء بنفش قدرتمند چنین لیزرهایی به آنها اجازه می دهد تا به طور گسترده در جراحی (به ویژه جراحی چشم)، در فرآیندهای فوتولیتوگرافی در تولید نیمه هادی، در ریزپردازش مواد، در تولید پنل های LCD و همچنین در درماتولوژی استفاده شوند. امروزه این دستگاه ها کاملاً حجیم هستند که برای استفاده گسترده پزشکی یک نقطه ضعف است (به لیزیک مراجعه کنید)، اما اندازه آنها به دلیل پیشرفت های مدرن دائماً در حال کاهش است.

همچنین ببینید

نظر خود را در مورد مقاله لیزر اگزایمر بنویسید

پیوندها

• لیزر اکسایمر - دانشنامه فیزیکی. در 5 جلد. - م.: دایره المعارف شوروی. سردبیر A. M. Prokhorov. 1988.
• لیزرهای اگزایمر، ویرایش. سی رودز، ترجمه. از انگلیسی، M.، 1981

گزیده ای که لیزر اگزایمر را توصیف می کند

بالاشف با احترام به خود اجازه داد با نظر امپراتور فرانسه مخالفت کند.
او گفت: «هر کشوری آداب و رسوم خاص خود را دارد.
ناپلئون گفت: "اما در هیچ کجای اروپا چنین چیزی وجود ندارد."
بالاشف گفت: "من از اعلیحضرت عذرخواهی می کنم، علاوه بر روسیه، اسپانیا نیز وجود دارد که در آن کلیساها و صومعه ها نیز وجود دارد."
این پاسخ بالاشف که اشاره ای به شکست اخیر فرانسوی ها در اسپانیا داشت، بعداً طبق داستان های بالاشف در دربار امپراتور اسکندر بسیار مورد استقبال قرار گرفت و اکنون در شام ناپلئون بسیار کم مورد قدردانی قرار گرفت و مورد توجه قرار نگرفت.
از چهره‌های بی‌تفاوت و متحیر آقایان مارشال‌ها مشخص بود که آن‌ها گیج شده‌اند که این شوخی چیست که لحن بالاشف به آن اشاره می‌کرد. عبارات صورت مارشال ها می گوید: "اگر یکی بود، پس ما او را درک نکردیم یا او اصلاً شوخ نیست." این پاسخ آنقدر کم مورد استقبال قرار گرفت که ناپلئون حتی متوجه آن نشد و ساده لوحانه از بالاشف پرسید که کدام شهرها از اینجا جاده مستقیم به مسکو وجود دارد. بالاشف که در هنگام شام همیشه در حالت آماده باش بود، پاسخ داد که comme tout chemin mene a Rome، tout chemin mene a Moscow، [همانطور که طبق ضرب المثل هر جاده ای به روم منتهی می شود، همه راه ها به مسکو ختم می شود. ] که راههای زیادی وجود دارد و چه از اینها مسیرهای مختلفجاده ای به پولتاوا وجود دارد که من آن را انتخاب کردم چارلز دوازدهمبالاشف گفت که ناخواسته از موفقیت این پاسخ سرخ شده بود. قبل از اینکه بالاشف وقت داشته باشد آخرین کلمات را تمام کند: "پولتاوا"، کولن کورت شروع به صحبت در مورد ناراحتی های جاده سن پترزبورگ به مسکو و خاطرات خود در سن پترزبورگ کرد.
بعد از ناهار رفتیم برای نوشیدن قهوه در دفتر ناپلئون که چهار روز پیش دفتر امپراتور اسکندر بود. ناپلئون نشست، قهوه درون فنجان سوور را لمس کرد و به بالاشف به صندلی اشاره کرد.
حال و هوای بعد از شام در انسان وجود دارد که قویتر از هر دلیل معقولی باعث می شود که انسان از خودش راضی باشد و همه را دوست خود بداند. ناپلئون در این موقعیت قرار داشت. به نظرش می رسید که اطرافش را افرادی احاطه کرده اند که او را می پرستند. او متقاعد شده بود که بالاشف پس از شام، دوست و ستایشگر او است. ناپلئون با لبخندی دلنشین و کمی تمسخر آمیز به سمت او برگشت.
- این همان اتاقی است که به من گفته شد که امپراتور اسکندر در آن زندگی می کرد. عجیب است، نه ژنرال؟ او بدون شک گفت که این خطاب نمی تواند برای همکارش خوشایند نباشد، زیرا برتری او، ناپلئون، بر اسکندر را ثابت می کند.
بالاشف نتوانست این را پاسخ دهد و در سکوت سرش را خم کرد.
ناپلئون با همان لبخند تمسخرآمیز و مطمئن ادامه داد: «بله، چهار روز پیش، در این اتاق، وینتزینگرود و استاین با هم صحبت کردند. او گفت: "چیزی که من نمی توانم درک کنم این است که امپراتور اسکندر همه دشمنان شخصی من را به خودش نزدیک کرد." من این را نمی فهمم. آیا او فکر نمی کرد که من می توانم همین کار را انجام دهم؟ - او با سؤالی از بالاشف پرسید و معلوم است که این خاطره او را دوباره به آن رد خشم صبحگاهی که هنوز در او تازه بود سوق داد.
ناپلئون در حالی که از جایش بلند شد و فنجانش را با دستش کنار زد، گفت: "و به او بگو که من این کار را انجام خواهم داد." - همه بستگانش را از آلمان، ویرتمبرگ، بادن، وایمار اخراج می کنم... بله، آنها را اخراج می کنم. بگذار پناهگاه آنها در روسیه آماده کند!
بالاشف سرش را خم کرد و با ظاهرش نشان داد که دوست دارد مرخصی بگیرد و فقط به این دلیل گوش می دهد که نمی تواند به آنچه به او گفته می شود گوش ندهد. ناپلئون متوجه این عبارت نشد. او بالاشف را نه به عنوان سفیر دشمن خود، بلکه به عنوان مردی خطاب کرد که اکنون کاملاً به او اختصاص داده شده است و باید از تحقیر ارباب سابق خود خوشحال شود.

