准分子激光器的波长

准分子激光器具有工作波长短、脉宽窄、单脉冲能量高及峰值


功率高等特点，作为紫外辐射光源已在工业、医学和科研领域得到
了及其广泛的应用。 目前最常用的准分子激光器的输出波长有： 308nm XeCl 准分子激光器 248nm KrF 准分子激光器 193nm ArF 准分子激光器

2017年10月光学仪器中心 - 51准分子


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影响激光器能量输出的因素 （故障多发可能性分析）

1、主放电电极和预电离电极在高重频下（数百赫兹），需要连续放电，各电极 在放电过程中会有少量的金属分子离析，进而造成激光腔内及激光腔镜尘埃的污 染，影响激光的输出能量。要得到额定的能量输出，就要提高注入能量（输入电 压），电压的提高必然加速电极的损伤，最终导致电极间产生丝状放电，能量急 剧下降。 2、由于工作气体不纯、配比失调、循环风机不能正常工作、激光腔有泄漏（少 量），造成气压和电压不匹配，使气体寿命下降。造成能量输出不稳定。 3、放电回路接触不良、电容老化使电容容量下降、氢闸流管老化或损坏，都能 产生能量下降或激光器不能正常工作。 准分子激光器结构复杂，精度要求高，因此对设计制造和维修都有严格的操作 程序和要求，维修人员需具有多年的装配和维修经验才能胜任。目前，市场上的 准分子激光器主要是国外进口产品，维修工程师程序化操作、模块化检测，主要 的维修手段是更换模块甚至返回原厂（激光腔体问题），致使维修费用昂贵。

什么是准分子激光
准分子激光是一种气体激光, 它的工作气体是由常态下化学性质稳定的惰性气 体原子如He 、 Ne 、Ar 、Kr 、Xe 和化学性质较活泼的卤素原子如F 、Cl 、Br 等组 成。一般情况下,惰性气体原子是不会和别的原子形成分子的, 但是如果把它们和卤 素元素混合,再以放电的形式加以激励,就 能成为激发态的分子,当激发态的分子跃迁 回基态时,立刻分解、还原成本来的特性,同时释放出光子, 经谐振腔共振放大后, 发 射出高能量的紫外光激光。这种处于激发态的分子寿命极短, 只有10ns , 故 称为 “准分子”( Excimer)。
准分子激光器的原理 多发故障可能性分析
2017年10月光学仪器中心 - 51准分子
什么是准分子

自1960年美国在实验室用红宝石晶体获得了激光输出后，激光器件和技术 得到了突飞猛进的发展。由固体激光器发展到气体、液体、化学及自由电子激光 器等。准分子激光器是气体激光器的一种，工作介质为准分子气体，工作气体常 态下为原子，在激发态能够 暂时结合成不稳定的分子叫做受激准分子，简称准分子。
准分子激光器的特点

准分子激光器是一种横向激励高气压、高电压快速放电泵浦的激光器，要得到很 陡的窄脉冲，放电回路中要选用快速开关，常用的是氢闸流管。主放电通过阴极 电极和阳极电极间实现均匀放电，常用的电极有儒可夫斯基电极和江氏电极面型 等。 为了获得均匀放电和降低着火电压，采用了双放电技术。在阳极和阴极之间靠近 阴极附近加入了第三根电极（预电离电极），在主放电之前，预电离电极和主放 电的阴极间先加上高压，使它们之间发生电晕放电或针式阵列预电离放电，在阴 极附近形成均匀的电离层，然后再在阴极和阳极间加上高电压并发生辉光放电。 为得到特定波长的激光输出，需要充入不同的惰性气体外，还有充入一定比例的 卤素气体。如KrF、ArF激光器要充入氟化物气体，XeCl激光器要充入氯化氢气体， 它们都有腐蚀和毒害作用（在工作气体中含量较低约0.2%）。为提高频率并获得 较大的粒子反转数和较大的增益，工作气体需要高速流动，因此在激光腔内安装 了横流循环风机。使激光器在高重复频率下也能获得稳定的能量输出。