MLI-500 KrF激光器的工作原理
MLI-500 KrF 激光器是一種準(zhǔn)分子激光器,其工作原理基于受激輻射,通過泵浦源將能量注入增益介質(zhì),實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),再經(jīng)光學(xué)諧振腔放大產(chǎn)生激光輸出,具體如下:
泵浦與粒子數(shù)反轉(zhuǎn): MLI-500 KrF 激光器通常采用放電泵浦的方式,向激光腔內(nèi)的氣體混合物(主要是 Kr 和 F?,可能還包含緩沖氣體 Ne 等)施加高電壓,產(chǎn)生快速脈沖放電。電子在電場(chǎng)中加速并與氣體分子碰撞,使氣體分子電離并激發(fā),將能量傳遞給氣體,大量粒子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),即使得激發(fā)態(tài)粒子數(shù)多于基態(tài)粒子數(shù),此時(shí)增益介質(zhì)具備了光放大能力。
自發(fā)輻射引發(fā)受激輻射:處于激發(fā)態(tài)的粒子是不穩(wěn)定的,會(huì)發(fā)生自發(fā)輻射,隨機(jī)地釋放出光子。其中,部分沿諧振腔軸線方向傳播的光子,會(huì)與其他激發(fā)態(tài)粒子碰撞,觸發(fā)受激輻射。根據(jù)受激輻射原理,一個(gè)入射光子會(huì)引發(fā)粒子釋放出一個(gè)與之相同頻率、相位和方向的光子,從而產(chǎn)生相干光。
光放大與振蕩:光學(xué)諧振腔由兩個(gè)反射鏡組成,一個(gè)為全反射鏡,另一個(gè)為部分反射鏡。受激輻射產(chǎn)生的光子在諧振腔內(nèi)來回反射,不斷與激發(fā)態(tài)粒子相互作用,引發(fā)更多的受激輻射,使光子數(shù)量不斷增加,光強(qiáng)逐漸放大,形成持續(xù)的光振蕩。
激光輸出:當(dāng)光強(qiáng)在諧振腔內(nèi)放大到超過諧振腔的損耗(如吸收、散射等)時(shí),一部分光會(huì)從部分反射鏡端射出,形成高亮度、高方向性的激光束。MLI-500 KrF 激光器輸出的是波長(zhǎng)為 248nm 的紫外激光,可應(yīng)用于光刻、材料加工等領(lǐng)域。

MLI-500 KrF激光器的工作原理