【#半導体のお勉強】エキシマレーザーとは

半導体に関連することについて兎が発作的に調べて勉強する【#半導体のお勉強】シリーズ。今回のテーマは「エキシマレーザー」です。

初期段階はスッカスカな内容ですが、適宜追記していきますのでご容赦ください。

定義
1. レーザーとは
2. エキシマレーザーとは
参考文献

定義

レーザーとは

レーザー (英: laser) とは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（誘導放出による光増幅放射）の頭字語（アクロニム）であり、指向性と収束性に優れた、ほぼ単一波長の電磁波（コヒーレント光）を発生させる装置である。レーザとも表記される^{[注 1]}。レザーとも表記される場合もある^[1]。
レーザー – Wikipedia

→誘導放出とは

誘導放出（ゆうどうほうしゅつ、英: stimulated emission）とは、励起状態の電子（あるいは分子）が、外部から加えた電磁波（光子）によってより低いエネルギー準位にうつり、その分のエネルギーを電磁波として放出する現象である。

このとき放出される光子は、外部から入射した光子と同じ位相、周波数、偏光を持ち、同じ方向に進む特徴（コヒーレント）を持つ。

誘導放出を利用することで、光を位相や波長を揃えて増幅することができ、レーザーの発振などに応用されている。
誘導放出 – Wikipedia

→コヒーレント光とは

コヒーレント光（コヒーレントこう）とは、光束内の任意の2点における光波の位相関係が時間的に不変で一定に保たれていて、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせた場合に完全な干渉性を示す光である。理想的なコヒーレント光は存在しないが、レーザーの出力光はそれに近い光である。

コヒーレント光を重ねあわせた時の光強度は、干渉効果のために一般には単独の光強度の和とは異なる値となる。

エキシマレーザーとは

「エキシマ（Excimer）」とは“Excited dimer”（励起二量体）の略。通常は結合しない原子同士が、励起状態でだけ結合する分子を指す。代表的な組み合わせは以下の通り。例えば、ArとFの原子は基底状態では反発し合うため分子を作らない。しかし、放電などでエネルギーを与えると励起状態（ArF*)つまりエキシマ分子を形成する。このエキシマ状態は不安定で、すぐに基底状態に戻ると同時に光を放出する。この時に放出される光が紫外線領域（10~380nm）となる。

混合ガス	励起二量体（エキシマ）	発振波長
Ar + F₂	ArF*	193 nm
Kr + F₂	KrF*	248 nm
Xe + Cl₂	XeCl*	308 nm
Xe + F₂	XeF*	351 nm

エキシマレーザー（Excimer Laser）とは貴ガスやハロゲンなどの混合ガスを用いてレーザー光を発生させる装置である。

エキシマレーザ(エキシマレーザー)とは、媒質として希ガスやハロゲンなどの混合ガスを用い、パルス放電によって励起された希ガス原子とハロゲン原子によって形成されるエキシマからの放射光により、パルス発振するガスレーザのこと。
エキシマレーザの代表的な発振波長には、193nm(ArF)、248nm(KrF)、308nm(XeCl)、353nm(XeF)がある。
エキシマレーザ（エキシマレーザー） | ウシオ電機

参考文献

レーザー光学　講義テキスト 2013年度版服部利明 2013 年3月7日｜リンク