ليزر ثاني أكسيد الكربون
يمرر ليزر ثاني أكسيد الكربون تيارًا كهربائيًا عبر أنبوب مملوء بخليط غاز، مما ينتج عنه شعاع من الضوء. توجد مرآة عند كل طرف من طرفي الأنبوب. تعكس إحدى المرايا بشكل كامل، بينما تعكس الأخرى جزئيًا، مما يسمح بمرور بعض الضوء. يتكون خليط الغاز عادة من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيدروجين والهيليوم. ينتج ليزر ثاني أكسيد الكربون ضوءًا غير مرئي، في نطاق الأشعة تحت الحمراء البعيدة من الطيف.
يمكن أن تصل طاقة ليزر ثاني أكسيد الكربون عالية الطاقة المخصصة للآلات الصناعية إلى عدة كيلووات، لكن أجهزة الليزر هذه هي الاستثناء بالتأكيد. تتمتع معالجة ليزر ثاني أكسيد الكربون النموذجية بقدرة تتراوح من 25 إلى 100 واط وطول موجة يبلغ 10.6 ميكرون.
يُستخدم هذا النوع من الليزر بشكل شائع لمعالجة الخشب أو الورق (ومشتقاته)، والبولي ميثيل ميثاكريلات، والمواد البلاستيكية الأكريليكية الأخرى. كما أنها مناسبة لمعالجة الجلود والنسيج وورق الحائط والمنتجات المماثلة. كما تم تطبيقه على تجهيز الأطعمة مثل الجبن والكستناء والنباتات المختلفة.
عادةً ما يكون ليزر ثاني أكسيد الكربون هو الأنسب للمواد غير المعدنية، على الرغم من أنه يمكنه معالجة بعض المعادن. يمكنها عادةً قطع الألمنيوم الرقيق والمعادن غير الحديدية الأخرى. يمكن للمرء تعزيز قوة شعاع ثاني أكسيد الكربون عن طريق زيادة محتوى الأكسجين، ولكن هذا يمكن أن يكون خطيرًا بالنسبة لشخص عديم الخبرة أو لآلة غير مناسبة لمثل هذه التحسينات.
ليزر الألياف
ينتمي هذا النوع من الآلات إلى مجموعة ليزر الحالة الصلبة ويستخدم ليزر البذور. يقومون بتضخيم الشعاع باستخدام ألياف بصرية زجاجية مصممة خصيصًا تستمد طاقتها من صمام ثنائي للمضخة. يبلغ الطول الموجي العام لها 1.064 ميكرون، مما ينتج قطرًا بؤريًا صغيرًا للغاية. كما أنها بشكل عام أغلى معدات القطع بالليزر المختلفة.
لا تحتاج أجهزة ليزر الألياف عمومًا إلى الصيانة، ويبلغ عمرها الافتراضي 25,000 ساعة ليزر على الأقل. ولذلك، فإن ليزر الألياف له عمر أطول بكثير من الليزرين الآخرين ويمكن أن ينتج شعاعًا قويًا ومستقرًا. يمكن أن تصل شدتها إلى 100 مرة أعلى من ليزر ثاني أكسيد الكربون بنفس متوسط الطاقة. يمكن أن تكون أشعة الليزر الليفية عبارة عن أشعة مستمرة، أو أشعة شبه مستمرة، أو توفر إعدادات نبضية، مما يوفر إمكانات مختلفة. أحد الأنواع الفرعية لأنظمة ليزر الألياف هو MOPA، حيث يمكن ضبط مدة النبضة. وهذا يجعل ليزر MOPA أحد أكثر أنواع الليزر مرونة ويمكن استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات.
يعتبر ليزر الألياف هو الأنسب لوضع العلامات على المعادن من خلال التلدين ونقش المعادن ووضع العلامات على اللدائن الحرارية. تعمل بشكل جيد مع المعادن والسبائك والمواد غير المعدنية، وحتى الزجاج والخشب والبلاستيك. تتميز آلات القطع بليزر الألياف بأنها متعددة الاستخدامات ويمكنها معالجة عدد كبير من المواد المختلفة، اعتمادًا على الطاقة. عند معالجة المواد الرقيقة، تعتبر ألياف الليزر هي الحل الأمثل. ومع ذلك، بالنسبة للمواد التي يزيد حجمها عن 20 مم، يكون الوضع أقل مثالية، ولكن ماكينة ألياف الليزر الأكثر تكلفة بقوة تزيد عن 6 كيلووات ستكون كافية أيضًا.
Nd:YAG/Nd:YVO ليزر
يمكن أن تستخدم عمليات القطع بالليزر الكريستالي بلورات nd:YAG (عقيق ألومنيوم الإيتريوم المغطى بالنيوديميوم)، ولكن الأكثر شيوعًا هو استخدام بلورات nd:YVO (فانادات الإيتريوم المطلية بالنيوديميوم، YVO4). تتمتع هذه الأجهزة بقدرات قطع عالية جدًا. الجانب السلبي لهذه الآلات هو أنها يمكن أن تكون باهظة الثمن، ليس فقط بسبب سعرها الأولي، ولكن أيضًا لأن متوسط العمر المتوقع لها هو 8,000 إلى 15,000 ساعة (Nd:YVO4 أقل عمومًا )، ويمكن أن تكون الثنائيات المضخة باهظة الثمن.
يبلغ طول موجة الليزر هذه 1.064 ميكرون وتستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات بدءًا من التطبيقات الطبية وطب الأسنان وحتى التطبيقات العسكرية والتصنيع. بمقارنة الليزرين، Nd:YVO يتمتع بامتصاص وكسب أعلى للمضخة، وعرض نطاق أوسع، ونطاق طول موجي أوسع للمضخة، وعمر أقصر للمستوى العلوي، ومؤشر انكسار أعلى، وموصلية حرارية أقل. في التشغيل المستمر، يتمتع Nd:YVO بمستويات أداء إجمالية مماثلة لـ Nd:YAG عند القدرة المتوسطة إلى العالية. ومع ذلك، Nd:YVO لا يسمح بأن تكون طاقات النبض عالية مثل Nd:YAG، كما أن عمر الليزر أقصر.
ويمكن استخدامها على كل من المعادن (المغلفة وغير المطلية) وغير المعدنية، بما في ذلك البلاستيك. وفي بعض الحالات، يمكنها حتى معالجة بعض أنواع السيراميك. تم استخدام بلورات Nd:YVO4 مع بلورات معامل NLO العالية (LBO أو BBO أو KTP) لتحويل الإخراج من الأشعة تحت الحمراء القريبة إلى الأخضر والأزرق وحتى الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنحها مجموعة من الوظائف المختلفة.
نظرًا لتشابه حجمها، يمكن استبدال أيونات الإيتريوم أو الجادولينيوم أو اللوتيتيوم بأيونات أرضية نادرة نشطة بالليزر دون التأثير بشكل كبير على بنية الشبكة المطلوبة لإنتاج الشعاع. وهذا يسمح بالحفاظ على التوصيل الحراري العالي للمادة المخدرة.