طور الباريوم ذو درجة الحرارة المنخفضة ميتابورات (β-BaB₂O₄، BBO للاختصار) الكريستال ينتمي إلى النظام البلوري الثلاثي ، 3m مجموعة النقاط. في عام 1949 ، ليفينوآخرون. اكتشف مرحلة درجات الحرارة المنخفضة الباريوم metaborate BaB₂O₄ مجمع. في عام 1968 ، بريكسنروآخرون. تستخدم BaCl₂ كتدفق للحصول على بلورة واحدة شفافة تشبه الإبرة. في عام 1969 ، استخدم Hubner Li₂O كتدفق ينمو 0.5 مم × 0.5 مم × 0.5 مم ويقاس البيانات الأساسية للكثافة ومعلمات الخلية ومجموعة الفضاء. بعد عام 1982 ، استخدم معهد فوجيان لهيكل المادة ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، طريقة بلورة بذرة الملح المنصهر لتنمية بلورة مفردة كبيرة في التدفق ، ووجدت أن بلورة BBO هي مادة ممتازة لمضاعفة تردد الأشعة فوق البنفسجية. بالنسبة لتطبيق Q-switching الكهروضوئي ، فإن بلورة BBO لها عيب في المعامل الكهروضوئي المنخفض الذي يؤدي إلى جهد نصف موجي مرتفع ، ولكنها تتمتع بميزة رائعة تتمثل في عتبة تلف الليزر العالية جدًا.

نفذ معهد فوجيان لبنية المادة ، الأكاديمية الصينية للعلوم سلسلة من العمل على نمو بلورات BBO. في عام 1985 ، نمت بلورة واحدة بحجم φ67mm × 14mm. بلغ حجم الكريستال 76mm × 15mm في عام 1986 و φ120mm × 23mm في عام 1988.

يعتمد نمو البلورات قبل كل شيء على طريقة بلورات البذور المصهورة بالملح المنصهر (تُعرف أيضًا باسم طريقة بلورات البذور العلوية ، وطريقة رفع التدفق ، وما إلى ذلك). معدل النمو البلوري فيc- اتجاه المحور بطيء ، ومن الصعب الحصول على بلورة طويلة عالية الجودة. علاوة على ذلك ، فإن المعامل الكهروضوئي لبلور BBO صغير نسبيًا ، وتعني البلورة القصيرة أن جهد التشغيل العالي مطلوب. في عام 1995 ، جودنووآخرون. تستخدم BBO كمادة كهربائية بصرية لتعديل EO Q لليزر Nd: YLF. كان حجم بلورة BBO 3 مم × 3 مم × 15 مم (x, y, z) ، وتم اعتماد التعديل العرضي. على الرغم من أن نسبة الطول والارتفاع لـ BBO تصل إلى 5: 1 ، إلا أن جهد ربع الموجة لا يزال يصل إلى 4.6 كيلو فولت ، أي حوالي 5 مرات من تعديل EO Q لبلور LN تحت نفس الظروف.

من أجل تقليل جهد التشغيل ، يستخدم مفتاح BBO EO Q-switch بلورتين أو ثلاث بلورات معًا ، مما يزيد من خسارة الإدخال وتكلفته. نيكلوآخرون. خفض الجهد نصف الموجي لبلورة BBO بجعل الضوء يمر عبر البلورة عدة مرات. كما هو موضح في الشكل ، يمر شعاع الليزر عبر البلورة لمدة أربع مرات ، وتم تعويض تأخير الطور الناجم عن مرآة الانعكاس العالي الموضوعة عند 45 درجة بواسطة لوحة الموجة الموضوعة في المسار البصري. بهذه الطريقة ، يمكن أن يكون جهد نصف الموجة لمفتاح BBO Q هذا منخفضًا مثل 3.6 كيلو فولت.

الشكل 1. تعديل BBO EO Q مع جهد نصف موجة منخفض - WISOPTIC

في عام 2011 بيرلوف وآخرون. تستخدم NaF كتدفق لتنمية بلورات BBO بطول 50 مم فيc- اتجاه المحور ، والحصول على جهاز BBO EO بحجم 5 مم × 5 مم × 40 مم ، وبتوحيد بصري أفضل من 1 × 10⁻⁶ سم⁻¹، والذي يفي بمتطلبات تطبيقات EO Q-switching. ومع ذلك ، فإن دورة نمو هذه الطريقة تزيد عن شهرين ، ولا تزال التكلفة مرتفعة.

في الوقت الحالي ، لا يزال معامل EO الفعال المنخفض لبلور BBO وصعوبة نمو BBO بحجم كبير وجودة عالية يقيد تطبيق BBO's EO Q-switching. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع عتبة تلف الليزر والقدرة على العمل بتردد تكرار عالٍ ، لا يزال بلور BBO نوعًا من مواد تعديل EO Q ذات قيمة مهمة ومستقبل واعد.

الشكل 2. مفتاح BBO EO Q-Switch بجهد نصف موجة منخفض - من صنع شركة WISOPTIC Technology Co.، Ltd.