Q開關 (Q switch):

Q開關為一種調變方式,常見之Q開關調變方式是讓共振腔之Q值在高(低損耗)與低(高損耗)兩狀態間轉換,藉由調變雷射共振腔內的品質因子(Quality factor),使得原本在時間上是連續輸出的雷射光源,透過Q開關之作用,讓雷射變為一脈衝式之雷射,其作用原理為,讓雷射共振腔大部分時間保持在Q值低之狀態,此時由於雷射增益介質之增益小於損耗,故雷射無法輸出,然而這段期間內幫浦雷射依舊持續提供能量給雷射增益介質,這些無法被釋放之能量便暫時儲存在雷射增益介質之上能階,當Q值瞬間切換到高狀態,共振腔之損耗大幅下降,先前儲存在雷射增益介質上能階之能量便迅速的釋放,其脈衝寬度通常在數十個奈秒範圍,藉由Q開關之調變,可以讓雷射之瞬間功率大幅提升,並應用在雷射加工或醫療美容上。

 

簡言之,Q開關就是調整雷射損耗,損耗大於增益時,雷射將累積能量,若能一瞬間將損耗降低(提高Q值),便能將雷射能量一瞬間釋出,產生一個高峰值功率的脈衝,通常我們描述Q開關雷射的規格時,會注重其脈衝能量(pulse energy)、脈衝寬度(pulse width)、以及其脈衝重複率(pulse repetition rate),而其峰值功率和平均功率可由前述三者加以換算而得。