हाई पीक पावर लेज़रों के वैज्ञानिक अनुसंधान और सैन्य उद्योग क्षेत्रों जैसे कि लेज़र प्रोसेसिंग और फोटोइलेक्ट्रिक मापन में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। दुनिया का पहला लेजर 1960 में पैदा हुआ था। 1962 में, McClung ने ऊर्जा भंडारण और तेजी से रिलीज प्राप्त करने के लिए नाइट्रोबेंजीन केर सेल का उपयोग किया, इस प्रकार उच्च शिखर शक्ति के साथ स्पंदित लेजर प्राप्त किया। क्यू-स्विचिंग तकनीक का उद्भव हाई पीक पावर लेजर विकास के इतिहास में एक महत्वपूर्ण सफलता है। इस विधि द्वारा, निरंतर या चौड़ी पल्स लेजर ऊर्जा को अत्यंत संकीर्ण समय चौड़ाई वाले दालों में संकुचित किया जाता है। परिमाण के कई आदेशों से लेज़र शिखर शक्ति को बढ़ाया जाता है। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तकनीक में कम स्विचिंग समय, स्थिर पल्स आउटपुट, अच्छा सिंक्रोनाइज़ेशन और कम कैविटी लॉस के फायदे हैं। आउटपुट लेजर की पीक पावर आसानी से सैकड़ों मेगावाट तक पहुंच सकती है।

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग संकीर्ण पल्स चौड़ाई और हाई पीक पावर लेजर प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है। इसका सिद्धांत लेजर रेज़ोनेटर की ऊर्जा हानि में अचानक परिवर्तन प्राप्त करने के लिए क्रिस्टल के इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव का उपयोग करना है, जिससे भंडारण और ऊर्जा के तेजी से रिलीज को गुहा या लेजर माध्यम में नियंत्रित किया जा सके। क्रिस्टल का इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव उस भौतिक घटना को संदर्भित करता है जिसमें क्रिस्टल में प्रकाश का अपवर्तनांक क्रिस्टल के लागू विद्युत क्षेत्र की तीव्रता के साथ बदलता है। वह घटना जिसमें अपवर्तनांक बदल जाता है और लागू विद्युत क्षेत्र की तीव्रता में एक रैखिक संबंध होता है, रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक्स, या पॉकेल्स प्रभाव कहलाता है। यह घटना कि अपवर्तनांक बदल जाता है और लागू विद्युत क्षेत्र की ताकत के वर्ग में एक रैखिक संबंध होता है, द्वितीयक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव या केर प्रभाव कहलाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, क्रिस्टल का रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव द्वितीयक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण होता है। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तकनीक में रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक बिंदु समूहों वाले सभी 20 क्रिस्टल में मौजूद है। लेकिन आदर्श इलेक्ट्रो-ऑप्टिक सामग्री के रूप में, इन क्रिस्टलों को न केवल अधिक स्पष्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव की आवश्यकता होती है, बल्कि उपयुक्त प्रकाश संचरण रेंज, उच्च लेजर क्षति सीमा, और भौतिक रासायनिक गुणों की स्थिरता, अच्छे तापमान विशेषताओं, प्रसंस्करण में आसानी, और क्या बड़े आकार और उच्च गुणवत्ता वाले एकल क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। सामान्यतया, व्यावहारिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग क्रिस्टल को निम्नलिखित पहलुओं से मूल्यांकन करने की आवश्यकता होती है: (1) प्रभावी इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक; (2) लेजर क्षति दहलीज; (3) प्रकाश संचरण रेंज; (4) विद्युत प्रतिरोधकता; (5) ढांकता हुआ स्थिरांक; (6) भौतिक और रासायनिक गुण; (7) मशीनीयता। शॉर्ट पल्स, हाई रिपीटिशन फ्रीक्वेंसी और हाई पावर लेजर सिस्टम के अनुप्रयोग और तकनीकी प्रगति के विकास के साथ, क्यू-स्विचिंग क्रिस्टल की प्रदर्शन आवश्यकताओं में वृद्धि जारी है।

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग तकनीक के विकास के प्रारंभिक चरण में, केवल व्यावहारिक रूप से उपयोग किए जाने वाले क्रिस्टल लिथियम नाइओबेट (एलएन) और पोटेशियम डि-ड्यूटेरियम फॉस्फेट (डीकेडीपी) थे। एलएन क्रिस्टल में कम लेजर क्षति सीमा होती है और इसका उपयोग मुख्य रूप से कम या मध्यम शक्ति वाले लेजर में किया जाता है। इसी समय, क्रिस्टल तैयार करने की तकनीक के पिछड़े होने के कारण, एलएन क्रिस्टल की ऑप्टिकल गुणवत्ता लंबे समय से अस्थिर रही है, जो लेजर में इसके व्यापक अनुप्रयोग को भी सीमित करती है। DKDP क्रिस्टल फॉस्फोरिक एसिड पोटैशियम डाइहाइड्रोजन (KDP) क्रिस्टल है। इसकी अपेक्षाकृत उच्च क्षति सीमा है और इसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग लेजर सिस्टम में उपयोग किया जाता है। हालांकि, डीकेडीपी क्रिस्टल में विलुप्त होने का खतरा होता है और इसकी लंबी वृद्धि अवधि होती है, जो इसके आवेदन को कुछ हद तक सीमित करती है। रूबिडियम टाइटेनाइल ऑक्सीफॉस्फेट (आरटीपी) क्रिस्टल, बेरियम मेटाबोरेट (बीओ-बीबीओ) क्रिस्टल, लैंथेनम गैलियम सिलिकेट (एलजीएस) क्रिस्टल, लिथियम टैंटलेट (एलटी) क्रिस्टल और पोटेशियम टाइटेनाइल फॉस्फेट (केटीपी) क्रिस्टल का उपयोग इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्यू-स्विचिंग लेजर में भी किया जाता है। सिस्टम

 WISOPTIC द्वारा निर्मित उच्च गुणवत्ता वाला DKDP पॉकल्स सेल (@1064nm, 694nm)