Os láseres de alta potencia de pico teñen importantes aplicacións en campos da investigación científica e da industria militar, como o procesamento con láser e a medición fotoeléctrica. O primeiro láser do mundo naceu na década de 1960. En 1962, McClung utilizou a célula Kerr de nitrobenceno para conseguir o almacenamento de enerxía e a liberación rápida, para así obter un láser pulsado con alta potencia de pico. A aparición da tecnoloxía de conmutación Q é un importante avance na historia do desenvolvemento do láser de alta potencia máxima. Por este método, a enerxía láser de pulso continuo ou amplo comprímese en pulsos cun ancho de tempo extremadamente reducido. A potencia máxima do láser increméntase en varias ordes de magnitude. A tecnoloxía de conmutación Q electro-óptica ten as vantaxes dun tempo de conmutación curto, unha saída de pulso estable, unha boa sincronización e unha baixa perda de cavidade. A potencia máxima do láser de saída pode alcanzar facilmente centos de megavatios.

A conmutación Q electro-óptica é unha tecnoloxía importante para obter láseres de ancho de pulso estreito e alta potencia de pico. O seu principio é utilizar o efecto electro-óptico dos cristais para lograr cambios bruscos na perda de enerxía do resonador láser, controlando así o almacenamento e liberación rápida da enerxía na cavidade ou no medio láser. O efecto electro-óptico do cristal refírese ao fenómeno físico no que o índice de refracción da luz no cristal cambia coa intensidade do campo eléctrico aplicado do cristal. O fenómeno no que o cambio do índice de refracción e a intensidade do campo eléctrico aplicado teñen unha relación lineal chámase electro-óptica lineal, ou Efecto Pockels. O fenómeno de que o cambio do índice de refracción e o cadrado da intensidade do campo eléctrico aplicado teñen unha relación lineal chámase efecto electro-óptico secundario ou efecto Kerr.

En circunstancias normais, o efecto electro-óptico lineal do cristal é moito máis significativo que o efecto electro-óptico secundario. O efecto electro-óptico lineal é amplamente utilizado na tecnoloxía de conmutación Q electro-óptica. Existe nos 20 cristais con grupos de puntos non centrosimétricos. Pero como material electro-óptico ideal, estes cristais non só deben ter un efecto electro-óptico máis obvio, senón tamén un rango de transmisión de luz axeitado, un alto limiar de dano do láser e unha estabilidade das propiedades fisicoquímicas, boas características de temperatura, facilidade de procesamento, e se pode obter un monocristal de gran tamaño e alta calidade. En xeral, os prácticos cristais de conmutación Q electro-óptica deben valorarse a partir dos seguintes aspectos: (1) coeficiente electro-óptico efectivo; (2) limiar de dano láser; (3) rango de transmisión de luz; (4) resistividade eléctrica; (5) constante dieléctrica; (6) propiedades físicas e químicas; (7) maquinabilidade. Co desenvolvemento de aplicacións e avances tecnolóxicos de pulso curto, alta frecuencia de repetición e sistemas láser de alta potencia, os requisitos de rendemento dos cristais de conmutación Q seguen aumentando.

Na fase inicial do desenvolvemento da tecnoloxía de conmutación Q electro-óptica, os únicos cristais practicamente utilizados foron o niobato de litio (LN) e o fosfato de di-deuterio de potasio (DKDP). O cristal LN ten un limiar de dano láser baixo e úsase principalmente en láseres de baixa ou media potencia. Ao mesmo tempo, debido ao atraso da tecnoloxía de preparación de cristais, a calidade óptica do cristal LN foi inestable durante moito tempo, o que tamén limita a súa ampla aplicación en láseres. O cristal DKDP é un cristal de dihidróxeno potásico de ácido fosfórico deuterado (KDP). Ten un limiar de dano relativamente alto e úsase amplamente en sistemas láser de conmutación Q electro-óptica. Non obstante, o cristal DKDP é propenso a ser delicuescente e ten un longo período de crecemento, o que limita a súa aplicación ata certo punto. O cristal de oxifosfato de titanilo de rubidio (RTP), o cristal de metaborato de bario (β-BBO), o cristal de silicato de lantano galio (LGS), o cristal de tantalato de litio (LT) e o cristal de fosfato de titanilo de potasio (KTP) tamén se usan no láser Q-switching electro-óptico. sistemas.

 Célula DKDP Pockels de alta calidade feita por WISOPTIC (@1064nm, 694nm)