Q開(kai)(kai)關(guan)可以在(zai)對(dui)激光光束(shu)產生非常小或者非常高損耗之間快速轉換。這(zhe)(zhe)一器(qi)件通(tong)常用在(zai)激光器(qi)諧振腔(qiang)中，實現對(dui)激光器(qi)進(jin)行有源(yuan)的(de)Q開(kai)(kai)關(guan)，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)一種產生短的(de)強脈沖的(de)方法(fa)，脈沖長度在(zai)納秒范(fan)圍。Q開(kai)(kai)關(guan)還可以與傾腔(qiang)結合產生脈沖，但是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)種情況下對(dui)于(yu)光開(kai)(kai)關(guan)的(de)具體要求也是(shi)(shi)不同的(de)。Q開(kai)(kai)關(guan)有哪幾種類型？
聲光Q開關
常(chang)見的(de)Q開關類型就是聲(sheng)光調制(zhi)器。只(zhi)要聲(sheng)波關閉，晶體或者(zhe)(zhe)玻璃(li)片(pian)產生的(de)透(tou)射(she)損(sun)耗(hao)就非(fei)常(chang)小(xiao)，但是聲(sheng)波打開后(hou)，會產生很強的(de)布拉格反(fan)射(she)，每次(ci)通過(guo)產生的(de)損(sun)耗(hao)在(zai)(zai)50%左右，在(zai)(zai)線(xian)性激光諧振腔中通過(guo)兩(liang)次(ci)會產生75%的(de)損(sun)耗(hao)。為了產生聲(sheng)波，電子(zi)學驅動(dong)器需(xu)要功率(lv)(lv)(lv)在(zai)(zai)1W的(de)射(she)頻功率(lv)(lv)(lv)（或者(zhe)(zhe)在(zai)(zai)大(da)孔(kong)徑器件中需(xu)要幾個瓦特）和100MHz的(de)微波頻率(lv)(lv)(lv)（RF）。
器(qi)(qi)件中存在許(xu)多需(xu)(xu)(xu)要權衡的參數。例如，具有很(hen)高(gao)電光(guang)系數的二(er)氧(yang)化碲材料需(xu)(xu)(xu)要很(hen)小的聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)率，但是損(sun)傷閾(yu)值比較適(shi)中。晶體石英或者熔融二(er)氧(yang)化硅(gui)可以承擔很(hen)高(gao)的光(guang)強，但是也需(xu)(xu)(xu)要更(geng)高(gao)的聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)率（以及(ji)射頻功(gong)率）。需(xu)(xu)(xu)要的聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)率還與器(qi)(qi)件的孔徑有關：高(gao)功(gong)率激光(guang)器(qi)(qi)需(xu)(xu)(xu)要大(da)孔徑器(qi)(qi)件，同時(shi)也需(xu)(xu)(xu)要更(geng)高(gao)的聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)率。Q開關產熱很(hen)多，因此需(xu)(xu)(xu)要采(cai)用水(shui)冷卻裝置。而在低功(gong)率水(shui)平，則只(zhi)需(xu)(xu)(xu)要傳導冷卻。
開關速(su)度(du)（或者調制(zhi)帶寬）終不是(shi)受聲(sheng)光(guang)換能器(qi)限(xian)制(zhi)，而是(shi)由聲(sheng)波速(su)度(du)和光(guang)束直徑。
為了抑制光學表(biao)面的反射，通常需(xu)要采用(yong)抗反射涂(tu)層。還有(you)(you)的Q開(kai)關的有(you)(you)源器(qi)件工作在布儒斯特角。
電光Q開關
Q開(kai)關微片激光(guang)(guang)器(qi)需要(yao)非常高的(de)開(kai)關速度，這時需要(yao)采用電(dian)光(guang)(guang)調(diao)制器(qi)。其中，光(guang)(guang)的(de)偏(pian)(pian)振(zhen)態通過聲(sheng)光(guang)(guang)效應（普(pu)克(ke)爾斯效應）被改(gai)變，然(ran)后采用偏(pian)(pian)振(zhen)片就(jiu)將(jiang)偏(pian)(pian)振(zhen)態的(de)改(gai)變轉變成對于(yu)損耗的(de)調(diao)制。與聲(sheng)光(guang)(guang)器(qi)件相比，它(ta)需要(yao)更高的(de)電(dian)壓(ya)（需要(yao)得到納(na)秒的(de)開(kai)關速度），但(dan)是不需要(yao)射頻信號。
調Q激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)開始常(chang)用機械Q開關，大多(duo)數情況下(xia)以旋轉(zhuan)反(fan)射(she)(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)形式(shi)。其(qi)中，一(yi)個很小(xiao)的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)反(fan)射(she)(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)放置在快速(su)旋轉(zhuan)的(de)器(qi)件上。反(fan)射(she)(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)作為線性激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)諧振腔的(de)一(yi)個端反(fan)射(she)(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)。當反(fan)射(she)(she)(she)(she)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)接近激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)諧振腔時，脈沖(chong)產生。這種方案非(fei)常(chang)簡單且穩定，尤其(qi)適用于具有(you)相對長(chang)脈沖(chong)時間的(de)高功率(lv)激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)。
無源Q開關
無源(yuan)開(kai)關(guan)是(shi)飽和吸(xi)收(shou)器，由激(ji)光本身(shen)觸發。其(qi)中，Q開(kai)關(guan)自(zi)身(shen)引入的損耗非常小，一(yi)旦(dan)增益介(jie)質(zhi)中儲存足夠的能量，激(ji)光增益就(jiu)會大(da)于(yu)損耗。激(ji)光功(gong)率(lv)開(kai)始(shi)緩(huan)慢增大(da)，一(yi)旦(dan)吸(xi)收(shou)器達到飽和，損耗會減小，凈(jing)增益增加，激(ji)光功(gong)率(lv)快速增大(da)形成短脈沖。
在無源Q開關(guan)YAG激光器中，Cr4+:YAG晶(jing)體(ti)通常作為無源Q開關(guan)。還有其(qi)它可用的材料，例如，各種摻雜晶(jing)體(ti)和玻(bo)璃，半導(dao)體(ti)飽和吸收反射鏡尤其(qi)適用于產生小的脈(mo)沖能(neng)量。
（來源：網站(zhan)，版(ban)權歸(gui)原作者(zhe)）
