Yüksek pik güçlü lazerler, bilimsel araştırma ve lazer işleme ve fotoelektrik ölçüm gibi askeri endüstri alanlarında önemli uygulamalara sahiptir. Dünyanın ilk lazeri 1960'larda doğdu. 1962'de McClung nitrobenzen Kerr hücresini enerji depolama ve hızlı salıverme sağlamak için kullandı, böylece yüksek tepe gücüne sahip darbeli lazer elde etti. Q-anahtarlama teknolojisinin ortaya çıkışı, yüksek tepe gücüne sahip lazer geliştirme tarihinde önemli bir atılımdır. Bu yöntemle sürekli veya geniş darbeli lazer enerjisi, son derece dar zaman genişliğine sahip darbelere sıkıştırılır. Lazer tepe gücü, birkaç büyüklük sırası ile artırılır. Elektro-optik Q-anahtarlama teknolojisi, kısa anahtarlama süresi, kararlı darbe çıkışı, iyi senkronizasyon ve düşük boşluk kaybı avantajlarına sahiptir. Çıkış lazerinin tepe gücü, yüzlerce megawatt'a kolayca ulaşabilir.

Elektro-optik Q-anahtarlama, dar darbe genişliği ve yüksek tepe gücü lazerleri elde etmek için önemli bir teknolojidir. İlkesi, lazer rezonatörünün enerji kaybında ani değişiklikler elde etmek için kristallerin elektro-optik etkisini kullanmak, böylece boşlukta veya lazer ortamında enerjinin depolanmasını ve hızlı salınımını kontrol etmektir. Kristalin elektro-optik etkisi, kristaldeki ışığın kırılma indisinin, kristalin uygulanan elektrik alanının yoğunluğu ile değiştiği fiziksel fenomeni ifade eder. Kırılma indisinin değişmesi ve uygulanan elektrik alanının yoğunluğunun doğrusal bir ilişkiye sahip olduğu olguya doğrusal elektro-optik veya Pockels Etkisi denir. Kırılma indisinin değişmesi ve uygulanan elektrik alan kuvvetinin karesinin doğrusal bir ilişkiye sahip olması olgusuna ikincil elektro-optik etki veya Kerr Etkisi denir.

Normal şartlar altında, kristalin lineer elektro-optik etkisi, ikincil elektro-optik etkiden çok daha önemlidir. Doğrusal elektro-optik etki, elektro-optik Q-anahtarlama teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sentrosimetrik olmayan nokta gruplarına sahip 20 kristalin hepsinde bulunur. Ancak ideal elektro-optik malzeme olarak, bu kristallerin sadece daha belirgin bir elektro-optik etkiye sahip olması değil, aynı zamanda uygun ışık iletim aralığı, yüksek lazer hasar eşiği ve fizikokimyasal özelliklerin kararlılığı, iyi sıcaklık özellikleri, işleme kolaylığı, ve büyük boyutlu ve yüksek kalitede tek kristal elde edilip edilemeyeceği. Genel olarak konuşursak, pratik elektro-optik Q-anahtarlama kristallerinin aşağıdaki yönlerden değerlendirilmesi gerekir: (1) etkin elektro-optik katsayı; (2) lazer hasar eşiği; (3) ışık iletim aralığı; (4) elektrik direnci; (5) dielektrik sabiti; (6) fiziksel ve kimyasal özellikler; (7) işlenebilirlik. Kısa darbe, yüksek tekrarlama frekansı ve yüksek güçlü lazer sistemlerinin uygulanması ve teknolojik ilerlemesi ile Q-anahtarlama kristallerinin performans gereksinimleri artmaya devam ediyor.

Elektro-optik Q-anahtarlama teknolojisinin gelişiminin ilk aşamasında, pratik olarak kullanılan tek kristaller lityum niyobat (LN) ve potasyum di-döteryum fosfat (DKDP) idi. LN kristali düşük lazer hasar eşiğine sahiptir ve çoğunlukla düşük veya orta güçlü lazerlerde kullanılır. Aynı zamanda, kristal hazırlama teknolojisinin geriliği nedeniyle, LN kristalinin optik kalitesi, lazerlerdeki geniş uygulamasını da sınırlayan uzun süredir kararsız olmuştur. DKDP kristali, döteryumlu fosforik asit potasyum dihidrojen (KDP) kristalidir. Nispeten yüksek hasar eşiğine sahiptir ve elektro-optik Q-anahtarlamalı lazer sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, DKDP kristali sıvılaşmaya eğilimlidir ve uygulamasını belirli bir ölçüde sınırlayan uzun bir büyüme periyoduna sahiptir. Rubidyum titanil oksifosfat (RTP) kristali, baryum metaborat (β-BBO) kristali, lantan galyum silikat (LGS) kristali, lityum tantalat (LT) kristali ve potasyum titanil fosfat (KTP) kristali de elektro-optik Q-anahtarlama lazerinde kullanılır sistemler.

 WISOPTIC (@1064nm, 694nm) tarafından üretilen yüksek kaliteli DKDP Pockels hücresi