Qスイッチ
Qスイッチ(英:Q-Switching, Q switching)とは、パルス出力を持つレーザーを作るために利用される技術である。 この技術を使うことで、同じレーザーを連続光運転(CW運転)させた場合に達成可能な水準よりも、はるかに強いGW級にも及ぶピークパワーを有する光パルス(ジャイアントパルス)を発生させることが出来る。 同じく光パルスを発生させる技術であるモード同期と比較して、Qスイッチを利用したレーザーはより低い繰り返し周波数を持つ一方で、はるかに大きいパルスエネルギー(1パルスあたりのエネルギー、単位はジュール/パルス)と、パルス幅(1パルスの継続時間。単位は秒)を有する。ただし、これら二つの技術は対立するものではなく、Qスイッチとモード同期を同時に適用することも可能である。
Qスイッチはゴードン・グールドにより、1958年に提唱され 、R.W.HellwarthとF.J. McClunngにより、電気的に制御されたカーセル(カー効果)を使ったシャッターを持つルビーレーザーを使って、グールドによる提唱と独立に1961年ないしは1962年に発見および実証された。
Qスイッチレーザーはナノ秒のパルス幅の領域において、非常に大きいレーザーの放射照度が必要な場合にしばしば利用される。具体的には、金属の切断や、パルス光によるホログラフィーなどである。また、Qスイッチレーザーの高いピークパワーは非線形光学の領域においても非常に有用であり、ホログラフィックメモリによる三次元的な情報記録や、2光子吸収を使った三次元的な光造形にも利用される事がある。
また、Qスイッチレーザーは測定にも利用することが可能で、例えば、パルスを照射して、そのパルスが反射されて戻ってくる時間を測定して距離を求めるような距離計(レンジファインダー)にも応用される。 また、温度ジャンプ法のような化学反応の動力学的な研究にも利用される。
Qスイッチレーザーは入れ墨の除去にも利用される。入れ墨の顔料がQスイッチレーザーの照射により砕けて小さくなることで、人体のリンパ系により代謝されるようになり消える機構だと考えられている。完全な除去には、入れ墨に使用した顔料の量にもよるが、1ヶ月以上の間隔をあけて6-12回の施術を実施することが必要となる。また、異なる色の顔料の除去には異なる波長のレーザーが必要となる。 現在は、Nd:YAGレーザーが高いピークパワーを持ち、繰り返し周波数も大きく、また、比較的コストも安いために、入れ墨除去の用途に最適であると考えられている。2013年にピコ秒レーザーが臨床試験に導入され、緑や明るい青などの除去が難しい色の入れ墨の除去にナノ秒レーザーより高い効果を発揮することがわかった。
Qスイッチレーザーは皮膚のシミや、その他の皮膚の色素吸着の治療にも用いられている。