脈沖激光器的核心在于通過特定的技術手段，使激光工作物質在短時間內釋放出巨大的能量，形成高功率的脈沖激光輸出。常見的實現脈沖工作的方式有調Q技術和鎖模技術。
調Q技術基于光開關原理，通過控制諧振腔內損耗的變化來調節激光輸出。在開始時，使諧振腔處于高損耗狀態，阻止激光振蕩的形成，此時泵浦源對工作物質進行激勵，工作物質中的粒子數不斷積累，當粒子數達到反轉狀態且積累到一定程度后，突然改變諧振腔的損耗，使其處于低損耗狀態，從而產生一個高強度的激光脈沖。
鎖模技術則是通過對激光器的多個縱模進行相位鎖定，使得這些縱模在時間上同步振蕩，相互疊加形成一個短脈沖序列。其原理在于消除縱模之間的相位差異，讓它們能夠相干疊加，從而得到脈寬極窄、峰值功率很高的脈沖激光。
脈沖激光器的主要類型：
-固體型：如釔鋁石榴石(YAG)激光器、紅寶石激光器、釹玻璃激光器等。YAG激光器具有優良的熱學性能和光學質量，廣泛應用于材料加工、醫療等領域；紅寶石激光器是早期實現的固體脈沖激光器之一，在激光測距等方面曾有重要應用；釹玻璃激光器則因其較大的增益帶寬和可產生高能量脈沖的特點，在一些大型科研裝置及軍事應用中發揮作用。
-氣體型：例如氮分子激光器、準分子激光器等。氮分子激光器能夠產生紫外波段的脈沖激光，常用于光譜分析、光化學研究等；準分子激光器的波長可根據不同的工作氣體組合進行調節，在半導體光刻、生物醫學等領域有應用。
-半導體型：具有體積小、效率高、壽命長等優點，可直接調制產生脈沖激光，在光通信、光學傳感等方面有重要應用。
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