調Q激光器

Q值是評定激光器中光學諧振腔質量好壞的指標----品質因數。Q值----定義為在激光諧振腔內，儲存的總能量與腔內單位時間損耗的能量之比。

Q=2πνW/(dw/dt)

式中W--腔內儲存的總能量，dW/dt--光子能量的損耗速率，即單位時間內損耗的能量，ν --激光的中心頻率。

一般採取改變腔內損耗的辦法來調節腔內的Q值

調Q技術分為：電光調Q、聲光調Q、染料調Q、色心晶體調Q、轉鏡調Q。其中以電光調Q、聲光調Q、染料調Q最為常用。電光調Q、聲光調Q總稱主動調Q，染料調Q稱為被動調Q。

利用晶體的電光效應，在晶體上加一階躍式電壓，調節腔內光子的反射損耗。

第一階段是在晶體上加電壓λ/4。偏振光通過KDP晶體時分解為沿X和Y方向振動的振幅相等的兩束光，兩束光的振動方向垂直，頻率相同，沿相同方向傳播時，其合成的規跡由兩光的相位差來決定，當Φ=π時，兩束光合成為一線偏光，它的振動方向相對入射光的原振動方向旋轉90度。因為P1//P2，所以，從晶體出來的光不能通過P2，被P2反射掉。所以光不能在腔內來回傳播形成振盪。這就相當於腔內光子的損耗很大，Q值很低，稱為“關門”狀態。第二階段：脈衝形成階段——Q開關完全打開。在第一階段工作物質的反轉粒子數達到最大值時，突然退去晶體上的電壓，這時晶體又恢復了原來的狀態，光在腔內形成振盪 。

當驅動源的某種特定載波頻率驅動換能器時，換能器即產生同一頻率的超聲波並傳入聲光介質，由於聲光效應的存在，就會在介質內形成折射率變化。如果聲波頻率較高，且聲光作用長度較大，此時的聲擾動介質就等效於位相光柵。

如果相對聲波方向以一定角度入射的光波，其衍射光在聲光調製器的聲光介質內相互干涉，使高級衍射光相互抵消，會只出現 0級和 1級的衍射光，這就是布拉格聲光衍射。使1級衍射波受到調製而成為“攜帶”信息的調製波，也就是我們最終要得到的光。

利用一種可飽和吸收體做為Q開關，這種可飽和吸收染料是一種非線性吸收物質，把它放在諧振腔內，利用它對光的可飽和吸收特性來改變諧振腔內的吸收損耗，起到Q開關的作用。

染料可飽和吸收特性：染料吸收率是光強的函數，初時的吸收率很大，光強增大，吸收率減少，吸收率為0，染料飽和。

調Q激光器已擁有眾多波長，包括266、355、523.5、526.5、532、656.5、660、1047、1053、1064、1313、1319nm，由於調Q激光器能獲得高峯值功率，窄脈寬而被廣泛應用於工業加工，科研領域。 ^[1]