펄스 레이저

게인 스위치

최초의 루비 레이저는 루비 막대를 감싸고 있는 플래시 램프를 짧고 강력한 섬광으로 발광시켜 루비의 크롬 원자를 들뜨게 하였다. 이에 의하여 순식간에 이루어진 점유자수의 역전의 상태는 짧은 펄스의 레이저 빛을 방출하고 원래대로 돌아가 버린다.

플래시 램프에는 충전과 방전을 할 수 있는 축전기가 달려 있어 약간의 시간이 흐르면 방전에 의해 플래시 램프가 다시 터질 수 있는 정도의 전하가 축전기에 모이게 된다. 이렇게 펄스 형의 강력한 빛으로 펌핑을 하여 매우 짧은 시간에 빛을 내게 하는 것이 게인 스위치(gain-switching)로 이러한 예가 최초로 발진한 루비 레이저이다.

_ 루비 레이저_ 축전기_ 주기_ 전하

큐 스위칭

레이저는 레이저 매질의 손실과 비기는 문지방 값인 일정 비율 이상이 점유자수 역전의 상태에 이르러야 비로소 레이저 발진이 시작된다. 한 발진 주기당의 부분적인 손실율의 역수를 그 공진기의 Q 값(Q value)이라 한다. 손실율이 작을수록 Q 값이 커지고 또 발진이 시작되는 문지방의 역전비율이 작아진다.

높은 일률의 펄스 레이저는 레이저 발진이 시작되자마자 곧 들뜬 상태를 소모해 버린다. 이 발진을 지연시켜 더 높은 밀도에 이르르게 될 때 비로소 발진을 진행시킬 수 있는 스위치를 광경로상에 설치하여 더 짧고 강력한 펄스를 만들 수 있는 데 이를 큐 스위칭(Q-switching)이라 한다.

_ 레이저 발진_ 레이저 매질_ 광경로_ 주기