Qスイッチングは、高強度で短パルスのレーザー光を生成する技術です。この技術は、レーザー発振を一時的に停止させることで、利得媒体に反転分布による大量のエネルギーを蓄積させることによって機能します。その後、レーザーの品質係数(Q値)を急速に高い値に切り替えることで、蓄積されたエネルギーを強力なナノ秒パルスとして放出します。

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Qスイッチングは、高強度で短パルスのレーザー光を生成する技術です。この技術は、レーザー発振を一時的に停止させることで、利得媒体に反転分布による大量のエネルギーを蓄積させることによって機能します。その後、レーザーの品質係数(Q値)を急速に高い値に切り替えることで、蓄積されたエネルギーを強力なナノ秒パルスとして放出します。
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.
利得媒体に最大エネルギーが蓄積されると、Q値は突然高値(低損失)に切り替わります。これは、共振器内に配置されたQスイッチデバイスによって行われます。損失が非常に低くなると、光利得はレーザー発振閾値をはるかに超えます。共振器内の自発放出光子の強烈な場が、誘導放出の大規模なカスケードを急速に引き起こし、利得媒体に蓄積されたエネルギーをほぼ瞬時に消費します。その結果、非常に高いピークパワー(メガワットからギガワット)と短い持続時間(通常はナノ秒オーダー)を持つ、単一の巨大な光パルスが放出されます。一般的なQスイッチデバイスには、回転ミラー(従来の方法)、音響光学変調器、電気光学変調器(ポッケルスセル)などがあります。
Qスイッチング(レーザー)
(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)
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