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Lexikon der Optik: Excimerlaser

Excimerlaser, leistungsstärkste UV-Impuls-Gaslaser mit großen Einzelimpulsenergien bzw. hoher Folgefrequenz. Als gasförmige aktive Medien werden eine Reihe zweiatomiger Moleküle von Edelgasen und Halogeniden verwendet, die sich durch einen nichtstabilen Grundzustand auszeichnen. Bevorzugt als Lasermedien eingesetzt werden ArF*, Kr*, XeCl*, XeF*, auch als Exciplexe bezeichnet (Kurzform für excited complex, engl., "angeregter Komplex"), sowie Ar2*, Kr2* und Xe2*, Excimere genannt (Kurzform für excited dimer, engl., "angeregtes Dimeres"). In dem angeregten Molekülzustand als oberem Laserniveau ist das Molekül stabil, und die Laseremission beruht auf dem Elektronenübergang in den unstabilen Grundzustand des Moleküls, wobei als Folge der kurzen Dissoziationszeit der Moleküle von ≈10-12 s das untere Laserniveau stets unbesetzt ist. Der relativ hohe Wirkungsgrad bis 10% für diesen Lasertyp ist dadurch mit bedingt. Die Laserstrahlung liegt im ultravioletten Spektralbereich. Im einzelnen gilt für die Wellenlängen

Ar2*: λ=126,1 nm, Kr2*:λ=145,7 nm,

Xe2*: λ=172,7 nm, Xe2*:λ=72,2 nm,

ArF*: λ=193 nm, KrF*:λ=248 nm,

XeCl*: λ=308 nm und XeF*:λ=352 nm.

Die Ausstrahlung erfolgt prinzipiell im Impulsbetrieb bei Folgefrequenzen bis zu 103 Hz. Neben Spitzenleistungen bis in den GW-Bereich und Energien bis zu 350 J (im Einzelschußbetrieb für den Xe2*-Laser) liegen die üblicherweise mit dem E. erreichbaren Werte für die Energie bei 0,5 J bei einer Impulsdauer zwischen 10 und 20 ns und einer Folgefrequenz von einigen Hz bis 100 Hz. Die Leistungen liegen im MW-Bereich. Aufgrund der hohen Impulsleistungen im kurzwelligen Spektralbereich wird dieser Lasertyp vorwiegend als Pumplaser (für den Farbstofflaser), zur Bestrahlung in der Lithographie wie auch für Untersuchungen zur lasergesteuerten Kernfusion verwendet.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


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