سوئیچینگ Q روشی برای تولید پرتوهای لیزری با شدت-کوتاه- است. اصل کارکرد اصلی آن به شرح زیر است: اول، محیط بهره به صورت نوری پمپ می شود، اما حفره تشدید در سطح تلفات بالا (یعنی ضریب Q- پایین) حفظ می شود. در نتیجه نمی توان انرژی را به صورت نور لیزر استخراج کرد. روش های مورد استفاده برای تعدیل این از دست دادن را می توان به طور کلی به دو دسته فعال یا غیرفعال طبقه بندی کرد. متعاقباً از دست دادن داخل حفره تشدید به طور ناگهانی کاهش می یابد. در این مرحله، بهره به طور قابلتوجهی از تلفات حفره فراتر میرود، و باعث میشود که قدرت درون حفره بهطور تصاعدی رشد کند{10}}معمولاً از فلورسانس ضعیف محیط افزایش{11}}تا زمانی که بهره اشباع شود و توان دوباره شروع به تحلیل کند شروع میشود.
تولید چنین پالس نوری استخراج اکثریت قریب به اتفاق انرژی ذخیره شده در محیط افزایش را امکان پذیر می کند. برای دستیابی به انرژی های پالس بالا، محیط افزایش باید دارای ظرفیت ذخیره انرژی قابل توجه باشد. این امر مستلزم طول عمر بالای-وضعیت بالا، چگالی بالای یونها یا اتمهای فعال لیزر-و راندمان افزایشی است که بیش از حد بالا نباشد. این نیاز اخیر از اهمیت حیاتی برخوردار است. در غیر این صورت، انتشار خودبهخودی تقویتشده (ASE) ذخیرهسازی انرژی را محدود میکند، در نتیجه نیاز به اتلاف حفره اولیه بسیار بالا برای جلوگیری از نوسانات زودرس لیزر است. متداولترین رسانههای بهرهگیری برای لیزرهای سوئیچشونده Q-کریستالها و شیشههای آلاینده نادر از زمین-میباشند. در نتیجه، لیزرهای حالت جامد، رایجترین نوع سیستم سوئیچ Q- را نشان میدهند. با این وجود، لیزرهای فیبر را میتوان برای عملکرد سوئیچ Q نیز پیکربندی کرد و وقتی با تقویتکنندههای فیبر همراه میشوند، میتوانند میانگین توان فوقالعاده بالایی را ارائه کنند.
فعال در مقابل غیرفعال Q-سوئیچینگ: سوئیچینگ فعال Q-معمولاً یک مدولاتور اپتیکی آکوستو{3}}در حفره تشدید برای تعدیل فعال تلفات حفره دارد. مدولاتور نوری آکوستو، که توسط سیگنال RF هدایت میشود، باعث میشود پرتو نور از طریق پراش مرتبه اول از حفره تشدید خارج شود و در نتیجه تلفات قابل توجهی ایجاد میکند. هنگامی که سیگنال RF به طور لحظه ای خاموش می شود، یک پالس ایجاد می شود. برای دستیابی به نرخ تکرار بالا، محیط بهره نیاز به پمپاژ مداوم دارد در حالی که سوئیچ Q به طور مکرر فعال می شود. برعکس، برای به دست آوردن حداکثر انرژی پالس، پمپاژ پالسی (مانند پمپاژ لامپ فلاش) همراه با نرخ تکرار کم مورد نیاز است.
سوئیچینگ غیرفعال Q{0}} از یک جاذب قابل اشباع به جای یک مدولاتور فعال استفاده می کند. به عنوان مثال، لیزر Nd:YAG می تواند از کریستال Cr4+:YAG به عنوان یک جاذب اشباع استفاده کند. در حالی که سایر کریستال های جاذب قابل اشباع ممکن است برای طول موج های مختلف انتخاب شوند، یک آینه جاذب اشباع نیمه هادی (SESAM) برای طیف وسیعی از طول موج های عملیاتی مناسب است.
