Anregung dichter Gase mit niederenergetischen Elektronenstrahlen: Neue Wege zu brillanten Lichtquellen und Excimer‐Lasern

AbstractDer zentrale physikalische Prozess bei der Lichterzeugung in Gasentladungen, etwa von Leuchtstofflampen, ist die Elektronenstoßanregung von Atomen. Wir haben ein Verfahren entwickelt, bei dem kalte, dichte Gase intensives Vakuumultraviolettlicht abstrahlen, indem sie von außen mit Elektronen beschossen werden. Die niedrigen Elektronenenergien (E < 20 keV) führen zu einer effizienten Einkoppelung der Strahlleistung in das Gas mit sehr hoher Leistungsdichte. Auf diese Weise lassen sich daher sowohl brillante Lichtquellen als auch elektronenstrahlgepumpte Laser realisieren. Kern der Entwicklung sind extrem dünne Eintrittsfolien aus Keramik, durch die die Elektronen mit sehr geringem Energieverlust in das Gas geschossen werden. Sie sind nur ca. 300 nm dick, halten aber bei typisch 1 mm Abmessungen einer Druckbelastung von mehreren bar und einer Strahlleistung von 100 W/cm2 stand. Bisher haben wir mit der neuen Technik Excimerlampen vom extremen Vakuumultraviolet bis zum normalen UV‐Bereich sowie Infrarotlaser realisiert.