Q-kapcsolás

A1.03.D14

CW (continuous wave - folytonos üzemű) működés mellett a lézeraktív anyag populációinverziója a küszöbértéknél marad amikor az oszcilláció kezdetét veszi. Még impulzusüzemű működés esetén is csak kevéssel képes túllépni a küszöbértéket. Tegyük fel, hogy egy zárszerkezetet (kapcsolót) helyezünk a lézerrezonátorba. Ha a kapcsoló zár, a lézerműködés nem indul be és ezáltal az inverzió mértéke a küszöbértéknél jóval magasabb értéket érhet el. Ha ezután a kapcsolót hirtelen kinyitjuk, a lézer a veszteségeknél jóval nagyobb erősítést produkál, melynek eredményeképp egy rövid, intenzív lézerpulzus hagyja el a rezonátort. Mivel a módszer lényege, hogy a rezonátor jósági tényezőjét alacsonyról magas értékre kapcsoljuk, a Q-kapcsolás elnevezést kapta. Segítségével fotonélettartamnyi (nanoszekundomtól néhány tíz nanoszekundum) időtartamú lézerpulzusok generálása és nagy csúcsteljesítmény elérése (MW) lehetséges.

τ a felső lézernívó élettartama. a kapcsolót t=tP időpontban nyitjuk ki. tC az az idő, amely alatt az inverzió eléri kritikus (NC) értékét. Amikor N(t) értéke NC-re esik vissza, a fotonszám eléri csúcsértékét.