Excimerlaser basieren auf etablierten physikalischen Prozessen.
Moderne Systeme nutzen präzise abgestimmte Gasgemische, eine kontinuierliche Energieüberwachung und ein kontrolliertes Partikelmanagement, um einen stabilen und zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.
Dieser Abschnitt konzentriert sich auf kompakte Excimerlaser für industrielle und wissenschaftliche Anwendungen.
Die MLase GmbH entwickelt kompakte und hochstabile Excimerlaserquellen für die Integration in moderne Hightech-Systeme und -plattformen. Unsere Systeme liefern stabile UV-Pulse für die präzise und reproduzierbare Mikrostrukturierung einer Vielzahl industrieller Materialien und vor allem auch zur Durchführung sicherer Operationen an menschlichem Gewebe.
MLase Excimerlaser ermöglichen Anwendungen wie Mikrobohren, präzise Oberflächenstrukturierung, UV-Markierung und die selektive Entfernung von Polymerbeschichtungen. Hohe Pulsstabilität, homogene Strahlprofile und Pulswiederholraten bis in den Kilohertzbereich gewährleisten eine zuverlässige Performance auch in anspruchsvollen Umgebungen.
Excimerlaser sind gepulste Ultraviolett-Gaslaser, deren Funktionsprinzip auf kurzlebigen angeregten Molekülzuständen basiert.
Excimerlaser erzeugen ultraviolette Strahlung aus kurzlebigen Molekülen, die in Gasgemischen aus Edelgasen und Halogenen entstehen. Diese Moleküle existieren ausschließlich im elektronisch angeregten Zustand und zerfallen unmittelbar nach der Emission eines Photons.
Das Lasermedium wird durch eine gepulste elektrische Entladung angeregt, wodurch kurze, energiereiche UV-Pulse im Nanosekundenbereich entstehen.
Verwandte Begriffe: Premix, Stimulated Emission
Excimerlaser generieren ultraviolette Strahlung, die sich mit den meisten Festkörperlasertechnologien nur schwer effizient erzeugen lässt.
Die charakteristischen molekularen Übergänge in Excimergasen erzeugen diskrete UV-Wellenlängen wie 193 nm, 248 nm oder 308 nm.
Diese kurzen Wellenlängen entsprechen hohen Photon-Energien und ermöglichen photochemische Wechselwirkungen mit zahlreichen Polymeren, biologischen Materialien und dünnen Oberflächenschichten.
Dadurch lassen sich Materialien hochpräzise und mit minimalem Wärmeeintrag modifizieren.
Verwandte Begriffe: Photon Energy, Absorption Coefficient, Fluence
Excimerlaser verwenden Gasgemische aus Edelgasen und Halogenen. Die Zusammensetzung bestimmt die jeweilige Excimerspezies und damit die emittierte UV-Wellenlänge.
Vor der Hauptentladung werden freie Elektronen erzeugt, um eine homogene Plasmabildung über die gesamte Elektrodenlänge sicherzustellen.
Ein kurzer, energiereicher Puls erzeugt das Plasma, in welchem sich die Excimermoleküle bilden.
Angeregte Edelgasatome bilden mit Halogenatomen kurzlebige molekulare Komplexe.
Beim Zerfall dieser Excimermoleküle wird ultraviolette Strahlung emittiert.
Die kurzlebigen Excimerzustände erzeugen im Entladungsbereich eine temporäre Besetzungsinversion.
Die im Plasma erzeugten Photonen lösen stimulierte Emission aus und führen zur optischen Verstärkung.
Zwei Spiegel bilden den optischen Resonator und verstärken die erzeugte UV-Strahlung. Der rechteckige Entladungsbereich zwischen den parallelen Elektroden bestimmt dabei die charakteristische rechteckige Strahlform von Excimerlasern mit einer vergleichsweise homogenen Energieverteilung.
Die verstärkte Strahlung verlässt den Resonator als kurzer UV-Laserpuls mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich.
Excimerlaser emittieren diskrete UV-Wellenlängen, die durch das in der Entladung verwendete Gasgemisch bestimmt werden. UV-Laserstrahlung interagiert mit Materialien hauptsächlich über Photonabsorption und das Aufbrechen molekularer Bindungen.
Unterschiedliche Kombinationen aus Edelgasen und Halogenen erzeugen charakteristische Emissionslinien.
Zu den gebräuchlichsten Wellenlängen zählen:
Je nach optischer Absorption und Photonenergie wechselwirkt jede Wellenlänge unterschiedlich mit Materialien.
Verwandte Begriffe: Excimer, Premix, Stimulated Emission
Die UV-Strahlung von Excimerlasern wird von vielen Materialien stark absorbiert.
Die hohe Photonenergie ultravioletter Strahlung ermöglicht photochemische Prozesse, die sich grundlegend von rein thermischen Laser-Material-Wechselwirkungen unterscheiden.
