CO2是一种典型的分子气体激光器，由于它效率高，不造成工作介质损害，发射出10.6μm波长的不可见激光，因此受到了人们的极大重视,是一种比较理想的激光器。
CO2激光器有多种形式，主要有纵向电激励激光器、闭合循环横向激励激光器、横向电激励大气压激光器、热或化学激励激光器等，纵向电激励激光器是_前最成熟的一种激光器，CO2激光器主要括：
①激光管:它是激光器中最关键的部件，常用硬质玻璃制成，一般采用层套筒式结构。最里面一层是放电管，第二层为水冷套管，最外一层为储气管，CO2激光器放电管直径比He-Ne激光管粗。一般来说，放电管的粗细对输出功率没有影响，主要考虑到光斑大小所引起的衍射效应，应根据管长而定，管长的粗一点，管短的细一点，放电管长度与输出功率成正比。
在一定的长度范闱内，每米放电管输出的功率随总长度的增加而增加。加水冷套的目的是冷却工作气体，使输出功率稳定。放电管在两端都与储气管连接，即储气管的一端有一小孔与放电管相通，另一端经过螺旋形回气哲与放电管相通，这样就可使气体在放电管与储气管中循环流动，放电管中的气体就会不更换。）
②光学谐振腔：C〇2激光器的谐振腔常用平凹腔，反射镜用K8光学玻璃或光学石英加工而成的大曲率半径的凹面镜，镜面上镀有高反射率的金属膜——镀金膜，在波长10.6μm处的反射率达98.8%，且化学性质稳定，二氧化碳发出的光为红外光，所以反射镜需要采用透红外光的材料，因为，通光学玻璃对红外光不透。这就要求在全反射镜的中心开一小孔，冉密封上一块能透过10.6μm激光的红外材料，以封闭气体。这就使谐振腔内激光的一部分从这一小孔输出腔外，形成一束激光。
③电源及泵浦:封闭式C〇2激光器的放电电流较小，采用冷电极，阴极用钼片或镍片做成圆筒状。30~40mA的工作电流，阴极_简的面积500cm2,为不使镜片污染，在阴极与镜片之间加一光栏。泵浦采用连续直流电源激发。CO2激光器为直流电源激励，将经变压器提升、高压整流及高压滤波而获得的高压电施加在激光管上。
CO2激光器是以CO2气体作为工作物质的激光器，放电管通常是由玻璃或石英材料制成，里面充以CO2气体和其他辅助气体(主要是氮气和氮气，一般还有少量的氢或氙气），电极一般是馈制空心圆简;谐振腔的一端是镀金的全反射镜,另一端是用锗或砷化镓磨制的反射镜。在CO2激光器中加入氮气主要起能景传递作用，为C02激光器上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到重要的作用。C02激光器的激光跃迁发生在CO2分子的一些较低的振动能级之间，辅助气体起到增强激光跃迁的作用。
当在电极上加高电压（一般是直流的或低频交流的放电管中产生辉光放电，通常是几十毫安成几百毫安的直流电流）放电时，放电管中混合气体内的分子由于受到电子的撞击而被激发起来，受到激发的N2分子便和CO2分子发生碰撞，N2分子把己的能量传递给co2分子，CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。
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