組成
CO2レーザーはガスレーザーの一種です。 この装置では、電気はガス入りの管を通って流れ、光を生成します。 チューブの端は鏡です。 1つは完全に反射し、もう1つは光を通します。 ガス混合物は、一般に、二酸化炭素、窒素、水素、およびヘリウムで構成されています。 CO2レーザーによって生成された光は目に見えず、光スペクトルの遠赤外線範囲に分類されます。
レーザービームの製造
電流によって刺激されると、ガス混合物中の窒素分子が励起され、エネルギーを獲得します。 窒素は、光子や光の形でエネルギーを放出することなく、この励起状態を長期間保持できるために使用されます。 次に、窒素の高エネルギー振動が二酸化炭素分子を励起します。 この時点で、レーザーは反転分布と呼ばれる状態になります。これは、システムが非励起粒子よりも励起粒子を多く持つ点です。 レーザーが光線を生成するためには、窒素原子が光子の形でエネルギーを放出することによって励起状態を失う必要があります。 これは、励起された窒素原子が非常に冷たいヘリウム原子と接触し、窒素が光を放出するときに発生します。
レーザー光の放出
ガスの管は鏡に囲まれているため、生成される光は通常の光に比べて非常に強力です。鏡は管を通過する光の大部分を反射します。 この光の反射により、窒素によって生成される光波の強度が高まります。 光は、チューブ内を前後に移動するにつれて増加し、部分反射ミラーを通過するのに十分な明るさになった後にのみ出てきます。
ビームパワーと波長
CO2レーザーからの光は、布、木、紙など、多くの材料を切断するのに十分強力です。 最も強力なCO2レーザーは、鋼やその他の金属の機械加工に使用されます。 最高出力のCO2レーザーは1,000Wを超えますが、機械加工に使用されるレーザーは一般に25〜100Wです。 比較すると、レーザーポインターは数千分の1ワットです。 赤外線であるため、波長は非常に長く、約10.6マイクロメートルです。 それは、約450から700ナノメートルの間を走る可視光よりもはるかに長いです。 連続レーザーが進むにつれて、CO2タイプは生産において最も強力です。