Materialabtrag oder Materialmodifikation erfolgen häufig durch das Aufbrechen molekularer Bindungen in der Oberflächenschicht und nicht durch die Erwärmung des Materialvolumens.
Typische Anwendungs- und Materialbeispiele werden auf unseren Anwendungsseiten vorgestellt und näher beschrieben.
Verwandte Begriffe: Photon Energy, Fluence
Kompakte Excimerlaser kombinieren UV-Wellenlängen, Nanosekundenpulse und eine definierte Strahlgeometrie.
Typische Merkmale sind:
Diese Eigenschaften machen kompakte Excimerlaser zu einer geeigneten Lösung für kontrollierte UV-Bearbeitungsprozesse in Forschung und Industrie.
Verwandte Begriffe: Pulse Energy, Beam Profile, Stabilized Energy
UV-Laserstrahlung interagiert mit Materialien hauptsächlich über Photonabsorption und das Aufbrechen molekularer Bindungen.
Excimerlaser arbeiten bei UV-Wellenlängen, deren Photonen-Energien hoch genug sind, um molekulare Bindungen direkt aufzubrechen.
In Kombination mit Nanosekundenpulsen und kontrollierter Fluenz ermöglicht dieser Mechanismus einen photochemischen Materialabtrag mit minimaler thermischer Belastung und präzise definierten Oberflächenstrukturen.
Verwandte Begriffe: Photon Energy, Fluence, Pulse Duration
Excimerlaser erzeugen ultraviolette Strahlung direkt aus einer Gasentladung und nicht aus einem Festkörper-Lasermedium. Die Kombination aus kurzer Wellenlänge, Nanosekundenpulsen und vergleichsweise hoher Pulsenergie ermöglicht photochemische Materialwechselwirkungen, die sich von vielen Infrarot- und sichtbaren Lasersystemen deutlich unterscheiden.
Die UV-Strahlung entsteht durch elektronische Übergänge in kurzlebigen Excimermolekülen, die während der Gasentladung gebildet werden. Abhängig vom verwendeten Gasgemisch emittiert der Laser bei einer der charakteristischen Wellenlängen, wie 193nm, 248nm oder 308nm.
Excimerlaser werden durch schnelle elektrische Entladungspulse angeregt. Die für die Laseremission verantwortlichen angeregten Molekülzustände existieren nur für wenige Nanosekunden, wodurch die Dauer des erzeugten Laserpulses auf natürliche Weise begrenzt wird.
Die Wellenlänge wird durch den molekularen Übergang der im Gasgemisch gebildeten Excimerspezies bestimmt. Unterschiedliche Kombinationen aus Edelgasen und Halogendonatoren erzeugen charakteristische UV-Emissionslinien.
UV-Photonen besitzen eine hohe Energie und werden von vielen Materialien stark absorbiert. Dadurch sind präzise Oberflächenmodifikationen und Ablationsprozesse mit minimalem Wärmeeintrag in das umliegende Material möglich. Dies ist insbesondere für Polymere, Dünnschichtmaterialien und empfindliche Strukturen von Vorteil.
Excimerlaser arbeiten bei UV-Wellenlängen, deren Photonenergien molekulare Bindungen direkt aufbrechen können. Der Materialabtrag erfolgt daher überwiegend durch photochemische Prozesse statt durch Wärmediffusion. Dies führt zu minimalen Wärmeeinflusszonen und präzise definierten Oberflächenstrukturen.
Excimerlaser erzeugen Strahlung in länglichen Entladungsbereichen zwischen parallelen Elektroden. Die Geometrie dieses Plasmabereichs bestimmt die Apertur des Resonators und führt auf natürliche Weise zu rechteckigen Strahlprofilen mit einer vergleichsweise gleichmäßigen Energieverteilung.
Mit abnehmender Wellenlänge steigt die Photon-Energie. UV-Photonen von Excimerlasern besitzen daher ausreichend Energie, um molekulare Bindungen in vielen Materialien aufzubrechen. Dies ermöglicht photochemische Oberflächenmodifikationen und präzise Mikrostrukturierungen.
Nanosekundenpulse stellen ausreichend Energie für die Materialinteraktion bereit und begrenzen gleichzeitig die Wärmediffusion in das umliegende Material. In Kombination mit UV-Wellenlängen ermöglicht dieses Pulsregime einen kontrollierten Energieeintrag und präzise Oberflächenmodifikationen.
UV-Photonen besitzen eine höhere Energie als sichtbare oder infrarote Photonen. Bei der Absorption in vielen Materialien können sie molekulare Bindungen direkt aufbrechen und so einen photochemischen Materialabtrag mit deutlich reduzierter Wärmediffusion ermöglichen.
Excimerlaser kombinieren die hohe Energie von UV-Photonen mit einer kontrollierten Fluenz im Nanosekundenbereich. Dieses Wechselwirkungsregime ermöglicht einen photochemischen Materialabtrag mit begrenzter Wärmediffusion und führt häufig zu scharfen Kanten sowie präzise definierten Mikrostrukturen.
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