Q开关的类型

Q开关的类型

声光Q开关

常见的Q开关类型就是声光调制器。只要声波关闭，晶体或者玻璃片产生的透射损耗就非常小，但是声波打开后，会产生很强的布拉格反射，每次通过产生的损耗在50%左右，在线性激光谐振腔中通过两次会产生75%的损耗。为了产生声波，电子学驱动器需要功率在1W的射频功率（或者在大孔径器件中需要几个瓦特）和100MHz的微波频率（RF）。

器件中存在许多需要权衡的参数。例如，具有很高电光系数的二氧化碲材料需要很小的声波功率，但是损伤阈值比较适中。晶体石英或者熔融二氧化硅可以承担很高的光强，但是也需要更高的声波功率（以及射频功率）。需要的声波功率还与器件的孔径有关：高功率激光器需要大孔径器件，同时也需要更高的声波功率。Q开关产热很多，因此需要采用水冷却装置。而在低功率水平，则只需要传导冷却。

开关速度（或者调制带宽）并不是受声光换能器限制，而是由声波速度和光束直径。

为了抑制光学表面的反射，通常需要采用抗反射涂层。还有的Q开关的有源器件工作在布儒斯特角。

电光Q开关

Q开关微片激光器需要非常高的开关速度，这时需要采用电光调制器。其中，光的偏振态通过声光效应（普克尔斯效应）被改变，然后采用偏振片就将偏振态的改变转变成对于损耗的调制。与声光器件相比，它需要更高的电压（需要得到纳秒的开关速度），但是不需要射频信号。

无源Q开关

无源开关是饱和吸收器，由激光本身触发。其中，Q开关自身引入的损耗非常小，一旦增益介质中储存足够的能量，激光增益就会大于损耗。激光功率开始缓慢增大，一旦吸收器达到饱和，损耗会减小，净增益增加，激光功率快速增大形成短脉冲。

在无源Q开关YAG激光器中，Cr4+：YAG晶体通常作为无源Q开关。还有其它可用的材料，例如，各种掺杂晶体和玻璃，半导体饱和吸收反射镜尤其适用于产生小的脉冲能量

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