Q開關（英文：Q-switching），也稱巨脈衝發生器，是一種產生脈衝雷射的技術。
基本介紹
- 中文名：Q開關
- 外文名：Q-switching
- 也稱：巨脈衝發生器
- 含義：一種產生脈衝雷射的技術
簡介,歷史,結構原理,開關分類,
簡介
歷史
Q開關由Gordon Gould於1958年發明，隨後R.W. Hellwarth and F.J 在1961至1962年也獨立發明了套用於紅寶石雷射器的電驅動Q開關。
結構原理
Q開關的組成：
Q開關控制雷射的原理：
Q開關出光示意圖
Q開關出光示意圖Q開關是雷射光學系統中一個重要光學元件，它通過阻斷和不阻斷光的反射通道來抑制和產生雷射脈衝。不給壓電換能器施加射頻信號時，石英晶體保持其原有的常規折射率，由雷射棒發射出來的平行光透過石英晶體，經後反光鏡發射再穿過石英晶體，返回雷射棒。
一旦給壓電換能器施加射頻信號，壓電換能器立即在石英體內產生超音波。
超音波壓迫石英晶體使它的折射率發生變化，透過石英晶體的光線發生折射而偏離後反光鏡，使得沒有光線返回雷射棒。由於雷射光線返回雷射棒是激發雷射的必要條件，所以產生雷射的進程停止，因此給壓電換能器施加和撤除射頻信號，是關掉和釋放雷射的重要控制手段。
開關分類
市場上有2種Q開關，一種是風冷Q開關，一種是水冷Q開關。Q開關有27M，40M，80M等規格。雷射打標機常用Q開關都是27M的。在目國內市場一般都是採用27M的水冷Q開關。
纖綠雷射
纖綠雷射被動Q開關是由雷射器本身完成Q值的變化的。主動Q開關是由外部機械或電子信號使Q值的變化的。他們的共同原理都是有意降低初始所激發出來的光子的能量，即Q值，常用的Q開關有：
1、可飽和吸收體Q開關：這是屬於被動Q開關。在共振腔內放可飽和吸收染料盒、色心晶體等。它們對腔內的雷射透過率是光強的函式，在開始時，共振腔內的受 激輻射強度低，它們對光輻射的吸收率大，即共振腔的Q值很低；當工作物質被充分泵浦而達到雷射振盪閾值時，它們發生飽和吸收，透過率上升到近100%，共 振腔的Q值也隨即突然升高到很高的數值。
2、電光晶體Q開關：這是主動Q開關。在共振腔內放電光元件和偏振分析器。當給電光元件加上外電場時會使通過的雷射的偏振面發生旋轉，由此可控制光束通過分析器的透過率。共振腔的Q值與分析器的透過率有關。現在最常見的電光元件是克爾盒和普克爾盒。
3、轉鏡式Q開關：這是主動Q開關。用馬達帶動共振腔的一塊三稜鏡高速旋轉，當旋轉的鏡子轉到與共振腔另一面反射鏡精確平行的位置時，腔的Q值最高，其它位 置都比較低，反射鏡的轉動必須與閃光燈的觸發同步，使兩塊反射鏡達到平行時，工作物質已得到充分的泵浦。這種Q開關的主要優點是重複性好，主要缺點是容易產生噪聲。
