Състав
СО2 лазерът е вид газов лазер. В това устройство електричеството преминава през газонапълнена тръба, произвеждайки светлина. Краищата на тръбата са огледала; единият от които е напълно отразяващ, а другият, който пропуска малко светлина. Газовата смес обикновено се състои от въглероден диоксид, азот, водород и хелий. Светлината, произведена от CO2 лазери, е невидима, попадайки в далечния инфрачервен диапазон на светлинния спектър.
Производство на лазерния лъч
Когато се стимулират от електрически ток, азотните молекули в газовата смес се възбуждат, което означава, че те печелят енергия. Азотът се използва, тъй като може да задържи това възбудено състояние за дълги периоди от време, без да освобождава енергията под формата на фотони или светлина. Високоенергийните вибрации на азота от своя страна възбуждат молекулите на въглеродния диоксид. В този момент лазерът постига състояние, наречено инверсия на населението, точката, в която системата има повече възбудени частици, отколкото невъзбудени. За да произведе лазерът лъч светлина, азотните атоми трябва да загубят възбуденото си състояние, като освобождават енергия под формата на фотони. Това се случва, когато възбудените азотни атоми се свържат с много студените хелиеви атоми, което кара азотът да отделя светлина.
Разряд на лазерна светлина
Произвежданата светлина е много мощна в сравнение с нормалната светлина, тъй като тръбата с газове е заобиколена от огледала, които отразяват по-голямата част от светлината, преминаваща през тръбата. Това отражение на светлината кара светлинните вълни, произведени от азота, да натрупват интензитет. Светлината се увеличава, докато пътува напред-назад през тръбата, излизайки едва след като стане достатъчно ярка, за да премине през частично отразяващото огледало.
Мощност на лъча и дължина на вълната
Светлината от CO2 лазер е достатъчно мощна, за да изрязва много материали, включително плат, дърво и хартия; най-мощните CO2 лазери се използват за обработка на стомана и други метали. Въпреки че най-мощните CO2 лазери работят над 1000 W, използваните за обработка обикновено са между 25 и 100 W; за сравнение, лазерните указатели са няколко хилядни от вата. Тъй като е в инфрачервената светлина, той има много дълга дължина на вълната, около 10,6 микрометра; той е много по-дълъг от видимата светлина, която се движи между около 450 и 700 нанометра. С непрекъснатите лазери типът CO2 е най-мощният в производството.