لیزرهای با قدرت پیک بالا کاربردهای مهمی در زمینه های تحقیقات علمی و صنایع نظامی مانند پردازش لیزری و اندازه گیری فوتوالکتریک دارند. اولین لیزر جهان در سال 1960 متولد شد. در سال 1962، McClung از سلول نیتروبنزن کر برای دستیابی به ذخیره انرژی و رهاسازی سریع استفاده کرد، بنابراین لیزر پالسی با حداکثر توان بالا را بدست آورد. ظهور فناوری Q-switching یک پیشرفت مهم در تاریخ توسعه لیزر با اوج قدرت بالا است. با این روش، انرژی لیزر پالس پیوسته یا گسترده به پالس هایی با عرض زمانی بسیار باریک فشرده می شود. قدرت پیک لیزر چندین مرتبه افزایش می یابد. فناوری سوئیچینگ الکترواپتیک Q دارای مزایای زمان سوئیچینگ کوتاه، خروجی پالس پایدار، هماهنگ سازی خوب و کاهش کم حفره است. حداکثر توان لیزر خروجی می تواند به راحتی به صدها مگاوات برسد.

سوئیچینگ الکترواپتیک Q یک فناوری مهم برای بدست آوردن لیزرهای با عرض پالس باریک و توان پیک بالا است. اصل آن استفاده از اثر الکترواپتیک کریستال ها برای دستیابی به تغییرات ناگهانی در اتلاف انرژی تشدید کننده لیزر است و در نتیجه ذخیره و آزادسازی سریع انرژی در حفره یا محیط لیزر را کنترل می کند. اثر الکترواپتیکی کریستال به پدیده فیزیکی اطلاق می شود که در آن ضریب شکست نور در کریستال با شدت میدان الکتریکی اعمال شده کریستال تغییر می کند. پدیده ای که در آن تغییر ضریب شکست و شدت میدان الکتریکی اعمال شده با هم رابطه خطی دارد، الکترواپتیک خطی یا اثر پوکلز نامیده می شود. پدیده ای که تغییر ضریب شکست و مربع شدت میدان الکتریکی اعمال شده با هم رابطه خطی دارند، اثر الکترواپتیک ثانویه یا اثر کر نامیده می شود.

در شرایط عادی، اثر الکترواپتیک خطی کریستال بسیار مهمتر از اثر الکترواپتیک ثانویه است. اثر الکترواپتیک خطی به طور گسترده در فناوری سوئیچینگ Q الکترواپتیک استفاده می شود. در هر 20 کریستال با گروه های نقطه ای غیرمتقارن وجود دارد. اما به عنوان ماده الکترواپتیک ایده‌آل، این کریستال‌ها نه تنها به داشتن یک اثر الکترواپتیک واضح‌تر نیاز دارند، بلکه باید محدوده انتقال نور مناسب، آستانه آسیب لیزری بالا، و پایداری خواص فیزیکوشیمیایی، ویژگی‌های دمایی خوب، سهولت پردازش را نیز داشته باشند. و اینکه آیا تک کریستال با سایز بزرگ و کیفیت بالا قابل تهیه است یا خیر. به طور کلی، کریستال های عملی سوئیچینگ الکترواپتیک Q باید از جنبه های زیر ارزیابی شوند: (1) ضریب الکترواپتیک موثر. (2) آستانه آسیب لیزر؛ (3) محدوده انتقال نور؛ (4) مقاومت الکتریکی؛ (5) ثابت دی الکتریک؛ (6) خواص فیزیکی و شیمیایی؛ (7) ماشینکاری. با توسعه کاربرد و پیشرفت تکنولوژیک پالس کوتاه، فرکانس تکرار بالا و سیستم های لیزری با توان بالا، الزامات عملکرد کریستال های سوئیچینگ Q همچنان افزایش می یابد.

در مراحل اولیه توسعه فناوری سوئیچینگ Q الکترواپتیک، تنها کریستال‌های مورد استفاده عملا لیتیوم نیوبات (LN) و پتاسیم دی دوتریوم فسفات (DKDP) بودند. کریستال LN آستانه آسیب لیزری پایینی دارد و عمدتاً در لیزرهای کم یا متوسط ​​استفاده می شود. در عین حال، به دلیل عقب مانده بودن فناوری آماده سازی کریستال، کیفیت نوری کریستال LN برای مدت طولانی ناپایدار بوده است که کاربرد گسترده آن را در لیزرها نیز محدود می کند. کریستال DKDP کریستال دی هیدروژن پتاسیم اسید فسفریک دوتره شده (KDP) است. آستانه آسیب نسبتاً بالایی دارد و به طور گسترده در سیستم های لیزری سوئیچینگ Q الکترواپتیک استفاده می شود. با این حال، کریستال DKDP مستعد ریزش است و دارای دوره رشد طولانی است که کاربرد آن را تا حدی محدود می کند. کریستال روبیدیوم تیتانیل اکسی فسفات (RTP)، کریستال متابورات باریم (β-BBO)، کریستال گالیوم سیلیکات لانتانیم (LGS)، کریستال لیتیوم تانتالات (LT) و کریستال تیتانیل فسفات پتاسیم (KTP) نیز در الکترومغناطیسی استفاده می شود. سیستم های.

 سلول DKDP Pockels با کیفیت بالا ساخته شده توسط WISOPTIC (@1064nm، 694nm)