Kompozicija
CO2 lazeris yra dujų lazerio rūšis. Šiame įrenginyje elektros energija tiekiama per dujomis užpildytą vamzdį, sukuriantį šviesą. Vamzdžio galai yra veidrodžiai; vienas iš jų yra visiškai atspindintis, o kitas praleidžia šiek tiek šviesos. Dujų mišinį paprastai sudaro anglies dioksidas, azotas, vandenilis ir helis. CO2 lazerių gaminama šviesa yra nematoma, patenkanti į tolimąjį infraraudonųjų spindulių spektrą.
Lazerio pluošto gamyba
Stimuliuojant elektros srovei, azoto molekulės dujų mišinyje susijaudina, vadinasi, įgyja energijos. Azotas naudojamas todėl, kad jis gali išlaikyti šią sužadintą būseną ilgą laiką, neišleisdamas energijos fotonų ar šviesos pavidalu. Savo ruožtu azoto didelės energijos virpesiai sužadina anglies dioksido molekules. Šiuo metu lazeris pasiekia būseną, vadinamą populiacijos inversija, tašką, kuriame sistema turi daugiau sužadintų dalelių nei sužadintų. Kad lazeris sukurtų šviesos pluoštą, azoto atomai turi prarasti sužadintą būseną, išlaisvindami energiją fotonų pavidalu. Tai atsitinka, kai sužadinti azoto atomai kontaktuoja su labai šaltais helio atomais, dėl kurių azotas išskiria šviesą.
Lazerio šviesos iškrovimas
Gaminama šviesa yra labai galinga, palyginti su įprasta, nes dujų vamzdį supa veidrodžiai, kurie atspindi didžiąją dalį vamzdžio sklindančios šviesos. Dėl šio šviesos atspindžio azoto sukeliamos šviesos bangos stiprėja. Šviesa didėja, kai ji keliauja pirmyn ir atgal per vamzdelį, o išeina tik tada, kai tampa pakankamai ryški, kad galėtų praeiti pro dalinai atspindintį veidrodį.
Spindulio galia ir bangos ilgis
CO2 lazerio šviesa yra pakankamai galinga, kad pjaustytų daugybę medžiagų, įskaitant audinį, medieną ir popierių; galingiausi CO2 lazeriai naudojami plieno ir kitų metalų apdirbimui. Nors didžiausią galią turintys CO2 lazeriai veikia virš 1000 W, apdirbimui naudojami paprastai yra nuo 25 iki 100 W; palyginimui, lazeriniai rodyklės yra kelios tūkstantosios vatų dalys. Kadangi jis yra infraraudonųjų spindulių, jis turi labai ilgą bangos ilgį, apie 10,6 mikrometrą; ji yra daug ilgesnė už matomą šviesą, kuri skrieja apie 450–700 nanometrų. Einant nuolatiniais lazeriais, CO2 tipas yra galingiausias gamyboje.