如果以人的年齡來算，準(zhǔn)分子激光器在激光器群體中已屬中年，但是它在某些關(guān)鍵應(yīng)用中，仍是紫外和深紫外光的高功率光源。
40年前，Lambda Physik公司（現(xiàn)在的Coherent公司）推出了第一臺商用準(zhǔn)分子激光器。有趣的是，其開發(fā)者Bernd Steyer和Dirk Basting都是化學(xué)家，他們當(dāng)時的主要目標(biāo)是開發(fā)光化學(xué)和染料激光抽運源。準(zhǔn)分子激光器進入市場不久，Lambda Physik公司便開始研究其他可能的應(yīng)用。
眾觀歷史，可以說，沒有哪個激光技術(shù)像準(zhǔn)分子激光器技術(shù)一樣對我們的日常生活產(chǎn)生更深遠的影響了。
激光原位角膜磨鑲術(shù)（LASIK）、光刻和顯示器生產(chǎn)3個關(guān)鍵應(yīng)用說明了準(zhǔn)分子激光器的獨特性能，并使該技術(shù)沿用至今。
獨特的輸出，獨特的效益
準(zhǔn)分子激光器同時擁有紫外波長輸出和高脈沖能量的特點，高脈沖能量是它們被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。短波長可以確保生產(chǎn)出高精度分辨率的產(chǎn)品，這是基于在衍射效應(yīng)作用下光學(xué)分辨率隨波長按比例縮小的原理。高脈沖能量與高重頻的結(jié)合，可以實現(xiàn)高生產(chǎn)量和降低生產(chǎn)單個產(chǎn)品所需時間的目標(biāo)。
從實用角度來看，由于制造商致力于改善準(zhǔn)分子激光器的輸出特性，以使其適應(yīng)特定應(yīng)用的需求，這就強化了其在市場上的重要性。例如，第一臺商用準(zhǔn)分子激光器，Lambda Physik公司生產(chǎn)的EMG 500（它的最大運轉(zhuǎn)頻率是20 Hz），現(xiàn)在許多準(zhǔn)分子激光器均支持多千赫的重復(fù)率（見圖1）。同時，激光生產(chǎn)商也大大改善了準(zhǔn)分子激光器的服務(wù)特性和總成本，以保持與其他激光技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)的競爭力。
圖1 第一臺商用準(zhǔn)分子激光器是Lambda Physik公司的EMG 500，其在248 nm處產(chǎn)生220 mJ的脈沖能量，重復(fù)頻率高達20 Hz。
視力矯正
每年，全世界有超過一百萬人接受LASIK激光視力矯正手術(shù)，這極大地改善了人們的生活質(zhì)量（見圖2）。
圖2 LASIK手術(shù)每年可以改善一百多萬人的生活質(zhì)量。
1989年推出的LASIK是準(zhǔn)分子激光器的第一個主要非科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。該激光器仍是單位放電體積輸出能量最大的激光器。該技術(shù)的發(fā)展歷程從最初對豬眼睛的粗糙實驗開始，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到在眼科診所和LASIK中心部署了超過1萬個高精度、緊湊的臺式激光器。
在LASIK手術(shù)中，人們利用193 nm的準(zhǔn)分子激光脈沖重塑眼角膜，改變屈光力，以矯正近視、遠視和散光。
193 nm氟化氬（ArF）準(zhǔn)分子激光燒蝕過程的精度對于LASIK手術(shù)的可預(yù)測性和安全性至關(guān)重要。另外，超短（納秒）脈沖寬度和短波長在稱為光燒蝕的冷處理中便于去除角膜材料。
光刻
準(zhǔn)分子激光器對于制造高度小型化的集成電路（IC）也是至關(guān)重要的。而且，實用的更迷你、更強大、更經(jīng)濟的微處理器反過來又對現(xiàn)代社會產(chǎn)生了深遠的影響。
