Composição
Um laser de CO2 é um tipo de laser de gás. Nesse dispositivo, a eletricidade passa por um tubo cheio de gás, produzindo luz. As extremidades do tubo são espelhos; um dos quais é totalmente reflexivo e o outro que deixa passar alguma luz. A mistura de gases é geralmente composta de dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio e hélio. A luz produzida por lasers de CO2 é invisível, caindo na faixa do infravermelho distante do espectro de luz.
Produção do feixe de laser
Quando estimuladas por uma corrente elétrica, as moléculas de nitrogênio na mistura de gases ficam excitadas, o que significa que ganham energia. O nitrogênio é usado porque pode manter esse estado de excitação por longos períodos de tempo sem descarregar a energia na forma de fótons ou luz. As vibrações de alta energia do nitrogênio, por sua vez, excitam as moléculas de dióxido de carbono. Nesse ponto, o laser atinge um estado denominado inversão populacional, o ponto em que um sistema tem mais partículas excitadas do que não excitadas. Para que o laser produza um feixe de luz, os átomos de nitrogênio devem perder seu estado excitado, liberando energia na forma de fótons. Isso acontece quando os átomos de nitrogênio excitados entram em contato com os átomos de hélio muito frios, o que faz com que o nitrogênio libere luz.
Descarga de luz laser
A luz produzida é muito poderosa em comparação com a luz normal porque o tubo de gases é circundado por espelhos, que refletem a maior parte da luz que viaja através do tubo. Esse reflexo da luz faz com que as ondas de luz produzidas pelo nitrogênio aumentem de intensidade. A luz aumenta à medida que viaja para frente e para trás através do tubo, só saindo depois de se tornar brilhante o suficiente para passar pelo espelho parcialmente reflexivo.
Força do feixe e comprimento de onda
A luz de um laser de CO2 é poderosa o suficiente para cortar muitos materiais, incluindo tecido, madeira e papel; os lasers de CO2 mais poderosos são usados para usinagem de aço e outros metais. Embora os lasers de CO2 de maior potência funcionem acima de 1.000 W, aqueles usados para usinagem geralmente estão entre 25 e 100 W; em comparação, os ponteiros laser têm alguns milésimos de watt. Por estar no infravermelho, ele tem um comprimento de onda muito longo, em torno de 10,6 micrômetros; é muito mais longo do que a luz visível, que corre entre cerca de 450 e 700 nanômetros. No que diz respeito aos lasers contínuos, o tipo CO2 é o mais poderoso em produção.