CO2激光器光電效率相對較高，不造成工作介質(zhì)損害，發(fā)射出10.6μm波長(cháng)的不可見(jiàn)激光，是一種比較理想的激光器。按氣體的工作形式可分封閉式及循環(huán)式，按激勵方式分電激勵，化學(xué)激勵，熱激勵，光激勵與核激勵等。在醫療中使用的CO2激光器幾乎百分之百是電激勵。

CO2激光器的工作原理：與其它分子激光器一樣，CO2激光器工作原理其受激發(fā)射過(guò)程也較復雜。分子有三種不同的運動(dòng)，即分子里電子的運動(dòng)，其運動(dòng)決定了分子的電子能態(tài)；二是分子里的原子振動(dòng)，即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動(dòng)——并決定于分子的振動(dòng)能態(tài)；三是分子轉動(dòng)，即分子為一整體在空間連續地旋轉，分子的這種運動(dòng)決定了分子的轉動(dòng)能態(tài)。分子運動(dòng)極其復雜，因而能級也很復雜。

CO2分子為線(xiàn)性對稱(chēng)分子，兩個(gè)氧原子分別在碳原子的兩側，所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始終運動(dòng)著(zhù)，要繞其平衡位置不停地振動(dòng)。根據分子振動(dòng)理論，CO2有三種不同的振動(dòng)方式：①二個(gè)氧原子沿分子軸，向相反方向振動(dòng)，即兩個(gè)氧在振動(dòng)中同時(shí)達到振動(dòng)的最大值和平衡值，而此時(shí)分子中的碳原子靜止不動(dòng)，因而其振動(dòng)被叫做對稱(chēng)振動(dòng)。②兩個(gè)氧原子在垂直于分子軸的方向振動(dòng)，且振動(dòng)方向相同，而碳原子則向相反的方向垂直于分子軸振動(dòng)。由于三個(gè)原子的振動(dòng)是同步的，又稱(chēng)為變形振動(dòng)。③三個(gè)原子沿對稱(chēng)軸振動(dòng)，其中碳原子的振動(dòng)方向與兩個(gè)氧原子相反，又叫反對稱(chēng)振動(dòng)能。在這三種不同的振動(dòng)方式中，確定了有不同組別的能級。

CO2激光的激發(fā)過(guò)程：CO2激光器中，主要的工作物質(zhì)由CO2，氮氣，氦氣三種氣體組成。其中CO2是產(chǎn)生激光輻射的氣體、氮氣及氦氣為輔助性氣體。加入其中的氦，可以加速010能級熱弛預過(guò)程，因此有利于激光能級100及020的抽空。氮氣加入主要在CO2激光器中起能量傳遞作用，為CO2激光上能級粒子數的積累與大功率高效率的激光輸出起到強有力的作用。