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前景廣闊 準分子激光器在三大領域的應用

準分子激光器是以準分子作為工作物質的一類氣體激光器。準分子激光之所以被稱為準分子，因為它并不是由穩定的分子產生，而是惰性氣體和鹵素氣體相結合的混合氣體受電子束激發，形成的分子向其基態躍遷時發射所產生的激光。準分子激光是一種冷激光，完全沒有熱效應，這是一種非常少見的特性。此外，準分子激光是一種方向性強、波長純度高、輸出功率大的脈沖激光。

準分子激光器應用廣泛

準分子激光器同時擁有紫外波長輸出和高脈沖能量的特點，高脈沖能量是其得以廣泛應用的關鍵所在。而短波長的特性則有利于生產出高精度產品，這是基于衍射效應下光學分辨率隨波長比例縮小的原理來實現的。高脈沖能量與高重頻的結合，可以實現生產量的大幅提高。

其實，早在40多年前，相干公司的前身——Lambda Physik公司便推出了世界上第一臺商用準分子激光器。其開發者Bernd Steyer和Dirk Basting都是化學家，這臺激光器不是為工業用途開發，則是作為光化學和染料激光抽運源。

雖然相較于光纖激光器、半導體激光器、CO2激光器而言，準分子激光器被提及的并不算多。但是，實際上準分子早已深入到我們的日常生活中。由于準分子激光擁有眾多優良特性，在許多領域獲得高度重視，其中具有代表性的有視力矯正、光刻、以及顯示領域等。

醫療：突出特性助力視力矯正

在醫療領域，準分子激光已經獲得了極為廣泛的應用，這項技術為近視患者們帶來福音。準分子激光治療近視早于1985年開始在臨床上應用，而更早使用這一技術的是美國醫生。近三十多年來，由于市場需求的不斷增長，該項技術獲得了迅速發展，于上世紀九十年代初開始傳入中國。據相關數據統計，每年有超過百萬人接收準分子激光技術的LASIK手術。

準分激光是一種氣體脈沖激光，產生的是波長為193nm的準分子激光，這是一種超紫外線光波。該波長的激光吸收范圍較窄，激光的能量幾乎完全被角膜上皮細胞和基質所吸收。超過這個范圍內的組織則不會吸收到激光，每一個激光脈沖可以切削0．2到0．25um厚度的生物組織，周圍的組織不會損傷。

此外，由于準分子激光與生物組織作用時發生的不是熱效應，而是光化反應，組織受到遠紫外光激光作用時，分子之間的結合鍵會發生斷裂，將組織直接分離成揮發性的碎片，對周圍組織不產生影響，達到對角膜的重塑目的。

由于在應用上巨大優勢，準分子激光技術已經受到了全球各國的高度重視。早在2013年，美國前總統奧巴馬曾給IBM三位科學家頒發美國國家科技創新獎章，表彰他們在醫療準分子激光器技術上所做出的突出貢獻。

光刻：高性能集成電路關鍵技術

準分子激光器對于制造高度小型化的集成電路IC也是至關重要的。美國IBM公司很早便開始采用準分子激光技術，并且不斷改進這項技術，主要應用于計算機芯片的制造。此外，便是在塑料物質上進行精確圖形的蝕刻。

248 nm和193 nm的準分子激光器都可以用于光刻，特別是193 nm的準分子激光使得電路特性降至10 nm，遠遠低于衍射極限。隨著消費者對電子產品性能要求的不斷提升，市場對更緊湊、節能、功能更強大電路封裝需求更為迫切，準分子激光器已經成為制造集成電路中的關鍵技術。

顯示：未來市場潛力巨大

由于OLED顯示市場缺口被打開，對激光設備的需求將會不斷增長，準分子激光技術已經成為顯示屏和柔性電子元件的關鍵技術。雖然OLED的發展勢頭迅猛，但是產線建設成本高昂，相關技術壁壘較高，大部分新興OLED顯示產商生產流程尚未完成制定，準分子激光企業介入產業鏈時機尚未完全成熟。

Micro LED是新一代顯示技術，比現有的OLED技術亮度更高、發光效率更好、功耗更低，前景十分可觀。2018年2月，三星在CES 2018上推出了Micro LED電視，引起了廣泛關注，而準分子激光器也可以用來提升Micro－LED制造工藝。

作為在準分子激光領域的龍頭企業，相干激光在2017財年實現了17．2億美元的營業收入。根據美國公認會計原則GAAP，截至2018年7月1日的第三財季，相干公司凈銷售額為4．82億美元，凈利潤為6697萬美元，其中，也有著準分子激光的一份功勞。

總結：憑借著眾多優勢，準分子激光器在精微加工領域獲得了廣泛應用。在醫療上的優勢，讓它得以造福于廣大群眾。隨著技術的進一步發展，準分子將會在更多領域大展拳腳。