اگرچه لیزر چندین دهه است که لیزر مونوکسید کربن (CO) با طول موج نزدیک μm ۵ ساخته شده است ولی هنوز مانند لیزر مشابهش که لیزر دی اکسید کربن (CO₂)   با طول موج μm ۶/۱۰ است مورد استفاده قرار نگرفته است. هم اکنون Coherent از یک لیزر CO برای کاربرد های فرآوری مواد مثل برش شیشه، کاربرد های پزشکی، اسپکتروسکوپی و تحقیقات پرده برداری کرده است.
آقایAndrew Held  مدیر بازاریابی واحد تجارت Coherent می‌گوید :” تکنولوژی لیزر CO همانند لیزر CO₂ در اواسط ۱۹۶۰ توسعه پیدا کرد. لیزر CO جذاب و مورد توجه بود بدلیل اینکه بهره ‌اش بیش از ۲برابر لیزر CO₂ بود. اگرچه لیزر CO مشکلاتی نیز به همراه داشت: لیزرهای CO اولیه در توان‌های بالا نیاز به خنک‌کاری داشتند (مدل های پرتوان بصورت کرایوژنیک خنک می‌شدند) و توان خروجی لیزر به سرعت افت می‌کرد. طول عمر این لیزرها نیز در بهترین حالت چند ده ساعت بود. در نتیجه تکنولوژی لیزر CO₂ برنده شد و پس از آن به عنوان لیزر گازی استاندارد برگزیده شد.”
ولی آقای Held می گوید:” Coherent با طراحی لیزرهای CO که دارای توان خروجی بالا، عملکرد در دمای اتاق، بازده بالا و طول عمر چندین هزار ساعت هستند و در محدوده طول موجی μm ۶-۵ کار می‌ کنند، مشکلات فنی خود را مرتفع کرده است. لیزر جدید CO از بسیاری از تکنولوژی ‌های مورد استفاده در لیزر CO₂ استفاده می کند به عنوان مثال منبع تغذیه فرکانس- رادیوئی مورد استفاده در لیزرهای CO₂        می تواند در لیزرهای CO نیز قابل استفاده باشد.”
Coherent بر اساس موجبرهای ساخت شرکت و مدلهای اسلب[۱] تعدادی از لیزرهای CO با توان خروجی   W ۲۰ تا kW ۱ را مورد آزمایش قرار داد. اولین لیزر پرتوان CO  شرکت، که در نمایشگاه            LASER World of Photonics  (۲۵-۲۲ ژوئن ۲۰۱۵، مونیخ، آلمان) نمایش داده خواهد شد می تواند در مد پالسی  پیک- توان- بالا با توان متوسط W ۲۰۰ و بیشتر کار کند.
وقتی فرآوری مواد در μm ۵ انجام می ‌شود مزایای بسیاری وجود دارد، بهترین آن مزیت واکنش بین      نور- ماده است. به خاطر ضریب جذب متفاوت مواد، واکنش لیزر CO که  μm ۵ است با لیزر CO₂ که ۹ تا  μm11 است می ‌تواند بطور قابل توجهی متفاوت باشد. این لیزر در بسیاری از لایه‌ ها، پلیمرها،                دی الکتریک ‌های PCB، سرامیک ‌ها و کامپوزیت ‌ها قدرت جذب بیشتری دارد. تضعیف بسیار پایین نور لیزر با طول موج  μm ۶-۵ در کالکوژناید[۲] و فیبرهای فلورید بسیار- سنگین سبب قابلیت استفاده از آن در فیبر می شود. عدم امکان کوپل به فیبر خروجی لیزر CO₂ یک اشکال عمده این لیزر است.
 


 سطح مقطع شیشه کورنینگ CT24 با ضخامت  mm ۷/۰ برش داده شده توسط (a لیزر CO₂ که دارای تنش پسماند است و (b لیزر CO که بدون نقص است.
برش شیشه
آقای Held توضیح می ‌دهد: “یک کاربرد مهم این ضریب جذب متفاوت، برش شیشه است (شکل را ببینید). در برش شیشه با لیزر CO₂، طول موج μm ۶/۱۰به وضوح روی سطح دیده می شود. گرمای ایجاد شده روی سطح سپس باید به داخل ماده نفوذ پیدا کند; به دنبال آن از یک خنک‌کاری با آب برای ایجاد شوک حرارتی استفاده می شود که سبب بوجود آمدن یک خط حکاکی شده در شیشه می شود. برای زیرلایه ‌های شیشه ‌ای ضخیم ‌تر، این فرایند با برش مکانیکی دنبال می ‌شود. برای لیزر CO نیز کل فرآیند شبیه به همین است، اما جذب شیشه در طول موج  ۵ μm بسیار کمتر است. بنابراین نور بطور مستقیم و بیشتر داخل ماده نفوذ می کند و در سراسر ضخامت شیشه سبب ایجاد حرارت می شود.
آقای Held اضافه می‌کند:” آزمایش ‌ها مزایای مهم متعددی را نشان داده ‌اند که شامل عدم ذوب ‌شدگی سطح، عدم ایجاد ترک و تنش پسماند صفر هستند. نتیجه آن کیفیت برش بهتر، شیشه محکم تر و یک پنجره فرآیند برش وسیع ‌تر است.”
برش ‌های انحنادار و بی ‌شکل با لیزر CO قابل انجام هستند زیرا پرتو بدون اثرات گرمایی ناخواسته که سبب مشکلاتی در کنترل فرآیند نفوذ هستند، بطور مستقیم داخل شیشه نفوذ می‌کند. به علاوه طول موج      کوتاه ‌تر لیزر CO منجر به لکه کانونی شده کوچک تر و عمق تمرکز بزرگ تری نسبت به لکه ‌ای با همان اندازه در لیزر CO₂  می شود و عمق تمرکز بیشتر سبب ایجاد پنجره فرآیند بزرگ تر می شود که میدان دید وسیع ‌تری را برای فرآیند ممکن می ‌سازد.
www.laserfocusworld.com,  By John Wallace

---