Lavtemperaturfase-bariummetaboratet (β-BaB₂O₄, BBO for kort) krystall tilhører det tredelte krystallsystemet, 3m poenggruppe. I 1949, Levinet al. oppdaget lavtemperaturfase bariummetaborat BaB₂O₄ sammensatt. I 1968, Brixneret al. brukte BaCl₂ som fluss for å få gjennomsiktig nållignende enkeltkrystall. I 1969 brukte Hubner Li₂O som fluks for å vokse 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm og målte grunnleggende data for tetthet, celleparametere og romgruppe. Etter 1982 brukte Fujian Institute of Matter Structure, Chinese Academy of Sciences metoden med smeltet salt frøkrystall for å dyrke store enkeltkrystaller i fluks, og fant ut at BBO-krystall er et utmerket ultrafiolett frekvensdoblingsmateriale. For elektro-optisk Q-switch-applikasjon har BBO-krystall ulempen med lav elektro-optisk koeffisient som fører til høy halvbølgespenning, men den har en enestående fordel med svært høy laserskadeterskel.

Fujian Institute of Matter Structure, Chinese Academy of Sciences har utført en serie arbeid med veksten av BBO-krystaller. I 1985 ble en enkelt krystall med størrelsen φ67mm × 14mm dyrket. Krystallstørrelsen nådde φ76mm×15mm i 1986 og φ120mm×23mm i 1988.

Veksten av krystaller vedtar fremfor alt smeltet-salt frø-krystall-metoden (også kjent som topp-frø-krystall-metoden, fluksløftende metode, etc.). Krystallveksthastigheten ic-akseretningen er treg, og det er vanskelig å få lang krystall av høy kvalitet. Dessuten er den elektrooptiske koeffisienten til BBO-krystall relativt liten, og kort krystall betyr at det kreves høyere arbeidsspenning. I 1995, Goodnoet al. brukt BBO som elektro-optisk materiale for EO Q-modulasjon av Nd:YLF laser. Størrelsen på denne BBO-krystallen var 3mm×3mm×15mm(x, y, z), og tverrmodulering ble vedtatt. Selv om lengde-høydeforholdet til denne BBO når 5:1, er kvartbølgespenningen fortsatt opp til 4,6 kV, som er omtrent 5 ganger EO Q-modulasjonen til LN-krystall under de samme forholdene.

For å redusere driftsspenningen bruker BBO EO Q-switch to eller tre krystaller sammen, noe som øker innsettingstap og kostnad. Nikkelet al. reduserte halvbølgespenningen til BBO-krystallen ved å få lys til å passere gjennom krystallen flere ganger. Som vist på figuren, passerer laserstrålen gjennom krystallen i fire ganger, og faseforsinkelsen forårsaket av høyrefleksjonsspeilet plassert ved 45° ble kompensert av bølgeplaten plassert i den optiske banen. På denne måten kan halvbølgespenningen til denne BBO Q-bryteren være så lav som 3,6 kV.

Figur 1. BBO EO Q-modulasjon med lav halvbølgespenning – WISOPTIC

I 2011 Perlov et al. brukte NaF som fluss for å dyrke BBO-krystall med en lengde på 50 mmc-akseretning, og oppnådd BBO EO-enhet med størrelse på 5mm×5mm×40mm, og med optisk ensartethet bedre enn 1×10⁻⁶ cm⁻¹, som oppfyller kravene til EO Q-switching-applikasjoner. Imidlertid er vekstsyklusen til denne metoden mer enn 2 måneder, og kostnadene er fortsatt høye.

For tiden begrenser den lave effektive EO-koeffisienten til BBO-krystall og vanskeligheten med å dyrke BBO med stor størrelse og høy kvalitet fortsatt BBOs EO Q-switching-applikasjon. Men på grunn av den høye laserskadeterskelen og evnen til å jobbe med høy repetisjonsfrekvens, er BBO-krystall fortsatt et slags EO Q-modulasjonsmateriale med viktig verdi og lovende fremtid.

Figur 2. BBO EO Q-Switch med lav halvbølgespenning – Laget av WISOPTIC Technology Co., Ltd.