エキシマレーザー

エキシマレーザー：精密加工から視力矯正手術まで

エキシマレーザーは、希ガス（アルゴン、クリプトン、キセノンなど）とハロゲン（フッ素、塩素など）の混合ガスを用いて、特殊なレーザー光を発生させる装置です。元々は工業用途で開発されましたが、近年では医療分野、特に眼科手術における視力矯正に広く用いられています。

エキシマレーザーの原理

エキシマレーザーは、混合ガスにパルス放電を行うことで、励起状態の希ガス原子とハロゲン原子が結合したエキシマ（励起二原子分子）を生成します。このエキシマは不安定な状態であり、すぐに元の原子状態に戻るときに、レーザー光を放出します。このレーザー光は、波長が短く、パルス状に発振するという特徴があります。

代表的なエキシマレーザーの発振波長は以下の通りです。

ArF：193 nm
KrF：248 nm
XeCl：308 nm
XeF：351 nm

工業用途

エキシマレーザーの高い精度と制御性から、様々な工業用途で利用されています。

精密機械加工: エキシマレーザーの短波長、高エネルギー密度の特性により、きわめて精密な加工が可能です。
半導体製造: フォトリソグラフィ工程において、微細な回路パターンを形成するために用いられています。
* 薄膜作製: PLD（パルスレーザー堆積）法において、材料の薄膜を精密に作製するのに不可欠な技術となっています。

眼科手術への応用

エキシマレーザーは、視力矯正手術、特にレーシック手術において革命的な進歩をもたらしました。その短波長、高精度、非熱的処理という特性により、角膜を必要最小限に、しかも極めて正確に切除することができます。レーザー光は熱損傷を与えず、衝撃波も発生しないため、角膜組織へのダメージを最小限に抑えられます。このため、レーシック手術は、痛みを伴わず、視力回復も早いという利点があります。

アメリカ合衆国では1995年、日本でも2000年に、それぞれFDA（米国食品医薬品局）と厚生省（現・厚生労働省）によって、エキシマレーザーを用いた視力矯正手術が承認されました。また、エキシマレーザーは発癌性がないことも確認されています。

まとめ

エキシマレーザーは、その高い精度と安全性から、工業分野から医療分野まで、幅広い分野で活躍しています。特に、レーシック手術における革新的な技術として、多くの人々の視力回復に貢献しています。今後も、更なる技術革新により、その応用範囲は拡大していくと期待されます。

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