然而，能量较低的迷你型准分子激光器改变了这种情况。比如，JPSA公司已经建成了几个系统，这些系统中，高重复频率的光束是利用了一个掩膜调换设备来传输的。机动化的掩膜调换设备包括了几个简单的光掩膜(有正方形，三角形和不同直径的圆形，以及其他形状，如图3) 。这与CNC(全自动型注射针)研磨系统相类似，该系统配有自动的工具调换装置。在这种情况下，一个小型准分子激光器的BUF比其他较大的准分子激光器要高得多。此外，准分子与DPSS(二极管泵浦固体激光器)相比，它还具有面积大，能量高的特点，而且它具有平顶光束，所以使用掩膜调换装置，其外形可以通过成像而扩大。

图3. 图示为直接写入式准分子激光器系统，它带有自动调换掩膜装置，
这类似于CNC机器带有工具更换装置。

三维图形的制作可以利用图形掩膜的旋转在表面产生光滑且复杂的形状。比如，三角形绕它的顶点旋转时可以产生一个“V”型的凹槽。正方形旋转可以得到底边平整的凹槽，而圆形旋转则得到抛物面型的底面结构。

波长的选择

准分子激光器提供的输出波长范围为157 nm到351 nm。为特定的目的而选择合适的波长经常需要在各个有关因素中达成平衡，这些因素包括：所得到的产品的质量(具体来说，即边界热效应更小，边缘更平滑，更干净)，整体效率，以及加工成本。举例来说，通常，选择最合适的波长不仅会提高整体的质量，也会提高加工的速度，因为它使用了较低的能量来完成同样的工作。

在紫外激光对热敏材料或者高度透明材料的微加工应用中，一般的原则是波长越短能够得到的结果越好。这就是为什么波长为193 nm的激光比更长波长的激光更适合来对玻璃和感光聚合物比如PET，PMMA，以及类似的塑料进行加工，而157 nm更适合Teflon（聚四氟乙烯），聚乙烯塑料和石英的原因。

然而，某种材料的特有性质使得它们适合于特定的波长；其关键在于材料的吸收。比如，Teflon（聚四氟乙烯）被用于外科植入装置的涂层，或是射频装置的绝热器，它对于可见光波段和大部分长波长的紫外光的吸收比较小。对于这种材料，157 nm是最佳波长。对于许多塑料来说，在吸收频谱上最大程度与入射激光相匹配将带来更好的结果和更快的加工。比如，PMMA塑料，对波长222 nm的吸收量最大，这使得常被忽视的KrCl激光(222 nm)成为加工这种材料的最佳选择。

使用准分子激光器，更长的波长通常意味着运行成本更低，成本方面需要考虑激光管寿命，气体寿命，以及光束传输元件。需要记住的是，使用氯化物会比使用氟化物所得到的激光寿命更长，运转成本也越低。

应用的多样化

准分子激光器在制造业的应用主要在微加工(包括激光打标)和材料/表面改性。准分子微加工可以得到小孔，刻线，以及其他三维复杂的图案，如果结合有效反馈( 比如，用激光测量)来控制光的输入，加工精度在深度方向可达亚微米量级。

使用短波长使得侧向的精度可达亚微米量级；然而，实现亚微米量级不仅依赖于激光性能。它还要求高重复率的运动控制，通常使用带空气轴承的平台来移动基底和镜片，镜片移动需要考虑到足够的焦深，同时，实际加工时需要足够大的视场。

准分子激光器尤其适合大面积，集中且重复性强的图案。例如，在多片模块上打孔的过程。目前，在这方面的应用中，固态或者CO2激光器与振镜扫描相结合的技术占了主导地位。然而，当生产量增大时，电子元件的结构(包括微通道)会被缩小。在高密度元件数量增多，微通道尺寸却减小的这个方面，准分子激光图像制作相比其他直接写入技术就更具有竞争力。举例来说，利用光掩膜技术与底层的“步进和重复”运动相结合的过程，准分子激光器每秒可以得到>10000个过孔。大规模的并行打孔能力 (如图1) 还被用来生产过滤器，被用来在喷墨打印机中进行微粒过滤，该特点还被用于生产新一代的医学呼吸器，它目前正接受美国食品与药物管理局(FDA)的评估。

