Les lasers au dioxyde de carbone (CO2) sont l’un des types de lasers à gaz les plus anciens et les plus largement utilisés. Les lasers à gaz utilisent un courant électrique déchargé à travers un gaz pour émettre une lumière cohérente. La lumière laser a un degré élevé de cohérence temporelle et spatiale qui ne peut être atteint autrement.
Un laser au dioxyde de carbone produit une lumière infrarouge. C’est le laser à onde continue de la plus haute puissance et l’un des lasers les plus efficaces disponibles. Les lasers au dioxyde de carbone utilisent une décharge refroidie à l’air ou à l’eau, qui est généralement composée de dioxyde de carbone, d’azote, d’hydrogène et d’hélium. Comme tous les lasers, les lasers au dioxyde de carbone reposent sur l’inversion de population pour fonctionner. Cela se produit lorsqu’un système d’atomes ou de molécules a plus de membres dans un état excité.
Des matériaux spéciaux sont nécessaires pour la construction des lasers à dioxyde de carbone, car ils fonctionnent dans le spectre infrarouge. Des miroirs, des fenêtres et des lentilles sont utilisés pour focaliser et amplifier la lumière. Les miroirs sont argentés et les vitres et lentilles sont en germanium. Pour les applications plus puissantes, les miroirs sont en or et des fenêtres et des lentilles en séléniure de zinc sont utilisées.
Dans leur forme de base, les lasers au dioxyde de carbone ont une décharge de gaz avec un réflecteur total à une extrémité de l’unité. A l’extrémité de sortie se trouve un coupleur de sortie réfléchissant. Habituellement, le coupleur de sortie est un miroir en séléniure de zinc.
Les lasers au dioxyde de carbone sont capables d’une puissance de sortie élevée tout en étant d’un coût raisonnable par rapport à d’autres types de lasers. Pour cette raison, les lasers CO2 sont populaires pour les applications industrielles telles que la découpe, le soudage et la gravure. Les lasers CO2 sont également utiles pour fabriquer des appareils à partir du poly plastique commun, car il absorbe la lumière infrarouge.
Une autre application principale des lasers au dioxyde de carbone est dans les interventions chirurgicales. La plupart des tissus biologiques sont constitués d’eau. L’eau absorbe bien cette fréquence lumineuse. Quelques exemples d’utilisations médicales sont la chirurgie au laser, la dermabrasion et le resurfaçage au laser. Le resurfaçage au laser est communément appelé lifting au laser, dans lequel la peau est brûlée pour favoriser la formation de collagène.
Les lasers au dioxyde de carbone sont utilisés pour traiter certaines affections cutanées. Dans cette application, les lasers éliminent les bosses, les podules et autres formations cutanées qui pourraient être indésirables. Certaines applications chirurgicales radicales et de pointe ont été testées, telles que l’utilisation de lasers C02 pour souder des tissus humains, éliminant ainsi le besoin de sutures traditionnelles.
Le resurfaçage au laser est également utilisé en ophtalmologie. Le cristallin de l’œil humain peut être refait surface pour corriger la vision. La procédure peut également être utilisée pour traiter certains types de maladies qui affectent les yeux.