Was ist ein Excimer?
Ein Excimer ist eine transiente Kombination von zwei Atomen, ein so genanntes angeregtes Dimer, in dem mindestens ein Atom in einem elektronisch angeregten Zustand vorliegt. Unter normalen Bedingungen enthalten Atome zwei Elektronen pro Energieniveau, die ihre Protonen umgeben, wobei sich die Elektronen in entgegengesetzte Richtungen drehen. Wenn das Atom Energie aus dem Licht absorbiert, kann sich ein Elektron in eine Umlaufbahn mit höherer Energie bewegen und ein ungepaartes Elektron zurücklassen. Das Atom verbindet sich mit einem anderen Atom, um nur unter diesen angeregten Umständen ein Dimer zu bilden. Wenn das Dimer seine Energie abgibt und das Elektron in seinen Grundzustand zurückkehrt, dissoziiert das Dimer und sendet fluoreszierendes Licht aus. Ein Excimer kann typischerweise nur einige Nanosekunden dauern.
Excimerlaser sind Ultraviolettlaser, die für Augenchirurgie, Mikrobearbeitung und die Herstellung von Computerchips verwendet werden. Mit Druck und Elektrizität erzeugt der Laser Dimere, indem er elektrischen Strom durch Gemische aus reaktiven Gasen wie Fluor oder Chlor und inerten Gasen wie Krypton oder Argon leitet. Die Inertgasmoleküle binden vorübergehend an die reaktiven Gase und bilden angeregte Verbindungen, die entweder spontan oder durch Stimulation Energie freisetzen. Während die Moleküle ihre Energie freisetzen und dissoziieren, wird ultraviolettes (UV) Laserlicht emittiert.
Ultraviolettes Licht zerstört molekulare Bindungen in biologischen oder organischen Geweben oder Materialien. Es hat einen geringen Penetrationsgrad und das betroffene Gewebe zerfällt in die Luft, anstatt zu brennen. Aus diesen Gründen werden Excimerlaser verwendet, um Oberflächengewebe auf der Augenoberfläche umzuformen oder zu entfernen. Laserunterstützte interstitielle Keratomilieusis (LASIK) ist die Anwendung von Excimer-abgeleitetem UV-Licht auf das Gewebe, das unter einem äußeren Lappen der Hornhaut liegt, um die Krümmung der Hornhaut anzupassen. Eine Abflachung der Hornhautform behandelt Kurzsichtigkeit und eine Steilheit der Hornhaut behandelt Weitsichtigkeit. Zusätzlich können unregelmäßige Bereiche der Hornhautkontur, die Astigmatismus hervorrufen, beseitigt werden.
Neben der Augenchirurgie zur Behandlung von Fokussierungsproblemen haben Excimer-Laser andere gesundheitsbezogene Anwendungen. Excimerlaser wurden bei Angioplastieoperationen verwendet, um Blockaden in verstopften Arterien zu öffnen. Dermatologen haben Xenonchlorid-Excimere verwendet, um eine Vielzahl von Hautläsionen, einschließlich Vitiligo und Psoriasis, zu zersetzen. Augenärzte können mit dem Excimerlaser oberflächliche Hornhautnarben präzise entfernen.
Deep Ultraviolet Light (DUV) -Laser unter Verwendung von Krypton-Fluor- oder Argon-Fluor-Dimeren emittieren Licht mit Wellenlängen von 193 bis 248 Nanometern (7,8 × 10 –6 bis 9,8 × 10 –6 Zoll). Aus industrieller Sicht verwenden Hersteller von Mikrochip-Geräten diese Tiefen-Excimer-Laser für die hochauflösende Fotolithografie. Dies hat die Erfassung von Daten auf nur zehn Nanometern ermöglicht und die Herstellung kleinerer, dichterer Computerchips als die mit der alten Technologie hergestellten Chips ermöglicht. Mikrochips haben eine allmähliche Verringerung der Größe von 0,5 Mikrometern (2 · 10 & supmin; & sup5; Zoll) im Jahr 1990 auf etwa 43 Nanometer (1,7 · 10 & supmin; & sup6; Zoll) im Jahr 2010 erfahren. Außerdem haben Excimerlaser das Schneiden von Kunststoffen und Polymeren mit außergewöhnlichen Eigenschaften ermöglicht Präzision.