Un excimère est une combinaison transitoire de deux atomes, appelée dimère excité, dans laquelle au moins un atome existe dans un état excité électroniquement. Dans des conditions normales, les atomes contiennent deux électrons par niveau d’énergie entourant leurs protons, les électrons tournant dans des directions opposées. Lorsque l’atome absorbe l’énergie de la lumière, un électron peut se déplacer vers une orbite d’énergie plus élevée, laissant un électron non apparié. L’atome se combine avec un autre atome pour former un dimère uniquement dans ces circonstances excitées, et lorsque le dimère libère son énergie et que l’électron retourne à son état fondamental, le dimère se dissocie, émettant une lumière fluorescente. Un excimer ne peut généralement durer que quelques nanosecondes.
Les lasers Excimer sont des lasers ultraviolets utilisés pour la chirurgie oculaire, le micro-usinage et la création de puces informatiques. Avec la pression et l’électricité, le laser crée des dimères en faisant passer un courant électrique à travers des mélanges de gaz réactifs, tels que le fluor ou le chlore, et de gaz inertes, tels que le krypton ou l’argon. Les molécules de gaz inerte se lient temporairement aux gaz réactifs, formant des composés excités qui libèrent de l’énergie soit spontanément, soit par stimulation. Lorsque les molécules libèrent leur énergie et se dissocient, une lumière laser ultraviolette (UV) est émise.
La lumière ultraviolette perturbe les liaisons moléculaires dans les tissus ou matériaux biologiques ou organiques. Il a un faible degré de pénétration et le tissu impacté se désintègre dans l’air plutôt que de brûler. Pour ces raisons, les lasers excimères sont utilisés pour remodeler ou éliminer le tissu de surface sur la surface oculaire. La kératomilieusis interstitielle assistée par laser (LASIK) est l’application d’une lumière UV dérivée d’excimer sur le tissu sous-jacent à un rabat externe de la cornée pour ajuster la courbure de la cornée. L’aplatissement de la forme cornéenne traite la myopie, et l’accentuation de la cornée traite l’hypermétropie. De plus, les zones irrégulières du contour cornéen qui produisent l’astigmatisme peuvent être éliminées.
En plus de la chirurgie oculaire pour traiter les problèmes de focalisation, les lasers excimer ont d’autres applications liées à la santé. Les lasers à excimère ont été utilisés dans les opérations d’angioplastie pour ouvrir les blocages dans les artères obstruées. Les dermatologues ont utilisé des excimères de chlorure de xénon pour désintégrer une variété de lésions cutanées, y compris le vitiligo et le psoriasis. Les ophtalmologistes sont capables d’éliminer avec précision les cicatrices cornéennes superficielles à l’aide du laser excimer.
Les lasers à lumière ultraviolette profonde (DUV) utilisant des dimères krypton-fluor ou argon-fluor émettent de la lumière avec des longueurs d’onde de 193 à 248 nanomètres (7.8 X10-6 à 9.8 X 10-6 pouces). D’un point de vue industriel, les fabricants de dispositifs à micropuces utilisent ces lasers excimères profonds pour la photolithographie haute résolution. Cela a permis la capture de données dans un espace aussi réduit que dix nanomètres et a permis la production de puces informatiques plus petites et plus denses que les puces produites avec l’ancienne technologie. Les micropuces ont connu une réduction progressive de la taille de 0.5 micromètres (2 X 10 -5 pouces) en 1990 à environ 43 nanomètres (1.7 X 10 -6 pouces) en 2010. En outre, les lasers excimères ont permis de couper les plastiques et les polymères avec une extraordinaire précision.