准分子激光器根源常识解析

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所属分类:固体激光器
准分子激光器,以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束(能量大于200千电子伏特)或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成
准分子激光器根源常识解析

准分子激光器根源常识解析

  准分子激光器,以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束(能量大于200千电子伏特)或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时,受激态的能量以激光辐射的形式放出。

准分子激光器根源常识解析

  准分子激光器,以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束(能量大于200千电子伏特)或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时,受激态的能量以激光辐射的形式放出。

  第一台准分子激光器于1970年诞生,它利用强电子束激励液态氙,获得氙准分子的激射作用,激光波长为1720埃。随后,气相氙分子以及其它稀有气体准分子,稀有气体氧化物准分子(氧化氪、氧化氙、氧化氩等),金属蒸气-稀有气体准分子(氙化钠等);稀有气体单卤化物准分子(氟化氙、氟化氩、氟化氪、氯化氙、溴化氙、碘化氙、氯化氪等),金属卤化物准分子(氯化汞、溴化汞等)和金属准分子(钠准分子等)陆续诞生。

  准分子激光物质具有低能态的排斥性,可以把它有效地抽空,故无低态吸收与能量亏损,粒子数反转很容易,增益大,转换效率高,重复率高,辐射波长短,主要在紫外和真空紫外(少数延伸至可见光)区域振荡,调谐范围较宽。它在分离同位素,紫外光化学,激光光谱学,快速摄影,高分辨率全息术,激光武器,物质结构研究,光通信,遥感,集成光学,非线性光学,农业,医学,生物学以及泵浦可调谐染料激光器等方面已获得比较广泛的应用,而且可望发展成为用于核聚变的激光器件。

  1、准分子以激发态形式存在,寿命很短,仅有10^(-8)S量级,基态为10^(-13)S量级,跃迁发生在低激发态和排斥的基态(或弱束缚)之间,其荧光谱为一连续带。

  3、由于激光跃迁的下能级(基态)的离子迅速离解,激光下能级基本为空的,极易实现粒子数反转,因此量子效率很高,接近100%,且可以高重复频率运转。

  4、输出激光波长主要在紫外线到可见光段,波长短、频率高、能量大、焦斑小、加工分辨率高,更适合用于高质量的激光加工。

  在医学领域中使用的激光器种类非常多,常用于眼科治疗的主要有红宝石(rudy)激光、氩离子(Ar+)激光、氪离子(Kr+)、染料(dye)激光、掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光和氟化氩(ArF)准分子激光等固体、气体和液体的激光器,用连续的、脉冲的和调Q的方式,治疗眼底部色素膜和屈光间质等部位的数十种有关眼部疾病。

  眼科使用的准分子激光, 是以氩气(Argon) 和氟气( Fluoride) 为工作气体产生的激光。所谓准分子激光,是指受激二聚体(惰性气体和卤素两种元素)所产生的激光,波长范围为157~353nm,所属紫外激光波段。用于临床的氟化氩(ArF)混合物产生的波长为193nm的超紫外冷激光。

  波长为193nm的ArF准分子激光,进行屈光手术的机理就是光化学效应。准分子激光单个光子的能量大约是6.4eV,而角膜组织中肽键与碳分子键的结合能量仅为3.6eV。当其高能量的光子照射到角膜,直接将组织内的分子键打断,导致角膜组织碎裂而达到消融切割组织的目的,并且由于准分子激光脉宽短(10~20nm),又是光化学效应切除。因此,对切除周围组织的机械损伤和热损伤极小(﹤0.30μm)。

  用这种刀施行光切术,其切割精度可达到μm级,其刀口损伤范围仅达nm级,而且由于无热效应而不会损伤邻近组织。所以现已运用于角膜手术,如角膜屈光手术、角膜疤痕去除等。

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