Q开关概述_光学元件_光学系统_

中文名称：Q开关

英文名称：Q-switch

定义：用来改变光学谐振腔的Q值，以获得一定脉冲宽度(几到几十纳秒)的激光强辐射的装置。

Q开关元件结构及工作原理

　　Q开关的组成

　　 Q开关元件主要由石英晶体，压电换能器，阻抗匹配元件，射频插头和壳体组

　　成。

Q开关控制激光的原理
Q开关是激光光学系统中一个重要光学元件，它通过阻断和不阻断光的反射通

　　道来抑制和产生激光脉冲

　　不给压电换能器施加射频信号时，石英晶体保持其原有的常规折射率，由激光

　　棒发射出来的平行光之剑透过石英急停，经后反光镜发射载穿过石英晶体，返回

　　激光棒。

　　一旦给压电换能器施加射频信号，压电换能器立即在石英体内产生超声波。

　　超声波压迫石英石英晶体使它的折射率发生变化，透过石英晶体的光线发生折射

　　而偏离后反光镜，使得没有光线返回激光棒。由于价格光线返回激光棒是激发激

　　光的必要条件，所以产生激光的进程停止，因此给压电换能器施加和撤除射频信

　　号，是关掉和释放激光的重要控制手段。 Q开关分类　　目前市场上有2种Q开关，一种是风冷Q开关，一种是水冷Q开关。Q开关有27M，40M,80M等规格。激光打标机常用Q开关都是27M的。在目前国内市场一般都是采用27M的水冷Q开关

　　被动 Ｑ开关是由激光器本身完成Ｑ值的变化的。主动Ｑ开关是由外部机械或电子信号使Ｑ值的变化的。常用的Ｑ开关有：

　　１、可饱和吸收体 Ｑ开关：这是属于被动 Ｑ开关。在共振腔内放可饱和吸收染料盒、色心晶体等。它们对腔内的激光透过率是光强的函数，在开始时，共振腔内的受激辐射强度低，它们对光辐射的吸收率大，即共振腔的Ｑ值很低；当工作物质被充分泵浦而达到激光振荡阈值时，它们发生饱和吸收，透过率上升到近100％，共振腔的Ｑ值也随即突然升高到很高的数值。

　　２、电光 Ｑ开关：这是主动 Ｑ开关。在共振腔内放电光元件和偏振分析器。当给电光元件加上外电场时会使通过的激光的偏振面发生旋转，由此可控制光束通过分析器的透过率。共振腔的Ｑ值与分析器的透过率有关。现在最常见的电光元件是克尔盒和普克尔盒。

　　３、机械 Ｑ开关：这是主动 Ｑ开关。用马达带动共振腔的一块反射镜高速旋转，当旋转的镜子转到与共振腔另一面反射镜精确平行的位置时，腔的Ｑ值最高，其它位置都比较低，反射镜的转动必须与闪光灯的触发同步，使两块反射镜达到平行时，工作物质已得到充分的泵浦。这种 Ｑ开关的主要优点是重复性好，主要缺点是容易产生噪声.

目前国际知名的Q开关品牌

　　目前国际上生产Q开关一些国际知名品牌有：美国NOES、英国古奇·休斯古公司（GOOCH & HOUSEGO）、法国AA、美国标乐（ISOMET）等品牌。目前在国内应用得最多的是英国古奇·休斯古公司（GOOCH & HOUSEGO）的Q开关。英国古奇Q开关通常也被人们叫做QS Q开关。其以价格适中质量过硬在国内占据相当大的市场。

　　Q开关可以应用到以下激光设备中：YAG灯泵激光打标机、半导体激光打标机、光纤激光打标机，激光划片机、激光调阻机等……

Q开关型号说明

　　Q开关型号命名例子：

　　如： QS24-5S-S 这里QS表示声光Q开关。 24则表示24MHz 射频频率；5S则表示通光直径 5mm ，用于激光束直径 3-5mm 左右；超声模式是压缩式（ C 模式），主要用于非偏振光激光器中；水嘴是 S 型接头；底面安装孔是英制螺钉孔。

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