Un eccimero è una combinazione transitoria di due atomi, chiamata dimero eccitato, in cui esiste almeno un atomo in uno stato eccitato elettronicamente. In condizioni normali, gli atomi contengono due elettroni per livello energetico che circondano i loro protoni, con gli elettroni che ruotano in direzioni opposte. Quando l’atomo assorbe energia dalla luce, un elettrone può spostarsi su un’orbita di energia più alta, lasciando un elettrone spaiato. L’atomo si combina con un altro atomo per formare un dimero solo in queste circostanze eccitate, e quando il dimero rilascia la sua energia e l’elettrone ritorna al suo stato fondamentale, il dimero si dissocia, emettendo una luce fluorescente. Un eccimero in genere può durare solo pochi nanosecondi.
I laser ad eccimeri sono laser ultravioletti utilizzati per la chirurgia oculare, la microlavorazione e la creazione di chip per computer. Con la pressione e l’elettricità, il laser crea dimeri facendo passare corrente elettrica attraverso miscele di gas reattivi, come fluoro o cloro, e gas inerti, come krypton o argon. Le molecole di gas inerte si legano temporaneamente ai gas reattivi, formando composti eccitati che rilasciano energia spontaneamente o per stimolazione. Quando le molecole rilasciano la loro energia e si dissociano, viene emessa luce laser ultravioletta (UV).
La luce ultravioletta interrompe i legami molecolari nei tessuti o materiali biologici o organici. Ha un basso grado di penetrazione e il tessuto colpito si disintegra nell’aria invece di bruciare. Per questi motivi, i laser ad eccimeri vengono utilizzati per rimodellare o eliminare il tessuto superficiale sulla superficie oculare. La cheratomilieusi interstiziale laser assistita (LASIK) è l’applicazione di luce UV derivata da eccimeri al tessuto sottostante un lembo esterno della cornea per regolare la curvatura della cornea. L’appiattimento della forma corneale tratta la miopia e l’irrigidimento della cornea tratta l’ipermetropia. Inoltre, possono essere eliminate le aree irregolari del contorno corneale che producono astigmatismo.
Oltre alla chirurgia oculare per trattare i problemi di messa a fuoco, i laser ad eccimeri hanno altre applicazioni relative alla salute. I laser ad eccimeri sono stati utilizzati nelle operazioni di angioplastica per aprire i blocchi nelle arterie ostruite. I dermatologi hanno utilizzato eccimeri di cloruro di xeno per disintegrare una varietà di lesioni cutanee, tra cui vitiligine e psoriasi. Gli oftalmologi sono in grado di rimuovere accuratamente le cicatrici corneali superficiali utilizzando il laser ad eccimeri.
I laser a luce ultravioletta profonda (DUV) che utilizzano dimeri krypton-fluoro o argon-fluoro emettono luce con lunghezze d’onda da 193 a 248 nanometri (da 7.8 X10-6 a 9.8 X 10-6 pollici). Da un punto di vista industriale, i produttori di dispositivi a microchip utilizzano questi laser ad eccimeri profondi per la fotolitografia ad alta risoluzione. Ciò ha consentito l’acquisizione di dati in appena dieci nanometri e ha permesso la produzione di chip per computer più piccoli e più densi rispetto ai chip prodotti con la vecchia tecnologia. I microchip hanno registrato una graduale riduzione delle dimensioni da 0.5 micrometri (2 X 10 -5 pollici) nel 1990 a circa 43 nanometri (1.7 X 10 -6 pollici) nel 2010. Inoltre, i laser ad eccimeri hanno permesso di tagliare plastica e polimeri con straordinaria precisione.