Q-przełączanie to metoda generowania-intensywnego i krótkiego-impulsowego promieniowania laserowego; jego podstawowa zasada działania jest następująca: po pierwsze, ośrodek wzmacniający jest pompowany optycznie, ale wnęka rezonansowa jest utrzymywana na wysokim-poziomie strat (tj. niskim współczynniku Q-); w związku z tym energii nie można uzyskać w postaci światła laserowego. Metody stosowane do modulowania tej straty można ogólnie podzielić na aktywne i pasywne. Następnie strata we wnęce rezonansowej zostaje gwałtownie zmniejszona. W tym momencie wzmocnienie znacznie przewyższa utratę wnęki, powodując wykładniczy wzrost mocy wewnątrz wnęki,-zwykle zaczynając od słabej fluorescencji ośrodka wzmacniającego,-aż do nasycenia wzmocnienia i mocy zaczyna ponownie spadać.
Wygenerowanie takiego impulsu świetlnego umożliwia wydobycie zdecydowanej większości energii zmagazynowanej w ośrodku wzmacniającym. Aby osiągnąć wysokie energie impulsów, ośrodek wzmacniający musi posiadać zdolność magazynowania znacznej energii; wymaga to długiego czasu życia-wyższego stanu, dużej gęstości-aktywnych laserowo jonów lub atomów oraz niezbyt wysokiej wydajności wzmocnienia. Ten ostatni wymóg ma kluczowe znaczenie; w przeciwnym razie wzmocniona emisja spontaniczna (ASE) ograniczyłaby magazynowanie energii, powodując w ten sposób konieczność niezwykle dużej początkowej utraty wnęki, aby zapobiec przedwczesnym oscylacjom lasera. Najczęściej stosowanymi ośrodkami wzmacniającymi w laserach Q-switch są kryształy i szkła domieszkowane-ziemami rzadkimi-; w związku z tym lasery-na ciele stałym stanowią najbardziej rozpowszechniony typ systemów z przełączaniem Q-. Niemniej jednak lasery światłowodowe można również skonfigurować do pracy z przełączaniem Q-, a w połączeniu ze wzmacniaczami światłowodowymi są w stanie dostarczać wyjątkowo wysoką moc średnią.
Aktywne vs. pasywne przełączanie Q-: Aktywne przełączanie Q- zazwyczaj obejmuje modulator akustyczny-optyczny we wnęce rezonansowej, aby aktywnie modulować straty we wnęce. Napędzany sygnałem RF modulator{{5}akustyczno-optyczny powoduje, że wiązka światła opuszcza wnękę rezonansową w wyniku dyfrakcji pierwszego-rzędu, powodując w ten sposób znaczne straty. Impuls jest generowany, gdy sygnał RF zostanie chwilowo wyłączony. Aby osiągnąć wysoką częstotliwość powtarzania, medium wzmacniające wymaga ciągłego pompowania podczas powtarzalnego wyzwalania przełącznika Q-. I odwrotnie, aby uzyskać maksymalną energię impulsu, wymagane jest pompowanie pulsacyjne (takie jak pompowanie lampą błyskową) w połączeniu z niską częstotliwością powtarzania.
Pasywne przełączanie Q- wykorzystuje nasycalny absorber zamiast aktywnego modulatora. Na przykład laser Nd:YAG może wykorzystywać kryształ Cr⁴⁺:YAG jako nasycalny absorber. Podczas gdy inne nasycalne kryształy absorbera można wybrać dla różnych długości fal, półprzewodnikowe nasycane lustro absorbera (SESAM) jest odpowiednie dla szerokiego zakresu długości fal roboczych.
