通常來(lái)說(shuō)連續激光器加裝Q調裝置是可以成為脈沖激光器的,但并不是說(shuō)直接對接放上那么簡(jiǎn)單，這里我們要了解一下激光調Q技術(shù)和可調諧激光器的工作原理。
新的激光調Q技術(shù)不斷得到開(kāi)發(fā)和應用
一、可調諧激光器tunable laser 是指在一定范圍內可以連續改變激光輸出波長(cháng)的激光器。連續激光器相對于脈沖激光器來(lái)說(shuō)的，連續的就是輸出激光是連續的一直開(kāi)著(zhù)的狀態(tài)，脈沖就類(lèi)似照相機閃光燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，一閃一閃的燈光閃爍狀態(tài)，可調諧的也可以是連續的，輸出特定波長(cháng)的也可以不是連續的；
二、激光調Q技術(shù)是將激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中，從而使激光光源的峰值功率提高幾個(gè)數量級的一種技術(shù)。激光調Q技術(shù)的基礎是一種特殊的光學(xué)元件--快速腔內光開(kāi)關(guān)，一般稱(chēng)為激光調Q開(kāi)關(guān)或簡(jiǎn)稱(chēng)為Q開(kāi)關(guān)。激光調Q技術(shù)的目的是：壓縮脈沖寬度，提高峰值功率。
??Q值是評定激光器中光學(xué)諧振腔質(zhì)量好壞的指標，一個(gè)品質(zhì)因數。Q值定義=2π×諧振腔內儲存的能量/每震蕩周期損耗的能量。
??Q值愈高，所需要的泵浦閾值就越低，亦即激光愈容易起振。在一般的脈沖固體激光器中，若不采用特殊的措施，脈沖激光在腔內的振蕩持續時(shí)間與光泵脈沖時(shí)間(毫秒量級左右)大致相同，因此輸出激光的脈沖功率水平亦總是有限的。
??如果采用一種特殊的技術(shù)，使光泵脈沖開(kāi)始后相當長(cháng)一段時(shí)間，有意降低共振腔的Q值而不產(chǎn)生激光振蕩，則工作物質(zhì)內的粒子數反轉程度會(huì )不斷通過(guò)光泵積累而增大，然后在某一特殊選定的時(shí)刻，突然快速增大共振腔的Q值，使腔內迅速發(fā)生激光振蕩，積累到較高程度的反轉粒子數能量會(huì )集中在很短的時(shí)間間隔內快速釋放出來(lái)，從而可獲得很窄脈沖寬度和高峰值功率的激光輸出。實(shí)現以上目的，最常用的方法是在共振腔內引入一個(gè)快速光開(kāi)關(guān)--Q開(kāi)關(guān)，其在光泵脈沖開(kāi)始后的一段時(shí)間內處于“關(guān)閉”或“低Q”狀態(tài)，此時(shí)腔內不能形成振蕩而粒子數反轉不斷得到增強。在粒子數反轉程度達到最大時(shí)，腔內Q開(kāi)關(guān)突然處于“接通”或“高Q”狀態(tài)，從而在腔內形成瞬時(shí)的強激光振蕩，并產(chǎn)生所謂的調Q激光脈沖輸出到腔外。
脈寬可將重復頻率調制達500Hz
??下面分別介紹幾種常用的調Q開(kāi)關(guān)和工作原理。主動(dòng)調Q一般是有電光晶體調Q、聲光晶體調Q、被動(dòng)調Q一般有可吸收染料調Q、Cr4：YAG可飽和吸收調Q。
??電光調Q技術(shù)
??利用晶體的電光效應，在晶體上加一階躍式電壓，調節腔內光子的發(fā)射損耗。開(kāi)始工作時(shí)，晶體兩端加一電壓，由于晶體的偏振效應，諧振腔的損耗很大，Q值低，激光不振蕩，激光上能級不斷積累粒子數，Q開(kāi)光處于關(guān)閉狀態(tài)。某一特定時(shí)刻，突然撤去晶體兩端電壓，諧振腔突變至損耗低，Q值高，Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)，形成巨脈沖激光。典型的Nd：YAG，電光調Q激光器的輸出光脈沖寬度約為納秒級，峰值功率達到數兆瓦至數十兆瓦。適用于脈沖式泵浦激光器。
