Lavtemperaturfase-bariummetaboratet (β-BaB₂O₄, BBO for kort) krystal tilhører det tredelte krystalsystem, 3m punktgruppe. I 1949, Levinet al. opdagede lavtemperaturfase bariummetaborat BaB₂O₄ sammensatte. I 1968, Brixneret al. brugte BaCl₂ som flux for at få gennemsigtig nållignende enkeltkrystal. I 1969 brugte Hubner Li₂O som flux til at vokse 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm og målte de grundlæggende data for tæthed, celleparametre og rumgruppe. Efter 1982 brugte Fujian Institute of Matter Structure, det kinesiske videnskabsakademi den smeltede salt-frø-krystal-metode til at dyrke store enkeltkrystal i flux og fandt ud af, at BBO-krystal er et fremragende ultraviolet frekvensfordoblingsmateriale. Til elektro-optisk Q-switching-applikation har BBO-krystal ulempen ved lav elektro-optisk koefficient, der fører til høj halvbølgespænding, men den har en enestående fordel ved en meget høj laserskadetærskel.

Fujian Institute of Matter Structure, Chinese Academy of Sciences har udført en række arbejde med væksten af ​​BBO-krystaller. I 1985 blev en enkelt krystal med en størrelse på φ67mm×14mm dyrket. Krystalstørrelsen nåede φ76mm×15mm i 1986 og φ120mm×23mm i 1988.

Væksten af ​​krystaller vedtager frem for alt smeltet salt frø-krystal metode (også kendt som top-seed-crystal metode, flux-løfte metode, etc.). Krystalvæksthastigheden ic-akseretningen er langsom, og det er svært at få lang krystal af høj kvalitet. Desuden er den elektrooptiske koefficient for BBO-krystal relativt lille, og kort krystal betyder, at der kræves højere arbejdsspænding. I 1995, Goodnoet al. brugt BBO som elektro-optisk materiale til EO Q-modulation af Nd:YLF laser. Størrelsen af ​​denne BBO krystal var 3mm×3mm×15mm(x, y, z), og tværgående modulering blev vedtaget. Selvom længde-højde-forholdet for denne BBO når 5:1, er kvartbølgespændingen stadig op til 4,6 kV, hvilket er omkring 5 gange EO Q-modulationen af ​​LN-krystal under de samme forhold.

For at reducere driftsspændingen bruger BBO EO Q-switch to eller tre krystaller sammen, hvilket øger indføringstab og omkostninger. Nikkelet al. reducerede halvbølgespændingen af ​​BBO krystal ved at få lyset til at passere gennem krystallen i flere gange. Som vist på figuren passerer laserstrålen gennem krystallen i fire gange, og faseforsinkelsen forårsaget af højreflektionsspejlet placeret ved 45° blev kompenseret af bølgepladen placeret i den optiske vej. På denne måde kunne halvbølgespændingen af ​​denne BBO Q-switch være så lav som 3,6 kV.

Figur 1. BBO EO Q-modulation med lav halvbølgespænding – WISOPTIC

I 2011 Perlov et al. brugte NaF som flux til at dyrke BBO-krystal med en længde på 50 mmc-akseretning og opnået BBO EO-enhed med størrelse på 5mm×5mm×40mm og med optisk ensartethed bedre end 1×10⁻⁶ cm⁻¹, som opfylder kravene til EO Q-switching applikationer. Imidlertid er vækstcyklussen for denne metode mere end 2 måneder, og omkostningerne er stadig høje.

På nuværende tidspunkt begrænser den lave effektive EO-koefficient for BBO-krystal og vanskeligheden ved at dyrke BBO med stor størrelse og høj kvalitet stadig BBO's EO Q-switching-applikation. Men på grund af den høje laserskadetærskel og evnen til at arbejde ved høj gentagelsesfrekvens er BBO-krystal stadig en slags EO Q-modulationsmateriale med vigtig værdi og lovende fremtid.

Figur 2. BBO EO Q-Switch med lav halvbølgespænding – Lavet af WISOPTIC Technology Co., Ltd.