二氧化碳激光器是利用二氧化碳分子的振动转动能级间的跃迁产生的激光。电极产生的电流经过气体放电管中的Helium和Niton激发氧气分子使其转变成激发态。然后激发态分子发生碰撞转化为二氧化碳分子的激发态。最后二氧化碳分子释放掉激发态时，发射出波长为10.6微米的激光光束。