谈谈调Q技术的基本原理

激光器存在一个激光阈值，一般而言普通激光器的阈值会相对较低，且谐振腔的损耗是保持不变的，由于输出的激光脉冲都是源自该激光阈值附近，当上能级的粒子数大于下能级时，便会产生相应波长的激光，但随着激光开始振荡，上能级的粒子数目会随之快速减少，因此无法获得高能量的脉冲输出。

同时泵浦功率的增加并不会导致上能级粒子数目的累积，仅仅会使得输出的微小脉冲个数增加，还可能会使相应脉冲分布的时间范围变得更宽。

因此从结果来看，虽然增加泵浦功率这一方法可以使激光器的输出能力得到一定加强，但输出脉冲的峰值功率仍然没有提高，而且时间特性也会变得非常糟糕。

因此为得到更高峰值功率、更高脉冲能量的脉冲，必须改变激光器的阈值。

调Q技术是指通过某种方法使谐振腔的损耗(或Q值)按照已规定好的程序发生相应变化，在激光器刚开始启动时，其损耗变得非常高，而由于激光阈值的提高，使其在原阈值附近无法发生振荡，此时激光上能级会积累更高水平的粒子数目。

随后使腔损骤然降低，激光阈值也会随之突然减小，此时激光上下能级之间所产生的粒子反转数要远远大于激光器阈值，因此受激辐射作用会大大增强，在极短的时间内上能级会将存储的大部分粒子能量转变成激光能量，故可实现超强的激光脉冲输出。

在谐振腔内，其损耗的大小一般以Q值进行表述，且呈负相关关系，凡是可以促使腔损耗产生突变的元件均有可能被用作Q开关，故此技术又可被称之为Q 开关技术，而通过使用此技术实现脉冲输出的激光器也被称为调Q激光器。







审核编辑：刘清