Лазери високої пікової потужності мають важливе застосування в наукових дослідженнях та галузях військової промисловості, таких як лазерна обробка та фотоелектричні вимірювання. Перший у світі лазер з'явився на світ у 1960-х роках. У 1962 році МакКланг використав нітробензолну комірку Керра, щоб досягти накопичення енергії та швидкого вивільнення, таким чином, щоб отримати імпульсний лазер з високою піковою потужністю. Поява технології перемикання добротності є важливим проривом в історії розвитку лазерів високої пікової потужності. За допомогою цього методу безперервна або широкоімпульсна лазерна енергія стискається в імпульси з надзвичайно вузькою часовою шириною. Пікова потужність лазера збільшується на кілька порядків. Технологія електрооптичного перемикання добротності має переваги: ​​короткий час перемикання, стабільний вихідний імпульс, хороша синхронізація та низькі втрати в резонаторі. Пікова потужність вихідного лазера може легко досягати сотень мегават.

Електрооптична перемикання добротності є важливою технологією для отримання лазерів із вузькою шириною імпульсу та високою піковою потужністю. Його принцип полягає у використанні електрооптичного ефекту кристалів для досягнення різких змін у втратах енергії лазерного резонатора, таким чином керуючи накопиченням і швидким виділенням енергії в резонаторі або середовищі лазера. Електрооптичний ефект кристала відноситься до фізичного явища, при якому показник заломлення світла в кристалі змінюється в залежності від напруженості прикладеного електричного поля кристала. Явище, при якому зміна показника заломлення та напруженість прикладеного електричного поля мають лінійну залежність, називається лінійною електрооптикою, або ефектом Покелса. Явище, що зміна показника заломлення і квадрат напруженості прикладеного електричного поля мають лінійну залежність, називається вторинним електрооптичним ефектом або ефектом Керра.

За звичайних обставин лінійний електрооптичний ефект кристала набагато значніший, ніж вторинний електрооптичний ефект. Лінійний електрооптичний ефект широко використовується в технології електрооптичної модуляції добротності. Він існує у всіх 20 кристалах з нецентросиметричними точковими групами. Але як ідеальний електрооптичний матеріал, ці кристали повинні мати не тільки більш очевидний електрооптичний ефект, але й відповідний діапазон світлопропускання, високий поріг пошкодження лазером, стабільність фізико-хімічних властивостей, хороші температурні характеристики, простоту обробки, і чи можна отримати монокристал великого розміру та високої якості. Загалом, практичні електрооптичні кристали з модуляцією добротності необхідно оцінювати з таких аспектів: (1) ефективний електрооптичний коефіцієнт; (2) поріг ураження лазером; (3) діапазон світлопропускання; (4) питомий електричний опір; (5) діелектрична проникність; (6) фізико-хімічні властивості; (7) оброблюваність. З розвитком застосування та технологічним прогресом коротких імпульсів, високої частоти повторення та високопотужних лазерних систем вимоги до продуктивності кристалів з модуляцією добротності продовжують зростати.

На ранньому етапі розвитку технології електрооптичної модуляції добротності єдиними практично використовуваними кристалами були ніобат літію (LN) і дідейтерійфосфат калію (DKDP). Кристал LN має низький поріг пошкодження лазером і в основному використовується в лазерах низької або середньої потужності. У той же час, через відсталість технології приготування кристалів, оптична якість кристала LN тривалий час була нестабільною, що також обмежує його широке застосування в лазерах. Кристал DKDP - це кристал дейтерованої фосфорної кислоти калію, диводню (KDP). Він має відносно високий поріг пошкодження і широко використовується в електрооптичних лазерних системах із модуляцією добротності. Однак кристал DKDP схильний до розрідження і має тривалий період росту, що певною мірою обмежує його застосування. Кристал титанілоксифосфату (RTP), кристал метаборату барію (β-BBO), кристал силікату лантану-галію (LGS), кристал танталату літію (LT) і кристал титанілфосфату калію (KTP) також використовуються в електрооптичному лазері з перемиканням добротності. системи.

 Високоякісний елемент DKDP Pockels виробництва WISOPTIC (@1064nm, 694nm)