Техас Старз
Дебют в НХЛ в составе «Вашингтона» состоялся 21 ноября 2009 года в матче против «Торонто», а 21 января 2010 года Карлсон забил первую шайбу за «Кэпиталз» в ворота Кэма Уорда из «Каролины». Свой первый гол в серии плей-офф НХЛ Карлсон забил в ворота «Монреаля». Позже в том же сезоне забил победный гол в матче плей-офф АХЛ, играя за «Херши Беарс» против «Техас Старз». В составе «Херши» второй раз подряд выиграл Кубок Колдера.