输出镜的热畸变会严重降低高功率气体激光器的输出光束质量和运行效率。针对腔镜受热均匀性的问题, 等价地数值研究了光场均匀性随着几何放大率和有效菲涅尔数两个参数的变化规律。研究结果显示, 光场均匀性随着有效菲涅尔数呈现周期性变化, 随着放大率绝对值的增加呈现准周期性的指数衰减。针对2 kW功率输出, 增益区间为1 000 mm×200 mm时, 分析得出输出半宽为80 mm或者85 mm获得最佳光场均匀性。

为了研究射频板条CO2激光器射频频率波动对输出光束的影响，采用等效电路分析和实验测量的方法研究了射频频率对激光器输入输出特性的影响。计算得到射频频率变化2MHz时引起的阻抗实部变化率为0.01%，说明射频频率漂移对放电部分等效电路参量影响很小。射频频率采用79.4MHz，80.0MHz，80.7MHz，81.4MHz，82.0MHz和82.7MHz，以设计频率81.4MHz对应的输出功率为基准,占空比设置为80%时，频率漂移 1MHz则激光功率下降约150W。激光功率随频率变化趋势与理论结果一致。结果表明，射频频率变化引起的阻抗匹配问题是导致输出功率波动的主要原因，可以通过改进匹配网络来克服射频频率的波动对激光器性能的影响。

为了与大面积放电增益区匹配,千瓦级射频板条CO2激光器采用大菲涅尔数的条状离轴负支共焦非稳腔,其输出模式是对整个输出平面上光场分布在特定区间的截断,对应的傅里叶谱(空间频率)会无限展宽。通过改进的虚源法求得其输出平面的场分布,然后通过对输出光场的傅里叶谱的分析,研究了条状离轴负支共焦非稳腔的两个主要参数——有效菲涅尔数Neq以及几何放大率M对输出光束质量的影响。数值模拟的结论显示输出光束的质量只与M相关,随着M的绝对值的增加,光束质量会呈现周期振荡式的下降,周期约为0.05。