调q技术用于脉冲激光器的原理（调q脉冲激光器调q激光原理）

激光的诞生是上世纪科学技术的巨大飞跃。它起源于受激辐射的光放大过程。它以其相干性、量子性和非线性的卓越结合而闻名。具体来说，激光器具有四个重要特征，每个特征都使其独一无二：

方向性：几乎与理想的平行光相当，激光束的发散角可降低至10-3毫弧度，以保持其出色的准直特性。单色性和相干性：普通氦氖激光器的线宽与波长之比可以达到10-1110-13的数量级。高亮度：常用的高功率钕玻璃激光器的亮度比太阳光高16个数量级。高峰值功率密度：由于超短脉冲技术的出现，激光器可以在很短的时间内释放大量的能量，使其峰值功率密度达到前所未有的水平。

脉冲激光器是一种独特的激光器，它以脉冲的形式产生并输出激光束。与连续激光器相比，脉冲激光器可以在很短的时间内释放高峰值功率的激光脉冲。这使得脉冲激光器广泛应用于科学研究、医学、通信、材料加工等领域。脉冲激光器的独特特性使其成为现代技术和创新的驱动力，为许多行业带来前所未有的机遇和突破。

01.脉冲激光器如何工作？

与连续波激光器不同，脉冲激光器具有广泛的应用，包括材料加工、科学研究、医疗程序和电信。那么，脉冲激光器背后的关键原理是什么？

增益介质：与连续波激光器类似，增益介质依赖于放大光能。泵浦：脉冲激光器需要外部能源来将增益介质中的原子或分子激发到更高的能态。这个过程称为“泵浦”粒子数反转：泵浦过程在增益介质中产生粒子数反转，这意味着处于激发态的原子或分子比处于基态的原子或分子更多。光腔：与连续波激光器不同，脉冲激光器具有一个由两个镜子组成的光腔。一侧是全反射镜，而另一侧是部分透明的。这个空腔允许光来回反射，增强光的强度。调Q：调Q是脉冲激光器运行的关键。这是一种暂时阻止激光达到高能量条件的技术。脉冲形成：一旦Q开关打开，高能增益介质就会被释放。能量，产生短的高强度激光脉冲短脉冲持续时间：脉冲激光产生非常短的脉冲，通常在纳秒（10-9 秒）或皮秒（10-12 秒）范围内。短脉冲持续时间使其适用于材料烧蚀、精密加工和时间分辨光谱等应用

02.脉冲激光器有哪些分类？

根据脉冲时间的不同，脉冲激光器可分为纳秒脉冲激光器、皮秒脉冲激光器和飞秒脉冲激光器。

纳秒脉冲激光器： 特点：发射纳秒范围（10-9 秒）的超短脉冲，热效应最小

用途：材料加工、激光打标、距离测量

皮秒脉冲激光： 特点： 释放皮秒范围（10-12 秒）的较短脉冲。热冲击和精密平衡

应用：纹身去除、超快光谱

飞秒脉冲激光器： 特点：飞秒范围内的闪电脉冲（10-15 秒），适合最精细的任务

应用：显微外科手术、眼科矫正、材料消融

03. 什么是调Q技术？

Q开关技术是一种用于脉冲激光器的技术，用于产生短而强的激光脉冲。它代表“质量转换”。想象一下一个通常开着的水龙头，让水不断流动。相反，要产生水脉冲，您需要暂时关闭水龙头，然后突然打开它。 Q 开关也有类似的效果：

暂时关闭：Q开关暂时阻止激光从激光腔中逸出，就像关闭水龙头一样。能量积累：当激光被阻挡时，增益介质（激光的“燃料”）中的能量不断增加。突然释放：当能量达到较高水平时，“Q开关”迅速打开，使储存的能量以短而强的激光脉冲的形式爆发出来。 Q开关可以使激光器在如此短的时间间隔内重复打开和关闭，产生高能量、短持续时间的激光。脉冲广泛应用于激光切割、打标和科学实验等领域，可以想象为将稳定的光束转变为强大的激光爆发。

04. Q开关是如何实现的？

Q开关是一种用于脉冲激光器的光学器件。其主要功能是控制激光脉冲的产生。 Q开关的实现方法可分为两种主要类型：电光Q开关（electric-optic Q-switching）和声光Q开关（acousto-optic Q-switching）。

电光调Q

工作原理：电光Q开关利用电场的影响来调节光的传播特性。它通常由透明晶体（例如锂钠镁硫化物晶体）和电极组成。当向这种晶体施加电场时，其光学特性会发生变化，从而使光被阻挡或通过。操作模式：在调Q操作中，晶体中的电场被调制，阻挡光束，使其在激发介质中积累能量。一旦能量达到足够高的水平，电场就会被移除或切断，从而导致光脉冲的快速释放。

声光调Q

工作原理：声光Q开关利用声波的效应来控制光的传播。它由晶体（通常是锌硒或硅）和声波源组成。当声波穿过晶体传播时，它们会改变晶体的折射率，从而影响光的传播。工作模式：在Q开关工作中，声波源发送声波信号来改变晶体中的折射率，导致光束在激励介质中积累能量。当达到所需的能量水平时，声波源停止发射声波，从而释放光脉冲。

05.脉冲激光技术的局限性

能量稳定性：许多脉冲激光器都受到能量稳定性的限制。波动或不稳定的能量输出可能不适合某些应用，例如精密材料加工或医疗程序。脉冲宽度：一些脉冲激光器的脉冲宽度很长，这可能会限制它们在需要极短脉冲的应用中的使用，例如高精度图像处理或超快光谱光束质量：光束质量是一个关键因素，它受到脉冲激光器的某些限制激光技术。高质量光束对于某些应用非常重要，例如激光微加工和激光成像。成本：一些高性能脉冲激光器的成本较高，这会给研究和商业应用带来经济压力。可靠性：在某些情况下，脉冲激光器在长期运行或恶劣环境条件下的可靠性可能有限

