什么是Q开关?

安德鲁·基尔总(Andrew Kirmayer)
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烧杯的科学家
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一个激光结合Q开关的用光脉冲而不是连续的光束。与不断发射的光束相比,每个脉冲的强度非常高。该过程也称为巨型脉冲形成,在激光发射时会产生重复的脉冲。Q-Switch激光器具有内部设备,该设备直接影响激光光学谐振器的性能,更改其质量因子或Q因子。通过评估该变量,激光操作员可以知道激光增益介质和谐振器之间发生了多少光反馈,以控制短而强大的激光能量。

在Q开关中,能量在激光的增益介质发布之前积累。在此阶段可以防止激光谐振器的反馈,并将能量存储在增益介质中,直到达到饱和度。结合光学扩增,此过程如此迅速地增加了光强度,以至于释放了存储的能量并几乎立即使用。

在激光器内部,Q开关可以是机械快门,旋转镜或光学调节器。它也可以是可饱和吸收材料的形式,例如被动Q开关激光。这种类型的Q开关激光器也可以合并晶体或半导体可饱和吸收镜。Q开关激光通常一次在两种纳秒的突发中脉冲。脉冲的强度取决于增益介质的能量存储能力,以及系统在最大能量积累之前预防自发排放的能力。

使用晶体和玻璃的纤维激光器和激光器都可以使用Q开关。根据激光的类型及其分配能量的能力,Q-Switch的能力可能会有所不同。它们的某些激光特性或组合可能会导致工程师根据所需的能级调整脉冲重复速率。开关设备生成的脉冲的持续时间也可能需要配置,可以使用活动的Q开关激光器手动完成。

Q开关激光器的应用包括制造公司的金属切割或局部牙科工作,这些牙科工程快速,高强度激光爆发是有益的。在激光标记,必须根据所做的工作以不同的时间间隔打开和关闭Q-Switch。激光在医疗应用中也被Q开关整形外科和纹身去除。

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