Un laser CO2 est un type de laser à gaz. Dans ce dispositif, l'électricité circule dans un tube rempli de gaz, produisant de la lumière. Les extrémités du tube sont des miroirs; l'un est entièrement réfléchissant et l'autre laisse passer la lumière. Le mélange gazeux comprend généralement du dioxyde de carbone, de l'azote, de l'hydrogène et de l'hélium. La lumière produite par les lasers CO2 est invisible, tombant dans l'infrarouge lointain du spectre lumineux.

Production du faisceau laser

Lorsqu'elles sont stimulées par un courant électrique, les molécules d'azote dans le mélange gazeux deviennent excité, ce qui signifie qu'ils gagnent de l'énergie. L'azote est utilisé parce qu'il peut maintenir cet état excité pendant de longues périodes de temps sans décharger l'énergie sous forme de photons, ou de lumière. Les vibrations à haute énergie de l'azote excitent à leur tour les molécules de dioxyde de carbone. À ce stade, le laser atteint un état appelé inversion de population, le point auquel un système a plus de particules excitées que celles non excitées. Pour que le laser produise un faisceau de lumière, les atomes d'azote doivent perdre leur état excité en libérant de l'énergie sous la forme de photons. Cela se produit lorsque les atomes d'azote excités entrent en contact avec les atomes d'hélium très froids, ce qui provoque la libération de lumière.

Décharge de la lumière laser

La lumière produite est très puissante par rapport à la lumière normale Le tube de gaz est entouré de miroirs qui reflètent la plus grande partie de la lumière qui traverse le tube. Cette réflexion de la lumière fait que les ondes lumineuses produites par l'azote prennent de l'intensité. La lumière augmente au fur et à mesure qu'elle traverse le tube et ne sort qu'après avoir été suffisamment brillante pour traverser le miroir partiellement réfléchissant.

Puissance du faisceau et longueur d'onde

Lumière d'un laser CO2 est assez puissant pour couper beaucoup de matériaux, y compris le tissu, le bois et le papier; Les lasers CO2 les plus puissants sont utilisés pour l'usinage de l'acier et d'autres métaux. Bien que les lasers au CO2 les plus puissants dépassent 1 000 W, ceux utilisés pour l'usinage sont généralement compris entre 25 et 100 W; en comparaison, les pointeurs laser sont quelques millièmes de watt. Parce que c'est dans l'infrarouge, il a une très grande longueur d'onde, environ 10,6 micromètres; il est beaucoup plus long que la lumière visible, qui s'étend entre environ 450 et 700 nanomètres. Comme les lasers continus vont, le type de CO2 est le plus puissant dans la production.