Come fanno i raggi laser a tagliare le cose?

I raggi laser tagliano le cose vaporizzando il materiale nel percorso del raggio. Questo è ciò che rende il presunto "taglio netto" di un laser. Se il laser non genera abbastanza calore per vaporizzare, il materiale si fonde e/o prende fuoco. Questo si traduce in un taglio irregolare o incompiuto.

Per generare abbastanza calore il raggio laser deve di solito essere focalizzato in un punto molto piccolo. Per esempio, il punto focale è meno di 0,1 mm di larghezza nel caso di un raggio CO2 inferiore a 100W. Se si usa una lente con una lunga lunghezza focale, il punto focale può essere allungato per tagliare più in profondità, ma genera un calore meno intenso. Una lunghezza focale corta non taglia così in profondità ma genera più calore, ma potrebbe essere necessario più di un passaggio per tagliare la stessa profondità.

Dopo il punto focale, il fascio si defocalizza rapidamente e perde potenza. Ecco perché un fascio a bassa potenza non taglierà troppo materiale.

Ecco un esempio per illustrare. Il mio laser CO2 da 60W genera un raggio non focalizzato largo circa 3mm. Darà fuoco al legno e alla fine lo brucerà, ma non molto rapidamente. L'aggiunta di una lente di focalizzazione concentrerà tutti i 60W su un punto di 0,1mm e poi perfora proprio attraverso 1/4 di pollice di legno quasi istantaneamente senza incendiarlo.