CO2激光器的工作原理和其他分子激光器一样，CO2激光器的受激发射过程比较杂乱。分子有三种不同的运动，即分子中电子的运动，决定了分子的电子能量状态；二是分子中的原子振动，即分子中的原子围绕其平衡位置作周期性3354振动，由分子的振动能态决定；三分子翻滚，即分子整体在空间中依次旋转，分子的这种运动决定了分子的翻滚能量状态。分子的运动极其杂乱，所以能级也是杂乱的。
CO2是线性对称分子，碳原子两端有两个氧原子，表示原子的平衡位置。分子中的每一个原子都一直在运动，它要绕着它的平衡位置振动。根据分子振动理论，CO2有三种不同的振动方式：
两个氧原子沿分子轴作相反方向的振动，即两个氧原子在振动中一起达到振动的最大值和平衡值，而分子中的碳原子此刻仍处于静止状态，故其振动称为对称振动。
两个氧原子在垂直于分子轴的方向上同向振动，碳原子在垂直于分子轴的方向上反方向振动。因为三个原子的振动是同步的，所以也叫形变振动。
三个原子沿对称轴振动，期间碳原子的振动方向与两个氧原子的振动方向相反，也称为反对称振动能。在这三种不同的振动方法中，确定了不同组的能级。
CO2激光器的激发过程：CO2激光器的工作物质是CO2、He和N2、Xe的混合气体，激光由CO2分子发射。其他气体有助于改善激光器的工作条件，增加激光器的输出功率水平和使用寿命，输出波长：=10.6 m. CO2激光器是输出功率最高的气体激光器，连续输出50kW；具有10^12W.脉冲的激光器
在CO2激光器中，主要工作物质由CO、氮气和氦气组成。Co是产生激光辐射的气体，氮气和氦气是辅助气体。氦的加入可以加速010能级的热弛豫过程，因此有利于激光100和020能级的抽空。氮的加入在CO激光器中主要起能量转移作用，对能级粒子的积累和高功率高效率的激光输出起着强大的作用。
CO激光器的激发条件：放电管中通常输入几十或几百mA的DC电流。放电时，放电管内气体混合物中的氮分子受到电子的冲击而被激发。此时，被激发的氮分子与CO分子碰撞，N2分子将其能量转移给CO2分子，CO分子从低能级跃迁到高能级，形成粒子数反转，发出激光。
co2激光器的工作原理CO2激光器是一种分子激光器。主要物质是二氧化碳分子。它可以表现出多种能量状态，这取决于它的振动和旋转的形状。基本能源网络如图1所示。二氧化碳中的混合气体是电子释放引起的低压气体(通常为30-50托)形成的等离子体(等离子体)。正如麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律所说，在等离子体中，分子呈现各种激发态。其中一部分会表现出高能态(00o1)，表现出不对称的摇摆态。当它与空心墙碰撞或自然发射时，这种分子也会意外地失去能量。通过自然发射这种高能态，它将下降到对称的摆动形式(10o0)，并发射可能向任何方向传播的光子(波长为10.6m的光束)。偶尔，其中一个光子会沿着光轴向下传播到腔中，并且也会在共振镜中摆动。
一般来说，二氧化碳激光器的工作物质是二氧化碳、氦气和氮气的混合物。作为缓冲气体，氮气及其分子共振，将刺激能量传递给二氧化碳分子。因为弛豫能级(01110)是瓶颈，氦的作用是将能量转移到能级(01110)作为氦原子的热沉。
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