Kompozisyon
CO2 lazer, bir tür gaz lazeridir. Bu cihazda elektrik, gazla dolu bir tüpten geçirilerek ışık üretilir. Tüpün uçları aynadır; biri tamamen yansıtıcı, diğeri ise ışığın biraz geçmesine izin veriyor. Gaz karışımı genellikle karbon dioksit, nitrojen, hidrojen ve helyumdan oluşur. CO2 lazerleri tarafından üretilen ışık görünmezdir ve ışık spektrumunun uzak kızılötesi aralığına düşer.
Lazer Işının Üretimi
Bir elektrik akımı ile uyarıldığında, gaz karışımındaki nitrojen molekülleri uyarılır, yani enerji kazanırlar. Azot, enerjiyi foton veya ışık şeklinde boşaltmadan bu uyarılmış durumu uzun süre tutabildiği için kullanılır. Azotun yüksek enerjili titreşimleri, karbon dioksit moleküllerini harekete geçirir. Bu noktada lazer, bir sistemin uyarılmamış parçacıklardan daha fazla uyarılmış parçacıklara sahip olduğu nokta olan popülasyon ters çevirme adı verilen bir duruma ulaşır. Lazerin bir ışık demeti üretmesi için, nitrojen atomlarının fotonlar şeklinde enerji salarak uyarılmış durumlarını kaybetmeleri gerekir. Bu, uyarılmış nitrojen atomları, nitrojenin ışık salmasına neden olan çok soğuk helyum atomlarıyla temas ettiğinde olur.
Lazer Işığı Deşarjı
Üretilen ışık, normal ışığa kıyasla çok güçlüdür, çünkü gaz tüpü, tüpten geçen ışığın çoğunu yansıtan aynalarla çevrilidir. Işığın bu yansıması, nitrojen tarafından üretilen ışık dalgalarının yoğunluk kazanmasına neden olur. Işık, tüp içinde ileri geri hareket ettikçe artar, ancak kısmen yansıtıcı aynadan geçecek kadar parlak hale geldikten sonra ortaya çıkar.
Işın Gücü ve Dalga Boyu
CO2 lazerden gelen ışık, kumaş, ahşap ve kağıt dahil olmak üzere birçok malzemeyi kesecek kadar güçlüdür; en güçlü CO2 lazerleri çelik ve diğer metalleri işlemek için kullanılır. En yüksek güçlü CO2 lazerleri 1.000 W'ın üzerinde çalışsa da, işleme için kullanılanlar genellikle 25 ile 100 W arasındadır; kıyaslandığında, lazer işaretçiler watt'ın birkaç binde biri kadardır. Kızılötesinde olduğu için çok uzun bir dalga boyuna sahiptir, yaklaşık 10.6 mikrometre; yaklaşık 450 ila 700 nanometre arasında çalışan görünür ışıktan çok daha uzundur. Sürekli lazerler kullanıldığında, CO2 tipi üretimde en güçlü olanıdır.