Düşük sıcaklık fazlı baryum metaborat (β-BaB₂O₄, kısaca BBO) kristal üçlü kristal sistemine aittir, 3m nokta grubu. 1949 yılında Levinve diğerleri. keşfedilen düşük sıcaklık fazlı baryum metaborat BaB₂O₄ birleştirmek. 1968 yılında Brixner'ınve diğerleri. kullanılmış BaCl₂ şeffaf iğne benzeri tek kristal elde etmek için akı olarak. 1969'da Hubner, Li'yi kullandı.₂O, 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm büyümek için akı olarak ve yoğunluk, hücre parametreleri ve uzay grubunun temel verilerini ölçtü. 1982'den sonra, Çin Bilimler Akademisi, Fujian Madde Yapısı Enstitüsü, erimiş-tuz tohum-kristal yöntemini akı içinde büyük tek kristal büyütmek için kullandı ve BBO kristalinin mükemmel bir ultraviyole frekans katlama malzemesi olduğunu buldu. Elektro-optik Q-anahtarlama uygulaması için, BBO kristali, yüksek yarım dalga voltajına yol açan düşük elektro-optik katsayı dezavantajına sahiptir, ancak çok yüksek lazer hasar eşiği gibi olağanüstü bir avantaja sahiptir.

Çin Bilimler Akademisi Fujian Madde Yapısı Enstitüsü, BBO kristallerinin büyümesi üzerine bir dizi çalışma yürüttü. 1985 yılında, φ67mm×14mm boyutunda tek bir kristal büyütüldü. Kristal boyutu 1986'da φ76mm×15mm'ye ve 1988'de φ120mm×23mm'ye ulaştı.

Her şeyden önce kristallerin büyümesi, erimiş-tuz tohum-kristal yöntemini (üst tohum-kristal yöntemi, akı kaldırma yöntemi, vb. olarak da bilinir) benimser. kristal büyüme hızıc-eksen yönü yavaştır ve yüksek kaliteli uzun kristal elde etmek zordur. Ayrıca, BBO kristalinin elektro-optik katsayısı nispeten küçüktür ve kısa kristal, daha yüksek çalışma voltajı gerektiği anlamına gelir. 1995 yılında Goodno'nunve diğerleri. Nd:YLF lazerin EO Q-modülasyonu için elektro-optik malzeme olarak BBO kullandı. Bu BBO kristalinin boyutu 3mm×3mm×15mm idi(x, y, z) ve enine modülasyon benimsenmiştir. Bu BBO'nun uzunluk-yükseklik oranı 5:1'e ulaşsa da, çeyrek dalga voltajı hala aynı koşullar altında LN kristalinin EO Q-modülasyonunun yaklaşık 5 katı olan 4.6 kV'a kadardır.

Çalışma voltajını azaltmak için BBO EO Q-switch, iki veya üç kristali birlikte kullanır, bu da ekleme kaybını ve maliyetini artırır. Nikelve diğerleri. ışığı kristalden birkaç kez geçirerek BBO kristalinin yarım dalga voltajını azalttı. Şekilde gösterildiği gibi, lazer ışını kristalden dört kez geçer ve 45°'ye yerleştirilen yüksek yansımalı aynanın neden olduğu faz gecikmesi, optik yola yerleştirilen dalga plakası ile dengelenir. Bu şekilde, bu BBO Q-anahtarının yarım dalga voltajı 3,6 kV kadar düşük olabilir.

Şekil 1. Düşük yarım dalga gerilimli BBO EO Q-modülasyonu – WISOPTIC

2011 yılında Perlov ve diğerleri. 50 mm uzunluğunda BBO kristalini büyütmek için akı olarak NaF kullandıceksen yönü ve 5mm × 5mm × 40mm boyutunda ve 1 × 10'dan daha iyi optik homojenliğe sahip BBO EO cihazı elde edildi^-6 santimetre^-1EO Q-anahtarlama uygulamalarının gereksinimlerini karşılayan. Ancak bu yöntemin büyüme döngüsü 2 aydan fazladır ve maliyeti hala yüksektir.

Şu anda, BBO kristalinin düşük etkili EO katsayısı ve BBO'yu büyük boyutta ve yüksek kalitede büyütmenin zorluğu, BBO'nun EO Q-anahtarlama uygulamasını hala kısıtlamaktadır. Bununla birlikte, yüksek lazer hasar eşiği ve yüksek tekrarlama frekansında çalışabilme yeteneği nedeniyle, BBO kristali hala önemli bir değere ve gelecek vaat eden bir tür EO Q-modülasyon malzemesidir.

Şekil 2. Düşük yarım dalga gerilimli BBO EO Q-Switch – WISOPTIC Technology Co., Ltd. tarafından yapılmıştır.