「Qスイッチ」とは何でしょう

2011年9月25日

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Qスイッチレーザーの「Q」とは
「Quality」品質 の意味です。

発信を制御しジャイアントパルス(高出力パルス)を得る方法です。
Qスイッチルビーレーザーの場合 40 ns
QスイッチYAGレーザーの場合 8 ns

この非常に短い時間(光が数メートル進む時間)に集約して放出することができるようにするのが、Qスイッチ。

Qスイッチの「Q」は品質Qualityから来ていますが、品質の良いレーザーだからということから来ている・・・というわけではありません。

レーザーは、共振器の中で共振させることで、増幅されレーザーとして出るわけですが、増幅する際にはロスが出ます。
この共振の際の品質を Q値といいます。Q値を低くして発振を抑え、反転分布の大きくなったところでQ値を高くすれば、大きな出力を得ることができるということになります。これを使用しているのが、Qスイッチです。

もう少し知りたい方は、成書を参照ください。

レーザーの原理(wikipeda)

レーザー光は光(電磁波)を増幅し、コヒーレントな光を発生させるレーザー発振器を用いて人工的に作られる光である。

レーザー発振器は、キャビティ(光共振器)と、その中に設置された媒質、および媒質をポンピング(電子をより高いエネルギー準位に持ち上げること)するための装置から構成される。キャビティは典型的には、2枚の鏡が向かい合った構造を持っている。波長がキャビティ長さの整数分の一となるような光は、キャビティ内をくり返し往復し、定常波を形成する。媒質はポンピングにより、吸収よりも誘導放出の方が優勢な、いわゆる反転分布状態を形成する。すると、キャビティ内の光は媒質を通過するたびに誘導放出により増幅され、特に光がキャビティに共振し定常波を形成している場合には再帰的に増幅が行われる。

キャビティを形成する鏡のうち一枚を半透鏡にしておけば、そこから一部の光を外部に取り出すことができ、レーザー光が得られる。外部に取り出したり、キャビティ内での吸収・散乱等によりキャビティ内から失われる光量と、誘導放出により増加する光量とが釣り合っていれば、レーザー光はキャビティから継続的に発振される。