为了克服这些挑战，鸿科向您推荐：紧凑型亚纳秒高能二极管泵浦固体激光器！

虹科亚纳秒高能二极管泵浦固体激光器技术

宏科提供多种紧凑型亚纳秒高能二极管泵浦固体激光器。我们专注于调Q和短脉冲（亚纳秒、皮秒）激光器，以满足需要高脉冲能量和低重复率的应用，包括LIBS和OLED。恢复和医疗应用。我们的激光系统针对不同波长（1064 nm、532 nm、355 nm、266 nm、1053 nm、1030 nm、1342 nm、671 nm、447 nm、914 nm等）而设计，服务于科学研究、医疗器械制造、精密测量、雷达通讯、材料加工、过程控制、在线检测及其他相关领域的各种应用。

01. 二极管泵浦纳秒/皮秒无源调Q激光器

MPL2210 系列DPSS 无源调Q 皮秒激光器可在100 Hz 的重复频率下提供高达7 MW 的高峰值功率。短激光腔安装在热稳定且受控的背板上，提供极其稳定的输出参数性能。占地面积小使其更适合集成到OEM 激光器中。低至250 ps 的脉冲持续时间、1064 nm 超过2 mJ 的高脉冲能量以及1 Hz 至100 Hz 的可变重复率在众多应用领域显示出巨大潜力。

02. 二极管泵浦皮秒主动调Q激光器

MPL15100 系列坚固耐用的DPSS 有源Q 开关亚纳秒激光器可在700 Hz 重复频率下提供多千瓦峰值功率(1000 kW)，脉冲持续时间小于700 ps。创新的短激光腔固定在热稳定且受控的基板上，提供极其稳定的输出参数。亚纳秒脉冲持续时间可调至700 ps，脉冲能量超过0.5 mJ，重复频率高达1000 Hz且重复频率可调，涵盖LIBS、LIF、光谱学等应用。

03.Angis皮秒微型脉冲激光器

Angis 成为市场上第一款皮秒微型脉冲激光器，可提供高达1 J 的脉冲能量和可调节至20 皮秒的脉冲持续时间，且无需半导体调制器和锁模。这款超紧凑激光器支持高达10 kHz 的重复率，并具有880 nm 泵浦激光器的无源或有源Q 开关。安吉斯的创新设计和系列化生产确保了卓越的性能和可靠性，为各种应用领域提供卓越的激光解决方案。

鸿科高能二极管泵浦固体激光器的应用

应用1

激光表面清洁

(1)激光表面清洗原理：当激光束照射物体表面时，其产生的热能可能引发化学反应，使污染物松动、粉碎、蒸发或剥落。这种非接触式、高效的激光清洗技术广泛应用于半导体制造、汽车制造、文物保护等众多领域。 (2)激光表面清洗技术具有以下优点：

非接触式：无需身体接触即可避免划痕或磨损

精准度高：集中能量精准照射目标区域，实现精准清洁

高效率：快速有效地去除污染物，无需拆卸机械，减少清洁时间和成本

可控性：激光参数和能量可控，适应不同材料和污染物的清洗需求。

环保：无需化学溶剂或清洁剂，减少污染

适用于高精度、难清洗零件，以及环保、节省成本的清洗需求

应用2

激光诱导击穿光谱(LIBS)

(1)什么是LIBS？

LIBS 是一种通过将高能激光脉冲照射到样品上，将其转化为等离子体，然后测量所得光谱来识别样品中的元素及其浓度来分析化学成分的技术。该技术广泛应用于材料科学、环境监测、矿产勘探等领域，因为它提供了适合实验室和现场应用的快速、无样品分析方法。 （2）LIBS有什么特点？

无需制备样品：无需复杂的前处理，节省时间和成本

非接触式：无需直接接触样品表面，避免污染和损坏

多元素分析：多种元素同时检测，灵敏度高，分析快速

实时：能够实时分析，秒级出结果

应用3

激光疤痕修复

(一)原理：

激光能量吸收：激光束中的能量被疤痕组织中的色素或水分吸收。这会导致局部温度升高，从而促进疤痕组织的分解和重新排列。疤痕组织去除：在高能激光的作用下，疤痕组织中受损或异常的组织开始分解、蒸发。这有助于消除疤痕并为新组织的生长留下空间

组织再生：激光照射后，皮肤开始自然愈合过程。身体产生新的胶原蛋白和弹性蛋白纤维来帮助修复疤痕区域，逐渐使其恢复到与周围正常皮肤相似的外观和质地。

色素调整：某些激光疤痕修复方法还可以帮助减少疤痕区域色素沉着不均匀，使其与周围皮肤更加一致。

（2）激光疤痕修复有哪些优点？

非侵入性：激光疤痕修复是一种非侵入性方法，无需手术或切割，减少了手术风险和恢复时间。

准确性：激光技术可以准确照射疤痕区域，最大程度地保护周围正常组织，减少损伤。

无疤痕：治疗后，通常不会出现明显的手术疤痕，因为激光治疗有助于恢复皮肤的自然外观

色素调整：某些激光疤痕修复方法可以帮助减少疤痕区域不均匀的色素沉着，使其与周围皮肤更加一致。

恢复快：激光治疗通常不需要很长的恢复期，患者可以很快恢复正常活动

应用广泛：激光疤痕修复适用于多种类型的疤痕，包括烧伤疤痕、手术疤痕、痤疮疤痕等。

定制治疗：可根据疤痕类型和严重程度调整激光参数，实现个性化治疗方案