Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nguồn máy laser CO2

 

Laser CO2 là nguồn phát laser sử dụng hỗn hợp khí chủ yếu là CO2 ( CO2 + He + N2 ); có thể thêm H2, hơi nước, Xenon làm môi trường kích hoạt laser. Nguồn năng lượng kích thích các điện tử trong hỗn hợp khí có thể là nguồn DC hoặc AC với tần số biến thiên nằm trong dải sóng radio.

 

Khi phân tử N2 và CO2 va chạm với nhau, phân tử Nito sẽ nhận các kích thích của điện trường dao động và chuyền các dao động này sang các phân tử CO2. Các phân tử CO2 khi nhận được năng lượng dao động tích lũy đến một mức nhất định sẽ phát ra các bức xạ.

Heli trong hỗn hợp làm nghèo hóa mức laser thấp và đảm nhiệm chức năng truyền nhiệt ra thành ống laser. Điều này sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của ống phóng.

Trong quá trình phóng điện, phân tử khí CO2 thường bị phân rã thành khí CO và O2, làm cho thiết bị giảm tuổi thọ và nhà sản xuất thường cho thêm hydro hoặc hơi nước để giúp chuyển khí CO sinh ra về dạng khí CO2, từ đó làm tăng tuổi thọ của thiết bị.

Laser CO2 có bước sóng 10.6 micro mét, nó cũng phát ra các tia có bước sóng từ 9 – 11 micro mét. Năng lượng  của các nguồn phát laser CO2 từ một vài chục watt đến hàng ngàn Kilowatts, hiệu suất sử dụng năng lượng của nó cao hơn hầu hết các loại laser thể rắn nhưng lại thấp hơn laser sử dụng diot.

Đối với laser năng lượng từ vài watt đến vài trăm watts, nguồn laser CO2 thường được đặt hoàn toàn trong ống kín liền khối. Hệ thống này có tuổi thọ đến vài ngàn giờ. Các hệ thống lớn hơn có cấu tạo phức tạp có thể cung cấp các laser năng lượng đến vài Megawatts.

máy laser co2 cắt mica

 

Nguồn laser CO2 tạo nên các dòng máy khắc phi kim như máy khắc gỗ, cắt mica, vải, da…cho đến các dòng máy khắc kim loại. Chính vì thế nó được ứng dụng rộng rãi: