Sävellys
CO2-laser on eräänlainen kaasulaser. Tässä laitteessa sähköä johdetaan kaasulla täytetyn putken läpi, mikä tuottaa valoa. Putken päät ovat peilejä; joista toinen heijastaa täysin ja toinen päästää valoa läpi. Kaasuseos koostuu yleensä hiilidioksidista, typestä, vedystä ja heliumista. CO2-lasereiden tuottama valo on näkymätöntä, ja se kuuluu valospektrin pitkälle infrapuna-alueelle.
Lasersäteen tuotanto
Kun sähkövirta stimuloi, kaasuseoksessa olevat typpimolekyylit innostuvat, mikä tarkoittaa, että ne saavat energiaa. Typpiä käytetään, koska se voi pitää tämän viritetyn tilan pitkiä aikoja tyhjentämättä energiaa fotonien tai valon muodossa. Typen korkean energian värähtelyt puolestaan kiihdyttävät hiilidioksidimolekyylejä. Tässä vaiheessa laser saavuttaa tilan, jota kutsutaan populaation inversioksi, piste, jossa järjestelmässä on enemmän viritettyjä hiukkasia kuin virittämättömiä. Jotta laser tuottaisi valonsäteen, typpiatomien täytyy menettää viritetty tila vapauttamalla energiaa fotonien muodossa. Tämä tapahtuu, kun viritetyt typpiatomit koskettavat hyvin kylmiä heliumatomeja, mikä saa typen vapauttamaan valoa.
Laservalon purkautuminen
Tuotettu valo on erittäin voimakas verrattuna normaaliin valoon, koska kaasuputkea ympäröivät peilit, jotka heijastavat suurimman osan putken läpi kulkevasta valosta. Tämä valon heijastuminen saa typen tuottamat valoaallot kasvamaan voimakkaasti. Valo lisääntyy, kun se kulkee edestakaisin putken läpi, ja vasta sitten, kun se on tullut riittävän kirkkaaksi kulkemaan osittain heijastavan peilin läpi.
Säteen teho ja aallonpituus
CO2-laserin valo on riittävän tehokas leikkaamaan monia materiaaleja, mukaan lukien kangas, puu ja paperi; tehokkaimpia CO2-lasereita käytetään teräksen ja muiden metallien työstöön. Vaikka suuritehoisimmat CO2-laserit ovat yli 1000 W, koneistukseen käytetyt laserit ovat yleensä välillä 25 - 100 W; Vertailun vuoksi laserosoittimet ovat muutama tuhannesosa wattia. Koska se on infrapunassa, sillä on erittäin pitkä aallonpituus, noin 10,6 mikrometriä; se on paljon pidempi kuin näkyvä valo, joka kulkee noin 450 ja 700 nanometrin välillä. Jatkuvien lasereiden myötä CO2-tyyppi on tehokkain tuotannossa.