Sammansättning
En CO2-laser är en typ av gaslaser. I den här enheten drivs el genom ett gasfylld rör och producerar ljus. Rörets ändar är speglar; den ena är helt reflekterande och den andra som släpper igenom lite ljus. Gasblandningen består vanligtvis av koldioxid, kväve, väte och helium. Ljus som produceras av CO2-lasrar är osynligt och faller inom det yttersta infraröda området för ljusspektret.
Produktion av laserstrålen
När de stimuleras av en elektrisk ström blir kvävemolekyler i gasblandningen upphetsade, vilket innebär att de får energi. Kväve används eftersom det kan hålla detta upphetsade tillstånd under långa perioder utan att släppa ut energin i form av fotoner eller ljus. Kväveens högenergivibrationer exciterar i sin tur koldioxidmolekylerna. Vid denna punkt uppnår lasern ett tillstånd som kallas populationsinversion, den punkt där ett system har mer upphetsade partiklar än icke-exciterade. För att lasern ska producera en ljusstråle måste kväveatomerna förlora sitt upphetsade tillstånd genom att släppa energi i form av fotoner. Detta händer när de exciterade kväveatomerna kommer i kontakt med de mycket kalla heliumatomerna, vilket får kvävet att släppa ut ljus.
Utsläpp av laserljus
Det producerade ljuset är mycket kraftfullt jämfört med normalt ljus eftersom gasröret omges av speglar som reflekterar större delen av ljuset som rör sig genom röret. Denna reflektion av ljus gör att ljusvågorna som produceras av kvävet byggs upp i intensitet. Ljuset ökar när det färdas fram och tillbaka genom röret och kommer bara ut efter att ha blivit tillräckligt starkt för att passera genom den delvis reflekterande spegeln.
Strålkraft och våglängd
Ljus från en CO2-laser är tillräckligt kraftfullt för att skära många material, inklusive tyg, trä och papper; De mest kraftfulla CO2-lasrarna används för bearbetning av stål och andra metaller. Även om de högst drivna CO2-lasrarna körs över 1000 W ligger de som används för bearbetning i allmänhet mellan 25 och 100 W; som jämförelse är laserpekare några tusendels watt. Eftersom den är i infraröd har den en mycket lång våglängd, cirka 10,6 mikrometer; det är mycket längre än synligt ljus, som går mellan cirka 450 och 700 nanometer. När kontinuerliga lasrar går är CO2-typen den mest kraftfulla i produktionen.
