パッシブQスイッチはどのように機能しますか？レーザーシステム向けのハイパワーパルス技術の習得

パッシブQスイッチは自律的に機能します。レーザー共振器内に飽和吸収特性を持つ材料を直接配置して使用します。外部の電子機器やトリガーに頼るのではなく、この材料が自己調整ゲートキーパーとして機能します。最初に光をブロックしてエネルギーを蓄積させ、特定のエネルギー閾値に達すると自動的に透明になって高出力パルスを放出します。

主なポイント：このメカニズムは、「飽和吸収体」の物理的特性に完全に依存しています。水圧が特定のレベルに達したときにのみ自動的に開いて、一度に大量のエネルギーを放出してからリセットされるダムのようなものだと考えてください。

根底にある物理学

パッシブQスイッチを理解するには、まずそれが制御する環境を理解する必要があります。

エネルギーリザーバーの作成

レーザーは、ミラー（共振器）の間でゲイン媒質を介して光を往復させることで機能します。

高エネルギーパルスを得るには、レーザーがすぐに発射するのを停止する必要があります。共振器に意図的に「損失」を導入して、レーザーが光を放出できないようにします。

反転分布

共振器がブロックされている間、ポンプ源はゲイン媒質にエネルギーを供給し続けます。

まだ光としてエネルギーを放出できないため、エネルギーが蓄積されます。これにより、原子が励起されて放出を待機している大規模な「反転分布」が作成されます。

パッシブメカニズムの仕組み

特徴	パッシブQスイッチメカニズム	レーザー性能への影響
コアコンポーネント	飽和吸収体（結晶/染料）	自律的で自己調整されたパルス放出を可能にします。
スイッチング方法	光による「ブリーチング」	エネルギー閾値に達した後にのみ透明になります。
システム複雑性	外部電子機器なし	システムサイズ、重量、全体的なコストを削減します。
パルス制御	エネルギー依存（ジッター）	スタンドアロン電源に最適ですが、タイミングにはあまり正確ではありません。
主な利点	堅牢性とコンパクトさ	ポータブルまたは産業用デバイスの設計を簡素化します。

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