हाय पीक पॉवर लेसरमध्ये लेसर प्रक्रिया आणि फोटोइलेक्ट्रिक मापन यांसारख्या वैज्ञानिक संशोधन आणि लष्करी उद्योग क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग आहेत. जगातील पहिल्या लेसरचा जन्म 1960 मध्ये झाला. 1962 मध्ये, मॅक्क्लंगने ऊर्जा साठवण आणि जलद प्रकाशन साध्य करण्यासाठी नायट्रोबेंझिन केर सेलचा वापर केला, अशा प्रकारे उच्च शिखर शक्तीसह स्पंदित लेसर प्राप्त करण्यासाठी. क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञानाचा उदय हा उच्च शिखर पॉवर लेसर विकासाच्या इतिहासातील एक महत्त्वाची प्रगती आहे. या पद्धतीद्वारे, सतत किंवा रुंद पल्स लेसर ऊर्जा अत्यंत अरुंद वेळेच्या रुंदीसह डाळींमध्ये संकुचित केली जाते. लेसर पीक पॉवर परिमाणाच्या अनेक ऑर्डरने वाढविली जाते. इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञानामध्ये कमी स्विचिंग वेळ, स्थिर पल्स आउटपुट, चांगले सिंक्रोनाइझेशन आणि कमी पोकळीचे नुकसान असे फायदे आहेत. आउटपुट लेसरची सर्वोच्च शक्ती सहजपणे शेकडो मेगावॅट्सपर्यंत पोहोचू शकते.

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग हे अरुंद पल्स रुंदी आणि उच्च शिखर पॉवर लेसर मिळविण्यासाठी एक महत्त्वाचे तंत्रज्ञान आहे. स्फटिकांच्या इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभावाचा वापर करून लेसर रेझोनेटरच्या उर्जेच्या नुकसानामध्ये अचानक बदल घडवून आणणे हे त्याचे तत्त्व आहे, ज्यामुळे पोकळी किंवा लेसर माध्यमात ऊर्जा साठवणे आणि जलद प्रकाशन नियंत्रित करणे. क्रिस्टलचा इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव त्या भौतिक घटनेला सूचित करतो ज्यामध्ये क्रिस्टलच्या लागू विद्युत क्षेत्राच्या तीव्रतेसह क्रिस्टलमधील प्रकाशाचा अपवर्तक निर्देशांक बदलतो. ज्या घटनेत अपवर्तक निर्देशांक बदलतो आणि लागू विद्युत क्षेत्राची तीव्रता यांचा एक रेषीय संबंध असतो त्याला रेखीय इलेक्ट्रो-ऑप्टिक्स किंवा पॉकेल्स इफेक्ट म्हणतात. अपवर्तक निर्देशांक बदलतो आणि लागू केलेल्या विद्युत क्षेत्राच्या मजबुतीचा वर्ग यांचा एक रेखीय संबंध असतो या घटनेला दुय्यम इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव किंवा केर प्रभाव म्हणतात.

सामान्य परिस्थितीत, स्फटिकाचा रेखीय इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव दुय्यम इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभावापेक्षा अधिक लक्षणीय असतो. इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञानामध्ये रेखीय इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. हे सर्व 20 क्रिस्टल्समध्ये नॉन-सेन्ट्रोसिमेट्रिक पॉइंट ग्रुप्समध्ये अस्तित्वात आहे. परंतु आदर्श इलेक्ट्रो-ऑप्टिक सामग्री म्हणून, या क्रिस्टल्सना केवळ अधिक स्पष्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव असणे आवश्यक नाही, तर योग्य प्रकाश प्रसारण श्रेणी, उच्च लेसर नुकसान थ्रेशोल्ड आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांची स्थिरता, चांगले तापमान वैशिष्ट्ये, प्रक्रिया सुलभता, आणि मोठ्या आकाराचे आणि उच्च गुणवत्तेचे सिंगल क्रिस्टल मिळू शकते का. सर्वसाधारणपणे, व्यावहारिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग क्रिस्टल्सचे खालील पैलूंवरून मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे: (1) प्रभावी इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक; (2) लेसर नुकसान थ्रेशोल्ड; (3) प्रकाश प्रसारण श्रेणी; (4) विद्युत प्रतिरोधकता; (5) डायलेक्ट्रिक स्थिरांक; (6) भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म; (7) यंत्रक्षमता. शॉर्ट पल्स, उच्च पुनरावृत्ती वारंवारता आणि उच्च पॉवर लेसर प्रणालीच्या अनुप्रयोगाच्या विकासासह आणि तांत्रिक प्रगतीसह, Q-स्विचिंग क्रिस्टल्सच्या कार्यक्षमतेची आवश्यकता वाढतच आहे.

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, लिथियम निओबेट (एलएन) आणि पोटॅशियम डाय-ड्युटेरियम फॉस्फेट (डीकेडीपी) हे केवळ व्यावहारिकरित्या वापरले जाणारे क्रिस्टल्स होते. एलएन क्रिस्टलमध्ये कमी लेसर डॅमेज थ्रेशोल्ड आहे आणि ते प्रामुख्याने कमी किंवा मध्यम पॉवर लेसरमध्ये वापरले जाते. त्याच वेळी, क्रिस्टल तयार करण्याच्या तंत्रज्ञानाच्या मागे गेल्यामुळे, एलएन क्रिस्टलची ऑप्टिकल गुणवत्ता बर्याच काळापासून अस्थिर आहे, ज्यामुळे लेसरमध्ये त्याचा विस्तृत अनुप्रयोग देखील मर्यादित होतो. डीकेडीपी क्रिस्टल हे फॉस्फोरिक ऍसिड पोटॅशियम डायहाइड्रोजन (केडीपी) क्रिस्टल आहे. यात तुलनेने उच्च नुकसान थ्रेशोल्ड आहे आणि इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग लेसर सिस्टममध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. तथापि, डीकेडीपी क्रिस्टल डिलीकसेंट होण्यास प्रवण आहे आणि त्याचा वाढीचा कालावधी बराच आहे, जो त्याचा वापर एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मर्यादित करतो. रुबिडियम टायटॅनिल ऑक्सिफॉस्फेट (RTP) क्रिस्टल, बेरियम मेटाबोरेट (β-BBO) क्रिस्टल, लॅन्थॅनम गॅलियम सिलिकेट (एलजीएस) क्रिस्टल, लिथियम टँटालेट (एलटी) क्रिस्टल आणि पोटॅशियम टायटॅनिल फॉस्फेट (केटीपी) क्रिस्टल देखील इलेक्ट्रो-ओपसेरिंगमध्ये वापरले जातात. प्रणाली

 WISOPTIC (@1064nm, 694nm) द्वारे बनवलेला उच्च दर्जाचा DKDP पॉकेल्स सेल