Composición
Un láser de CO2 es un tipo de láser de gas. En este dispositivo, la electricidad pasa a través de un tubo lleno de gas, produciendo luz. Los extremos del tubo son espejos; uno de los cuales es completamente reflectante y el otro deja pasar algo de luz. La mezcla de gases se compone generalmente de dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno y helio. La luz producida por los láseres de CO2 es invisible y cae en el rango del infrarrojo lejano del espectro de luz.
Producción del rayo láser
Cuando son estimuladas por una corriente eléctrica, las moléculas de nitrógeno en la mezcla de gases se excitan, lo que significa que obtienen energía. Se utiliza nitrógeno porque puede mantener este estado excitado durante largos períodos de tiempo sin descargar la energía en forma de fotones o luz. Las vibraciones de alta energía del nitrógeno a su vez excitan las moléculas de dióxido de carbono. En este punto, el láser alcanza un estado llamado inversión de población, el punto en el que un sistema tiene más partículas excitadas que no excitadas. Para que el láser produzca un rayo de luz, los átomos de nitrógeno deben perder su estado excitado liberando energía en forma de fotones. Esto sucede cuando los átomos de nitrógeno excitados entran en contacto con los átomos de helio muy fríos, lo que hace que el nitrógeno libere luz.
Descarga de luz láser
La luz producida es muy potente en comparación con la luz normal porque el tubo de gases está rodeado de espejos, que reflejan la mayor parte de la luz que viaja a través del tubo. Este reflejo de la luz hace que las ondas de luz producidas por el nitrógeno aumenten de intensidad. La luz aumenta a medida que viaja hacia adelante y hacia atrás a través del tubo, y solo sale después de volverse lo suficientemente brillante como para atravesar el espejo parcialmente reflectante.
Potencia del haz y longitud de onda
La luz de un láser de CO2 es lo suficientemente potente como para cortar muchos materiales, incluidos tela, madera y papel; los láseres de CO2 más potentes se utilizan para mecanizar acero y otros metales. Aunque los láseres de CO2 de mayor potencia funcionan por encima de los 1.000 W, los que se utilizan para el mecanizado suelen oscilar entre 25 y 100 W; en comparación, los punteros láser son unas milésimas de vatio. Debido a que está en el infrarrojo, tiene una longitud de onda muy larga, alrededor de 10,6 micrómetros; es mucho más largo que la luz visible, que oscila entre 450 y 700 nanómetros. En lo que respecta a los láseres continuos, el tipo de CO2 es el más potente en producción.