Zloženie
CO2 laser je druh plynového laseru. V tomto zariadení sa elektrina vedie cez trubicu naplnenú plynom a produkuje svetlo. Konce trubice sú zrkadlá; z ktorých jeden je plne reflexný a druhý, ktorý prepúšťa určité svetlo. Plynná zmes všeobecne pozostáva z oxidu uhličitého, dusíka, vodíka a hélia. Svetlo produkované CO2 lasermi je neviditeľné a spadá do ďalekej infračervenej oblasti svetelného spektra.
Výroba laserového lúča
Pri stimulácii elektrickým prúdom sa molekuly dusíka v plynovej zmesi vzrušujú, čo znamená, že získavajú energiu. Dusík sa používa, pretože dokáže udržať tento vzrušený stav po dlhú dobu bez toho, aby vypúšťal energiu vo forme fotónov alebo svetla. Vysokoenergetické vibrácie dusíka zase vzrušujú molekuly oxidu uhličitého. V tomto bode laser dosiahne stav nazývaný populačná inverzia, bod, v ktorom má systém viac excitovaných častíc ako tých, ktoré nie sú excitované. Aby laser produkoval lúč svetla, musia atómy dusíka stratiť svoj excitovaný stav uvoľnením energie vo forme fotónov. To sa stane, keď sa excitované atómy dusíka dostanú do kontaktu s veľmi studenými atómami hélia, čo spôsobí, že dusík uvoľní svetlo.
Výboj laserového svetla
Vyprodukované svetlo je v porovnaní s normálnym svetlom veľmi silné, pretože trubica plynov je obklopená zrkadlami, ktoré odrážajú väčšinu svetla prechádzajúceho trubicou. Tento odraz svetla spôsobuje, že svetelné vlny produkované dusíkom narastajú. Svetlo sa zvyšuje, keď sa pohybuje trubicou tam a späť, až potom, čo je dostatočne jasné na to, aby prešlo čiastočne odrážajúcim zrkadlom, vychádza von.
Výkon a vlnová dĺžka lúča
Svetlo z CO2 laseru je dostatočne silné na to, aby rezalo mnoho materiálov vrátane látok, dreva a papiera; najsilnejšie CO2 lasery sa používajú na obrábanie ocele a iných kovov. Aj keď lasery s najvyšším výkonom CO2 pracujú s výkonom nad 1 000 W, tie, ktoré sa používajú na obrábanie, sa zvyčajne pohybujú medzi 25 a 100 W; pre porovnanie, laserové ukazovátka sú niekoľko tisícin wattu. Pretože je v infračervenej oblasti, má veľmi dlhú vlnovú dĺžku, okolo 10,6 mikrometra; je to oveľa dlhšie ako viditeľné svetlo, ktoré beží medzi približne 450 a 700 nanometrami. Pokiaľ ide o kontinuálne lasery, typ CO2 je najsilnejší vo výrobe.