准分子激光器

简介

       准分子激光器，以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束（能量大于200千电子伏特）或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时，受激态的能量以激光辐射的形式放出。

诞生及发展

       第一台准分子激光器于1970年诞生，它利用强电子束激励液态氙，获得氙准分子的激射作用，激光波长为1720埃。随后，气相氙分子以及其它稀有气体准分子，稀有气体氧化物准分子（氧化氪、氧化氙、氧化氩等），金属蒸气-稀有气体准分子（氙化钠等）；稀有气体单卤化物准分子（氟化氙、氟化氩、氟化氪、氯化氙、溴化氙、碘化氙、氯化氪等），金属卤化物准分子（氯化汞、溴化汞等）和金属准分子（钠准分子等）陆续诞生。准分子激光物质具有低能态的排斥性，可以把它有效地抽空，故无低态吸收与能量亏损，粒子数反转很容易，增益大，转换效率高，重复率高，辐射波长短，主要在紫外和真空紫外（少数延伸至可见光）区域振荡，调谐范围较宽。它在分离同位素，紫外光化学，激光光谱学，快速摄影，高分辨率全息术，激光武器，物质结构研究，光通信，遥感，集成光学，非线性光学，农业，医学，生物学以及泵浦可调谐染料激光器等方面已获得比较广泛的应用，而且可望发展成为用于核聚变的激光器件。

特点

       1、准分子以激发态形式存在，寿命很短，仅有10^(-8)S量级，基态为10^(-13)S量级，跃迁发生在低激发态和排斥的基态（或弱束缚）之间，其荧光谱为一连续带。
       2、由于其荧光谱为一连续带，故可以实现波长可调谐运转。
       3、由于激光跃迁的下能级（基态）的离子迅速离解，激光下能级基本为空的，极易实现粒子数反转，因此量子效率很高，接近100%，且可以高重复频率运转。
       4、输出激光波长主要在紫外线到可见光段，波长短、频率高、能量大、焦斑小、加工分辨率高，更适合用于高质量的激光加工。

医学领域使用

       在医学领域中使用的激光器种类非常多,常用于眼科治疗的主要有红宝石(rudy)激光、氩离子(Ar+)激光、氪离子(Kr+)、染料(dye)激光、掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光和氟化氩(ArF)准分子激光等固体、气体和液体的激光器，用连续的、脉冲的和调Q的方式，治疗眼底部色素膜和屈光间质等部位的数十种有关眼部疾病。
       眼科使用的准分子激光, 是以氩气(Argon) 和氟气( Fluoride) 为工作气体产生的激光。所谓准分子激光，是指受激二聚体（惰性气体和卤素两种元素）所产生的激光，波长范围为157～353nm，所属紫外激光波段。用于临床的氟化氩(ArF)混合物产生的波长为193nm的超紫外冷激光.
       波长为193nm的ArF准分子激光，进行屈光手术的机理就是光化学效应。准分子激光单个光子的能量大约是6.4eV，而角膜组织中肽键与碳分子键的结合能量仅为3.6eV。当其高能量的光子照射到角膜，直接将组织内的分子键打断，导致角膜组织碎裂而达到消融切割组织的目的，并且由于准分子激光脉宽短（10～20nm），又是光化学效应切除。因此，对切除周围组织的机械损伤和热损伤极小（﹤0.30μm）。
用这种刀施行光切术,其切割精度可达到μm级,其刀口损伤范围仅达nm级,而且由于无热效应而不会损伤邻近组织。所以现已运用于角膜手术，如角膜屈光手术、角膜疤痕去除等。