所示是為一種典型的CO2激光器結構示意圖。構成CO2激光器諧振腔的兩個反射鏡放置在可供調節(jié)的腔片架上，最簡單的方法是將反射鏡直接貼在放電管的兩端。
 

基本結構：
 
①激光管
 
激光器中最關鍵的部分。通常由三部分組成（如圖1所示）：放電空間（放電管）、水冷套（管）、儲氣管。放電管通常由硬質玻璃制成，一般采用層套筒式結構。它能夠影響激光的輸出以及激光輸出的功率，放電管長度與輸出功率成正比。
 
在一定的長度范圍內，每米放電管長度輸出的功率隨總長度而增加。
 
一般而言，放電管的粗細對對輸出功率沒有影響。
 
水冷套管的和放電管一樣，都是由硬質玻璃制成。它的作用是冷卻工作氣體，使得輸出功率穩(wěn)定。
 
儲氣管與放電管的兩端相連接，即儲氣管的一端有一小孔與放電管相通，另一端經過螺旋形回氣管與放電管相通。它的作用是可以使氣體在放電管中與中循環(huán)流動，放電管中的氣體隨時交換。
 
②光學諧振腔
 
光學諧振腔由全反射鏡和部分反射鏡組成，是CO2激光器的重要組成部分。光學諧振腔通常有三個作用：控制光束的傳播方向，提高單色性；選定模式；增長激活介質的工作長度。
 
最簡單常用的激光器的光學諧振腔是由相向放置的兩平面鏡（或球面鏡）構成。CO2激光器的諧振腔常用平凹腔，反射鏡采用由K8光學玻璃或光學石英加工成大曲率半徑的凹面鏡，在鏡面上鍍有高反射率的金屬膜——鍍金膜，使得波長為10.6μm的光反射率達98.8％，且化學性質穩(wěn)定。我們知道二氧化碳發(fā)出的光為紅外光，因此反射鏡需要應用透紅外光的材料。因為普通光學玻璃對紅外光不透，就要求在全反射鏡的中心開一小孔，再密封上一塊能透過10.6μm激光的紅外材料，以封閉氣體，這樣就使諧振腔內激光的一部分從這一小孔輸出腔外，形成一束激光。
 
③電源及泵浦
 
泵浦源能夠提供能量使工作物質中上下能級間的粒子數翻轉。封閉式CO2激光器的放電電流較小，采用冷電極，陰極用鉬片或鎳片做成圓筒狀。30～40mA的工作電流，陰極圓筒的面積500cm2，不致鏡片污染，在陰極與鏡片之間加一光欄。