Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » Q-switching (lasers)

Q-switching (lasers)

1962
  • R. W. Hellwarth
  • F. J. McClung
Q-switched laser system in a modern laboratory for non-linear optics applications.

(صورة توضيحية فقط)

تقنية التبديل Q هي تقنية لإنتاج نبضات ليزرية عالية الكثافة وقصيرة المدة. تعمل هذه التقنية عن طريق إيقاف عمل الليزر مؤقتًا، مما يسمح لوسط التضخيم بتخزين كمية كبيرة من الطاقة عبر انعكاس التوزيع السكاني. ثم يتم تحويل عامل الجودة (Q) لليزر بسرعة إلى قيمة عالية، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة المخزنة في نبضة نانوثانية واحدة قوية.

The term ‘Q-switching’ refers to the modulation of the quality factor (Q-factor) of the laser’s optical resonator. The Q-factor is a measure of the energy storage capability of the resonator; a high Q-factor means low loss, while a low Q-factor means high loss. The Q-switching process involves two stages. First, the Q-factor of the cavity is deliberately kept low (high loss) while the gain medium is being pumped. This prevents the buildup of stimulated emission and stops lasing from starting, even though a very large population inversion is being created. The gain medium acts as an energy storage capacitor.

بمجرد تخزين أقصى طاقة ممكنة في وسط التضخيم، يتحول عامل الجودة (Q) فجأةً إلى قيمة عالية (فقد منخفض). ويتم ذلك باستخدام جهاز مفتاح Q موضوع داخل التجويف. ومع انخفاض الفقد إلى أدنى حد، يتجاوز الكسب البصري عتبة الليزر بكثير. ويؤدي المجال المكثف للفوتونات المنبعثة تلقائيًا داخل التجويف إلى إطلاق سلسلة هائلة من الانبعاث المحفز بسرعة، مما يستنفد الطاقة المخزنة في وسط التضخيم بشكل فوري تقريبًا. وينتج عن ذلك انبعاث نبضة ضوئية عملاقة واحدة ذات قدرة ذروة عالية جدًا (من ميغاواط إلى غيغاواط) ومدة قصيرة، عادةً في حدود النانوثانية. وتشمل أجهزة مفتاح Q الشائعة المرايا الدوارة (الطريقة الأصلية)، والمعدلات الصوتية الضوئية، والمعدلات الكهروضوئية (خلايا بوكلز).

UNESCO Nomenclature: 2210
– Optics

يكتب

تقنية

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • invention of the laser
  • understanding of laser cavity dynamics and the Q-factor
  • development of fast optical shutters (e.g., Kerr cells)

التطبيقات

  • ليزر وشم إزالة
  • industrial material processing (cutting, drilling)
  • lidar systems for mapping and range finding
  • pumping other lasers (e.g., dye lasers)
  • nonlinear optics research

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • miniaturized q-switched lasers for handheld lidar devices
  • passively q-switched microchip lasers for portable التحليل الطيفي
  • high-repetition-rate q-switched lasers for rapid material processing
  • dual-cavity q-switched lasers for generating tunable terahertz radiation
  • graphene-based passive q-switches for fiber lasers
  • q-switched lasers for space debris removal
  • non-invasive glaucoma treatment using selective laser trabeculoplasty
  • underwater communication systems using blue-green q-switched lasers
  • laser-induced breakdown spectroscopy (libs) for remote chemical analysis
  • compact laser ignition systems for internal combustion engines
ذات صلة بـ: تبديل Q، الليزر النبضي، النبضة العملاقة، ذروة الطاقة، عامل Q، تجويف الليزر، انعكاس السكان، تخزين الطاقة، المعدل الصوتي البصري، خلية بوكلز.

السياق التاريخي

Q-switching (lasers)

1960
1960
1961
1962
1963
1965
1970
1960
1960
1960-05-16
1962
1963
1964
1968
1970

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.