调Q激光器常见的三种类型

　　调Q激光器可形成高强短脉冲激光。针对高脉冲能量，增益介质必须可以存储非常高的能量，这就需要其具有长上能级寿命、密度高的激光离子、不太高的增益效率;假如增益效率太高，自发辐射将限制能量存放，并且初始损耗需要非常高才可以避免激光提前启动。上能级寿命在纳秒级的气体、半导体和染料激光器不宜调Q工作。

　　固体激光器是较为常见也是从技术角度来看至关重要的调Q激光器类型，可是光纤激光器也能够以调Q工作，并可以通过光纤放大器提升平均功率，而微片激光器又以极短的腔长提供更窄的脉宽。

　　主动和被动调Q

　　主动调Q激光器根据调制器主动调制腔内损耗。例如在腔内插入声光调制器，增加RF功率时将部分光束借助衍射溢出腔外，激光介质中存放高能量后突然关闭RF功率形成并输出激光脉冲。

　　固体调Q激光器

　　固体激光介质通常掺杂三价稀土离子，例如钕、镱和铒，也有部分掺杂钛和铬等过渡金属离子。下表列出了一些常用固体调Q增益介质及其重要特性。

　　微片调Q激光器

　　微片激光器具备非常短的腔，尤其是通过半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动调Q工作。因为光场基本不穿透SESAM，因此腔长基本只在于晶体厚度。

　　如果晶体具有较高的泵浦吸收率和高增益，例如Nd:YVO4晶体，可产生远小于100ps的脉宽，可是脉冲能量一般没法超出1μJ太多。这种激光器的困难之一就是制备既具有较高的调制深度、饱和能量也不是很低的SESAM组件。饱和能量太高可能导致SESAM损伤。

　　微片激光器还可通过小型电光调制器以主动调Q工作，但是由于腔长增加，脉宽也由此变长。微片激光器可以实现很高的脉冲重频，例如被动调Q可以达到数MHz级别，可是提高重频时脉宽也会更加长。

　　短腔也比较容易实现单模输出。虽然脉冲能量低，但是由于脉宽窄，所以峰值功率较高，足够实现有效的非线性频率转换。因此，微片激光器能以很紧凑的系统提供可见光、紫外或中红外输出。

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