激光调Q技术介绍

激光问世以来，因其“三好一高”的特性，被誉为是“最快的刀”，“最准的尺”，使其在材料加工、医学、科研等领域都得到广泛的应用。同时，为了获得更高的加工速率，更好的加工效果以及更极端的实验环境，人们对激光器的能力，不断提出新的要求。

如何将激光器的峰值功率做得更大，一直是激光器发展的迫切需要，说到这里，也就不得不提到激光的调Q技术。

电光调Q技术：

电光调Q技术的原理是普克尔斯（Pockels）效应——即一级电光效应，电光晶体的双折射效应与外加电场强度成正比，偏振光经过电光晶体后，偏振面旋转的角度与晶体长度和两侧所加电压的乘积成正比。

目前普遍应用的电光晶体有KD*P（磷酸二氢钾(KDP)，磷酸二氘钾(DKDP)）晶体和LN（铌酸锂LiNbO3）晶体。当线偏振光入射到电场中的晶体表面，分解成初相位相同的左旋和右旋两束圆偏振光。在晶体中，两束光线的传播速度不同。即从晶体中出射时，两束光线存在相位差。则合成的线偏振光的偏振面已经和入射光的偏振面存在相位差，称为旋光效应。

其中的起偏器由格兰-付克棱镜构成。格兰-付克棱镜（方解石空气间隙棱镜）是由两块方解石直角棱镜拼接而成，由于晶体对于不同偏振方向的光线的折射率不同，所以偏振方向不同的光线的全反射临界角不同。棱镜组允许特定偏振方向的光线，其余的被反射。当我们在电光晶体两侧施加电压时，可以改变通过晶体的光线的偏振方向，从而选择性的让光线出射，起到光电开关的作用。

当线偏振光经过一次电光晶体后，其偏振面旋转45°，经反射镜反射后再次经过电光晶体，此时与入射光的偏振方向相差90°，即π/2。此时反射光被棱镜全反射，而不进入谐振腔。当工作物质的粒子数反转达到饱和状态时，改变晶体两端电压，使出射光偏振面不发生偏转，振荡条件建立。

声光调Q技术：

声光晶体在超声场中对入射光产生衍射，使光线偏离出谐振腔，Q值增大而不能形成激光振荡。直到在泵浦激励下，工作物质的反转粒子数不断累积达到饱和。此时撤掉超声场，Q值降低，激光振荡条件迅速建立。激光出射，产生巨脉冲。

饱和吸收体调Q：

在谐振腔内插入可饱和吸收染料，染料吸收工作物质发出的荧光。开始时染料对光子的吸收率很高，系统Q值很低，自激振荡不能发生，工作物资的反转粒子数在泵浦激励下不断累积。当染料吸收的光子累计到一定程度后，染料会突然变得透明，此时Q值急剧减小，从而实现激光振荡。

调Q激光器已经被广泛的应用在医疗，工业和科研领域，其他提高激光器峰值功率的方法还有锁模技术，啁啾放大技术……每次新技术的使用，都使得激光器的发展迈向新的台阶。激光技术的发展必将给各类技术、工艺的实现带来新的方法和思路。