CO2激光器作为振动-转动分子激光器的代表，其工作原理主要基于CO2分子的不同振动态之间的转动能级跃迁。这种激光器的工作气体主要由CO2、N2和He的混合物组成，其中原子里的电子保留在基态。激光跃迁主要发生在0001至1000能级之间，对应的输出激光波长约为10.6微米，这使得CO2激光器在效率、输出能量和功率方面表现出色振能量转移，这些过程共同确保了激光器的有效运转。值得注意的是，CO2激光器的结构多样，包括纵向封离型、纵向流动型、横向流动型等多种类型，广泛应用于不同领域。