Q開關可以在對激光光束產生非常小或者非常高損耗之間快速轉換。這一器件通常用在激光器諧振腔中，實現對激光器進行有源的Q開關，這是一種產生短的強脈沖的方法，脈沖長度在納秒范圍。Q開關還可以與傾腔結合產生脈沖，但是這種情況下對于光開關的具體要求也是不同的。Q開關有哪幾種類型？
聲光Q開關
常見的Q開關類型就是聲光調制器。只要聲波關閉，晶體或者玻璃片產生的透射損耗就非常小，但是聲波打開后，會產生很強的布拉格反射，每次通過產生的損耗在50%左右，在線性激光諧振腔中通過兩次會產生75%的損耗。為了產生聲波，電子學驅動器需要功率在1W的射頻功率（或者在大孔徑器件中需要幾個瓦特）和100MHz的微波頻率（RF）。
器件中存在許多需要權衡的參數。例如，具有很高電光系數的二氧化碲材料需要很小的聲波功率，但是損傷閾值比較適中。晶體石英或者熔融二氧化硅可以承擔很高的光強，但是也需要更高的聲波功率（以及射頻功率）。需要的聲波功率還與器件的孔徑有關：高功率激光器需要大孔徑器件，同時也需要更高的聲波功率。Q開關產熱很多，因此需要采用水冷卻裝置。而在低功率水平，則只需要傳導冷卻。
開關速度（或者調制帶寬）終不是受聲光換能器限制，而是由聲波速度和光束直徑。
為了抑制光學表面的反射，通常需要采用抗反射涂層。還有的Q開關的有源器件工作在布儒斯特角。
電光Q開關
Q開關微片激光器需要非常高的開關速度，這時需要采用電光調制器。其中，光的偏振態(tài)通過聲光效應（普克爾斯效應）被改變，然后采用偏振片就將偏振態(tài)的改變轉變成對于損耗的調制。與聲光器件相比，它需要更高的電壓（需要得到納秒的開關速度），但是不需要射頻信號。
調Q激光器開始常用機械Q開關，大多數情況下以旋轉反射鏡的形式。其中，一個很小的激光反射鏡放置在快速旋轉的器件上。反射鏡作為線性激光器諧振腔的一個端反射鏡。當反射鏡接近激光器諧振腔時，脈沖產生。這種方案非常簡單且穩(wěn)定，尤其適用于具有相對長脈沖時間的高功率激光器。
無源Q開關
無源開關是飽和吸收器，由激光本身觸發(fā)。其中，Q開關自身引入的損耗非常小，一旦增益介質中儲存足夠的能量，激光增益就會大于損耗。激光功率開始緩慢增大，一旦吸收器達到飽和，損耗會減小，凈增益增加，激光功率快速增大形成短脈沖。
在無源Q開關YAG激光器中，Cr4+:YAG晶體通常作為無源Q開關。還有其它可用的材料，例如，各種摻雜晶體和玻璃，半導體飽和吸收反射鏡尤其適用于產生小的脈沖能量。
（來源：網站，版權歸原作者）
津公網安備12010102000950號