Laseri s ugljičnim dioksidom (CO2) jedan su od najranijih i najčešće korištenih vrsta plinskih lasera. Plinski laseri koriste električnu struju koja se ispušta kroz plin za emitiranje svjetlosti koja je koherentna. Lasersko svjetlo ima visok stupanj vremenske i prostorne koherencije koji se ne može postići na drugi način.
Laser na ugljični dioksid proizvodi infracrveno svjetlo. To je laser kontinuiranih valova najveće snage i jedan od najučinkovitijih dostupnih lasera. Laseri s ugljičnim dioksidom koriste ispuštanje hlađeno zrakom ili vodom, koje se obično sastoji od ugljičnog dioksida, dušika, vodika i helija. Kao i svi laseri, laseri s ugljičnim dioksidom oslanjaju se na inverziju populacije da bi funkcionirali. To se događa kada sustav atoma ili molekula ima više članova u pobuđenom stanju.
Za izradu lasera s ugljičnim dioksidom potrebni su posebni materijali jer djeluju u infracrvenom spektru. Ogledala, prozori i leće koriste se za fokusiranje i pojačavanje svjetlosti. Ogledala su posrebrena, a stakla i stakla od germanija. Za primjene veće snage, ogledala su izrađena od zlata, a koriste se prozori i leće od cink selenida.
U svom osnovnom obliku, laseri s ugljičnim dioksidom imaju plinsko pražnjenje s ukupnim reflektorom na jednom kraju jedinice. Na izlaznom kraju nalazi se reflektirajuća izlazna spojnica. Obično je izlazni spojnik cink selenid ogledalo.
Laseri s ugljičnim dioksidom imaju veliku izlaznu snagu, ali su razumne cijene u usporedbi s drugim vrstama lasera. Iz tog razloga, CO2 laseri su popularni za industrijske primjene kao što su rezanje, zavarivanje i graviranje. CO2 laseri su također korisni za izradu uređaja od obične plastike, jer apsorbira infracrveno svjetlo.
Druga glavna primjena lasera s ugljičnim dioksidom je u kirurškim zahvatima. Većina biološkog tkiva sastoji se od vode. Voda dobro apsorbira ovu svjetlosnu frekvenciju. Neki primjeri medicinske upotrebe su laserska kirurgija, dermoabrazija i lasersko obnavljanje površine. Lasersko obnavljanje obično je poznato kao laserski lifting lica, u kojem se koža spaljuje kako bi se potaknulo stvaranje kolagena.
Laseri s ugljičnim dioksidom koriste se za liječenje nekih stanja kože. U ovoj aplikaciji laseri uklanjaju izbočine, podule i druge kožne formacije koje bi mogle biti nepoželjne. Ispitane su neke radikalne i najsuvremenije kirurške primjene, kao što je korištenje C02 lasera za zavarivanje ljudskog tkiva, čime se eliminira potreba za tradicionalnim šavovima.
Lasersko obnavljanje također se koristi u oftalmologiji. Leća ljudskog oka može se ponovno postaviti na površinu kako bi se ispravio vid. Postupak se također može koristiti za liječenje određenih vrsta bolesti koje utječu na oči.