获得大功率电离CO2激光器辐射的最好方向性，是这种激光器各种应用的重要而迫切的问题之一。在大激活体积下，通常利用不稳定的望远镜谐振腔，以便在光学上相同的激活介质条件下,保证单横模振荡。同时,辐射的发散度由密度不均匀性确定,这种不均匀性是由于在电离放电和激光振荡过程中介质的气体动力学运动产生的。出现气体动力学激发的原因之一是泵浦的不均匀性，它既取决于能量贡献区的限制,也取决于空间电荷层中热发射功率的增加。其他的原因乃是CO2分子振动弛豫速率依赖于激光辐射强度，结果在共振腔内出现附加的热发射。导致电离CO2激光激活介质中形成压缩和放电波的所谓因素对激光辐射发散度的影响，可通过相应的选择不稳定腔的几何结构，或者效率有某些降低的值来消除。