- ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ
- ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ
-
газовые лазеры, работающие на переходах между электронными уровнями эксимерных молекул (молекул, существующих только в электронно-возбуждённом состоянии). Нижний уровень лазерного перехода является т. н. «отталкивательным» (невозбуждённые атомы отталкиваютсл друг от друга и не образуют молекулу).Зависимость энергии ? эксимерной молекулы от расстояния R между составляющими её атомами X и Y: верх. кривая — для верх. лазерного уровня, нижняя — для ниж. уровня.Энергия верх. уровня лазерного перехода (один из атомов X* возбуждён) имеет минимум, соответствующий образованию эксимерной молекулы (рис.). При наличии в газе нек-рого кол-ва эксимерных молекул, создаваемых накачкой, инверсия населённостей возникает благодаря эфф. опустошению ниж. уровня за счёт разлёта ядер. Быстрое опустошение ниж. уровня обусловливает аномально большую ширину линий усиления Э. л. (=10-2—10-1 эВ).В Э. л. используются двухатомные эксимерные молекулы — короткоживущие соединения атомов инертных газов друг с другом, с галогенами или с кислородом (см. табл.). Излучение этих молекул соответствует видимой или УФ областям спектра. Это объясняет интерес к Э. л. как к источникам УФ когерентного излучения. Аномально большая ширина линии усиления открывает возможность перестройки частоты генерации.ПАРАМЕТРЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРОВАктивная среда Э. л. состоит из инертного газа при атмосферном или несколько большем давлении с возможными малыми добавками галогенсодержащих молекул (давление р?10-2 атм). Эксимерные молекулы образуются в результате протекания след. процессов:R*+Х2®RХ*Х, (1)R*+2R®R*2+R, (2)где R — атом инертного газа, Х2 — молекула галогена (звёздочка означает электронно-возбуждённое состояние). В силу малых времён жизни активных молекул (=10-8 с), малости Я и большой ширины линии усиления для осуществления генерации требуется создать достаточно высокую концентрацию эксимерных молекул. Это достигается за счёт использования мощных импульсных источников возбуждения — мощных электронных пучков или импульсного поперечного разряда, к-рый обычно для обеспечения объёмной однородности предварительно инициируют маломощным электронным пучком или фотоионизирующим УФ излучением.Наиболее эффективны и хорошо изучены Э. л. на ArF, KrF, XeF. Выходная энергия этих лазеров при возбуждении электронным пучком или электрич. разрядом, инициируемым электронным пучком, достигает неск. сот Дж при кпд 10% и длительности импульса =10-8 с. При возбуждении импульсным электрич. разрядом кпд =1%, однако возможность реализации импульсного режима с высокой частотой повторений (=104 Гц) делает такой способ возбуждения удобным. Ср. мощность генерации импульсных Э. л. с газоразрядным возбуждением достигает неск. десятков Вт. Угл. расходимость излучения при использовании резонатора спец. конструкции достигает дифракц. предела.Высокая мощность и эффективность Э. л., малость длины волны и возможность её перестройки с помощью параметрич. генераторов света и др. устройств (см. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА) делают их перспективными. Э. л. используются для оптич. накачки лазеров на красителях. Они перспективны для селективной лазерной фотохимии и лазерного разделения изотопов, а также лазерного термояд. синтеза.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
.