Co to jest ekscimer?
Excimer to przejściowa kombinacja dwóch atomów, zwana dimerem wzbudzonym, w której co najmniej jeden atom istnieje w stanie wzbudzonym elektronicznie. W normalnych warunkach atomy zawierają dwa elektrony na poziom energii otaczające ich protony, przy czym elektrony wirują w przeciwnych kierunkach. Gdy atom absorbuje energię ze światła, jeden elektron może przesunąć się na orbitę o wyższej energii, pozostawiając niesparowany elektron. Atom łączy się z innym atomem tworząc dimer tylko w tych wzbudzonych okolicznościach, a kiedy dimer uwalnia swoją energię, a elektron powraca do stanu podstawowego, dimer dysocjuje, emitując światło fluorescencyjne. Excimer zwykle może trwać tylko kilka nanosekund.
Lasery ekscymerowe to lasery ultrafioletowe stosowane w chirurgii oka, mikroobróbce i tworzeniu układów komputerowych. Dzięki ciśnieniu i elektryczności laser tworzy dimery, przepuszczając prąd elektryczny przez mieszaniny gazów reaktywnych, takich jak fluor lub chlor, oraz gazów obojętnych, takich jak krypton lub argon. Cząsteczki gazu obojętnego czasowo wiążą się z reaktywnymi gazami, tworząc wzbudzone związki, które uwalniają energię spontanicznie lub poprzez stymulację. Gdy cząsteczki uwalniają swoją energię i dysocjują, emitowane jest światło lasera ultrafioletowego (UV).
Światło ultrafioletowe zakłóca wiązania molekularne w tkankach lub materiałach biologicznych lub organicznych. Ma niski stopień penetracji, a dotknięta tkanka rozpada się w powietrzu, a nie pali. Z tych powodów lasery ekscymerowe służą do przekształcania lub eliminowania tkanki powierzchniowej na powierzchni oka. Wspomagane laserem śródmiąższowe rogowacenie rogówki (LASIK) polega na zastosowaniu światła UV pochodzącego ze ekscimeru na tkankę leżącą pod zewnętrzną płatką rogówki w celu dostosowania krzywizny rogówki. Spłaszczanie kształtu rogówki leczy krótkowzroczność, a spowolnienie rogówki leczy dalekowzroczność. Dodatkowo można wyeliminować nieregularne obszary konturu rogówki, które powodują astygmatyzm.
Oprócz chirurgii oka w celu rozwiązania problemów z ogniskowaniem lasery ekscymerowe mają również inne zastosowania zdrowotne. Lasery ekscymerowe zostały wykorzystane w operacjach angioplastyki w celu otwarcia zatorów w zatkanych tętnicach. Dermatolodzy zastosowali eksymery chlorku ksenonu do rozpadu różnych zmian skórnych, w tym bielactwa nabytego i łuszczycy. Okuliści są w stanie dokładnie usunąć powierzchowne blizny rogówki za pomocą lasera ekscymerowego.
Lasery głębokiego światła ultrafioletowego (DUV) wykorzystujące dimery krypton-fluor lub argon-fluor emitują światło o długości fali od 193 do 248 nanometrów (7,8 X 10–6 do 9,8 X 10–6 cali). Z przemysłowego punktu widzenia producenci urządzeń mikroczipowych wykorzystują te lasery z głębokim ekscymerem do fotolitografii o wysokiej rozdzielczości. Umożliwiło to przechwytywanie danych w tak małej przestrzeni, jak dziesięć nanometrów, i umożliwiło produkcję mniejszych, gęstszych układów komputerowych niż układy wytwarzane przy użyciu starej technologii. Mikroczipy doświadczyły stopniowego zmniejszania wielkości z 0,5 mikrometra (2 x 10 -5 cali) w 1990 r. Do około 43 nanometrów (1,7 x 10-6 cali) w 2010 r. Ponadto lasery ekscymerowe umożliwiły cięcie tworzyw sztucznych i polimerów za pomocą nadzwyczajnych precyzja.