W przypadku maszyn do znakowania laserowego CO2 jakość i wydajność tuby laserowej ma bezpośredni wpływ na wydajność operacyjną maszyny, tuba laserowa jest również jednym z najważniejszych elementów. Szklane lampy laserowe CO2 są zwykle wykonane z twardego szkła i mają konstrukcję obudowy. Warstwa wewnętrzna to rura wyładowcza, druga warstwa to płaszcz-chłodzący wodę, a warstwa zewnętrzna to rura magazynująca gaz. Średnica rury wyładowczej lasera CO2 jest większa niż rury lasera He-Ne. Grubość rury wyładowczej generalnie nie ma wpływu na moc wyjściową. Najważniejszą kwestią jest efekt dyfrakcyjny powodowany przez plamkę lasera, dlatego należy odpowiednio dostosować długość tuby. Dłuższe rurki powinny być grubsze, a krótsze rurki powinny być cieńsze. Długość rury wyładowczej jest wprost proporcjonalna do mocy wyjściowej lasera. W pewnym zakresie długości moc wyjściowa na metr rury wyładowczej rośnie wraz z całkowitą długością. Celem dodania płaszcza-chłodzącego wodą jest schłodzenie gazu roboczego i ustabilizowanie mocy wyjściowej.
1. Szkło twarde: ten element jest wykonany z materiału GG17, który jest wypalany w rurze wyładowczej, płaszczu-chłodzącym wodę, płaszczu magazynującym gaz i rurze powrotnej gazu. Uszczelnione lampy laserowe ze szkła CO2 mają zazwyczaj trójwarstwową-strukturę obudowy. Warstwa wewnętrzna to rura odprowadzająca, warstwa środkowa to płaszcz oczyszczający wodę, a warstwa zewnętrzna to płaszcz magazynujący gaz. Rura powrotna gazu łączy rurę wylotową i rurę magazynującą gaz.
2. Wnęka rezonansowa: Element ten składa się z odbłyśnika całkowitego i odbłyśnika wyjściowego. Całkowity odbłyśnik wnęki rezonansowej jest zwykle wykonany ze szkła optycznego ze złotą powłoką na powierzchni. Odbłyśnik ze złotej folii ma współczynnik odbicia ponad 98% wokół wiązki lasera o długości 10,6 µm. Odbłyśnik wyjściowy wnęki rezonansowej jest zwykle wykonany z germanu (Ge), materiału przepuszczającego promieniowanie podczerwone o długości fali 10,6 µm, z wielowarstwową powłoką na górze.
3. Elektroda: Szklane lampy laserowe CO2 zazwyczaj wykorzystują zimną katodę w kształcie cylindrycznym. Wybór materiału katody ma istotny wpływ na żywotność lasera. Podstawowe wymagania dotyczące materiału katody to niska szybkość rozpylania i niska szybkość absorpcji gazu.
Rura wyładowcza jest połączona z rurą magazynującą gaz na obu końcach. Mały otwór na jednym końcu rury magazynującej gaz łączy się z rurą wyładowczą, podczas gdy drugi koniec jest połączony z rurą wyładowczą za pomocą spiralnej rury powrotnej gazu. Umożliwia to cyrkulację gazu pomiędzy rurą wyładowczą a rurą magazynującą gaz, umożliwiając stałą wymianę gazu w rurze wyładowczej. Szklana tuba laserowa jest szeroko stosowana do znakowania i grawerowania-materiałów niemetalowych, takich jak akryl i tworzywa sztuczne, a także została opracowana do znakowania galwanizowanej stali miękkiej. Rury laserowe ze szkła CO2 są również stosowane w systemach automatyki do znakowania arkuszy poliimidowych i poliestrowych stosowanych w elastycznych płytkach drukowanych i membranach do instrumentów elektronicznych.