Carlsen var tidligere statsadvokat ved Rogaland statsadvokatembete sammen med Arild Dommersnes da de prosederte NOKAS-saken for Stavanger tingrett, Gulating lagmannsrett og Høyesterett. Han ble senere tingrettsdommer ved Jæren tingrett og var en periode konstituert sorenskriver ved Dalane tingrett. Carlsen ble i oktober 2012 utnevnt til dommer ved Stavanger tingrett. Den 23. oktober 2015 ble han utnevnt til nestleder/dommer ved Jæren tingrett.