CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器。它具有一些突出的優(yōu)點(diǎn):

①輸出功率大、能量轉(zhuǎn)換效率高。一般的封閉管CO2激光器可有幾十瓦的連續(xù)輸出功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他的氣體激光器；橫向流動(dòng)式的電激勵(lì)C02激光器則可有幾十萬(wàn)瓦的連續(xù)輸出。CO2激光器的能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%-40%，也超過(guò)了一般的氣體激光器。
②它是利用CO2分子的振動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷，有比較豐富的譜線，在10μm附近有兒十條譜線的激光輸出。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的高氣壓CO2激光器，甚至可做到從9μm-10μm間連續(xù)可調(diào)諧的輸出。

③它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對(duì)這個(gè)波長(zhǎng)的透明度較高)。此外，它還具有輸出光束的光學(xué)質(zhì)量高，相干性好，線寬窄，工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上都有許多應(yīng)用，如應(yīng)用于加工(焊接、切割、打孔等)、通信、雷達(dá)、化學(xué)分析、激光誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)、外科手術(shù)等方面。

CO2激光器工作原理及其受激發(fā)射過(guò)程較復(fù)雜。分子有3種不同的運(yùn)動(dòng)，一是分子里電子的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)決定了分子的電子能態(tài)；二是分子里的原子振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動(dòng)，并決定分子的振動(dòng)能態(tài)；三是分子轉(zhuǎn)動(dòng)，即以分子為一整體在空間連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，分子的這種運(yùn)動(dòng)決定了分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)。分子運(yùn)動(dòng)極其復(fù)雜，因而能級(jí)也很復(fù)雜。

CO2分子為線性對(duì)稱分子，兩個(gè)氧原子分別在碳原子的兩側(cè)，所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始終運(yùn)動(dòng)著，要繞其平衡位里不停地振動(dòng)。