کلمه "اگزایمر" از عبارت "دیمر تحریک شده" بدست آمده است که بدین معنی است که یک مولکول دو اتمی وقتی در حالت تحریکی واقع است پایدار است و در حالت پایه ناپایدار است. چنین مواردی مشخصا عباتند از هالوژنهای گاز نادر مانند ArF ، KrF و XeCl. اگر نمودار انرژی بر حسب فاصله بین مولکلی را برای حالت پایه یک مولکول معمولی رسم کنیم منحنی با یک انرژی مینیمم در حالت جدایی در حالت پایه مولکول بدست می‌آوریم. چنین منحنی‌هایی را می‌توان برای حالتهای تحریکی بدست آورد. ولی برای دیمرها گر چه حالتهای تحریکی دارای مینیمم است ولی حالت پایه دارای مینیمم نیست.

ایجاد جمعیت معکوس

بطور وضوح در حالت تعادل مولکولهای کمی در حالت پایه وجود دارند و مولکولها ناپایدارند. از اینرو نمی‌توان تحریک را مستقیم از حالت پایه بدست آورد. چندین امکان برای تحریک غیر مستقیم در تخلیه وجود دارد. برای مثال در ArF مراحل زیر اتفاق می‌افتد. ابتدا برخورد الکترونی داریم:

یونهای منفی با یونهای مثبت موجود مولکول تحریک شده را تولید می‌کنند:

با وجود این راه غیر مستقیم ، چنین واکنشهایی می‌تواند در تحریک کردن مولکولهای دیمر بسیار مؤثر باشد. به دلیل جمعیت کم در حالت پایه ، جمعیت معکوس به راحتی حاصل می‌شود. حتی وقتی که لیزر در حال کار است جمعیت حالت پایه خالی باقی می‌ماند، به دلیل آنکه حالت پایه ناپایدار است. به محض آنکه مولکول در حالت پایه قرار می‌گیرد اتمها به سرعت از یکدیگر جدا می‌شوند و مولکول تجزیه می‌شود.

فرآیند دمش

برای دمش این لیزرها تخلیه الکتریکی ، پرتوهای الکترونی و حتی پرتوهای فوتونی بکار می‌روند، گر چه در لیزرهای تجارتی معمولا از روش تخلیه الکتریکی استفاده می‌شود. دمش بسیار قوی به منظور ایجاد واکنشهای فوق مورد نیاز است که منجر به عمل لیزر به صورت ضربانی می‌شود. تجهیزاتی مانند آنچه در لیزر ازت به منظور دمش لیزر مورد نیاز است. بعضی از مواقع با استفاده از پرتوهای ماوراء بنفش و یا پرتوهای ایکس گازی محفظه تخلیه ابتدا کمی یونیزه می شود که تخلیه الکتریکی را بعدا سرعت می بخشد. غالبا تجهیزاتی نیز به منظور تعویض نوع گاز و تغییر طول موج لیزر نیز ساخته می‌شود. در هر صورت ضروری است بطور منظم گاز داخل محفظه لیزر تعویض شود تا از کاهش و تغییر خروجی لیزر ممانعت شود. لازم به توضیح است که بعضی از این مواد بخصوص گاز فلوئور سمی است.

توان و بازه فرکانسی

تعداد نسبتا زیادی لیزرهای اگزایمر ساخته شده‌اند که ناحیه طول موجهای 120 تا 500 نانومتر را در بر می‌گیرند. بعضی از آنها به خصوص XeF و KrF دارای کارآیی مؤثر 15-10% می‌باشند. توان ماکزیمم تا 1 ژول با توان متوسط حدود 200 وات قابل حصول است. چنین ضربانهای با توان بالا به خصوص جهت دمش لیزرهای رنگی مورد نیاز است.