Nd:GdLuAG晶体1.3μm连续与调Q激光特性的研究(2)
按工作方式分，激光器可分为：脉冲激光器和连续激光器。脉冲激光器又可分为调Q激光器和锁模激光器。调Q技术是指调节激光腔的品质因数，即Q值。把Q值调低，损耗就会大于增益，而反转的粒子数一直在增加，这时快速把Q值调高，很容易就会产生激光振荡，并且具有很高的峰值能量，反转的粒子数被快速消耗掉导致脉冲很快结束，从而获得了脉冲宽度很窄和峰值能量很高的脉冲。常见的主动调Q有：电光调Q、声光调Q和磁光调Q。被动调Q又叫做饱和吸收调Q，通过饱和吸收效应来控制谐振腔内的损耗。常见的饱和吸收片有Cr4+:YAG、V3+:YAG、Co2+:LaMgAl11O9、Cr2+:ZnS。可以利用锁模技术得到脉冲宽度更窄的激光。声光锁模、非线性锁模、可饱和吸收锁模、自锁模以及同步泵浦锁模都是常见的锁模技术。
脉冲激光有脉冲能量大和峰值功率高等连续激光无法比拟的优点，使得脉冲激光有更大的应用价值。脉冲激光广泛应用于精密打孔、非线性光学、激光光谱分析、光学晶体微加工以及军事中。脉冲激光在激光技术应用中具有无法撼动的地位。在激光精细加工、激光测距以及激光雷达等方面，普通激光器产生的峰值功率为几十千瓦，脉冲宽度只能达到微米级别的激光已经无法满足人们的需要，人们需要脉冲能量更高，峰值功率更大，脉冲宽度更窄的激光。然而想要提高峰值功率或者减小脉宽，增大泵浦功率是不可取的，因为增大泵浦功率只能增加脉冲数目并不能提高峰值功率和减小脉冲宽度，这时候调Q技术就可以很好解决这个问题了。调Q技术是指，在刚开始泵浦的时候，将谐振腔的Q值调低，由于激光器的阈值与Q值呈反比的，因此激光器的阈值会很高，不能产生激光振荡。但是泵浦源的作用一直存在，粒子被不断地从低能级激发到高能级，反转粒子数密度一直增加，当增大到一定值时，在合适的时刻迅速提高谐振腔的Q值，激光器的阈值突然下降，受激辐射迅速增加，反转的粒子数会在短时间内被消耗掉，就可以获得高能量值的激光脉冲。
调Q技术的产生是激光发展历史上的一次重要突破，调Q技术为激光领域注入了新的活力。调Q技术解决了人们在激光测距、激光精细加工以及激光雷达等领域对高脉冲能量和高峰值功率激光的需求。1962年第一台调Q激光器就问世，只是当时的峰值功率只能达到600千瓦，脉冲宽度在百纳秒级。随着激光技术的发展和调Q元件的探索，调Q激光的峰值功率和脉冲能量不断提高，脉冲宽度也不断被压缩。近几年，调Q激光的峰值功率已经能够达到兆瓦量级，脉冲宽度也被压缩到皮秒级[1,2]。
调Q技术按照开关时间和脉冲建立时间的长短比较可分为快开关调Q和慢开关调Q。调Q技术又可分为主动调Q和被动调Q。主动调Q激光器可以通关外部驱动缘来控制谐振腔内的损耗的变化来实现调技术，常见的主动调Q技术又声光调Q、电光调Q和转镜调Q。被动调Q是指通关在谐振腔内插入饱和吸收体来实现调Q操作，常见的被动调Q技术有染料调Q和半导体调Q。主动调Q技术由于需要驱动装置且结构复杂不利于激光器的小型化，而被动调Q技术由于不需要辅助设备、结构简单、价格便宜等优点在中小功率激光器中被广泛应用。
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