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ⓘ Laser a eccimeri




                                     

ⓘ Laser a eccimeri

Un laser a eccimeri è un dispositivo che produce luce laser nella regione dellultravioletto, impiegato nella chirurgia refrattiva e nella produzione di semiconduttori.

Il termine eccimero è la contrazione di dimero eccitato e si riferisce al materiale con cui la luce laser viene prodotta.

Il primo laser a eccimeri è stato inventato nel 1971 da Nikolaj Basov, V. A. Danilyčev e Ju. M. Popov presso listituto di Fisica "Lebedev" di Mosca. Utilizzava un dimero di xeno Xe 2 eccitato con un fascio di elettroni per stimolare unemissione di luce coerente alla lunghezza donda di 172 nm. I successivi miglioramenti della tecnica hanno visto limpiego di alogenuri dei gas nobili, tra cui il bromuro di xeno XeBr.

Lemissione di luce laser è resa possibile dal fatto che una molecola di eccimero possiede uno stato eccitato di legame ed uno stato fondamentale di non-legame, questo perché i gas nobili sono normalmente inerti e non formano legami chimici con altri elementi. Tuttavia, quando vengono eccitati tramite una scarica elettrica o un fascio di elettroni gli atomi dei gas nobili possono legarsi temporaneamente in dimeri molecole composte da due atomi di gas nobile o complessi con atomi di alogeni. Tali dimeri e complessi cedono il loro eccesso di energia emettendo un fotone e tornando nel loro stato fondamentale, dove nellarco di pochi picosecondi si dissociano nuovamente in atomi isolati.

La maggior parte dei laser a eccimeri funziona con alogenuri di gas nobili. La lunghezza donda della luce laser prodotta dipende dalla molecola usata; in genere la luce prodotta ricade nelle frequenze dellultravioletto.

I laser a eccimeri funzionano generalmente a impulsi, con una frequenza di circa 100 Hz ed una durata dellimpulso di circa 10 ns, vi sono anche modelli che operano a 200 Hz e 30 ns.

Lelevata energia della luce ultravioletta li rende utili in microchirurgia in special modo quella oftalmica, nella litografia, nella produzione di semiconduttori e in applicazioni dermatologiche.

Sono dispositivi piuttosto grossi e ingombranti, questo è uno svantaggio in campo medico; tuttavia il progredire della tecnica sta riducendo le dimensioni dei dispositivi.

Un laser ad eccimeri utilizza tipicamente una combinazione di un gas nobile argon, kripton o xenon e un gas reattivo fluoro o cloro. Sotto le condizioni appropriate di stimolazione elettrica e ad alta pressione, viene creata una pseudo-molecola chiamata eccimero. Questa è stabile solo in uno stato eccitato e può dar luogo a luce laser nella regione ultravioletta.