Indhold
Sammensætning
En CO2-laser er en type gaslaser. I denne enhed køres elektricitet gennem et gasfyldt rør, der producerer lys. Enderne af røret er spejle; den ene reflekterer fuldt ud og den anden giver noget lys igennem. Gasblandingen består generelt af kuldioxid, nitrogen, brint og helium. Lys produceret af CO2-lasere er usynligt og falder inden for det fjerne infrarøde område af lysspektret.
Produktion af laserstrålen
Når de stimuleres af en elektrisk strøm, bliver nitrogenmolekyler i gasblandingen ophidsede, hvilket betyder, at de får energi.Kvælstof bruges, fordi det kan holde denne ophidsede tilstand i lange perioder uden at udlede energien i form af fotoner eller lys. De høje energi-vibrationer af kvælstoffet glæder igen kuldioxidmolekylerne. På dette tidspunkt opnår laseren en tilstand kaldet befolkningsinversion, det punkt, hvor et system har mere ophidsede partikler end ikke-ophidsede. For at laseren skal producere en lysstråle, skal nitrogenatomer miste deres ophidsede tilstand ved at frigive energi i form af fotoner. Dette sker, når de ophidsede nitrogenatomer kommer i kontakt med de meget kolde heliumatomer, hvilket får nitrogenet til at frigive lys.
Udledning af laserlys
Det producerede lys er meget kraftigt sammenlignet med normalt lys, fordi gassrøret er omgivet af spejle, som reflekterer det meste af lyset, der bevæger sig gennem røret. Denne reflektion af lys får lysbølgerne, der produceres af nitrogenet, til at bygge i intensitet. Lyset øges, når det bevæger sig frem og tilbage gennem røret og først kommer ud, når det er lyst nok til at passere gennem det delvist reflekterende spejl.
Stråleeffekt og bølgelængde
Lys fra en CO2-laser er kraftfuld nok til at klippe mange materialer, herunder klud, træ og papir; de mest kraftfulde CO2-lasere bruges til bearbejdning af stål og andre metaller. Selvom de højest drevne CO2-lasere løber over 1.000 W, er de, der bruges til bearbejdning, generelt mellem 25 og 100 W; til sammenligning er laserpegere et par tusindedele af en watt. Fordi det er i den infrarøde, har den en meget lang bølgelængde, ca. 10,6 mikrometer; det er meget længere end synligt lys, der løber mellem ca. 450 og 700 nanometer. Når kontinuerlige lasere går, er CO2-typen den mest kraftfulde i produktionen.