Che cos'è un eccimero?
Un eccimero è una combinazione transitoria di due atomi, chiamato dimero eccitato, in cui almeno un atomo esiste in uno stato eccitato elettronicamente. In condizioni normali, gli atomi contengono due elettroni per livello di energia che circonda i loro protoni, con gli elettroni che ruotano in direzioni opposte. Quando l'atomo assorbe energia dalla luce, un elettrone può spostarsi su un'orbita energetica superiore, lasciando un elettrone spaiato. L'atomo si combina con un altro atomo per formare un dimero solo in queste circostanze eccitate e quando il dimero rilascia la sua energia e l'elettrone ritorna al suo stato fondamentale, il dimero si dissocia emettendo una luce fluorescente. Un eccimero in genere può durare solo pochi nanosecondi.
I laser ad eccimeri sono laser a ultravioletti utilizzati per la chirurgia oculare, la micromachining e la creazione di chip per computer. Con la pressione e l'elettricità, il laser crea dimeri facendo passare corrente elettrica attraverso miscele di gas reattivi, come fluoro o cloro, e gas inerti, come il kripton o l'argon. Le molecole di gas inerti si legano temporaneamente ai gas reattivi, formando composti eccitati che rilasciano energia spontaneamente o per stimolazione. Quando le molecole rilasciano la loro energia e si dissociano, viene emessa luce laser ultravioletta (UV).
La luce ultravioletta interrompe i legami molecolari nei tessuti o materiali biologici o organici. Ha un basso grado di penetrazione e il tessuto interessato si disintegra nell'aria anziché bruciarsi. Per questi motivi, i laser ad eccimeri vengono utilizzati per rimodellare o eliminare il tessuto superficiale sulla superficie oculare. La cheratomilieosi interstiziale laser assistita (LASIK) è l'applicazione della luce UV derivata dall'eccimero sul tessuto sottostante un lembo esterno della cornea per regolare la curvatura della cornea. L'appiattimento della forma corneale tratta la miopia e il rafforzamento della cornea tratta la lungimiranza. Inoltre, è possibile eliminare le aree irregolari del contorno corneale che producono astigmatismo.
Oltre alla chirurgia oculare per trattare problemi di messa a fuoco, i laser ad eccimeri hanno altre applicazioni legate alla salute. I laser ad eccimeri sono stati utilizzati nelle operazioni di angioplastica per aprire i blocchi nelle arterie ostruite. I dermatologi hanno utilizzato gli eccimeri di cloruro di xeno per disintegrare una varietà di lesioni cutanee, tra cui la vitiligine e la psoriasi. Gli oftalmologi sono in grado di rimuovere accuratamente le cicatrici corneali superficiali utilizzando il laser ad eccimeri.
I laser a luce ultravioletta profonda (DUV) che utilizzano dimeri di krypton-fluoro o argon-fluoro emettono luce con lunghezze d'onda da 193 a 248 nanometri (7,8 X10-6 a 9,8 X 10-6 pollici). Da un punto di vista industriale, i produttori di dispositivi a microchip utilizzano questi laser ad eccimeri profondi per la fotolitografia ad alta risoluzione. Ciò ha consentito l'acquisizione di dati in uno spazio ridotto di dieci nanometri e ha consentito la produzione di chip per computer più piccoli e più densi rispetto ai chip prodotti con la vecchia tecnologia. I microchip hanno sperimentato una graduale riduzione delle dimensioni da 0,5 micrometri (2 X 10 -5 pollici) nel 1990 a circa 43 nanometri (1,7 X 10 -6 pollici) nel 2010. Inoltre, i laser ad eccimeri hanno permesso di tagliare materie plastiche e polimeri con straordinarie precisione.