Laser d\'excimère

Un laser d'excimère de (parfois, et plus correctement, a appelé un laser d'exciplex de ) est une forme du laser ultra-violet de produit chimique de qui est utilisé généralement à la chirurgie d'oeil de et à la fabrication du semi-conducteur . L'excimère de limite est abréviation « le dimère excited », alors que le Exciplex est abréviation « le excited complexe ». Un de laser d'excimère emploie typiquement une combinaison d'un gaz inerte du (l'argon , krypton , ou xénon ) et d'un gaz réactif du (fluor ou chlore ). Dans les conditions appropriées de la stimulation électrique, une molécule pseudo- appelée un dimère est créée, qui peut seulement exister dans un état de activé par et peut provoquer la lumière du laser dans la gamme ultra-violette du .

La lumière UV d'un laser d'excimère est bien absorbée par la matière biologique et les composés organiques plutôt que brûlant ou coupant le matériel, le laser d'excimère ajoute assez d'énergie pour perturber les liens moléculaires du tissu extérieur, qu'effectivement le désagrège dans l'air d'une façon bien controlée par l'ablation plutôt que brûlant. Ainsi les lasers d'excimère ont la propriété utile qu'ils peuvent enlever des couches particulièrement fines de matériel extérieur avec presque aucun chauffage ou changer en reste du matériel qui est laissé intact. Ces propriétés rendent des lasers d'excimère bien adaptés à la précision micromachining le matériel organique (certains polymères y compris et plastiques), ou des cabinets de consultation sensibles tel que la chirurgie de l'oeil ( LASIK ).

Lasers d'excimère

Le premier laser d'excimère a été inventé dans le 1970 par le Nikolai Basov , V. Popov, à l'institut physique de Lebedev de dans le Moscou , using un dimère (Xe₂) de du xénon excité par un faisceau de l'électron pour donner l'émission stimulée 172 à la longueur d'onde du nanomètre . Une amélioration postérieure, développée par beaucoup de groupes en 1975 était l'utilisation des halogénures (à l'origine Xe de du gaz noble [[Br de brome ]]). Ces groupes incluent le laboratoire de recherche naval du du gouvernement des États-Unis, le Northrop recherchent et centre de technologie , le laboratoire de recherche d'Avco Everett, et des laboratoires de Sandia.

L'action de laser dans une molécule d'excimère se produit parce qu'elle a un état Excited (associatif) attaché, mais un état fondamental (disassociative) répulsif. C'est parce que les gaz nobles tels que le xénon et le krypton sont fortement le inerte et ne forment pas habituellement les composés chimiques cependant, quand dans un état excited (induit par une décharge électrique ou des faisceaux d'électrons de grande énergie, qui produisent des impulsions de haute énergie), ils peuvent former provisoire-bondir les molécules avec lui-même (des dimères) ou avec des halogénures (complexes ) comme le fluor et le chlore . Le composé excited peut abandonner son énergie excessive en subissant le spontané ou l'émission stimulée, ayant pour résultat une molécule fort-répulsive d'état fondamental que très rapidement (sur l'ordre d'une picoseconde ) dissocie de nouveau dans deux atomes défaits. Ceci forme une inversion de population entre les deux états.

La plupart de " ; excimer" ; les lasers sont du type haloïde de gaz noble, pour lequel l'excimère de de limite est à proprement parler un terme mal approprié (puisqu'un dimère se rapporte à une molécule de deux identiques ou de pièces semblables) : Le nom correct mais moins utilisé généralement pour tels est le laser d'exciplex de .

La longueur d'onde d'un laser d'excimère dépend des molécules utilisées, et est habituellement dans l'ultraviolet :

Utilisations

Le rendement ultra-violet de haute puissance des lasers d'excimère les rend utiles pour la chirurgie (en particulier chirurgie d'oeil), pour la lithographie pour la fabrication de semi-conducteur, et pour le traitement dermatologique. La lumière laser d'excimère est typiquement absorbée dans le premier milliardième d'un mètre (nanomètre ) de tissu. Les états de howstuffworks.com de site Web : " de ; Le laser d'excimère est incroyablement précis. Il a la capacité de focaliser un faisceau aussi petit que 0.25 micromètre capable d'enlever 0.5% d'un " de la largeur des cheveux humains à la fois. ;

Cette citation est un peu trompant. Le faisceau a produit d'un excimère est en général à plusieurs modes de fonctionnement et pas de bonne qualité une fois comparé à d'autres lasers. Dans les systèmes drilling de laser l'excimère est semblable utilisé à une source lumineuse conventionnelle. L'exactitude vient du système de formation image et du fait que la lumière UV a un à ondes courtes.

En 1980 - 1983, le Dr. Samuel Blum travaillait avec le Dr. Rangaswamy Srinivasan et le Dr. James Wynne le le centre de recherches du T. Watson de s d'IBM à ' quand ils ont observé l'effet du laser ultra-violet d'excimère sur les matériaux biologiques. Intrigués, ils ont étudié plus plus loin, constatant que le laser a fait les coupes propres et précises qui seraient idéales pour des cabinets de consultation sensibles. Ceci a eu comme conséquence un brevet et un jeu rouleau-tambour fondamentaux. Blum, Srinivasan, et Wynne ont été élus au Panthéon national d'inventeurs de en 2002. Le travail suivant a présenté le laser d'excimère pour l'usage dans l'angioplastie . L'université de l'Etat du Kansas a frayé un chemin l'étude du laser d'excimère qui a rendu la chirurgie du LASIK possible

Les lasers d'excimère sont les dispositifs tout à fait grands et encombrants, qui est un inconvénient dans leurs applications médicales, bien que leur taille diminue rapidement avec le développement continu.

Voir également

Laser de fluorure de krypton de
Excimère
Homogénisateur de faisceau de

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