A Q-kapcsolás nagy-intenzitású, rövid-impulzusú lézersugárzás generálására szolgáló módszer; alapvető működési elve a következő: Először is, az erősítő közeget optikailag pumpálják, de a rezonáns üreget magas-veszteségi szinten (azaz alacsony Q-tényezőn) tartják fenn; következésképpen az energia lézerfény formájában nem nyerhető ki. Az ennek a veszteségnek a modulálására használt módszerek széles körben aktív vagy passzív kategóriába sorolhatók. Ezt követően a rezonáns üregben lévő veszteség hirtelen csökken. Ezen a ponton az erősítés jelentősen meghaladja az üregveszteséget, ami azt okozza, hogy az üregen belüli teljesítmény exponenciálisan növekszik{10}}jellemzően az erősítő közeg halvány fluoreszcenciájától kezdve,{11}}amíg az erősítés telítődik, és a teljesítmény ismét csökkenni kezd.
Egy ilyen fényimpulzus létrehozása lehetővé teszi az erősítő közegben tárolt energia túlnyomó többségének kinyerését. A nagy impulzusenergiák eléréséhez az erősítő közegnek képesnek kell lennie jelentős energia tárolására; ehhez hosszú felső-állapotú élettartamra, a lézer-aktív ionok vagy atomok nagy sűrűségére, valamint nem túlzottan magas erősítési hatékonyságra van szükség. Ez utóbbi követelmény kritikus jelentőségű; ellenkező esetben az amplifikált spontán emisszió (ASE) korlátozza az energiatárolást, ami rendkívül nagy kezdeti üregveszteséget tenne szükségessé a korai lézeroszcilláció megelőzése érdekében. A Q-kapcsolt lézereknél leggyakrabban használt erősítő közegek a ritka-föld-adalékolt kristályok és üvegek; következésképpen a szilárdtestlézerek a Q-kapcsolt rendszerek legelterjedtebb típusai. Mindazonáltal a szálas lézerek Q-kapcsolt működésre is konfigurálhatók, és szálerősítőkkel párosítva kivételesen nagy átlagos teljesítmény leadására képesek.
Aktív vs. passzív Q-kapcsolás: Az aktív Q-kapcsolás jellemzően akusztikus-optikai modulátort tartalmaz a rezonáns üregben, hogy aktívan modulálja az üregveszteségeket. Az RF jel által vezérelt akuszto{5}}optikai modulátor a fénysugarat első-rendű diffrakción keresztül kilép a rezonáns üregből, és ezáltal jelentős veszteséget okoz. Az RF jel pillanatnyi kikapcsolásakor impulzus keletkezik. A magas ismétlési arány eléréséhez az erősítő közeg folyamatos pumpálást igényel, miközben a Q-kapcsoló ismétlődően aktiválódik. Ezzel szemben a maximális impulzusenergia eléréséhez pulzáló pumpálásra (például villanólámpa pumpálásra) van szükség alacsony ismétlési gyakorisággal kombinálva.
A passzív Q{0}}kapcsolás egy telíthető abszorbert alkalmaz az aktív modulátor helyett. Például egy Nd:YAG lézer Cr4+:YAG kristályt használhat telíthető abszorberként. Míg más telíthető abszorber kristályok választhatók különböző hullámhosszokhoz, a Semiconductor Saturable Absorber Mirror (SESAM) a működési hullámhosszok széles tartományához alkalmas.