لیزرهای اگزایمر دسته جالب و مهمی از لیزرهای مولکولی هستند که بر روی انتقال بین حالت های مختلف الکترونیکی عمل می کنند. بیایید یک دیاتومیک را در نظر بگیریم

مولکولی، منحنی های انرژی پتانسیل برای زمین و حالت های برانگیخته آن در شکل 1 نشان داده شده است. 6.25. از آنجایی که حالت پایه با دافعه متقابل اتم ها مطابقت دارد، در این حالت مولکول وجود ندارد (یعنی در حالت پایه، ذرات فقط به شکل مونومر A وجود دارند). با این حال، از آنجایی که منحنی انرژی پتانسیل حالت برانگیخته دارای حداقل است، مولکول می تواند در حالت برانگیخته وجود داشته باشد (یعنی در حالت برانگیخته، ذرات به شکل دایمر وجود دارند. چنین مولکولی A excimer نامیده می شود. کلمات انگلیسی - excited dimer اکنون فرض کنیم که به نوعی ایجاد شده است تعداد زیادی excimers سپس لیزر را می توان در انتقال بین حالت های بالا (کران) و پایین (آزاد) (انتقال بدون کران) به دست آورد. لیزر مربوطه را لیزر اگزایمر می نامند. این لیزرها با دو اما غیر معمول مشخص می شوند خواص مهمبه دلیل این واقعیت که حالت پایه با دفع متقابل اتم ها مطابقت دارد. 1) به محض اینکه مولکول در نتیجه تولید به حالت پایه می رود، بلافاصله تجزیه می شود. این بدان معنی است که سطح لیزر پایین همیشه خالی خواهد بود. 2) هیچ انتقال چرخشی-ارتعاشی مشخصی وجود ندارد، و انتقال نسبتاً پهن باند است، با این حال، باید توجه داشت که در برخی از لیزرهای اکسایمر، منحنی انرژی پتانسیل حالت پایه با دافعه متقابل خالص مطابقت ندارد، اما دارای یک حداقل کم عمق است. در این مورد، انتقال بین یک حالت کران بالا و یک حالت کران پایین (ضعیف) (گذر کران کران) رخ می دهد. با این حال، از آنجایی که حالت پایه فقط ضعیف است، مولکول در این حالت یا به خودی خود (پیش تفکیک) یا در نتیجه اولین برخورد با مولکول دیگری از مخلوط گاز، دچار تفکیک سریع می شود.