微型化的细胞培养工具(通常被称为“芯片上的实验室”)，是利用248 nm的准分子激光器在聚碳酸酯和其他塑料上制作而成的。这里，可以使用单束激光来得到微型坑和微通道，以及微米量级的通孔(如图4)。然后使用金属沉积技术来密闭这些通孔，从而起到密封和导电两方面效果。

图4. 微流体装置被用于药物发明和开发应用中，在该装置上，
利用248 nm的准分子激光可以得到微型坑和微通道，它们被用于实现密封的电路连接，
如图中聚碳酸酯样品所示。

另一个快速发展的应用领域是薄膜直接制备图形。在这个过程中，激光能量穿过薄膜，基底材料与薄膜的交界处被底部材料吸收。在交界面处，材料在短时间内被蒸发，导致了该处薄膜被去除。这个准分子“TFA”(薄膜烧蚀过程)在薄膜厚度小于1微米时结果最佳。在这些情况中，对薄膜进行去除/制图操作所需的能量小于蒸发同样体积的相同材料所需的能量。实际的例子包括在绝缘基底上的金属薄膜(厚度达1000 nm)，它被用于射频识别电路(RFID)和医疗传感器上。需要的话，金属薄膜的厚度可以通过低成本的电镀过程来增加。其他组合还包括在金属上加工绝缘体，在陶瓷上加工聚合物，甚至在聚合物上加工聚合物。大部分的应用是采用卷带式（reel-to-reel）的操作方式，在这里每片薄膜由单个激光脉冲进行加工。

准分子激光器的独特性还在于它们可以加工表面和亚表面的材料；其中一个例子是高碳钢零件的淬火过程。未经退火时，这些钢包含了铁和碳的较大晶体。使用308 nm的准分子激光器可以在微观层面上，使表面的金属层升到共熔区之上，让原子可以自由在金属内迁移。对于碳素钢来说，这个过程仅涉及碳和铁。这里的硬化过程是将相同的主要元素留在表面，而核心材料仍然保持未淬火时的延展性。

对于其他高度可淬火性合金材料，比如铬(或者其他金属)可以移到表面，从而形成独特的表面，比如该表面可能更坚硬，更具有防化学品腐蚀能力，更为光滑。同时，整个零件本身不受影响，仍然保持这些钢材特有的延展性。308 nm的准分子激光被用于铸铁柴油机引擎的汽缸套以得到摩擦力很小的表面。这项Audi公司开发的应用在本刊2005年2月刊中有具体介绍。

另一个表面加工的应用是对CVD金刚石晶片进行微加工和磨平操作，因为其多晶的本质导致了表面不平整。193 nm适用于加工高纯度的金刚石。高精度微加工的实例包括了对磨损表面，线切割模，散热片以及切割工具等进行三维微加工。在线性化的过程中，193 nm或者248 nm的准分子激光被整形成直线状，然后被定位，以便在临界角或者小于临界角情况下对整个表面进行作用。简单的光学理论表明，平整的表面会产生全反射，而不平整的表面点会导致激光被材料所吸收。这样得到的结果是平滑的表面，整个过程是个自中断过程。 #p#分页标题#e#

使用准分子激光器所进行的工业加工任务各不相同，这就促使了激光器产品具有更广的输出特性。本质上，所有的应用都要求具有高可靠性，激光寿命更长，运转成本更低。在三方面主要应用的促进下，激光器制造商已经取得了大量重要的技术进步。新一代的准分子激光器维护间隔时间更长，自动调节能力更先进，所需支的拥有成本也更低。