Η μεταγωγή Q-είναι μια μέθοδος για τη δημιουργία ακτινοβολίας λέιζερ υψηλής-εντάσεως, σύντομης-παλμικής ακτινοβολίας. Η θεμελιώδης αρχή λειτουργίας του είναι η εξής: Πρώτον, το μέσο κέρδους αντλείται οπτικά, αλλά η κοιλότητα συντονισμού διατηρείται σε υψηλό- επίπεδο απωλειών (δηλ. χαμηλός συντελεστής Q-). Συνεπώς, η ενέργεια δεν μπορεί να εξαχθεί με τη μορφή φωτός λέιζερ. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση αυτής της απώλειας μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ευρέως ως ενεργητικές ή παθητικές. Στη συνέχεια, η απώλεια εντός της κοιλότητας συντονισμού μειώνεται απότομα. Σε αυτή τη συγκυρία, το κέρδος υπερβαίνει σημαντικά την απώλεια κοιλότητας, με αποτέλεσμα η ισχύς της ενδοκοιλότητας να αυξάνεται εκθετικά{10}}συνήθως ξεκινώντας από τον αχνό φθορισμό του μέσου απολαβής-μέχρι να κορεστεί το κέρδος και η ισχύς αρχίσει να μειώνεται ξανά.
Η δημιουργία ενός τέτοιου παλμού φωτός επιτρέπει την εξαγωγή της συντριπτικής πλειονότητας της ενέργειας που αποθηκεύεται στο μέσο απολαβής. Για να επιτευχθούν ενέργειες υψηλών παλμών, το μέσο απολαβής πρέπει να έχει την ικανότητα να αποθηκεύει σημαντική ενέργεια. Αυτό απαιτεί μεγάλη διάρκεια ζωής ανώτερης-κατάστασης, υψηλή πυκνότητα ενεργών ιόντων ή ατόμων λέιζερ-και απόδοση κέρδους που δεν είναι υπερβολικά υψηλή. Αυτή η τελευταία απαίτηση είναι κρίσιμης σημασίας. Διαφορετικά, η ενισχυμένη αυθόρμητη εκπομπή (ASE) θα περιόριζε την αποθήκευση ενέργειας, καθιστώντας έτσι αναγκαία μια εξαιρετικά υψηλή αρχική απώλεια κοιλότητας για την πρόληψη της πρόωρης ταλάντωσης του λέιζερ. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μέσα απολαβής για λέιζερ Q-με μεταγωγή είναι οι κρύσταλλοι και τα γυαλιά με σπάνια-γη-διαλυμένη. Συνεπώς, τα λέιζερ στερεάς-κατάστασης αντιπροσωπεύουν τον πιο διαδεδομένο τύπο συστήματος μεταγωγής Q-. Ωστόσο, τα λέιζερ ινών μπορούν επίσης να διαμορφωθούν για λειτουργία με μεταγωγή Q και, όταν συνδυάζονται με ενισχυτές οπτικών ινών, είναι ικανά να παρέχουν εξαιρετικά υψηλή μέση ισχύ.
Ενεργός έναντι παθητικού Q-Μεταγωγής: Η ενεργή μεταγωγή Q- συνήθως ενσωματώνει έναν ακουστικό-οπτικό διαμορφωτή εντός της κοιλότητας συντονισμού για να ρυθμίζει ενεργά τις απώλειες της κοιλότητας. Οδηγούμενος από ένα σήμα ραδιοσυχνοτήτων, ο ακουστικός-οπτικός διαμορφωτής αναγκάζει τη δέσμη φωτός να εξέλθει από την κοιλότητα συντονισμού μέσω περίθλασης πρώτης-τάξης, προκαλώντας έτσι σημαντική απώλεια. Ένας παλμός δημιουργείται όταν το σήμα RF απενεργοποιείται στιγμιαία. Για να επιτευχθεί υψηλός ρυθμός επανάληψης, το μέσο απολαβής απαιτεί συνεχή άντληση ενώ ο διακόπτης Q- ενεργοποιείται επαναλαμβανόμενα. Αντίθετα, για να επιτευχθεί η μέγιστη παλμική ενέργεια, απαιτείται παλμική άντληση (όπως η άντληση με φλας) σε συνδυασμό με χαμηλό ρυθμό επανάληψης.
Η παθητική μεταγωγή Q- χρησιμοποιεί έναν κορεσμένο απορροφητή στη θέση ενός ενεργού διαμορφωτή. Για παράδειγμα, ένα λέιζερ Nd:YAG μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν κρύσταλλο Cr4+:YAG ως κορεσμένο απορροφητή. Ενώ άλλοι κορεσμένοι απορροφητικοί κρύσταλλοι μπορούν να επιλεγούν για διαφορετικά μήκη κύματος, ένας κορεσμένος απορροφητικός καθρέφτης ημιαγωγών (SESAM) είναι κατάλληλος για ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος λειτουργίας.
