Q开关元件结构及工作原理

Q开关元件主要由石英晶体，压电换能器，阻抗匹配元件，射频插座和壳体组成。

Q开关关断激光原理Q开关是激光光学系统中一个重要光学元件，它通过阻断或不阻断光的谐振通道来抑制或允许激光脉冲产生。在不给压电换能器施加射频信号时，Q开关的石英晶体保持其原有的常规特性，由宝石棒发射出来的平行光直接透过石英晶体,经后反光镜反射再穿过石英晶体，返回宝石棒，形成正常的谐振，允许激光输出。一旦给压电换能器施加射频信号,压电换能器在石英晶体内产生超声波，超声波压迫石英晶体使它原有的特性发生变化，透过石英晶体的光线的折射角度亦发生变化，经后反光镜反射回的光线将偏离宝石棒，谐振终止。由于激发光线返回宝石棒是激发激光的必要条件，因此，给压电换能器施加和撤除射频信号，可以是关断和允许激光的输出。

Q开关进行Q调制施加射频信号期间，激发激光进程停止，此时宝石棒仍然受泵浦光源的照射，继续吸收并储存能量，因而其中积累了大量能量。一旦撤除射频信号，光路谐振通道回复，激光器将在短时间内释放出峰值功率巨大的激光脉冲。在出光期间，有目的地给Q开关元件施加上一系列射频脉冲群，周期性的关断和释放激光，是从平均功率相对低的激光器中获得脉宽窄、峰值高的激光脉冲的绝妙手段。这种波形控制方式通常称为Q调制。

Q开关的等效阻抗Q开关元件的等效电气线路如下图。从外部看，Q开关元件可以归结于下图。它的阻抗Z=R+X(L，C，f )j，其中X是电感L和 电容C与频率f的涵数。对于确定的中心频率（通常为27M、40M），调节L或C，总可以使X等于零，于是Z等于R，等效于纯阻性50欧电阻,Q开关元件、传输导线、Q电源三者阻抗一定要匹配。