Excimer lézerek

A1.02.D27

Az excimer lézerek a molekuláris lézerek érdekes és igen fontos csoportja. A lézerfolyamat során excimereknek nevezett speciális molekulák elektronikus átmeneteit hasznosítják. Tekintsünk egy általános kétatomos molekulát, nevezzük A2-nek, melyben az alap- és gerjesztett állapotok potenciális energiái az (a) ábra szerint alakulnak. Mivel az alapállapot repulzív, a molekula nem létezhet ebben az állapotban – azaz, alapállapotban csakis az A monomer formájában létezhet. Mivel azonban a gerjesztett állapot görbéjének van minimumpontja, a molekula ebben az állapotban kötött – azaz, gerjesztett állapotban megengedett a dimer forma. Az ilyen típusú molekulát excimernek nevezzük, az „excited dimer” szavak összevonásából. Megfelelő körülmények között a felső (kötött) és az alsó (szabad) állapot között lézertevékenység mehet végbe. Az ilyen lézert excimernek nevezzük, melynek klasszikus példája a Ne2-lézer, az első excimer lézer, ami λ= 170 nm hullámhosszon működött.

Az excimer lézereknek három lényeges tulajdonsága van:

(1) Mivel az átmenet egy molekula különböző elektronikus állapotai között megy végbe, a megfelelő átmeneti hullámhossz általában az UV spektrális régióba esik.
(2) Ahogy a molekula spontán emisszión esik át, alapállapotba kerül és azonnal disszociál az állapot taszító potenciálja miatt. Ez azt jelenti, hogy az alsó lézernívó üresnek tekinthető és a rendszer a négynívós lézersémát követi.
(3) Az alapállapoti energianívók hiánya miatt nincs rotációs-vibrációs átmenet és a gerjesztett állapot-alapállapot-átmenet viszonylag széles (Dν= 20–100 cm-1) és sima profilú.