Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα (CO2) είναι ένας από τους πρώτους και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους λέιζερ αερίου. Τα λέιζερ αερίου χρησιμοποιούν ένα ηλεκτρικό ρεύμα που εκκενώνεται μέσω ενός αερίου για να εκπέμπει φως που είναι συνεκτικό. Το φως λέιζερ έχει υψηλό βαθμό χρονικής και χωρικής συνοχής που δεν μπορεί να επιτευχθεί με άλλο τρόπο.
Ένα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα παράγει ένα υπέρυθρο φως. Είναι το λέιζερ συνεχών κυμάτων υψηλότερης ισχύος και ένα από τα πιο αποτελεσματικά διαθέσιμα λέιζερ. Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιούν μια αερόψυκτη εκκένωση, η οποία συνήθως αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο, υδρογόνο και ήλιο. Όπως όλα τα λέιζερ, τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα βασίζονται στην αντιστροφή πληθυσμού για να λειτουργήσουν. Αυτό συμβαίνει όταν ένα σύστημα ατόμων ή μορίων έχει περισσότερα μέλη σε διεγερμένη κατάσταση.
Για την κατασκευή λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα απαιτούνται ειδικά υλικά, γιατί λειτουργούν στο υπέρυθρο φάσμα. Καθρέφτες, παράθυρα και φακοί χρησιμοποιούνται για την εστίαση και την ενίσχυση του φωτός. Οι καθρέφτες είναι ασημένιοι και τα παράθυρα και οι φακοί είναι από γερμάνιο. Για εφαρμογές υψηλής ισχύος, οι καθρέφτες είναι κατασκευασμένοι από χρυσό και χρησιμοποιούνται παράθυρα και φακοί από σεληνιούχο ψευδάργυρο.
Στη βασική τους μορφή, τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα έχουν εκκένωση αερίου με συνολικό ανακλαστήρα στο ένα άκρο της μονάδας. Στο άκρο εξόδου υπάρχει ένας ανακλαστικός συζεύκτης εξόδου. Συνήθως, ο συζεύκτης εξόδου είναι ένας καθρέφτης σεληνιούχου ψευδαργύρου.
Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα είναι ικανά για υψηλή απόδοση ισχύος, αλλά είναι λογικά σε κόστος, σε σύγκριση με άλλους τύπους λέιζερ. Για το λόγο αυτό, τα λέιζερ CO2 είναι δημοφιλή για βιομηχανικές εφαρμογές όπως η κοπή, η συγκόλληση και η χάραξη. Τα λέιζερ CO2 είναι επίσης χρήσιμα για την κατασκευή συσκευών από το κοινό πλαστικό πολυ, επειδή απορροφά το υπέρυθρο φως.
Μια άλλη κύρια εφαρμογή για λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα είναι στις χειρουργικές επεμβάσεις. Οι περισσότεροι βιολογικοί ιστοί αποτελούνται από νερό. Το νερό απορροφά καλά αυτή τη συχνότητα φωτός. Μερικά παραδείγματα ιατρικών χρήσεων είναι η χειρουργική επέμβαση με λέιζερ, η δερμοαπόξεση και η επανόρθωση με λέιζερ. Η επανόρθωση με λέιζερ είναι κοινώς γνωστή ως λίφτινγκ με λέιζερ, κατά την οποία το δέρμα καίγεται για να προωθήσει το σχηματισμό κολλαγόνου.
Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ορισμένων δερματικών παθήσεων. Σε αυτήν την εφαρμογή, τα λέιζερ αφαιρούν εξογκώματα, λοβούς και άλλους σχηματισμούς δέρματος που μπορεί να είναι ανεπιθύμητοι. Ορισμένες ριζικές και αιχμής χειρουργικές εφαρμογές έχουν δοκιμαστεί, όπως η χρήση λέιζερ C02 για τη συγκόλληση ανθρώπινου ιστού, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για παραδοσιακά ράμματα.
Το laser resurfacing χρησιμοποιείται επίσης στην οφθαλμολογία. Ο φακός του ανθρώπινου ματιού μπορεί να επανέλθει στην επιφάνεια για τη διόρθωση της όρασης. Η διαδικασία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία ορισμένων τύπων ασθενειών που επηρεάζουν τα μάτια.