Carlsen var en av nestorene i pediatrisk lungemedisin nasjonalt og internasjonalt og hadde en rekke nasjonale og internasjonale tillitsverv, blant annet som leder for kvalitetssikringsavdelingen i Den norske legeforening, leder for Paediatric Assembly of the European Respiratory Society (ERS). Han ledet også European Respiratory School og var leder av Norsk forening for allergologi og immunpatologi, en forening hvor han også ble utnevnt til æresmedlem.