Az alacsony hőmérsékletű fázisú bárium-metaborát (β-BaB₂O₄, röviden BBO) kristály a háromrészes kristályrendszerhez tartozik, 3m pontcsoport. 1949-ben Levinet al. felfedezte az alacsony hőmérsékletű fázisú bárium-metaborát BaB-t₂O₄ összetett. 1968-ban Brixneret al. használt BaCl₂ fluxusként, hogy átlátszó tűszerű egykristályt kapjunk. 1969-ben Hubner Li-t használt₂O fluxusként 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm-es növekedéshez mértem a sűrűség, a sejtparaméterek és a tércsoport alapadatait. 1982 után a Fujian Institute of Matter Structure (Kínai Tudományos Akadémia) az olvadt-só-magkristályos módszert használta nagy egykristályok fluxusban történő növesztésére, és megállapította, hogy a BBO kristály kiváló ultraibolya frekvencia-duplázó anyag. Elektrooptikai Q-kapcsolási alkalmazásokhoz a BBO kristály hátránya az alacsony elektro-optikai együttható, ami magas félhullám feszültséghez vezet, de kiemelkedő előnye a nagyon magas lézersérülési küszöb.

A Fujian Institute of Matter Structure, Kínai Tudományos Akadémia számos munkát végzett a BBO kristályok növekedésével kapcsolatban. 1985-ben egy φ67 mm × 14 mm méretű egykristályt termesztettek. A kristály mérete 1986-ban elérte a φ76 mm × 15 mm-t, 1988-ban pedig a φ120 × 23 mm-t.

A kristályok növekedése mindenekelőtt az olvadt-só-mag-kristály módszert alkalmazza (más néven felső mag-kristály módszer, fluxus-emelő módszer stb.). A kristálynövekedés üteme ac-tengelyirány lassú, és nehéz jó minőségű hosszú kristályt beszerezni. Ezenkívül a BBO kristály elektro-optikai együtthatója viszonylag kicsi, és a rövid kristály azt jelenti, hogy nagyobb üzemi feszültségre van szükség. 1995-ben Goodnoet al. BBO-t használt elektrooptikai anyagként az Nd:YLF lézer EO Q-modulációjához. Ennek a BBO kristálynak a mérete 3 mm × 3 mm × 15 mm volt (x, y, z), és transzverzális modulációt fogadtak el. Bár ennek a BBO-nak a hossz-magasság aránya eléri az 5:1-et, a negyedhullám feszültsége még mindig 4,6 kV-ig terjed, ami körülbelül ötszöröse az LN kristály EO Q-modulációjának azonos feltételek mellett.

Az üzemi feszültség csökkentése érdekében a BBO EO Q-kapcsoló két vagy három kristályt használ együtt, ami növeli a beillesztési veszteséget és a költségeket. Nikkelet al. csökkentette a BBO kristály félhullám feszültségét azáltal, hogy a fényt többször áthaladta a kristályon. Az ábrán látható módon a lézersugár négyszer halad át a kristályon, és a 45°-ban elhelyezett nagy reflexiós tükör okozta fáziskésést az optikai úton elhelyezett hullámlemez kompenzálta. Ily módon ennek a BBO Q-kapcsolónak a félhullám feszültsége akár 3,6 kV is lehet.

1. ábra BBO EO Q-moduláció alacsony félhullám feszültséggel – WISOPTIC

2011-ben Perlov et al. NaF-ot használt folyasztószerként 50 mm hosszúságú BBO kristály növesztésérec-tengelyirányban, és kapott BBO EO eszközt, amelynek mérete 5 mm × 5 mm × 40 mm, és optikai egyenletessége jobb, mint 1 × 10⁻⁶ cm⁻¹, amely megfelel az EO Q-kapcsoló alkalmazások követelményeinek. Ennek a módszernek a növekedési ciklusa azonban több mint 2 hónap, és a költségek továbbra is magasak.

Jelenleg a BBO kristály alacsony effektív EO együtthatója és a nagy méretű és jó minőségű BBO termesztésének nehézségei még mindig korlátozzák a BBO EO Q-kapcsolási alkalmazását. A magas lézersérülési küszöb és a magas ismétlési frekvencián való munkavégzés képessége miatt azonban a BBO kristály továbbra is egyfajta EO Q-modulációs anyag, amely fontos értéket és ígéretes jövőt jelent.

2. ábra BBO EO Q-Switch alacsony félhullám feszültséggel – Készítette: WISOPTIC Technology Co., Ltd.