В принципе, лазер преобразует какую-либо форму внешней энергии (электрического разряда или излучения импульсной лампы или лазерного диода) в свет с одной длиной волны. Это может быть достигнуто различными способами, например, лазерной средой может быть газ или твердое тело. Отсюда возникают названия: газовые лазеры и твердотельные лазеры.
В лазерном резонаторе лазерная среда находится между двумя зеркалами. Лазерное излучение многократно отражается между зеркалами и усиливается во время этого процесса, при этом часть пучка выходит через полупрозрачное зеркало. Данная часть пучка используется для лазерной обработки.
Для обработки материалов в промышленности используются лазеры двух типов: Nd:YAG лазеры и CO2 лазеры. Nd:YAG лазер представляет собой твердотельный лазер, активной средой которого является стержень из алюмоиттриевого граната, легированного металлом неодимом (химический символ Nd). CO2 лазер является типом газового лазера, в качестве активной среды в котором используется двуокись углерода (CO2).
Nd:YAG лазеры имеют выходную мощность приблизительно до 5 кВт, и они могут использоваться для сварки, маркировки, прошивки и т.д. Одним из преимуществ излучения Nd:YAG лазеров является возможность передачи лазерного пучка с помощью волоконно-оптических элементов, которые легко могут перемещаться роботами.
CO2 лазеры имеют намного более высокие уровни мощности, приблизительно до 50 кВт. Системы мощностью приблизительно до 4 кВт часто используются для лазерной резки с применением фокусирующей линзы. Так как линзы не могут выдержать пучки боле высокой мощности, для резки, сварки и обработки поверхности с использованием более мощных лазеров используются зеркала с водяным охлаждением.
Процесс генерации лазерного пучка в CO2 лазерах основывается на применении газов для лазеров CO2, азота и гелия. Эти газы необходимо часто заменять, что накладывает жесткие требования на качество самого газа для CO2 лазера и системы подачи газа.
Лазеры обоих этих типов генерируют излучение в инфракрасной области спектра, это означает, что сам по себе лазерный пучок невидим. Оператор должен принимать надлежащие меры предосторожности и использовать защитные очки, а наблюдатели и другие рабочие должны защищаться кожухами оборудования. Для юстировки системы часто используется маломощный лазер видимой области спектра.
Большое число других типов лазеров может использоваться для генерации широкого диапазона длин волн, покрывающих почти полный спектр, от инфракрасной области до видимой и ультрафиолетовой областей спектра. Каждый из этих типов лазеров обладает определенными преимуществами для конкретных применений.
Однако в связи с мощностью лазерного пучка, для обработки материалов в основном используются лазеры на CO2 и Nd:YAG.