Kumar N. Patel于1964年在贝尔实验室发明了二氧化碳(CO2)激光器，也可称为玻璃激光管，是目前世界上最大的连续输出功率激光产品，广泛应用于纺织、医疗、材料加工、工业制造等领域，特别是包装喷码、非金属材料切割、医疗美容等行业有着独特的应用。

到了80年代，CO2激光技术基本成熟，后来二十多年被广泛用于工业加工，包括金属切割、各种材料打标、雕刻，以及焊接、熔覆加工，如汽车、造船、航空航天等。当前工业应用的CO2激光器主要以10.64微米的波长输出红外线。其电光转换效率一般可达15%-25%，与固体 YAG激光器相比已有良好的优势；其波长范围决定光束可供钢铁金属、有色金属、贵金属、非金属等多种材料吸收，其适用范围比光纤激光器更广。

随着激光加工技术的发展，目前最重要的发展应用还是金属材料加工，自2010年以来，光纤激光器在国内外掀起了一股取代部分CO2切割的市场。这样做会让一些人误入歧途：CO2激光器已经过时，而且效果不大。事实上，这个想法是完全错误的。

CO2激光器作为技术最成熟、最稳定、可靠的光源类型，在工艺开发方面也十分成熟，即使是今天，在欧洲、美国还能看到许多应用。在CO2激光跨越的9-12微米波段，许多天然和合成材料都有很强的特征吸收特性，因此在材料处理和光谱分析方面有很多机会。CO2激光的束流特性决定了它仍具有独特的应用潜力。文章重点介绍了CO2的一些常见应用。

金属材加工

以前连续光纤激光器流行，加工金属薄板基本上是大功率CO2激光器一统天下，曾记得在2012年某展会上，已有厂商隆重发布4 KW的CO2切割机，厚度达到了20 mm。现在时过境迁，动则采用万瓦级光纤激光器来切割超厚板，在钢板切割上，的确CO2切割已被光纤切割所取代，但并不代表它已经消失，目前包括大族激光智能装备、普睿玛智能、大族粤语、百盛激光、奔腾楚天等一些厂家也可提供金属CO2切割机代替。

由于光纤激光器具有较小的光斑，因此容易进行焊接，但也成为其缺点。尤其是厚板接头，大功率CO2激光器优于光纤激光器。虽然人们早在几年前就开始使用光束来克服光纤激光的缺点，但仍比CO2激光强。而欧洲的客中客车，德国的迈尔造船厂等众多厚板加工，早已应用CO2激光。

除钢质焊接外，近年来诸如铬锰合金钢和铝合金等焊接不好的材料也开始出现，这些材料有的熔点高，有的对光反射率高，因此需要焊接时激光功率更大。例如国产奔腾楚天就在2015年研发了6 KW的CO2激光焊接系统，并成功交付中车。

物料表面处理

CO2激光主要体现在激光熔覆上，虽然现在也可以用半导体激光做，但在高能半导体激光出现之前，激光熔覆也是CO2激光的天下。激光熔覆技术广泛应用于模具、五金、矿山机械、机械转轴、航空航天、海洋工程设备甚至是民用新产品。CO2激光与半导体激光器相比，具有巨大的价格优势，CO2激光熔覆技术也是目前颇受欢迎的选择。目前国内大族金石凯、沈阳大陆激光等都是CO2激光熔覆的专业公司。

布类纤维加工

对金属加工而言，CO2激光面临着光纤激光、半导体激光的挑战，因此CO2激光未来的应用重点可能是非金属材料。涉及的领域很多，玻璃，陶瓷，布匹，木材，塑料，聚合物等等。

总部设于广州创可激光，是一家专业从事激光打标设备的企业，推出了超级CO2激光打标机系列，适用于木制品、皮具、布类的打标、雕刻、镂空等工艺，并在牛仔布上实现洗水、雕花等先进工艺。此外广州汉马激光等公司也是长期从事CO2激光切割布料、雕刻木料的设备，类似企业还有东莞大族粤铭、雷宇激光等。多年前，光博士已推出木板激光切割机，该公司还主营数十种中小型CO2激光切割、打标设备，可见市场需求依然巨大。

专业领域定制应用

CO2的光束特性使其在特殊领域中的应用成为可能，如聚合物、塑料、陶瓷等。CO2激光可在高分子材料如 ABS、 PMMA、 PP等实现高速切割。利用先进的CO2激光，通过优化光学模式和光路设计，形成更加完美的光斑，减少热影响面积，切割出高质量的手机薄膜制品(PET保护膜，显示器)。CO2激光切割技术独特的优点，使得它比 UV激光切割技术更适合薄膜精密切割，也更能满足 IT行业的精密加工需求。

医学应用

90年代以后出现了以超脉冲CO2激光治疗机为代表的高能量脉冲医疗设备，并获得成功应用，使对高要求领域的应用有了重大突破，尤其是激光美容。它有着广阔的发展前景。CO2激光辅助深层巩膜切除术，简称 CLASS，是一种无穿透、无结膜下滤过泡依赖的手术，通过小梁网、深层巩膜和脉络膜引流房水降低眼压。这种新的术式，术中和术后并发症少，无滤泡依赖，没有术后处理瘢痕问题；操作简单，学习曲线短，易于掌握，临床实用性强。