ExcimerlaserSysteme

Excimerlaser-Systeme sind eine Klasse von Gaslasern, die ultraviolette Strahlung erzeugen, indem Eximer-Moleküle angeregt werden. Typische Treibgase sind Mischungen aus edlen Gasen wie Argon, Krypton oder Xenon mit Halogenen wie Fluor oder Chlor. Durch eine schnelle elektrische Entladung werden kurzlebige Eximer-Moleküle gebildet, deren Zerfall extrem kurze, hochenergetische UV-Pulse aussendet. Die Wellenlängen liegen im tiefen UV-Bereich, üblicherweise bei 193 nm (ArF), 248 nm (KrF) und 308 nm (XeCl). Gegenüber anderen Lasertypen ermöglichen Excimerlaser eine sehr feine Materialablation mit geringerer thermischer Beeinflussung.

Aufbau und Betrieb: Ein Excimerlaser-System umfasst eine Gaskammer mit dem Gasgemisch, Hochspannungs- und Steuerungselektronik, Kühlsysteme, eine optische Strahlführung sowie Schutz- und Sicherheitsmechanismen. Die Pulse sind typischerweise im Nanosekundenbereich; Pulswiederholraten reichen von wenigen Hz bis zu mehreren kHz, je nach Bauart. Die Genauigkeit von Wellenlänge, Pulsdauer und Energie wird durch Gasqualität, Druck und das Design der Resonator- bzw. Strahlführungskomponenten bestimmt.

Anwendungen: In der Mikrolithographie und Halbleiterfertigung werden Excimerlaser zur direkten Strukturierung feiner Muster eingesetzt. In der Materialbearbeitung ermöglichen sie exakte Schnitte, Öffnungen und Oberflächen-Modifikationen mit hohem Auflösungsgrad. In der Ophthalmologie kommen Excimerlaser für Gewebeablation zum Einsatz, insbesondere in Korneaablationsverfahren wie LASIK.

Vorteile und Herausforderungen: Die kurze Wellenlänge erlaubt hohe Auflösung und präzise Ablation bei meist geringer thermischer Schädigung. Nachteile sind hohe Systemkosten, regelmäßiger Gasverbrauch, Wartungsaufwand und der erforderliche UV-Schutz für Personal und Ausrüstung.