??聲光調Q技術(shù)
??聲光調Q技術(shù)，是利用聲光器件的布拉格衍射原理完成調Q任務(wù)。聲光調Q器件，由聲光互作用介質(zhì)(如熔融石英)和鍵合于其上的換能器所構成。換能器將高頻信號轉換為超聲波。在激光腔內插入聲光調Q器件，可以產(chǎn)生很高的衍射損耗，此時(shí)腔內具有很低的Q值，Q開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。當激光高能級積累大量粒子數時(shí)，撤除超聲波，衍射效應即刻消失，損耗下降，Q開(kāi)光打開(kāi)，激光巨脈沖遂即形成。聲光調Q技術(shù)用于低增益的激光器，可獲得脈寬幾十納秒，功率幾百千瓦的高頻脈沖。但對高能量激光器的開(kāi)關(guān)能力差，不宜用于高能調Q激光。
??可飽和吸收染料調Q
??某些染料媒質(zhì)具有突變的吸收飽和特點(diǎn)，當波長(cháng)處于其吸收峰附近入射光信號較弱時(shí)，染料媒質(zhì)對入射光呈現出非常明顯的吸收趨勢(相當于處于“關(guān)閉”狀態(tài))；當入射光信號增強到一定程度時(shí)，染料媒質(zhì)對入射光突然呈現出明顯的吸收飽和趨勢(相當于近似透明的“接通”狀態(tài))。利用某些染料的上述特點(diǎn)，可將其置于共振腔內起到調Q開(kāi)關(guān)的作用。光泵脈沖開(kāi)始后的一段時(shí)間，工作物質(zhì)的初始受激發(fā)射信號較弱，染料開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。當工作物質(zhì)粒子數反轉程度達到最大，受激發(fā)射光強增大到足以使染料開(kāi)關(guān)處于吸收飽和狀態(tài)(或稱(chēng)為“漂白”狀態(tài))，從而在腔內接通振蕩回路并形成調Q激光輸出。染料調Q開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單、成本低。不足之處是光化學(xué)穩定性較差，調Q重復性精度不高。
??Cr4：YAG可飽和吸收來(lái)調Q
??Cr4：YAG晶體在一定范圍內有較強的可飽和吸收特性，因此可用作特定波段激光器的被動(dòng)調Q元件。對比于其它被動(dòng)調Q元件，Cr4：YAG晶體具有吸收截面大、可飽和吸收穩定性好、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，因此很適合半導體泵浦的固體激光器產(chǎn)生被動(dòng)調Q，同時(shí)被動(dòng)調Q開(kāi)關(guān)對激光器的單縱模也有一定的輔助作用。
連續激光器加裝Q調裝置是可以成為脈沖激光器
??新的激光調Q技術(shù)不斷得到開(kāi)發(fā)和應用，其中包括主動(dòng)調Q和被動(dòng)調Q相結合的主被動(dòng)雙調Q技術(shù)、雙被動(dòng)調Q技術(shù)、調Q鎖模技術(shù)，調Q技術(shù)在半導體泵浦脈沖激光器中的應用，引起了極大的關(guān)注。
準連續（QCW）激光器與連續激光器及脈沖激光器有什么區別?
連續光纖激光器可以是單模也可以是多模的.單模產(chǎn)生的高質(zhì)量光束能夠應用在材料領(lǐng)域或大氣傳輸,多模工業(yè)激光則具有高功率.如果應用并不需要產(chǎn)生很高的功率密度,那么多模的總功率較高將成為優(yōu)勢,例如對于切割和焊接的熱處理.
長(cháng)脈沖激光被稱(chēng)為準連續激光器,產(chǎn)生ms量級的脈沖,占空比為10%.這使得脈沖光具有比連續光高十倍以上的峰值功率,對于鉆孔等應用來(lái)說(shuō)非常有利.根據脈寬可將重復頻率調制達500Hz.因此,連續就是持續輸出.準連續是脈沖輸出,但是脈沖的占空比比較大。
