Laser adalah perangkat yang menggunakan prinsip radiasi terstimulasi untuk memperkuat atau berosilasi cahaya dalam beberapa zat yang tereksitasi.
Materi tereksitasi oleh cahaya, listrik, dan metode lainnya, sehingga beberapa partikel tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.Ketika jumlah partikel dalam keadaan ini lebih besar daripada jumlah partikel dalam keadaan energi yang lebih rendah, materi dapat dipengaruhi oleh radiasi terstimulasi.Radiasi optik dari panjang gelombang tertentu menghasilkan amplifikasi, yaitu, ketika radiasi optik dari panjang gelombang ini melewati bahan, ia memancarkan radiasi optik yang intensitasnya diperkuat dan konsisten dengan posisi gelombang, frekuensi dan arah cahaya datang.Ini disebut penguat laser.
Jika zat yang tereksitasi ditempatkan di rongga resonansi, radiasi cahaya dipantulkan bolak-balik sepanjang sumbu di rongga resonansi, dan melewati zat berkali-kali, dan radiasi cahaya diperkuat berkali-kali untuk membentuk sinar "laser" dengan intensitas tinggi dan arah terkonsentrasi.Ini adalah osilator laser.
Prinsip kerja: Molekul CO2 adalah molekul simetris linier.Dua atom oksigen berada di kedua sisi atom karbon, yang mewakili posisi kesetimbangan atom.Atom-atom dalam molekul selalu bergerak, dan terus-menerus bergetar di sekitar posisi kesetimbangannya.Menurut teori getaran molekul, CO2 memiliki tiga mode getaran yang berbeda: Dua atom oksigen bergetar dalam arah yang berlawanan sepanjang sumbu molekul, yaitu, dua oksigen mencapai nilai maksimum dan nilai keseimbangan getaran pada saat yang sama selama getaran , dan atom karbonnya diam, sehingga vibrasinya disebut vibrasi simetris.Kedua atom oksigen bergetar dalam arah tegak lurus sumbu molekul, dan arah getarannya sama, sedangkan atom karbon bergetar dalam arah yang berlawanan dan tegak lurus terhadap sumbu molekul.Karena getaran tiga atom disinkronkan, itu juga disebut getaran deformasi.Tiga atom bergetar sepanjang sumbu simetri, dan arah getaran atom karbon berlawanan dengan arah getaran dua atom oksigen, yang juga disebut energi getaran antisimetris.Dalam tiga mode getaran yang berbeda ini, ditentukan bahwa ada kelompok tingkat energi yang berbeda.
Tabung laser CO2: Ini adalah bagian paling penting dari mesin laser.Biasanya terbuat dari kaca keras dan umumnya mengadopsi struktur lengan berlapis.Lapisan terdalam adalah tabung pelepasan, lapisan kedua adalah selubung berpendingin air, dan lapisan terluar adalah tabung penyimpanan gas.Diameter tabung pelepasan laser karbon dioksida lebih besar dari tabung laser He-Ne.Secara umum, ketebalan tabung pelepasan tidak berpengaruh pada daya keluaran, terutama mengingat efek difraksi yang disebabkan oleh ukuran titik, yang harus ditentukan sesuai dengan panjang tabung.Tabung yang lebih panjang lebih tebal, dan tabung yang lebih pendek lebih tipis.Panjang tabung pelepasan sebanding dengan daya keluaran.Dalam rentang panjang tertentu, daya keluaran per meter panjang tabung pelepasan meningkat dengan panjang total.Tujuan penambahan jaket pendingin air adalah untuk mendinginkan gas kerja dan menstabilkan daya keluaran.Tabung pelepasan terhubung ke tabung penyimpanan gas di kedua ujungnya, yaitu, salah satu ujung tabung penyimpanan gas terhubung dengan tabung pelepasan dengan lubang kecil, dan ujung lainnya terhubung dengan tabung pelepasan melalui tabung pengembalian spiral , agar gas dapat bersirkulasi di tabung pelepasan dan aliran tabung penyimpanan gas, gas di tabung pelepasan setiap saat dipertukarkan.
Rongga resonansi optik: Rongga resonansi laser CO2 biasanya datar dan cekung.Cermin terbuat dari kaca optik K8 atau kuarsa optik, yang diolah menjadi cermin cekung dengan radius kelengkungan yang besar.Permukaan cermin dilapisi dengan film logam dengan reflektifitas tinggi—film berlapis emas.Reflektivitas pada panjang gelombang 10,6μm mencapai 98,8%, dan sifat kimianya stabil.Cahaya yang dipancarkan oleh karbon dioksida adalah cahaya inframerah.Oleh karena itu, reflektor perlu menggunakan bahan yang mentransmisikan cahaya inframerah, karena kaca optik biasa tidak transparan terhadap cahaya inframerah.Hal ini diperlukan untuk membuat lubang kecil di tengah cermin refleksi total.Kemudian segel sepotong bahan inframerah yang dapat mengirimkan laser 10,6μm untuk menyegel gas.Hal ini membuat bagian dari laser dalam rongga resonansi keluaran dari lubang kecil ini membentuk sinar laser.
Catu daya dan pompa: Arus pelepasan laser CO2 tertutup relatif kecil.Ini menggunakan elektroda dingin dan katoda terbuat dari molibdenum atau pelat nikel menjadi bentuk silinder.Dengan arus kerja 30-40mA, luas silinder katoda adalah 500cm2, sehingga lensa tidak akan tercemar.Sebuah penghalang cahaya ditambahkan antara katoda dan lensa.Pompa dirangsang oleh catu daya DC kontinu.Prinsip catu daya DC untuk menarik laser CO2 adalah bahwa tegangan DC adalah untuk meningkatkan tegangan AC di kota dengan transformator, dan memperoleh listrik tegangan tinggi melalui penyearah tegangan tinggi dan penyaringan tegangan tinggi untuk menambah tabung laser.