Comutarea Q-este o metodă de generare a radiației laser de-intensitate mare, cu impuls-scurt; principiul său fundamental de funcționare este următorul: în primul rând, mediul de câștig este pompat optic, dar cavitatea rezonantă este menținută la un nivel de pierdere-înalt (adică, un factor Q- scăzut); în consecință, energia nu poate fi extrasă sub formă de lumină laser. Metodele utilizate pentru modularea acestei pierderi pot fi clasificate în linii mari ca active sau pasive. Ulterior, pierderea în cavitatea rezonantă este redusă brusc. În acest moment, câștigul depășește semnificativ pierderea din cavitate, determinând ca puterea intracavității să crească exponențial-de obicei, începând de la fluorescența slabă a mediului de câștig-până când câștigul se saturează și puterea începe să scadă din nou.
Generarea unui astfel de impuls luminos permite extragerea marii majorități a energiei stocate în mediul de câștig. Pentru a obține energii mari de impuls, mediul de câștig trebuie să posede capacitatea de a stoca energie substanțială; aceasta necesită o durată de viață lungă-starea superioară, o densitate mare de ioni sau atomi laser-activi și o eficiență a câștigului care nu este excesiv de mare. Această din urmă cerință este de o importanță critică; în caz contrar, emisia spontană amplificată (ASE) ar limita stocarea energiei, necesitând astfel o pierdere inițială extrem de mare a cavității pentru a preveni oscilația prematură a laserului. Cele mai frecvent utilizate medii de câștig pentru laserele Q-comutate sunt cristalele și paharele rare-dopate cu pământ-; în consecință, laserele cu stare solidă-reprezintă cel mai răspândit tip de sistem Q-comutat. Cu toate acestea, laserele cu fibră pot fi configurate și pentru funcționarea Q-comutată și, atunci când sunt cuplate cu amplificatoare cu fibră, sunt capabile să furnizeze o putere medie excepțional de mare.
Comutarea Q-activă versus pasivă: comutarea Q-activă încorporează de obicei un modulator optic acusto-în cavitatea rezonantă pentru a modula activ pierderile din cavitate. Acționat de un semnal RF, modulatorul acusto-optic face ca fasciculul de lumină să iasă din cavitatea rezonantă prin difracția de ordinul întâi, introducând astfel pierderi semnificative. Un impuls este generat atunci când semnalul RF este oprit momentan. Pentru a obține o rată mare de repetiție, mediul de câștig necesită pompare continuă în timp ce comutatorul Q-este declanșat în mod repetitiv. În schimb, pentru a obține energie maximă a impulsului, este necesară pomparea în impulsuri (cum ar fi pomparea cu lampă fulger) combinată cu o rată scăzută de repetiție.
Comutarea Q-pasivă utilizează un absorbant saturabil în locul unui modulator activ. De exemplu, un laser Nd:YAG poate utiliza un cristal Cr⁴⁺:YAG ca absorbant saturabil. În timp ce alte cristale absorbante saturabile pot fi selectate pentru lungimi de undă diferite, o oglindă absorbant saturabil cu semiconductor (SESAM) este potrivită pentru o gamă largă de lungimi de undă de operare.
