Tartalom
Fogalmazás
A CO2 lézer egyfajta gáz lézer. Ebben az eszközben az elektromos áramot egy gázzal töltött csövön vezetik át, fényt termelve. A cső végei tükrök; az egyik teljesen tükröződik, a másik pedig átvilágít. A gázkeverék általában szén-dioxidból, nitrogénből, hidrogénből és héliumból áll. A CO2 lézerek által termelt fény láthatatlan, a fény spektrumának infravörös tartományába esik.
A lézernyaláb előállítása
Elektromos áram serkentésekor a gázkeverékben lévő nitrogénmolekulák gerjesztésre kerülnek, vagyis energiát nyernek.A nitrogént azért használják, mert hosszú ideig képes fenntartani ezt az izgatott állapotot anélkül, hogy az energiát fotonok vagy fény formájában ürítené. A nitrogén magas energiájú rezgései viszont gerjesztik a szén-dioxid molekulákat. Ezen a ponton a lézer elér egy olyan populáció-inverziónak nevezett állapotot, ahol egy rendszerben több gerjesztett részecske van, mint a nem gerjesztett. Ahhoz, hogy a lézer fénysugarat hozzon létre, a nitrogénatomoknak el kell veszíteniük gerjesztett állapotát azáltal, hogy fotonok formájában energiát bocsátanak ki. Ez akkor fordul elő, amikor a gerjesztett nitrogénatomok érintkezésbe kerülnek a nagyon hideg héliumatomokkal, ami a nitrogént fény kibocsátására engedi.
A lézerfény kisülése
A képződött fény nagyon erős a normál fényhez képest, mivel a gázcsövet tükrök veszik körül, amelyek a csövön áthaladó fény nagy részét visszaverik. Ez a fényvisszaverődés miatt a nitrogén által termelt fényhullámok intenzitása növekszik. A fény növekszik, miközben előre-hátra halad a csövön, és csak akkor világít ki, miután elég fényes lett, hogy áthaladjon a részlegesen visszaverődő tükörön.
Sugárerő és hullámhossz
A CO2 lézer fénye elég nagy ahhoz, hogy sok anyagot vágjon, köztük szövetet, fa és papírt; a legerősebb CO2-lézereket acél és más fémek megmunkálására használják. Bár a legnagyobb teljesítményű CO2-lézerek 1000 W-nál nagyobb teljesítményűek, a megmunkáláshoz használt lézerek általában 25 és 100 W között vannak; összehasonlításként a lézermutató néhány watt néhány ezred részét képezi. Mivel az infravörös, nagyon hosszú hullámhosszú, körülbelül 10,6 mikrométer; sokkal hosszabb, mint a látható fény, amely körülbelül 450 és 700 nanométer között mozog. A folyamatos lézerek mentén a CO2-típus a legerősebb a termelésben.