Sammensetning
En CO2-laser er en type gasslaser. I denne enheten går strøm gjennom et gassfylt rør som produserer lys. Endene på røret er speil; den ene er reflekterende og den andre som slipper litt lys igjennom. Gassblandingen består generelt av karbondioksid, nitrogen, hydrogen og helium. Lys produsert av CO2-lasere er usynlig og faller innenfor det infrarøde området av lysspekteret.
Produksjon av laserstrålen
Når de stimuleres av en elektrisk strøm, blir nitrogenmolekyler i gassblandingen begeistret, noe som betyr at de får energi. Nitrogen brukes fordi det kan holde denne eksiterte tilstanden i lange perioder uten å tømme energien i form av fotoner eller lys. De høyenergiske vibrasjonene i nitrogenet vekker i sin tur karbondioksidmolekylene. På dette punktet oppnår laseren en tilstand som kalles populasjonsinversjon, det punktet der et system har mer eksiterte partikler enn ikke-eksiterte. For at laseren skal produsere en lysstråle, må nitrogenatomer miste sin opphissede tilstand ved å frigjøre energi i form av fotoner. Dette skjer når de eksiterte nitrogenatomer kommer i kontakt med de veldig kalde heliumatomer, noe som får nitrogenet til å frigjøre lys.
Utslipp av laserlys
Det produserte lyset er veldig kraftig sammenlignet med normalt lys fordi gasserøret er omgitt av speil, som reflekterer mesteparten av lyset som beveger seg gjennom røret. Denne refleksjonen av lys fører til at lysbølgene som produseres av nitrogenet, bygger seg opp i intensitet. Lyset øker når det beveger seg frem og tilbake gjennom røret, og kommer først ut etter å ha blitt lyst nok til å passere gjennom det delvis reflekterende speilet.
Strålekraft og bølgelengde
Lys fra en CO2-laser er kraftig nok til å kutte mange materialer, inkludert klut, tre og papir; De kraftigste CO2-laserne brukes til bearbeiding av stål og andre metaller. Selv om de høyest drevne CO2-laserne kjører over 1000 W, ligger de som brukes til maskinering generelt mellom 25 og 100 W; til sammenligning er laserpekere noen få tusendels watt. Fordi den er i infrarød, har den en veldig lang bølgelengde, rundt 10,6 mikrometer; det er mye lengre enn synlig lys, som går mellom 450 og 700 nanometer. Etter hvert som kontinuerlige lasere går, er CO2-typen den kraftigste i produksjonen.