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Concept
Laser à excimère
Résumé
Un laser à excimère, parfois appelé (et de façon souvent plus appropriée) laser à exciplexe, est un type de laser ultraviolet couramment utilisé en chirurgie oculaire et en photolithographie dans l'industrie des semiconducteurs.
Un excimère est un dimère qui n'est stable qu'à l'état excité et se dissocie à l'état fondamental, tandis qu'un exciplexe est un complexe qui n'est stable qu'à l'état excité et se dissocie à l'état fondamental ; un excimère est donc un cas particulier d'exciplexe. La dissociation de l'état fondamental l'empêche d'absorber les photons émis par l'état excité. Donc les photons sont plus facilement multipliés, ce qui donne des lasers efficaces.
Dans le cas des lasers, on utilise un gaz rare parfois mélangé avec un halogène, typiquement l'argon, le krypton ou le xénon éventuellement mélangé avec du fluor ou du chlore, voire du brome. Sous l'effet d'une stimulation électrique se forme par exemple un excimère tel que [[dimère d'argon| ou , ou un exciplexe tel que , ou , qui retombe à son état fondamental en émettant un rayonnement laser de longueur d'onde déterminée, dans le proche ultraviolet avec les exciplexes mais dans l'ultraviolet plus lointain avec les excimères, la longueur d'onde étant d'autant plus courte que le gaz rare est léger et l'halogène, lourd :
{| class="wikitable"
!Excimère
!Longueur d'onde
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|[[dimère d'argon|
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!Exciplexe
!
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|}
Les lasers à excimère fonctionnent généralement à avec une impulsion d'environ , mais certains atteignent et .
La lumière UV des lasers à excimère est bien absorbée par les tissus et les composés organiques. Plutôt que brûler ou inciser les matériaux, les lasers à excimère procèdent par rupture des liaisons moléculaires en surface des matériaux conduisant à l'ablation de matière plutôt qu'à la brûlure ou la fusion. Ces lasers permettent donc d'enlever de fines couches de matière en surface de façon très contrôlée sans altération excessive du reste du matériau.
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Laser à fluorure de krypton
Un laser à fluorure de krypton, souvent abrégé en laser KrF, est un type particulier de laser à excimère (qu'on devrait d'ailleurs appeler ici "laser à exciplexe"). Ce type de laser produit un rayonnement électromagnétique cohérent par dissociation d'un complexe excité KrF* de fluor et de krypton formé en absorbant de l'énergie d'une source extérieure : 2 Kr + + énergie → 2 KrF* KrF* → KrF + hν à 2 KrF → 2 Kr + Le complexe KrF* n'est stable qu'à l'état excité (la définition même d'un exciplexe) et se dissocie immédiatement en krypton et fluor dès qu'il est retombé à son état fondamental après émission de photons correspondant à la transition énergétique, à savoir un rayonnement électromagnétique à de longueur d'onde, c'est-à-dire dans l'ultraviolet.
Excimère
Excimère vient du mot anglais excimer (pour excited dimer). Il s'agit d'une molécule constituée de deux monomères (atomes ou molécules) identiques qui ne peut exister qu'à l'état excité. Son état fondamental est dissociatif. L'excimère fait partie d'une catégorie plus grande, l'exciplexe, qui désigne une molécule qui n'est stable qu'à l'état excité et qui est constituée de deux monomères (atomes ou molécules) différents. Les plus connus sont les halogénures de gaz rares, tels que ou , qui sont à la base du fonctionnement des lasers à excimères.
Ablation
Ablation (ablatio – removal) is the removal or destruction of something from an object by vaporization, chipping, erosive processes, or by other means. Examples of ablative materials are described below, including spacecraft material for ascent and atmospheric reentry, ice and snow in glaciology, biological tissues in medicine and passive fire protection materials. In artificial intelligence (AI), especially machine learning, ablation is the removal of a component of an AI system.