本文针对5kW 连续横流CO2 激光器，在分析常用的谐振腔的基础上，采用直角内圆锥面反射镜，理论分析并试验研究了失调性能好、高光束质量激光输出的新型谐振腔。
　　 论文首先分析了几种常用的高功率横流CO2 激光器谐振腔性能，以及激光谐振腔的自再现积分方程和求解方法。针对广泛使用的V型腔，运用矩阵光学理论，计算了腔内光斑参数；运用Kogelnik提出的等价腔原理对V型腔进行了分析，推导了与之对应的衍射积分方程。
　　 在等价腔的理论基础上，给出了直角内圆锥面反射镜谐振腔的简化模型，建立了其衍射积分方程；运用有限元数值矩阵分析方法对方程进行求解，利用Matlab 计算得到其优先输出的光束模式；当反射镜顶角在非理想情况时，利用矩阵光学理论分析了圆锥顶角90°误差及其允许值。研制的直角内圆锥面反射镜能将光束翻转180°，补偿沿气流方向由于激光增益介质的变化对光束质量所造成的影响。
　　 在高功率横流CO2 激光器上试验研究了直角内圆锥面反射镜谐振腔的输出特性，得到其输出光斑样式，数值计算结果与试验结果较为一致，采用更高精度的加工方法及适当的冷却方法，能有效改善光束质量。
　　 本文首次提出将直角内圆锥面反射镜运用于连续横流CO 2 激光器，探索了新型谐振腔，对高功率横流CO2 激光器光腔研究具有一定的理论意义及实用价值。