CO2激光器是常用的分子气体激光器，也是气体激光器中工业应用广的激光器，CO2激光器以CO2、N2和He的混合气体为工作物质。激光跃迁发生在CO2分子的电子基态的两个振动-转动能级之间。N2的作用是提高激光上能级的激励效率，He则有助于激光下能级的抽空。
CO2激光器发射出10.6um和9.6um波长的不可见的激光。该激光即能连续工作，也能脉冲工作。其输出功率和能量大，效率高可达到15%~25%。它的商品器件连续输出功率可达万瓦量级。CO2激光器工业上已广泛用来打孔、切割、焊接和热处理，在工业应用上是一种比较理想的激光器。
与其他分子激光器一样，CO2激光器的工作原理，即受激发射过程也较复杂。分子有三种不同的运动：
1分子内电子的运动，其运动决定了分子的电子能态；
2分子内的原则振动，即分子内原子围绕其平衡位置不停地做周期性振动——它决定了分子的振动能态；
3分子转动，即分子为以整体在空间连续地旋转，分子的这种运动决定了分子的转动能态；CO2分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧。分子的各原子始终运动着，要饶其平衡位置不停地振动。
根据分子振动理论，
CO2有三种不同的振动方式；
1两个氧原子沿分子轴向相反方向振动，即两个氧原子在振动中同时达到振动的大值和平衡值，而此时中的碳原子静止不动，因而其振动被叫做对称振动；
2两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动，且振动方向相同，而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动，由于三个原子的振动是同步的，又称为变形振动；
3三个原子沿对称轴振动，其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反，又叫反对称振动。在这三种不同的振动方式中，确定了有不同组别的能级。
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2014/06/17
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