Раздел: Документация
0 ... 22 23 24 25 26 27 28 ... 60 Форсунка u Разрядный промежуток(90см) Резонатор (50,8Щ53см) НасосЯЮшЩ  Балластный резистор Рис. 61. Лазер на угарном газе ких лазеров. Для их возбуждения используют химические реакции или электрический разряд. Чтобы получить высокую выходную мощность, поток газа разгоняют до высоких скоростей, или производят поперечное возбуждение, или осуществляют разряд, управляемый электронными пучками. Лазер на угарном газе излучает на линии 5 мкм и имеет высокий КПД —свыше 40%. Схема молекулярного лазера показана на рис. 61. Импульсный лазер на азоте дает излучение в ультрафиолетовой области (0,3371 мкм) с мощностью от нескольких сотен киловатт до единиц мегаватт. К газовым лазерам относятся также и эксимер-ные, о которых будет рассказано в следующем параграфе. Что такое эксимерный лазер? Эксимерные лазеры используют энергию эксимеров — двухатомных молекул со слабой связью между атомами. Это могут быть атомы одного или двух элементов, например криптона и фтора, кривые потенциальной энергии которых показаны на рис. 62. Атом криптона в возбужденном состоянии (Кг*) и атом фтора в основном (F) образуют возбужденную молекулу типа (KrF)* — эксимер. В эксимерном лазере (рис. 63) переход молекул из эксимерного состояния в основное сопровождается индуцированным  -2 » i-ii I \ j i I 0,1 0,2 0,3 0,f 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 мм Расстояние между атомами Рис. 62. Энергия связи между атомами Кг и F в заипсимости от межатомного расстояния излучением в ультрафиолетовой области. Расстояние между атомами эксимера составляет примерно 0,25 им (2,5 А), что меньше расстояния действия сил Ван-дер-Ваальса в основном состоянии 0,4—0,5 нм (4— 5 А). Состояние KrF крайне неустойчиво, и молекула легко делится на атомы. В этом смысле эксимерные лазеры — это лазеры, использующие связанно-свободный переход. Высоковольтный контакт Керамический конденсатор" Направляющая газового потока Злектрод-~ Вентилятор Лазерная трубка  Электрод Электрод предварительной ионизации Заземление Теплообменник Рис. 63. Экснмерный лазер, возбуждаемый электрическим разрядом Существует несколько типов эксимерных лазеров: j) на эксимерах из атомов одного элемента; длина волны излучения лазера зависит от элемента (Хе — 172, Аг—126, Кг—146 нм); 2) гетероэксимерные лазеры с экснмерамн из двух атомов разных элементов (KrF ХеО); 3) лазеры, работающие за счет переноса энергии (Не+—N2). Наиболее распространены гетероэксимерные лазеры, в частности лазеры на галоидах инертных газов (KrF — 248, XeCl — 308, КгВг — 282 нм). Для получения эксимеров применяются самые разные способы — облучение жидкой или газообразной среды пучком электронов с высокой энергией, ионизация, рекомбинация, преобразование энергии и др. Рассмотрим, например, получение .эксимера KrF. Он возникает при облучении пучком электронов с энергией в несколько сотеи килоэлектрон-вольт смеси газов — аргона, криптона и фтора в объемном соотношении 100 : 10 :0,3 и находящейся под давлением от одной до нескольких атмосфер. Возбуждением посредством электрического разряда получают эксимеры в смеси гелия, криптона и фтора с соотношением парциальных давлений 1000 : 10 : 1 и под общим давлением в одну атмосферу. Особенности эксимерного лазера: ультрафиолетовое излучение с малой длиной волн, которое трудно получить в лазерах другого типа; большая выходная мощность за счет высокого рабочего напряжения и способности эксимеров накапливать энергию; высокий КПД, из-за того что эксимер в возбужденном состоянии устойчив, а затем распадается, давая излучение без поглощения; луч с большим сечением (5 X 5— 10 X Ю см2) за счет больших размеров рабочего элемента. Эксимерный лазер используют как источник ультрафиолетовых лучей с высоким КПД для исследования молекул, для излучения мягких рентгеновских лучей, в лазерном ядерном синтезе, при синтезе материалов. В настоящее время он испытывается в процессах полупроводниковой технологии. Например, иа полупроводнике InP р-типа осаждают кадмий или цинк, создающие омические контакты, путем разложения газа Cd(CH3)2 или Zn(CH3)2 импульсным излучением лазера на эксимере ArF (193 нм). 0 ... 22 23 24 25 26 27 28 ... 60
|
