Эксимерные лазеры. 
Электроника. 
Часть 3 квантовая и оптическая электроника

Эксимерный лазер — газовый лазер, активная среда которых представляет собой электронные переходы эксимерных молекул.

Эксимерные молекулы существуют только в электронно-возбужденном состоянии. Основному электронному состоянию таких молекул соответствует разлетный терм.

Зависимость потенциальной энергии взаимодействия? атомов эксимерной молекулы от межядерного расстояния R является монотонно спадающей функцией (рис. 3.14).

Для возбужденного электронного состояния, которое является верхним уровнем лазерного перехода, имеется минимум. Этот минимум и определяет существование эксимерной молекулы. Время жизни возбужденной эксимерной молекулы определяется временем ее радиационного распада. Нижнее состояние лазерного перехода опустошается в процессе разлета атомов эксимерной молекулы.

Газ, содержащий эксимерные молекулы, является активной средой. Эксимерные молекулы, как правило, представляют собой короткоживущие соединения атомов инертных газов друг с другом, с галогенами и кислородом.

Конструкция эксимерных лазеров типична для газовых лазеров. Возбуждение активной среды производится электронными пучками, газовым разрядом, оптической накачкой или комбинацией этих способов.

Длина волны излучения лежит в видимой или ближней УФ-области спектра. В табл. 3.2 приведены некоторые параметры лазеров на наиболее распространенных эксимерных молекулах.

Рис. 3.14. Зависимость энергии Е эксимерной молекулы от межатомного расстояния R.

Особенностью эксимерных лазеров является высокое значение ширины линии усиления активного перехода. Это обстоятельство позволяет создавать мощные лазеры длин волн УФ-диапазона. Одновременно можно производить плавную перестройку длины волны в достаточно широком диапазоне. Особой мощностью обладают эксимерные лазеры на основе F₂. Например, KrF-лазер имеет выходную энергию в импульсе до 100 кДж и длительностью импульса порядка 1 нс, что позволяет использовать его в экспериментах по термоядерному синтезу.

Таблица 3.2. Параметры эксимерных лазеров.