Per le macchine per marcatura laser a CO2, la qualità e le prestazioni del tubo laser influiscono direttamente sull'efficienza operativa della macchina; il tubo laser è anche uno dei componenti più critici. I tubi laser in vetro CO2 sono generalmente realizzati in vetro duro e adottano la struttura dell'involucro. Lo strato interno è il tubo di scarico, il secondo strato è la camicia di raffreddamento dell'acqua-e lo strato esterno è il tubo di stoccaggio del gas. Il diametro del tubo di scarica di un laser a CO2 è maggiore di quello di un tubo laser a He-Ne. Lo spessore del tubo di scarica generalmente non ha alcun effetto sulla potenza di uscita. La considerazione principale è l'effetto di diffrazione causato dal punto laser e la lunghezza del tubo deve essere regolata di conseguenza. I tubi più lunghi dovrebbero essere più spessi, mentre i tubi più corti dovrebbero essere più sottili. La lunghezza del tubo di scarico è direttamente proporzionale alla potenza erogata dal laser. Entro un certo intervallo di lunghezza, la potenza di uscita per metro di tubo di scarica aumenta con la lunghezza totale. Lo scopo dell'aggiunta di una camicia di raffreddamento ad acqua-è raffreddare il gas di lavoro e stabilizzare la potenza in uscita.
1. Vetro duro: questo componente è realizzato in materiale GG17, che viene cotto in un tubo di scarico, una camicia di raffreddamento dell'acqua-, una camicia di stoccaggio del gas e un tubo di ritorno del gas. I tubi laser in vetro CO2 sigillati hanno in genere una struttura dell'involucro a tre-strati. Lo strato interno è il tubo di scarico, lo strato intermedio è la camicia di purificazione dell'acqua e lo strato esterno è la camicia di stoccaggio del gas. Il tubo di ritorno del gas collega il tubo di scarico e il tubo di stoccaggio del gas.
2. Cavità risonante: questo componente è costituito da un riflettore totale e da un riflettore di uscita. Il riflettore totale della cavità risonante è generalmente basato su vetro ottico con una pellicola dorata sulla superficie. Il riflettore in pellicola dorata ha una riflettività superiore al 98% attorno al raggio laser da 10,6 µm. Il riflettore di uscita della cavità risonante è generalmente realizzato in germanio (Ge), un materiale che trasmette la radiazione infrarossa a 10,6 µm, con un rivestimento multistrato sulla parte superiore.
3. Elettrodo: i tubi laser in vetro CO2 utilizzano generalmente un catodo freddo di forma cilindrica. La scelta del materiale del catodo ha un impatto significativo sulla durata del laser. I requisiti di base per il materiale del catodo sono un basso tasso di sputtering e un basso tasso di assorbimento del gas.
Il tubo di scarico è collegato ad entrambe le estremità ad un tubo di stoccaggio del gas. Un piccolo foro su un'estremità del tubo di stoccaggio del gas si collega al tubo di scarico, mentre l'altra estremità è collegata al tubo di scarico tramite un tubo di ritorno del gas a spirale. Ciò consente al gas di circolare tra il tubo di scarico e il tubo di stoccaggio del gas, consentendo uno scambio costante di gas all'interno del tubo di scarico. Il tubo laser in vetro è ampiamente utilizzato per la marcatura e l'incisione di materiali non-metallici come acrilico e plastica ed è stato sviluppato anche per essere in grado di marcare l'acciaio dolce elettrolitico. I tubi laser in vetro CO2 vengono utilizzati anche nei sistemi di automazione per marcare fogli di poliimmide e poliestere utilizzati nei circuiti stampati flessibili e nelle membrane per strumenti elettronici.