Удивительная особенность импульсного лазера заключается в том, что, хотя среднюю мощность можно измерить в ваттах или милливаттах, пиковая мощность может легко достигать этой величины в миллионы раз. Это происходит даже при нормальной работе, но как [Les’ Lab] Как было продемонстрировано, добавление Q-переключателя может значительно повысить пиковую мощность.
Q-переключатель представляет собой оптический аттенюатор; будучи помещенным в резонатор лазера, он предотвращает достижение резонатора резонанса. Это значительно ограничивает стимулированное излучение, позволяя энергии накапливаться в камере по мере того, как усиливающая среда становится все более насыщенной. В конце концов, на каком-то уровне энергии добротность внезапно перестает блокировать свет, и резонатор останавливается с очень коротким и мощным импульсом. Q-переключатель не увеличивает энергию лазерного выстрела, но высвобождает ее быстрее. В этом случае, [Les] использовали кристаллы иттрий-алюминиевого граната, легированного хромом, в качестве переключателей добротности и сравнили характеристики с различными кристаллами.
[Les] использовали два датчика для измерения лазерного импульса: пироэлектрический датчик энергии и быстрый фотодиод для измерения формы импульса. Без Q-переключателя, [Les]Лазер производил импульс длительностью около 150 мкс, общей энергией около 137 мДж и пиковой мощностью чуть менее киловатта. После добавления добротности импульс уменьшился до 14 нс, а пиковая мощность увеличилась до 1,3 мегаватт, хотя общая энергия снизилась до 77 мДж. [Les] также построил измеритель поглощения и использовал его для сравнения нескольких добротностей с разным поглощением; как правило, более высокое поглощение увеличивает пиковую мощность при срабатывании лазера, достигая 2,25 МВт при поглощении 92%. Однако увеличенная пиковая мощность не привела к увеличению мощности резки; при нацеливании на металлическую цель импульс слишком короткий, чтобы просто скользить по поверхности металла. Однако выходной энергии достаточно, чтобы ионизировать воздух или разбить стекло в фокусе лазера.
Это не единственное улучшение [Les] сделал на своем бывшем лазере для удаления татуировок; это будет основано на предыдущем обновлении самой среды усиления. Дополнительную информацию о том, почему работают Q-переключатели, можно найти в нашей статье об основах работы с лазерами.