IC本身由在單個半導(dǎo)體晶片上構(gòu)建的眾多電子元件組成。這些器件是在光刻的過程中逐層構(gòu)建的。第一步就是用光敏光刻膠涂覆半導(dǎo)體晶片。用UV激光照射包含了所需電路圖案的掩模版（掩模），并將掩模圖案投影到晶片表面上，之后對曝光的抗蝕劑進行顯像，并對晶片進行化學(xué)蝕刻，從曝光區(qū)域物理去除材料以產(chǎn)生實際的功能。這個過程要重復(fù)30或40次，并最終形成了整個電路結(jié)構(gòu)。
最初光刻的光源采用的是泵燈，但是產(chǎn)品小型化的需求驅(qū)使生產(chǎn)商使用較短波長的光源（再加上后來衍射的原因），進而選擇了準(zhǔn)分子激光器。
248 nm和193 nm的準(zhǔn)分子激光器都可用于光刻。特別是193 nm的準(zhǔn)分子激光使電路特性可降至10 nm，遠低于衍射極限。為了達到這個目的，需要研發(fā)高度專業(yè)的、能使可控光柵線變窄的準(zhǔn)分子激光技術(shù)，最大限度地減少光學(xué)成像中的色差問題。為了獲得更精細的圖像，很多其他的技術(shù)，例如浸沒成像、雙倍或四倍曝光以及一系列成熟的光學(xué)成像方法都在使用。
在過去的25年中，為了適應(yīng)芯片行業(yè)不斷的需求，ASML公司Cymer和日本的Gigaphoton等公司在光刻技術(shù)方面取得了實質(zhì)性的進步。因此，具有高功率的振蕩器/放大器配置和出色的性能成為該應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
窄化有源光譜、精確劑量和線寬控制等技術(shù)被廣泛使用。而其他技術(shù)，如13 nm的極紫外光刻技術(shù)將填補準(zhǔn)分子激光在大部分10 nm臨界層的應(yīng)用。準(zhǔn)分子激光在光刻應(yīng)用領(lǐng)域仍然很有前景。
顯示產(chǎn)品
用于智能手機和其他設(shè)備的兩種最常見的平板顯示器包括有源矩陣液晶顯示器（AMLCD）和有源矩陣有機發(fā)光二極管（AMOLED）顯示器。它們都使用由玻璃基板構(gòu)成的背板。在這種基板上，大量的薄膜晶體管（TFT）被設(shè)計成實際的像素電路。薄膜由硅制成（通常為50 nm厚），并使用光刻技術(shù)產(chǎn)生所需的電路結(jié)構(gòu)。
化學(xué)汽相沉積法（CVD）用于創(chuàng)建非晶硅層。將這種無定形層轉(zhuǎn)化為多晶硅可以改善電子遷移率，使小小的TFT管能夠擁有優(yōu)良的電氣特性：阻擋較少的背光、讓顯示更亮而功率更低，這對于小型高分辨率顯示器尤為重要。此外，向OLED技術(shù)轉(zhuǎn)移對TFT管提出了更高的要求，因為OLED是由沒有背光的發(fā)射像素組成的。
準(zhǔn)分子激光退火（準(zhǔn)分子激光退火法）（參見圖 3）過程中，用準(zhǔn)分子激光加熱a-Si層，將其轉(zhuǎn)變成多晶硅。具體來說，就是在a-Si膜上利用準(zhǔn)分子激光線束進行脈沖掃描，可有效吸收308 nm的準(zhǔn)分子激光輸出。
圖3 顯示器準(zhǔn)分子激光退火（ELA）工藝的基本元素。
這種高吸收率與準(zhǔn)分子激光器的高脈沖能量相結(jié)合，可以使每個脈沖實現(xiàn)薄硅層的幾近熔化。硅的高吸收率還可防止紫外線明顯滲透到襯底中，避免熱應(yīng)力，并允許使用廉價的玻璃材料作為襯底。
圖4 Coherent LineBeam 1000 / TwinVYPER系統(tǒng)中，四個獨立的激光器輸出合束成單一光束。
隨著準(zhǔn)分子激光器的處理能力以及性能、可靠性和購置成本的不斷提高，使其繼續(xù)成為許多工業(yè)、醫(yī)療和科研過程中的關(guān)鍵技術(shù)。例如，準(zhǔn)分子激光剝離工藝是新一代柔性顯示器的關(guān)鍵，準(zhǔn)分子激光器生產(chǎn)的光纖布拉格光柵（FBG）對電信、傳感和許多光纖激光器的設(shè)計而言極其重要。
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