运作原理：
二氧化碳激光器是一种基于二氧化碳分子的分子激光器。在这种激光器中，主要的物质是二氧化碳分子，它们可以表现出多种能量状态，这些状态取决于其震动和旋转的形态。基本的能量状态如图1所示。在二氧化碳激光器中，混合气体是由电子释放产生的低压气体（通常在30-50托）形成的等离子体。根据麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，等离子体中的分子处于多种兴奋状态，其中一些分子处于高能态（00o1），表现为不对称摆动。当这些分子与空心墙碰撞或自然衰减时，它们会偶然地失去能量。通过自然衰减，这些高能状态会下降到对称摆动形态（10o0），并放射出可能沿任何方向传播的光子（波长为10.6μm的光束）。偶尔，这些光子之一会沿着光轴的腔向下传播，并在共鸣镜中反射。二氧化碳激光器的工作物质是由二氧化碳、氦和氮气组成的混合物。氮气作为缓冲气体，其分子共振地传递刺激能量给二氧化碳分子。氦的作用是作为热载体，将能量传递给氦原子水平（01110）。
二氧化碳激光的种类：
废热的排除方式对激光系统的设计有重大影响。原则上，有两种可能的方式。第一种是基于自然对流，热气自动扩散到管墙，其原理是密封和慢轴流激光。第二种是基于气体强迫对流，其原理是快轴流激光。总的来说，主要有五种二氧化碳激光器：
1. 密封式或无流式
2. 慢轴流
3. 快轴流
4. 快速横向流
5. 横向激励大气（TEA）
密封或无流式二氧化碳激光器通常用于激光标记。其放电管完全被封住，因此激光束的质量非常好。在大多数情况下，整个放电管可以更换，因此容易维护。这种激光器不需要的气体供应系统，只需要在激光头进行少量的连接，因此它既紧凑又轻便。但其能量输出较低（通常少于200瓦）。
TEA二氧化碳激光器通常用于防护罩的制作。它只能在脉冲模式下操作，气流低且气压高。其激励电压大约为一万伏。这种激光束的能量分布在相对较大的区域内是均匀的。它的较高能量可以达到10^12瓦，且脉冲宽度非常短。然而，由于多状态运作，这种激光器很难在小点上集中。
泵的电源供应：
对于连续波（CW）二氧化碳激光器，主要有三种供电方式：直流电（DC）、高频（HF）和射频（RF）。直流电供电设计较为简单。在高频供电方式中，电子在20-50千赫兹的频率间交替作用。与直流电相比，高频供电更紧凑且效率更高。在射频供电方式中，电子在2至100兆赫兹的频率间交替。与直流电相比，射频供电的电压和效率都较低。