برنج. 6.25. سطوح انرژیلیزر اگزایمر

اجازه دهید اکنون بیشترین موارد را در نظر بگیریم کلاس جالبلیزرهای اگزایمر، که در آنها یک اتم گاز بی اثر (به عنوان مثال، ) در حالت برانگیخته با یک اتم هالوژن ترکیب می شود، که منجر به تشکیل یک اگزایمر از هالیدهای گاز بی اثر می شود. همانطور که نمونه های خاصاجازه دهید مشخص کنیم که چه چیزی همه چیز را در محدوده UV تولید می کند. اینکه چرا هالیدهای گاز نجیب به راحتی در حالت برانگیخته تشکیل می‌شوند، زمانی مشخص می‌شود که در نظر بگیریم در حالت برانگیخته، اتم‌های گاز نجیب از نظر شیمیایی شبیه به اتم‌های فلز قلیایی می‌شوند که به آسانی با هالوژن‌ها واکنش می‌دهند. این قیاس همچنین نشان می‌دهد که در حالت برانگیخته، پیوند ماهیتا یونی است. در فرآیند تشکیل پیوند، الکترون برانگیخته از اتم گاز بی اثر به اتم هالوژن حرکت می کند. بنابراین، چنین حالتی را حالت انتقال بار نیز می‌نامند، زیرا این لیزر یکی از مهم‌ترین لیزرهای این دسته است. شکل 6.26 نموداری از انرژی پتانسیل یک مولکول را نشان می دهد برابر است با پتانسیل یونیزاسیون اتم کریپتون منهای میل ترکیبی الکترونی اتم فلوئور، در فواصل بین هسته ای بزرگ، منحنی انرژی از قانون کولن تبعیت می کند. بنابراین، پتانسیل برهمکنش بین دو یون در فاصله بسیار بیشتری نسبت به حالتی که برهمکنش کووالانسی غالب است گسترش می یابد (به عنوان مثال، شکل 6.24 را ببینید). پیوند کووالانسیو در مربوط به حالت اتم کریپتون و حالت اتم فلوئور است بنابراین، در حالت پایه، حالات اتمی گاز بی اثر و هالوژن تغییر مکان می دهند. در نتیجه برهمکنش اوربیتال‌های مربوطه، حالت‌های بالایی و پایینی در فواصل بین هسته‌ای کوچک به حالت‌های تقسیم می‌شوند و تولید در مرحله گذار اتفاق می‌افتد، زیرا بیشترین سطح مقطع را دارد به یون

با عطف به مکانیسم‌های برانگیختگی، توجه می‌کنیم که تحریک الکتریکی عمدتاً به تشکیل اتم‌ها و یون‌های برانگیخته منجر می‌شود. در واقع، یک اتم برانگیخته می تواند با یک مولکول مطابق واکنش زیر واکنش نشان دهد:

با استفاده از تشبیهی که در بالا بین اتم های گاز خنثی تحریک شده و اتم های فلز قلیایی مورد بحث قرار گرفت، بلافاصله می توانیم فرض کنیم که سرعت واکنش (6.12) با سرعت واکنش بین (اتم) قابل مقایسه است. فلز قلیایی، مربوط به مولکول است

برنج. 6.26. انعکاس منحنی های انرژی بالقوه ساختار مولکولی

برعکس، یون با یون هایی که در واکنش افزودن الکترون با تفکیک تشکیل می شوند واکنش می دهد:

توجه داشته باشید که برای اجرای همزمان قوانین بقای انرژی و تکانه، ترکیب مجدد دو یون باید از طریق یک برخورد سه ذره رخ دهد:

که در آن M یک اتم گاز بافر است (در این مورد، معمولا هلیوم است). به دلیل فاصله زیاد بین دو یون، اگر فشار گاز بافر به اندازه کافی زیاد باشد، این واکنش نیز با سرعت بسیار بالایی انجام می‌شود (مخلوط گاز معمولاً در فشار حدود 120 میلی‌بار و در فشار 6 میلی‌بار تشکیل می‌شود. و او در فشار 2400 mbar).

