Bei durch eine elektrische Entladung angeregten CO2 Laserröhren handelt es sich um Niederdruck-Gasentladungs-Lampen/-Röhren und haben vergleichbare Eigenschaften wie eine Neon-Glimmlampe.
Die CO2-Laserröhre weist wie auch eine HeNe-Laserröhre einen ausgeprägten Bereich mit negativem differentiellen Widerstand auf. Dieser bewirkt mit den unvermeidlichen parasitären Kapazitäten der Hochspannungsleitungen einen Oszillator.
Dieser Effekt ist in diesem Wikipedia-Artikel erklärt: https://en.wikipedia.org/wiki/Pearson%E2%80%93Anson_effect
Das Hochspannungsnetzgerät regelt auf einen konstanten einstellbaren Ausgangsstrom. Da die Regelschleife aber eine begrenzte Bandbreite und Verstärkung aufweist, hat diese so realisierte spannungsgesteuerte Stromquelle einen endlichen Innenwiderstand.
Ist dieser Innenwiderstand kleiner als der negative differentielle Widerstand der Laserröhre kann sich eine Oszillation aufbauen.
In Wirklichkeit ist die Übertragungsfunktion des Hochspannungsnetzgeräts noch viel komplexer, da diese lastabhängig ist. Dies ergibt sich aus der Tatsache, das es sich hierbei um einen Sperrwandler handelt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler
Zur Messung des obigen Diagramms wurde das Hochspannungsnetzgerät mit dem unten dargestellten Steuersignal angesteuert. Der Unterschied zwischen den Messungen bei steigender und fallender Flanke ergibt sich durch den thermischen Startpunkt der Kurve (warme/kalte Elektroden, angeregtes oder nicht angeregtes Gas, Gasströmung).
Steigende Frequenz des Steuersignals verkleinert diese Hysterese.
