Il laser a gas CO2 è uno dei più antichi e più comuni tipi di laser nel mondo. Il primo laser CO2 è stato costruito da Kumar Patel nel 1964, presso i Bell Labs nel New Jersey. CO2 laser sono utilizzati oggi in molte capacità industriale.
Componenti
Come qualsiasi laser, i componenti principali di un laser a CO2 sono specchi e fonte di energia. Come tutti i laser a gas, questi specchi sono posizionati in un tubo (chiamato un "tubo di scarico del gas"), che è riempito con una miscela di gas. Nella maggior parte dei laser a CO2, questa miscela è di circa il 20 per cento anidride carbonica (CO2), il 20 per cento dell'azoto (N2), una piccola quantità di idrogeno (H2) o allo xeno (Xe) e una grande quantità di elio (He).
Costruzione
Gli specchi utilizzati nei laser CO2 devono essere costruiti con materiali speciali, dato che il laser funziona nello spettro infrarosso. Specchi sono fatti di silicio, molibdeno o oro, mentre le lenti sono spesso costruiti da seleniuro di zinco. In molti casi, tuttavia, questi componenti sono realizzati in diamanti, che sono il più resistente dei materiali disponibili. L'output di un determinato laser CO2 può essere ovunque da milliwatt (mW) a kilowatt (kW).
Funzionamento
In un laser CO2, l'introduzione di energia ai gas fa sì che gli atomi di azoto nella miscela a vibrare. Come l'azoto si scontra con l'anidride carbonica nella miscela, l'anidride carbonica diventa eccitato. Questo genera l'energia necessaria per "inversione di popolazione," un processo che in ultima analisi, genera l'output del laser.
Applicazioni
I laser CO2 sono solitamente utilizzati in ambienti industriali per taglio e saldatura. Bassa potenza laser a CO2 sono a volte utilizzati per incisione e sono sempre più utilizzati nelle procedure chirurgiche. Ricercatori israeliani hanno recentemente sperimentato con laser a CO2 per sigillare le ferite o incisioni chirurgiche anziché utilizzare punti di sutura tradizionale o suture. Infine, i militari utilizza particolari tipi di laser a CO2 per telemetria.
Laser a CO2 fatti in casa
Molti hobbisti amatoriale (e scienziati) hanno costruito i propri laser a CO2 per uso personale. Questo non è necessariamente a buon mercato o facile--soprattutto se si ha familiarità con il laser e chimica. Per gli aspiranti produttori di laser, ci sono guide disponibili online, il più prominente di quale è Laser FAQ di Sam (Vedi sotto per link).