Nguyên Lý Hoạt động của Bóng Laser CO2

Nguyên lý hoạt động của bóng laser CO2.

Laser CO2 là nguồn phát laser sử dụng hỗn hợp khí chủ yếu bao gồm CO2 ( CO2 + He + N2 có thể thêm một ít H2 có hoặc không có Xenon theo tỷ lệ xác định ) làm môi trường kích hoạt laser. Trong đó nguồn năng lượng kích thích các điện tử trong hỗn hợp khí ở đây có thể là nguồn dc chuyển thành AC tần số biến thiên trong dải sóng radio. Các phân tử Nito trong hỗn hợp khí sẽ nhận các kích thích của điện trường dao động và chuyền các dao động này sang các phân tử CO2 khi chúng va chạm với nhau. Các phân tử CO2 khi nhận được năng lượng dao động tích luy đến một mức độ xác định sẽ phát ra các bức xạ.
Heli trong hỗn hợp giúp làm nghèo hóa mức laser thấp và đảm nhiệm chức năng truyền nhiệt ra thành ống vì Heli có hệ số truyền nhiệt lớn. Điều này sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của ống phóng.
Trong quá trình phóng điện CO2 thường bị phân rã thành Khí CO và O2 điều này làm cho thiết bị giảm dâng tuổi thọ do đó người ta cho thêm hydro hoặc hơi nước để chuyển hoá khi CO sinh ra về dạng khí CO2.

Laser CO2 có bước sóng 10.6 micro mét, nhưng cũng có dung sai tiêu chuẩn, do đó bước sóng được phát ra các tia có thể từ 9 đến 11 micro mét. Năng lượng  của các nguồn phát laser CO2 có thể từ một vài chục watt đến hàng ngàn Kilowatts hiệu xuất sử dụng năng lượng của nó thường chênh lệch 10% cao hơn hầu hết các loại laser rắn nhưng thấp hơn các loại laser sử dụng diot.

Tùy từng năng lượng phát mà cấu tạo của các bóng laser CO2 là khác nhau.

Đối với laser năng lượng từ vài watt đến vài trăm watts, hệ thống tạo laser CO2 thường được đặt hoàn toàn trong ống kín liền khối. Các hệ thống này có tuổi thọ đến hàng ngàn giờ. Các hệ thống lớn hơn có cấu tạo rất phức tạp và ngày càng được cải tiến, nó có thể cung cấp các laser năng lượng đến vài triệu W (Megawatts) thường được sử dụng trong các hệ thống vũ khí.

Trong lịch sử chiến tranh, năm 1992 là thời điểm được ghi nhận laser được ứng dụng trong quân sự đầu tiên. Trong cuộc chiến tranh vùng Vịnh thời điểm đó, chúng ta được biết hải quân Anh đã sử dụng laser để làm lệch hướng tấn công của phi công Argentina thông qua việc vô hiệu hoá radar của máy bay. Và việc sử dụng laser này đã tạo nên ưu thế lớn mang đến chiến thắng cho hải quân Anh.