Склад
СО2-лазер - це різновид газового лазера. У цьому пристрої електроенергія проходить через газонаповнену трубку, виробляючи світло. Кінці трубки - дзеркала; один з яких повністю відображає, а інший пропускає трохи світла. Газова суміш, як правило, складається з вуглекислого газу, азоту, водню та гелію. Світло, яке виробляється СО2-лазерами, невидиме, потрапляючи в дальній інфрачервоний діапазон світлового спектру.
Виробництво лазерного променя
При стимуляції електричним струмом молекули азоту в газовій суміші збуджуються, тобто вони отримують енергію. Азот використовується, оскільки він може тримати цей збуджений стан протягом тривалих періодів часу, не розряджаючи енергію у вигляді фотонів або світла. Високоенергетичні коливання азоту в свою чергу збуджують молекули вуглекислого газу. У цей момент лазер досягає стану, званого інверсією популяції, точки, в якій система має більше збуджених частинок, ніж незбуджені. Щоб лазер виробляв промінь світла, атоми азоту повинні втратити збуджений стан, виділяючи енергію у вигляді фотонів. Це трапляється, коли збуджені атоми азоту контактують з дуже холодними атомами гелію, що змушує азот випускати світло.
Розряд лазерного світла
Вироблене світло є дуже потужним у порівнянні зі звичайним світлом, оскільки трубка газів оточена дзеркалами, які відображають більшу частину світла, що проходить через трубку. Це відбиття світла призводить до збільшення інтенсивності світлових хвиль, що виробляються азотом. Світло збільшується, рухаючись туди-сюди по трубці, виходячи лише після того, як стає достатньо яскравим, щоб пройти через частково відбивне дзеркало.
Потужність пучка та довжина хвилі
Світло від CO2-лазера досить потужне, щоб вирізати багато матеріалів, включаючи тканину, дерево та папір; найпотужніші CO2-лазери використовуються для обробки сталі та інших металів. Хоча найпотужніші CO2-лазери працюють понад 1000 Вт, для обробки використовуються, як правило, від 25 до 100 Вт; для порівняння, лазерні покажчики складають кілька тисячних ват. Оскільки він знаходиться в інфрачервоному діапазоні, він має дуже велику довжину хвилі, близько 10,6 мікрометрів; він набагато довший за видиме світло, яке проходить приблизно від 450 до 700 нанометрів. У міру безперервного використання лазерів тип CO2 є найпотужнішим у виробництві.