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denkbar einfach: Das Lasergas (ein Gemisch aus den drei Gasen N

2 , CO

2 und He) wird kontinuierlich mittels einer Vakuumpumpe durch die Entladungsrohre gesaugt. Im Betrieb entstehen als Abfallprodukt weitere Gase (H

2 , H

2 O, CO), weshalb das Lasergas kontinuierlich erneuert oder katalytisch regeneriert werden muss. Bei langsam geströmten Lasern erfolgt nur ein Gasaustausch, die Kühlung findet durch Diffusion an den Rohrwandungen statt.

Das im Rohrsystem schnell längsgeströmter Laser eingefüllte Gasgesmisch wird zwecks Gasaustausch und Kühlung mit einer weiteren Pumpe (Roots-Pumpe oder Turboverdichter) umgewälzt. Damit wird den angeregten CO

2 Molekülen mehr Zeit gegeben, wieder in den Grundzustand zu gelangen (siehe Funktion). Schnell geströmte Laser haben einen separaten Kühler (Wärmeübertrager) im Gasstrom, die Entladungsrohre sind ungekühlt.

Im eigentlichen Resonator wird das Gas durch eine entweder mit Gleichstrom oder mit Hochfrequenz betriebene Plasmaentladung angeregt (siehe hierzu auch Artikel Laser).

Bei sehr großen Leistungen sind Entladungen und Gasströmung quer zur Strahlrichtung ( quergeströmter CO

2 -Laser), sodass ein besonders schneller Gasaustausch möglich ist. Damit sinken jedoch Wirkungsgrad und Strahlqualität.

Bei CO

2 -Lasern können mehrere dieser Verstärkungseinheiten in Reihe aufgebaut werden. Damit kann der Strahlweg über 15 Meter betragen. Um den Aufbau kompakt zu halten, wird der Strahlengang durch Kupfer- oder Goldspiegel gefaltet. Aufgrund dieser schrägen Spiegel (polarisationsabhängige Reflektivität) ist die Strahlung solcher CO

2 -Laser linear polarisiert. Da linear polarisierte Strahlung beim Schneiden von Konturen in Metall zu Problemen der Kantenqualität führt, wird der ausgekoppelte Laserstrahl mittels zwei oder vier phasendrehender Spiegel zirkular polarisiert.

Eine weitere Bauform sind diffusionsgekühlte CO

2 -Laser . Sie verwenden eine mit

Hochfrequenz betriebene Plasmaentladung im engen Spalt zwischen zwei flächigen Elektroden (beieinander stehende Platten oder ineinander geschobene Zylinder), die zugleich das Gas kühlen. Da kein aktiver Wärmetransport durch Bewegung des Gases stattfindet, wird diese Kühlung als Diffusionskühlung bezeichnet. Der Strahlweg verläuft bei großen Leistungen mehrfach zwischen den Spiegeln entlang der schmalen Stirnflächen hin und her, die Auskopplung findet mittels einer Aussparung in einer der Spiegelstirnflächen statt. Diese Laser haben daher einen sogenannten instabilen Resonator. Mittels optischer Strahlformung können sie dennoch eine hohe Strahlqualität erreichen (bis zu K = 0,9). Die Platten-Bauart wird in Anlehnung an entsprechende Festkörperlaser auch als slab -Laser bezeichnet und die mit zylindrischen Elektroden als coax -Laser. Bei kleinen Leistungen (Leistungen 10…300 Watt) verläuft der Strahl längs zu zwei langgestreckten Elektroden. Bei diesen Lasern findet ein Gasaustausch nur im Rahmen von Wartungszyklen statt (Regeneration).

Bei Impulsbetrieb mit kurzen Pulszeiten (0,01…1 µs) kann bei kleinen Leistungen auf Kühlung und Heliumzusatz verzichtet werden. Solche TEA-CO

2 -Laser (von engl. transversal excited atmospheric pressure ) werden z.B. mit Marx-Generatoren gespeist und als Blümleingenerator aufgebaut. Sie sind quer angeregt und arbeiten auch bei Normaldruck.