Характеристики лазерних переходів різних молекул

Молекули	Ar2	Kr2	Xe2	ArF	KrCl	KrF	XeBr	XeCl	XeF
Довжина хвилі в центрі лінії, нм	126,1	146,7	172	193,3	222	248,4	281,8	308	351,1
Ширина смуги підсилення, нм	8	13,8	20	1,5	5	4	1	2,5	1,5
Тривалість імпульсу випромінювання нс	15	10	3..20	10..50	10..30	1..102	50	30	1..103
Спосіб збудження (П – електронний пучок; Р – електронний розряд)	П	П	П	П,Р	П	П,Р	П	П	П,Р

Широка лінія підсилення, малий час життя верхнього лазерного рівня, а також необхідний для ефективного протікання процесів (1.1), (1.2), (1.3) високий тиск робочої суміші приводить до необхідності високої інтенсивності накачування з енергією 0,1...1 Дж/см³ за час 0,1...1 нс (порогова густина накачування 500 кВт/см³). Інтенсивність насичення робочого переходу 100 МВт/см².

Таблиця 2.

Порівняння ексимерних лазерів

Тип	Активне середовище	Примітка
Ексимери		Низький ККД
Ексиплекси		Максимальний ККД. Максимальна енергія в імпульсі понад 300 Дж, приблизно 1 Дж у простому пристрої
		Енергія в імпульсі 200 мДж, незначна агресивність галогені дів
Тримери		Широкі смуги флуоресценції (70 нм); можливість перестроювання частоти

Вимоги до чистоти газу пов'язані з тим, що фотодисоціативні переходи димерів інертних газів лежать у ВУФ діапазоні, а енергії кванта вистачає на іонізацію атомів і молекул багатьох домішок. Щоб коефіцієнт поглинання на домішках (паразитне поглинання) був меншим від коефіцієнта підсилення, необхідне виконання умови

Тут Nаd – концентрація домішки; – переріз фотодисоціації;σ_ad – перетин її фотоіонізації. Оскільки перерізи фотоіонізації і фотозбудження домішки зазвичай мають один порядок з перерізом фотодисоціації, концентрація домішки повинна бути менша ніж концентрація димерів В той же час для забезпечення високої густини потужності накачування необхідно використовувати щільні гази, що вимагає очищення від домішки до.Принципові обмеження на потужність лазерів на димерах інертних газів накладає фотоіонізація димера робочим випромінюванням. Якщо переріз такої реакції перевищує переріз фотодисоціації , підсилення взагалі неможливе. Хоча зазвичай >, реакція фотоіонізації обмежує довжину активного середовища, яке може бути раціонально використане, і тим самим – об'єм активного середовища ефективного лазера на димерах інертних газів.

Лазери на димерах благородних газів, що збуджуються електронним пучком за схемою (1.1), працюють на однокомпонентних середовищах при тисках ≥10 атм і дозволяють отримувати потужність випромінювання в імпульсі до 10⁷...10⁸ Вт при ККД до 20 %.

Збудження лазерів на ексимерах галоїдів інертних газів можна проводити не тільки при потрійних, але й при бінарних зіткненнях (1.2), (1.3). Це дозволяє знизити тиск робочого середовища до 0,5...1,5 атм (інертний газ – 10...100 тор, галогени або галогеноносії типу SF₆ , NF₃ – 1...10 тор, решта буферні гази – Ar, Ne) і використовувати для її збудження газорозрядну імпульсну техніку з попередньою іонізацією розрядного проміжку. Енергія таких ексимерних лазерів в моноімпульсі може досягати – 10² Дж (KrF) при ККД – 2 % і імпульсній потужності ≥10⁹ Вт.

Деякі фізико-технічні параметри KrF*–лазера наведено в табл. 3.

Таблиця 3.