Klasyfikacja lasera

Istnieją dwa główne typy laserów używanych do spawania, a mianowicie laser CO2 i laser Nd:YAG. Zarówno laser CO2, jak i laser Nd:YAG emitują światło podczerwone, które jest niewidoczne gołym okiem. Wiązka generowana przez laser Nd:YAG to głównie światło bliskiej podczerwieni o długości fali 1,06 lm. Przewodniki termiczne charakteryzują się dużą szybkością absorpcji światła o tej długości fali. W przypadku większości metali jego współczynnik odbicia wynosi od 20% do 30%. Jeśli stosowane jest standardowe zwierciadło optyczne, wiązkę pasmową bliskiej podczerwieni można skupić na średnicy 0,25 mm. Wiązka lasera CO2 to światło dalekiej podczerwieni o długości fali 10,6 lm. Większość metali ma współczynnik odbicia dla tego światła od 80% do 90%. Do skupienia wiązki światła na średnicy 0,75-0,1 mm potrzebne są specjalne zwierciadła optyczne. Moc lasera Nd:YAG może ogólnie sięgać około 4,000 do 6,000 W, a maksymalna moc osiągnęła obecnie 10,000 W. Jednak moc CO2 laser może z łatwością osiągnąć moc 20,000 W lub nawet większą.
Lasery CO2 dużej mocy rozwiązują problem wysokiego współczynnika odbicia poprzez efekt otworkowy. Gdy powierzchnia materiału napromieniowanego przez plamkę topi się, powstaje dziura. Ta mała dziura wypełniona parą przypomina ciało doskonale czarne, pochłaniając prawie całą energię padającego światła. Temperatura równowagi we wnęce osiąga około 25,000 e. W ciągu kilku mikrosekund współczynnik odbicia szybko spada. Chociaż rozwój laserów CO2 w dalszym ciągu koncentruje się na rozwoju i badaniach sprzętu, nie chodzi już o poprawę maksymalnej mocy wyjściowej, ale o to, jak poprawić jakość wiązki i jej skuteczność ogniskowania. Dodatkowo przy spawaniu laserami CO2 z dużą mocą powyżej 10 kW, przy stosowaniu gazu osłonowego argonem często indukowana jest bardzo mocna plazma, co powoduje mniejszą głębokość wtapiania. Dlatego podczas spawania laserami CO2 z dużą mocą jako gaz osłonowy często stosuje się hel, który nie wytwarza plazmy.
Zastosowanie kombinacji laserów diodowych do uzyskania ekscytujących kryształów Nd: YAG o dużej mocy jest ważnym tematem rozwoju, który znacznie poprawi jakość wiązek laserowych i umożliwi bardziej efektywną obróbkę laserową. Laser o długości fali wyjściowej w obszarze bliskiej podczerwieni jest wzbudzany przez bezpośredni układ diod, a jego średnia moc osiągnęła 1 kW, a sprawność konwersji fotoelektrycznej jest bliska 50%. Dioda charakteryzuje się także dłuższą żywotnością (10,000 godzin), co sprzyja obniżeniu kosztów konserwacji sprzętu laserowego. Rozwój sprzętu laserowego na ciele stałym pompowanego diodą (DPSSL).