什么是Q開關(Q-Switching)？

具有調Q功能的激光器使用的是光能脈沖，而不是連續光束。與不斷發射的光束相比，每個脈沖的強度極高。也稱為巨脈沖形成，當激光器被發射時，這個過程會產生重復的脈沖。Q開關激光器有一個內部器件，它直接影響激光器的光學諧振...

具有調Q功能的激光器使用的是光能脈沖，而不是連續光束。與不斷發射的光束相比，每個脈沖的強度極高。也稱為巨脈沖形成，當激光器被發射時，這個過程會產生重復的脈沖。Q開關激光器有一個內部器件，它直接影響激光器的光學諧振腔的性能，從而改變其品質因數或Q因數。通過評估這個變量，激光操作員可以知道在激光器的增益介質和諧振器之間發生了多少光反饋，以控制短而強的激光能量爆發。科學家拿著燒杯進行調Q，能量在釋放之前在激光的增益介質中積累起來。在這個階段，來自激光諧振腔的反饋被阻止，能量被儲存在增益介質中，直到達到飽和水平。結合光學放大，這個過程可以快速增加光強度，從而將儲存的能量釋放和利用在激光器內部，一個Q開關可以是一個機械快門，一個旋轉的鏡子，或者是光調制器。它也可以是可飽和吸收材料的形式，就像被動調Q激光器的情況一樣。這種調Q激光器也可以包含晶體或半導體可飽和吸收鏡。調Q激光器通常一次以兩納秒的速度脈沖光。其強度脈沖取決于增益介質的儲能能力，以及系統在最大能量積累之前防止自發輻射的能力。光纖激光器和使用晶體和玻璃的激光器都可以使用調Q。根據激光器的類型及其分配能量的能力，Q開關的能力可能會有所不同某些激光特性或它們的組合可能會導致工程師根據所需的能級來調整脈沖重復率。開關設備產生的脈沖的持續時間也可能需要配置，這可以用主動調Q激光器手動完成。調Q激光器的應用包括由制造公司進行金屬切割或局部牙科工作，在這些工作中，快速、高強度的激光脈沖是有益的。在激光打標中，Q開關必須以特定的時間間隔打開和關閉，這取決于所做的工作。激光也可以在整形手術和去除紋身等醫療應用中使用。

發表于 2020-09-18 04:44
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分類：科學教育

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