Q-switching är en metod för att generera hög-intensiv, kort-puls laserstrålning; dess grundläggande funktionsprincip är som följer: Först pumpas förstärkningsmediet optiskt, men resonanshålrummet hålls på en hög-förlustnivå (dvs en låg Q-faktor); energi kan följaktligen inte utvinnas i form av laserljus. Metoderna som används för att modulera denna förlust kan brett kategoriseras som antingen aktiva eller passiva. Därefter minskar förlusten i resonanshåligheten abrupt. Vid denna tidpunkt överstiger förstärkningen avsevärt kavitetsförlusten, vilket gör att intrakavitetskraften växer exponentiellt-typiskt med början från den svaga fluorescensen av förstärkningsmediet-tills förstärkningen mättas och kraften börjar avta igen.
Genereringen av en sådan ljuspuls möjliggör utvinning av den stora majoriteten av energin som är lagrad i förstärkningsmediet. För att uppnå höga pulsenergier måste förstärkningsmediet ha kapacitet att lagra väsentlig energi; detta kräver en lång livslängd i övre-tillstånd, en hög densitet av laser-aktiva joner eller atomer och en förstärkningseffektivitet som inte är överdrivet hög. Detta senare krav är av avgörande betydelse; annars skulle förstärkt spontan emission (ASE) begränsa energilagringen, vilket därigenom nödvändiggör en extremt hög initial kavitetsförlust för att förhindra för tidig laseroscillation. De vanligaste förstärkningsmedierna för Q-switched lasrar är sällsynta-jord-dopade kristaller och glas; följaktligen representerar halvledarlasrar- den vanligaste typen av Q-switched system. Ändå kan fiberlasrar också konfigureras för Q-switchad drift och, när de är kopplade till fiberförstärkare, kan de leverera exceptionellt hög medeleffekt.
Aktiv vs. Passiv Q-Switching: Aktiv Q-switching innehåller vanligtvis en akusto-optisk modulator i resonanshålrummet för att aktivt modulera kavitetsförluster. Drivs av en RF-signal får den akusto-optiska modulatorn ljusstrålen att lämna resonanshålrummet via första-ordningens diffraktion, och därigenom införa betydande förluster. En puls genereras när RF-signalen tillfälligt stängs av. För att uppnå en hög repetitionshastighet kräver förstärkningsmediet kontinuerlig pumpning medan Q--omkopplaren utlöses upprepade gånger. Omvänt, för att erhålla maximal pulsenergi, krävs pulsad pumpning (såsom blixtlampspumpning) kombinerat med en låg repetitionsfrekvens.
Passiv Q-switching använder en mättbar absorbator istället för en aktiv modulator. Till exempel kan en Nd:YAG-laser använda en Cr⁴⁺:YAG-kristall som en mättbar absorbator. Medan andra mättbara absorberande kristaller kan väljas för olika våglängder, är en halvledarmättad absorberande spegel (SESAM) lämplig för ett brett spektrum av driftvåglängder.
