Q開關雷射 (Q-switched laser):

 

雷射是利用增益介質外加能量,(通常以光通注入或是電流注入的方式)將雷射共振腔中具有較高態密度的雷射模場(波長、場分佈)激發輻射的形式放大所產生的同調光源,

在沒有調變機制下,雷射輸出功率是固定、不隨時間改變的。這樣的雷射稱為連續式雷射(CW Laser)。若加入調變機制,則可以形成輸出功率具有時間結構的雷射。例如,脈衝雷射。

相對於連續式雷射,脈衝雷射的平均功率比較低,卻可以達到極高的瞬間的峰值功率。可以滿足許多需要高強度雷射的應用。

產生脈衝雷射的方式可以採取主動或是被動方式進行開關鎖模。開關的機制又可分為增益開關Q開關兩種。


Q開關雷射(Q switch laser)是以調變雷射共振腔的品質因數(Quality Factor)得名。換言之即是以調變調變雷射共振腔的耗損,也等同於調變調變雷射共振腔中光場的生命周期(photon life time)。在雷射共振腔的Q值較低,注入之能量會造成大量的原子處於激發態並達到居量反轉,但是因為雷射共振腔中的光場的大量耗損導致“受激輻射”無法發生。此時雷射處於“關”的狀態儲存大量能量於原子中。當雷射共振腔的Q值變高時,己達到居量反轉的原子受到雷射共振腔中的光場觸發引起“受激輻射”。此時雷射處於“開”的狀態大量放出光場,產生瞬間功率極高的光束團。時間尺度可以達到奈秒(ns)到微秒(s)等級。