Innehåll
Sammansättning
En CO2-laser är en typ av gaslaser. I den här enheten drivs elektricitet genom ett gasfylldt rör som producerar ljus. Rörens ändar är speglar; varav den ena är 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 ljusspektrumets yttersta infraröda intervall.
Produktion av laserstrålen
När de stimuleras av en elektrisk ström, blir kvävemolekyler i gasblandningen upphetsade, vilket betyder att de får energi.Kväve används eftersom det kan hålla detta upphetsade tillstånd under lång tid utan att tappa ut energin i form av fotoner eller ljus. De högenergiska vibrationerna i kvävet väcker i sin tur koldioxidmolekylerna. Vid denna punkt uppnår lasern ett tillstånd som kallas befolkningsinversion, den punkt där ett system har mer upphetsade partiklar än icke-upphetsade. För att lasern ska producera en ljusstråle måste kväveatomerna tappa sitt upphetsade tillstånd genom att släppa energi i form av fotoner. Detta händer när de upphetsade kväveatomerna kontaktar 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 är omgivet av speglar, som återspeglar större delen av ljuset som rör sig genom röret. Denna reflektion av ljus får ljusvågorna som produceras av kvävet att byggas in intensitet. Ljuset ökar när det rör sig fram och tillbaka genom röret och kommer först ut efter att ha blivit tillräckligt ljust för att passera genom den delvis reflekterande spegeln.
Strålekraft och våglängd
Ljus från en CO2-laser är tillräckligt kraftfull för att kapa många material, inklusive tyg, trä och papper; de kraftfullaste CO2-lasrarna används för bearbetning av stål och andra metaller. Även om de högst drivna CO2-lasrarna löper över 1 000 W är de som används för bearbetning vanligtvis mellan 25 och 100 W; som jämförelse är laserpekare några tusendels watt. Eftersom det är i den infraröda, har den en mycket lång våglängd, cirka 10,6 mikrometer; det är mycket längre än synligt ljus, som löper mellan cirka 450 och 700 nanometer. När kontinuerliga lasrar går är CO2-typen den mest kraftfulla i produktionen.