Q-switching er en metode til at generere høj-intensiv, kort-puls laserstråling; dets grundlæggende funktionsprincip er som følger: For det første pumpes forstærkningsmediet optisk, men resonanshulrummet holdes på et højt-tabsniveau (dvs. en lav Q-faktor); energi kan derfor ikke udvindes i form af laserlys. De metoder, der bruges til at modulere dette tab, kan bredt kategoriseres som enten aktive eller passive. Efterfølgende reduceres tabet i resonanshulrummet brat. På dette tidspunkt overstiger forstærkningen markant kavitetstabet, hvilket får intrakavitetskraften til at vokse eksponentielt-typisk begyndende fra forstærkningsmediets svage fluorescens-indtil forstærkningen mættes, og kraften begynder at falde igen.
Genereringen af en sådan lysimpuls muliggør udvinding af langt størstedelen af den energi, der er lagret i forstærkningsmediet. For at opnå høje pulsenergier skal forstærkningsmediet have kapacitet til at lagre væsentlig energi; dette kræver en lang øvre-levetid, en høj tæthed af laser-aktive ioner eller atomer og en forstærkningseffektivitet, der ikke er overdrevent høj. Dette sidste krav er af afgørende betydning; ellers ville amplificeret spontan emission (ASE) begrænse energilagring og derved nødvendiggøre et ekstremt højt initialt hulrumstab for at forhindre for tidlig laseroscillation. De mest almindeligt anvendte forstærkningsmedier til Q-switched lasere er sjældne-jord-doterede krystaller og briller; følgelig repræsenterer halvlederlasere- den mest udbredte type Q-switched system. Ikke desto mindre kan fiberlasere også konfigureres til Q-switched drift og, når de kobles sammen med fiberforstærkere, er de i stand til at levere usædvanlig høj gennemsnitseffekt.
Aktiv vs. Passiv Q-Switching: Aktiv Q-switching inkorporerer typisk en akustisk-optisk modulator i resonanshulrummet for aktivt at modulere hulrumstab. Drevet af et RF-signal får den akusto-optiske modulator lysstrålen til at forlade resonanshulrummet via første-ordens diffraktion, hvorved der indføres betydelige tab. Der genereres en puls, når RF-signalet kortvarigt slukkes. For at opnå en høj gentagelseshastighed kræver forstærkningsmediet kontinuerlig pumpning, mens Q-switchen udløses gentagne gange. Omvendt, for at opnå maksimal pulsenergi, kræves pulseret pumpning (såsom flashlampepumpning) kombineret med en lav gentagelseshastighed.
Passiv Q-switching anvender en mættende absorber i stedet for en aktiv modulator. For eksempel kan en Nd:YAG-laser bruge en Cr⁴⁺:YAG-krystal som en mættelig absorber. Mens andre mættede absorberende krystaller kan vælges til forskellige bølgelængder, er et Semiconductor Saturable Absorber Mirror (SESAM) velegnet til en bred vifte af driftsbølgelængder.
