運作原理：二氧化碳激光器是一種基于二氧化碳分子的分子激光器。在這種激光器中，主要的物質是二氧化碳分子，它們可以表現(xiàn)出多種能量狀態(tài)，這些狀態(tài)取決于其震動和旋轉的形態(tài)。基本的能量狀態(tài)如圖1所示。在二氧化碳激光器中，混合氣體是由電子釋放產(chǎn)生的低壓氣體（通常在30-50托）形成的等離子體。根據(jù)麥克斯韋-波爾茲曼分布定律，等離子體中的分子處于多種興奮狀態(tài)，其中一些分子處于高能態(tài)（00o1），表現(xiàn)為不對稱擺動。當這些分子與空心墻碰撞或自然衰減時，它們會偶然地失去能量。通過自然衰減，這些高能狀態(tài)會下降到對稱擺動形態(tài)（10o0），并放射出可能沿任何方向傳播的光子（波長為10.6μm的光束）。偶爾，這些光子之一會沿著光軸的腔向下傳播，并在共鳴鏡中反射。二氧化碳激光器的工作物質是由二氧化碳、氦和氮氣組成的混合物。氮氣作為緩沖氣體，其分子共振地傳遞刺激能量給二氧化碳分子。氦的作用是作為熱載體，將能量傳遞給氦原子水平（01110）。二氧化碳激光的種類：廢熱的排除方式對激光系統(tǒng)的設計有重大影響。原則上，有兩種可能的方式。第一種是基于自然對流，熱氣自動擴散到管墻，其原理是密封和慢軸流激光。第二種是基于氣體強迫對流，其原理是快軸流激光。總的來說，主要有五種二氧化碳激光器：1. 密封式或無流式2. 慢軸流3. 快軸流4. 快速橫向流5. 橫向激勵大氣（TEA）密封或無流式二氧化碳激光器通常用于激光標記。其放電管完全被封住，因此激光束的質量非常好。在大多數(shù)情況下，整個放電管可以更換，因此容易維護。這種激光器不需要獨立的氣體供應系統(tǒng)，只需要在激光頭進行少量的連接，因此它既緊湊又輕便。但其能量輸出較低（通常少于200瓦）。TEA二氧化碳激光器通常用于防護罩的制作。它只能在脈沖模式下操作，氣流低且氣壓高。其激勵電壓大約為一萬伏。這種激光束的能量分布在相對較大的區(qū)域內是均勻的。它的較高能量可以達到10^12瓦，且脈沖寬度非常短。然而，由于多狀態(tài)運作，這種激光器很難在小點上集中。泵的電源供應：對于連續(xù)波（CW）二氧化碳激光器，主要有三種供電方式：直流電（DC）、高頻（HF）和射頻（RF）。直流電供電設計較為簡單。在高頻供電方式中，電子在20-50千赫茲的頻率間交替作用。與直流電相比，高頻供電更緊湊且效率更高。在射頻供電方式中，電子在2至100兆赫茲的頻率間交替。與直流電相比，射頻供電的電壓和效率都較低。