Složení
CO2 laser je druh plynového laseru. V tomto zařízení je elektřina vedena trubkou naplněnou plynem a vytváří světlo. Konce trubice jsou zrcadla; jeden z nich je plně reflexní a druhý, který propouští světlo. Plynná směs obecně sestává z oxidu uhličitého, dusíku, vodíku a helia. Světlo produkované CO2 lasery je neviditelné a spadá do vzdálené infračervené oblasti světelného spektra.
Výroba laserového paprsku
Při stimulaci elektrickým proudem se molekuly dusíku ve směsi plynů vzrušují, což znamená, že získávají energii. Používá se dusík, protože dokáže tento vzrušený stav udržet po dlouhou dobu, aniž by uvolňoval energii ve formě fotonů nebo světla. Vysokoenergetické vibrace dusíku zase vzrušují molekuly oxidu uhličitého. V tomto bodě laser dosáhne stavu zvaného populační inverze, bod, ve kterém má systém více excitovaných částic než těch, které nejsou excitovány. Aby laser produkoval paprsek světla, musí atomy dusíku ztratit svůj vzrušený stav uvolněním energie ve formě fotonů. K tomu dochází, když se excitované atomy dusíku dotknou velmi studených atomů helia, což způsobí, že dusík uvolní světlo.
Výboj laserového světla
Produkované světlo je ve srovnání s normálním světlem velmi silné, protože trubice plynů je obklopena zrcátky, která odrážejí většinu části světla procházejícího trubicí. Tento odraz světla způsobuje, že světelné vlny produkované dusíkem rostou na intenzitě. Světlo se zvyšuje, jak se pohybuje tam a zpět skrz trubici, a vychází až poté, co je dostatečně jasné, aby prošlo částečně reflexním zrcadlem.
Výkon paprsku a vlnová délka
Světlo z CO2 laseru je dostatečně silné na to, aby řezalo mnoho materiálů, včetně látek, dřeva a papíru; nejsilnější CO2 lasery se používají pro obrábění oceli a jiných kovů. Přestože nejvýkonnější CO2 lasery dosahují výkonu přes 1 000 W, ty používané pro obrábění se obvykle pohybují mezi 25 a 100 W; pro srovnání, laserová ukazovátka jsou několik tisícin wattu. Protože je v infračervené oblasti, má velmi dlouhou vlnovou délku kolem 10,6 mikrometrů; je mnohem delší než viditelné světlo, které běží mezi asi 450 a 700 nanometry. Vzhledem k nepřetržitému laseru je typ CO2 nejsilnějším ve výrobě.