声光Q开关

对于采用Nd: YAG 激光器的JBJ系列激光打标机来说，声光Q开关是必不可少的。它是通过在光学反馈路径上交替地开启和阻断光路来形成激光脉冲的一种设备。“Q”是英文“Quality”（品质）的缩写，它的意思是指光学谐振腔中光学反馈的品质。在激光打标系统中，声光Q开关经常作为附属光学器件加到光学谐振腔内。

声光Q开关由对激光束透明的材料（如水晶等）制成，它的侧面粘合了一个压电声学换能器，在该压电声学换能器上加有射频信号，该射频信号的频率被调制为1～50kHz。

当没有电信号时，Nd: YAG晶体中发出的光束可以直接通过声光Q开关，被后反射镜反射后通过声光Q开关又回到晶体，Q开关不起作用。当有信号加在声光换能器上时，换能器将产生声波，声波作用在水晶上而压迫水晶，这将使水晶的折射率发生变化，从Nd: YAG晶体中发出的光在通过声光Q开关时将被折射而偏离后反射镜。由于用于受激发射的光反馈消失了，激光产生的过程也就中断了（如图3.1所示）。

Nd是一种十分难得的优质激光介质，它的上能级寿命相对较长，达到了10-4秒。当射频信号使Q开关破坏了光学谐振腔的谐振条件从而阻断激光输出时，它的内部仍然在吸收氪灯发出的光能而形成粒子数反转，由于较长的上能级寿命，受激原子不会很快回到下能级。在没有激光输出期间，上能级积聚了极大的能量，当射频信号一旦取消而恢复光学反馈时，将会产生数千瓦的激光峰值功率输出。Q开关为在功率较低的激光器上产生高峰值功率短脉宽的激光脉冲提供了极好的方法。

YAG系列激光打标机采用的声光Q开关是由熔石英制成的，采用LiNbo3单晶作压电声学换能器。为了提高声光Q开关对Nd: YAG激光的透过率，在熔石英的两个通光面表面镀1.06μm硬增透膜。