Kompositsioon
CO2 laser on teatud tüüpi gaaslaser. Selles seadmes juhitakse elektrit läbi gaasiga täidetud toru, tekitades valgust. Toru otsad on peeglid; üks neist on täielikult peegeldav ja teine laseb läbi valguse. Gaasisegu koosneb tavaliselt süsinikdioksiidist, lämmastikust, vesinikust ja heeliumist. CO2 laserite toodetud valgus on nähtamatu, langedes valgus spektri kaugesse infrapunakiirgusse.
Laserkiire tootmine
Elektrivoolu mõjul ergastuvad gaasisegus olevad lämmastikumolekulid, mis tähendab, et nad saavad energiat. Lämmastikku kasutatakse seetõttu, et see suudab seda ergastatud olekut pikka aega hoida, ilma et see eraldaks energiat footonite või valguse kujul. Lämmastiku suure energiaga vibratsioonid ergastavad omakorda süsinikdioksiidi molekule. Sel hetkel saavutab laser seisundi, mida nimetatakse populatsiooni inversiooniks - punktiks, kus süsteemis on rohkem ergastatud osakesi kui ergastamata osakesi. Laseri valgusvihu tekitamiseks peavad lämmastiku aatomid kaotama ergastatud oleku, eraldades energiat footonite kujul. See juhtub siis, kui ergastatud lämmastikuaatomid puutuvad kokku väga külmade heeliumi aatomitega, mistõttu lämmastik vabastab valgust.
Laservalguse tühjenemine
Toodetud valgus on tavalise valgusega võrreldes väga võimas, kuna gaasitoru on ümbritsetud peeglitega, mis peegeldavad suurema osa toru läbivast valgusest. See valguse peegeldus põhjustab lämmastiku tekitatud valguslainete intensiivsust. Valgus suureneb, kui see liigub läbi toru edasi-tagasi, välja tulles alles siis, kui on muutunud piisavalt heledaks, et läbida osaliselt peegeldav peegel.
Kiire võimsus ja lainepikkus
CO2 laseri valgus on piisavalt võimas, et lõigata paljusid materjale, sealhulgas kangast, puitu ja paberit; kõige võimsamaid CO2 lasereid kasutatakse terase ja muude metallide töötlemiseks. Ehkki kõrgeima võimsusega CO2 laserid töötavad üle 1000 W, on töötlemiseks kasutatavad laserid tavaliselt vahemikus 25 kuni 100 W; võrdluseks - laserosuti on paar tuhandikku vatti. Kuna see on infrapunaühenduses, on selle lainepikkus väga pikk, umbes 10,6 mikromeetrit; see on palju pikem kui nähtav valgus, mis kestab umbes 450–700 nanomeetrit. Kui pidevad laserid lähevad, on CO2 tüüp tootmises kõige võimsam.