定义
以脉冲形式发射光的激光器。
脉冲激光器是不以连续模式发射光，而是以光脉冲（闪光）的形式发射光的激光器。该术语最常用于Q开关激光器，其通常发射纳秒脉冲，但本文概述了更广泛的脉冲产生激光器。根据脉冲持续时间、脉冲能量、脉冲重复率和所需的波长，使用非常不同的脉冲生成方法和非常不同类型的脉冲激光器。关于脉冲产生的文章更详细地描述了技术方法，而本文讨论了某些类型的脉冲激光器：
- 各种类型的主动或被动Q开关激光器在纳秒持续时间范围内发射脉冲;特别紧凑的微芯片激光器也可以产生亚纳秒脉冲。大多数调Q激光器是固态体激光器，其中一些可以在毫焦耳甚至多焦耳区域实现高脉冲能量。
- 一些固态体激光器用闪光灯泵浦，但没有Q开关;在自由运行模式下（即，使用脉冲泵浦但没有腔内损耗调制），可以获得更长的脉冲和更高的脉冲能量。
- 准分子激光器用于在紫外光谱区域产生强烈的纳秒脉冲。它们被泵送相当短的电脉冲。
- 其他一些气体激光器（例如氮气激光器）和金属蒸汽激光器（例如铜蒸汽激光器）也由电流脉冲驱动，通常不能在连续波操作中工作。
- 持续时间在皮秒或飞秒域的超短脉冲通常由锁模激光器产生，锁模激光器可能是固态体激光器、光纤激光器或半导体激光器。它们的脉冲能量通常很小，脉冲重复率通常在兆赫兹或千兆赫兹区域。对于更高的脉冲能量（大约多一个数量级），可以使用空腔倾倒激光器。
- 增益开关半导体激光器适用于能量相对较低的纳秒或皮秒脉冲（→皮秒二极管激光器）。
- 可以产生相对较长的脉冲，例如在准连续波操作中使用激光二极管。
连续波操作的困难
某些类型的激光器几乎不能在连续波操作中工作，而只能在脉冲操作中工作；这可能有不同的原因：
- 在某些情况下，只有泵浦强度才能获得足够高的激光增益，而泵浦强度仅适用于脉冲泵浦。例如，当应用较长时间时，所需的泵强度会使增益介质过热。
- 在某些情况下，人们正在处理自终止激光跃迁。
由于这些原因，有时使用具有高脉冲重复率的脉冲激光器，其中连续波操作完全适合该应用，但很难通过激光类型实现。一个例子是使用准分子激光器的光刻。
脉冲持续时间长困难
虽然许多激光应用受益于非常短的脉冲持续时间，但在某些情况下需要相当长的脉冲。例如，长脉冲允许非常小的光学线宽，并且可以避免由于其较低的峰值功率而引起的损坏。
然而，产生相对较长的激光脉冲通常非常困难 - 例如，持续时间为几微秒 - 至少在同时需要高脉冲能量时。Q开关方法可以针对长脉冲持续时间进行优化，但有局限性;例如，为了最大化谐振器的往返时间而使用很长的激光谐振器是不切实际的。另一种方法是使用相当低的增益，但这意味着对腔内损耗的高度敏感。
单脉冲、重复和突发模式
单脉冲模式
一些脉冲激光器在单脉冲模式下工作，当应用需要时，每个脉冲都可以自由触发。在这种状态下，人们通常达到相当高的脉冲能量，但脉冲重复率却非常有限。例如，它适用于灯泵浦固态激光器。
重复脉冲
一些激光器以恒定的脉冲重复率发射脉冲。对于调Q激光器，这通常在10 Hz和100 kHz之间，而锁模激光器以非常高的重复率发射，通常为数十或数百兆赫兹，有时甚至数千兆赫兹。每个脉冲的能量相应较低。
通过使用脉冲选择器，脉冲重复率可能会降低一些可能很大的因素。
突发模式
对于某些应用，使用脉冲串（束）是有利的。这意味着以接近的时间间隔（例如几纳秒）发射一定数量的脉冲，形成突发，下一次脉冲可能仅在更长的时间后发生。
许多激光器类型不适合这种操作模式，或者只需要大量的额外技术努力。一种非常灵活的方法是使用种子激光二极管产生脉冲，并在光纤放大器中放大脉冲。然后，人们可以通过适当地驱动种子激光器来定义爆发。为了补偿突发期间的增益饱和（即脉冲能量下降），可以应用在突发期间上升的种子脉冲能量。
有关更多详细信息，请参阅有关突发模式激光器的文章。
脉冲质量
脉冲质量有很多方面，其中一些可能与应用非常相关：
- 通常需要具有非常可重复（恒定）的脉冲参数，如脉冲能量、持续时间、中心波长和带宽。此外，对于某些激光应用，时间脉冲形状（光功率与时间的关系）和光学相位的演变应该相当恒定。
- 在某些情况下，避免任何前脉冲或后脉冲很重要。例如，在激光诱导核聚变或其他高强度物理实验中，重要的是目标被强烈的激光脉冲“吓了一跳”，而不是已经被一些不需要的前脉冲蒸发。
- 脉冲时序也很重要。一些激光器 - 特别是稳定良好的锁模激光器 - 表现出极小的定时抖动，特别是在小测量时间间隔（例如脉冲到脉冲抖动）上。
激光脉冲的放大
为了提高平均功率（特别是具有中等脉冲能量的高重复率脉冲序列），高功率光纤放大器通常非常适合。对于重复频率较低但脉冲能量较高的情况，固态大容量放大器更适合。然而，除非使用复杂的多通道布置，否则这些通常不会提供那么多的增益。
对于脉冲能量大大增加的超短脉冲，可以使用再生放大器和多通放大器。
激光系统与某种光放大器相结合，通常仍称为整个激光器。
