Un láser que incorpora conmutación Q funciona con pulsos de energía luminosa en lugar de un rayo continuo. La intensidad de cada pulso es extremadamente alta en comparación con un rayo que se emite constantemente. También conocido como formación de pulsos gigantes, el proceso crea pulsos repetidos cuando se dispara el láser. Un láser Q-switch tiene un dispositivo interno que afecta directamente el rendimiento del resonador óptico del láser, cambiando su factor de calidad o factor Q. Al evaluar esta variable, los operadores de láser pueden saber cuánta retroalimentación de luz ocurre entre el medio de ganancia del láser y el resonador, para controlar ráfagas cortas y potentes de energía láser.
En la conmutación Q, la energía se acumula en el medio de ganancia del láser antes de que se libere. En esta etapa se evita la retroalimentación del resonador láser y la energía se almacena en el medio de ganancia hasta que se alcanza un nivel de saturación. Combinado con la amplificación óptica, este proceso aumenta la intensidad de la luz tan rápidamente que la energía almacenada se libera y se consume casi de inmediato.
Dentro del láser, un Q-switch puede ser un obturador mecánico, un espejo giratorio o un modulador óptico. También puede tener la forma de un material absorbente saturable como en el caso de un láser de conmutación Q pasivo. Los láseres de conmutación Q de este tipo también pueden incorporar un espejo absorbente saturable de cristal o semiconductor. Un láser Q-switch generalmente pulsa la luz en ráfagas de dos nanosegundos a la vez. La intensidad del pulso depende de la capacidad de almacenamiento de energía del medio de ganancia y de la capacidad del sistema para evitar emisiones espontáneas antes de la acumulación máxima de energía.
Los láseres de fibra y los láseres que utilizan cristales y vidrio pueden utilizar Q-switching. Según el tipo de láser y su capacidad para distribuir energía, la capacidad del Q-switch puede variar. Ciertas características del láser o combinaciones de ellas pueden llevar a un ingeniero a ajustar la frecuencia de repetición del pulso de acuerdo con el nivel de energía requerido. También puede ser necesario configurar la duración del pulso generado por el dispositivo de conmutación, lo que se puede realizar manualmente con un láser de conmutación Q activo.
Las aplicaciones de los láseres de conmutación Q incluyen el corte de metales por parte de una empresa de fabricación o el trabajo dental localizado donde las ráfagas láser rápidas y de alta intensidad son beneficiosas. En el marcado láser, el Q-switch debe encenderse y apagarse a intervalos específicos que varían según el trabajo que se esté realizando. Los láseres también se cambian por Q en aplicaciones médicas como la cirugía plástica y la eliminación de tatuajes.