CO2レーザーは、1964年にC.Kumar N.Patelによって発明されました。CO2ガラス管とも呼ばれ、連続出力の高いレーザー光源です。CO2レーザーは、繊維、医療、材料加工、工業製造など幅広い分野で活用されています。特に、パッケージマーキング、非金属材料の切断、美容医療において重要な役割を果たしています。
1980年代にはCO2レーザー技術は既に成熟しており、その後20年以上にわたり、金属切断、各種材料の切断・彫刻、自動車溶接、レーザークラッディングなどに利用されてきました。現在産業用として使用されているCO2レーザーの波長は10.64μmで、出力レーザー光は赤外線です。CO2レーザーの光電変換率は15%～25%に達し、固体YAGレーザーよりも優れています。CO2レーザーの波長は、レーザー光が鋼鉄、着色鋼、精密金属、および多くの種類の非金属に吸収されるという事実を決定づけます。その適用可能な材料の範囲は、ファイバーレーザーよりもはるかに広くなっています。
今のところ、最も重要なレーザー加工は間違いなく金属レーザー加工です。しかし、ファイバーレーザーが国内外の市場で急速に普及したことで、金属加工におけるCO2レーザー切断の市場シェアの一部を獲得しました。そのため、「CO2レーザーは時代遅れで役に立たない」という誤解が生じるかもしれません。しかし、実際にはこれは全くの間違いです。
CO2レーザーは、最も成熟し、最も安定したレーザー光源として、プロセス開発においても非常に成熟しています。今日でも、ヨーロッパ諸国や米国では、CO2レーザーの多くの用途が見られます。多くの天然および合成材料はCO2レーザー光をよく吸収するため、材料処理やスペクトル分析においてCO2レーザーに多くの可能性が開かれています。CO2レーザー光の特性は、依然として独自の応用可能性を秘めていることを決定づけています。以下に、CO2レーザーの一般的な用途をいくつか示します。
金属材料の加工
ファイバーレーザーが普及する以前は、金属加工には主に高出力CO2レーザーが使用されていました。しかし現在では、超厚板の切断には、10kW以上のファイバーレーザーが主流となっています。鋼板切断においてファイバーレーザー切断がCO2レーザー切断の一部を代替するようになったとはいえ、CO2レーザー切断がなくなるわけではありません。現在でも、HANS YUEMING、BAISHENG、PENTA LASERといった多くの国内レーザー加工機メーカーが、CO2金属レーザー切断機を提供しています。
ファイバーレーザーはレーザースポットが小さいため、切断には適しています。しかし、この特性はレーザー溶接においては弱点となります。厚板金属の溶接においては、高出力CO2レーザーの方がファイバーレーザーよりも優れています。数年前からファイバーレーザーの弱点を克服する研究が進められてきましたが、依然としてCO2レーザーの性能には及ばないのが現状です。
材料表面処理
CO2レーザーは、レーザークラッディングと呼ばれる表面処理に使用できます。現在では半導体レーザーもレーザークラッディングに用いられていますが、高出力半導体レーザーが登場する以前は、CO2レーザーがレーザークラッディングの主流でした。レーザークラッディングは、成形、ハードウェア、鉱山機械、航空宇宙、船舶機器などの産業分野で幅広く使用されています。半導体レーザーと比較すると、CO2レーザーは価格面でより有利です。
繊維加工
金属加工の分野では、CO2レーザーはファイバーレーザーや半導体レーザーからの挑戦に直面している。そのため、将来的には、CO2レーザーの主な用途は、ガラス、セラミック、布地、皮革、木材、プラスチック、ポリマーなどの非金属材料に依存するようになるだろう。
特殊分野におけるカスタムアプリケーション
CO2レーザーの光質は、ポリマー、プラスチック、セラミック加工などの特殊分野におけるカスタマイズ用途の可能性を大きく広げます。CO2レーザーは、ABS、PMMA、PPなどのポリマーを高速で切断できます。
医療用途
1990年代には、超短パルスCO2レーザーを用いた高エネルギーパルス医療機器が発明され、非常に普及した。レーザー美容は特に人気が高まり、非常に明るい未来が期待されている。
CO2レーザーは、ガス（CO2）を媒体として使用します。RF金属共振器設計であろうとガラス管設計であろうと、内部部品は熱に非常に敏感です。そのため、CO2レーザー装置を保護し、寿命を維持するためには、高精度な冷却が不可欠です。
S&A Teyuは19年間、レーザー冷却装置の開発と製造に専念してきました。国内のCO2レーザー冷却市場において、S&A Teyuは最大のシェアを占め、この分野で最も豊富な経験を有しています。CW-5200Tは、S&A Teyu社が新たに開発した省エネ型ポータブルレーザー水冷装置です。±0.3℃の温度安定性と、220V 50Hzおよび220V 60Hzのデュアル周波数に対応しています。小型～中型出力のCO2レーザー装置の冷却に最適です。この冷却装置の詳細については、https://www.chillermanual.net/sealed-co2-laser-tube-water-chiller-220v-50-60hz_p234.htmlをご覧ください。