لیزرهای اکسایمر گاز هالید کمیاب معمولاً با تخلیه الکتریکی مطابق مدار کلی نشان داده شده در شکل 1 پمپ می شوند. 6.21.

برنج. 6.27، انرژی پالسی ساطع شده توسط لیزر TEM با پیش یونیزاسیون UV یک تخلیه الکتریکی. هر یک از این لیزرها از همان لوله لیزری استفاده می کردند که در شکل. 6.21، اما با گاز مناسب پر شده است.

پیش یونیزاسیون معمولاً مانند شکل 1 به دست می آید. 6.21، انتشار جرقه در محدوده UV. از آنجایی که عمق نفوذ اشعه ماوراء بنفش به مخلوط گاز محدود است، گاهی اوقات از پیش یونیزاسیون با تابش اشعه ایکس برای تاسیسات بزرگ (ابعاد تخلیه عرضی بیشتر از 2-3 سانتی متر) استفاده می شود. برای دستگاه های آزمایشگاهیو بزرگترین تأسیسات گاهی اوقات از پمپاژ با پرتو الکترونی خارجی استفاده می کنند در همه موارد، بهره بسیار زیاد است، به طوری که در حفره لیزر، معمولاً یک استاندارد بدون پوشش به عنوان یک آینه در یک انتها نصب می شود، و یک آینه. با یک بازتابنده 100٪ در انتهای دیگر استفاده می شود (به عنوان مثال، آینه عقب در شکل 6.21)، از آنجایی که طول عمر سطح بالایی نسبتا کوتاه است، و همچنین برای جلوگیری از تشکیل قوس، لازم است پمپاژ سریع انجام شود. مدت پالس پمپ 10-20 ns). در موردی که در شکل 6.21 ارائه شده است، مانند لیزر نیتروژن، با کاهش القایی مدار تا حد امکان و با استفاده از آن به دست می آید.

خازن های غیر القایی که توسط هادی های کوتاه به الکترودهای تخلیه متصل می شوند. در واقع همان لیزری که در شکل نشان داده شده است. 6.21 را می توان به عنوان لیزر چای، لیزر نیتروژن یا لیزر اگزایمر به سادگی با تغییر مخلوط گاز در شکل. شکل 6.27 انرژی های خروجی تک پالس به دست آمده از این طریق برای لیزرهای مختلف را نشان می دهد. لیزرهای اگزایمر با نرخ تکرار تا حدود 500 هرتز و متوسط ​​توان خروجی تا 100 وات در دسترس هستند. تأسیسات بزرگتر با توان متوسط ​​بیش از 1 کیلو وات نیز در حال حاضر ساخته می شوند، به دلیل بازده کوانتومی بالا (شکل 6.26 را ببینید). و فرآیندهای پمپاژ با راندمان بالا، راندمان این لیزرها معمولاً بسیار بالا است (2-4٪).

لیزرهای اگزایمر برای حکاکی بسیار دقیق مواد مختلف در کاربردهای مربوط به مدارهای الکترونیکی چاپی و همچنین برای سوزاندن بافت در زیست شناسی و پزشکی (به عنوان مثال کراتومی شعاعی عنبیه) استفاده می شود. لیزرهای اگزایمر نیز به طور گسترده ای در تحقیقات علمیو ظاهراً کاربردهای متعددی را پیدا خواهد کرد که در آن منبع پرتوهای UV قدرتمند با راندمان بالا مورد نیاز است (مثلاً در فتوشیمی).