Bagaimana Cara Kerja Laser CO2?

Laser CO2 adalah jenis laser gas. Dalam perangkat ini, listrik dijalankan melalui tabung berisi gas, menghasilkan cahaya. Ujung tabung adalah cermin; salah satunya sepenuhnya reflektif dan yang lain yang memungkinkan beberapa cahaya masuk. Campuran gas umumnya terdiri dari karbon dioksida, nitrogen, hidrogen dan helium. Cahaya yang dihasilkan oleh laser CO2 tidak terlihat, jatuh dalam rentang spektrum cahaya inframerah jauh.

Ketika dirangsang oleh arus listrik, molekul nitrogen dalam campuran gas menjadi bersemangat, yang berarti mereka memperoleh energi. Nitrogen digunakan karena dapat menahan keadaan tereksitasi ini untuk jangka waktu yang lama tanpa mengeluarkan energi dalam bentuk foton, atau cahaya. Getaran energi tinggi dari nitrogen pada gilirannya merangsang molekul karbon dioksida. Pada titik ini, laser mencapai keadaan yang disebut inversi populasi, titik di mana sistem memiliki lebih banyak partikel tereksitasi daripada yang tidak tereksitasi. Agar laser dapat menghasilkan seberkas cahaya, atom nitrogen harus kehilangan keadaan tereksitasinya dengan melepaskan energi dalam bentuk foton. Ini terjadi ketika atom nitrogen yang tereksitasi menghubungi atom helium yang sangat dingin, yang menyebabkan nitrogen melepaskan cahaya.

Cahaya yang dihasilkan sangat kuat dibandingkan dengan cahaya normal karena tabung gas dikelilingi oleh cermin, yang memantulkan sebagian besar cahaya yang melewati tabung. Pantulan cahaya ini menyebabkan gelombang cahaya yang dihasilkan oleh nitrogen meningkat intensitasnya. Cahaya meningkat saat bergerak bolak-balik melalui tabung, hanya keluar setelah menjadi cukup terang untuk melewati cermin pantul sebagian.

Cahaya dari laser CO2 cukup kuat untuk memotong banyak bahan, termasuk kain, kayu, dan kertas; laser CO2 paling kuat digunakan untuk pemesinan baja dan logam lainnya. Meskipun laser CO2 bertenaga tertinggi bekerja lebih dari 1.000 W, yang digunakan untuk pemesinan umumnya antara 25 dan 100 W; sebagai perbandingan, penunjuk laser hanya seperseribu watt. Karena dalam inframerah, ia memiliki panjang gelombang yang sangat panjang, sekitar 10,6 mikrometer; itu jauh lebih panjang daripada cahaya tampak, yang membentang antara sekitar 450 dan 700 nanometer. Saat laser kontinu digunakan, jenis CO2 adalah yang paling kuat dalam produksi.