Leza za kilele cha juu zina matumizi muhimu katika utafiti wa kisayansi na nyanja za tasnia ya kijeshi kama vile usindikaji wa leza na kipimo cha umeme. Laser ya kwanza ulimwenguni ilizaliwa mnamo 1960. Mnamo mwaka wa 1962, McClung alitumia seli ya nitrobenzene Kerr kufikia uhifadhi wa nishati na kutolewa kwa haraka, hivyo kupata leza inayopigika yenye nguvu ya juu zaidi. Kuibuka kwa teknolojia ya kubadili Q ni mafanikio muhimu katika historia ya maendeleo ya kiwango cha juu cha laser ya nguvu. Kwa njia hii, nishati ya leza inayoendelea au pana inabanwa kuwa mipigo yenye upana wa muda mwembamba sana. Nguvu ya kilele cha laser huongezeka kwa amri kadhaa za ukubwa. Teknolojia ya ubadilishaji wa Q-electro-optic ina faida za muda mfupi wa kubadili, pato thabiti la mapigo, usawazishaji mzuri, na upotezaji mdogo wa cavity. Nguvu ya kilele cha leza ya pato inaweza kufikia mamia ya megawati kwa urahisi.

Electro-optic Q-switching ni teknolojia muhimu ya kupata upana finyu wa mpigo na leza za nguvu za kilele. Kanuni yake ni kutumia athari ya elektro-optic ya fuwele kufikia mabadiliko ya ghafla katika upotezaji wa nishati ya resonator ya laser, na hivyo kudhibiti uhifadhi na kutolewa kwa haraka kwa nishati kwenye cavity au kati ya laser. Athari ya kielektroniki-macho ya kioo inarejelea jambo la kimwili ambalo faharisi ya refractive ya mwanga katika kioo hubadilika na ukubwa wa uwanja wa umeme unaotumika wa kioo. Hali ambayo fahirisi ya refractive inabadilika na ukubwa wa uwanja wa umeme unaotumika huwa na uhusiano wa mstari huitwa linear electro-optics, au Pockels Effect. Jambo la kwamba faharasa ya refractive inabadilika na mraba wa nguvu ya uwanja wa umeme inayotumika ina uhusiano wa mstari inaitwa athari ya pili ya kielektroniki au Athari ya Kerr.

Katika hali ya kawaida, athari ya kieletro-optic ya kioo ni muhimu zaidi kuliko athari ya pili ya kielektroniki. Athari ya kieletro-optic ya mstari hutumiwa sana katika teknolojia ya kubadili Q-electro-optic. Inapatikana katika fuwele zote 20 zilizo na vikundi visivyo vya ulinganifu wa kati. Lakini kama nyenzo bora ya elektroni, fuwele hizi hazihitajiki tu kuwa na athari ya wazi zaidi ya elektroni, lakini pia safu inayofaa ya upitishaji mwanga, kizingiti cha juu cha uharibifu wa laser, na utulivu wa mali ya fizikia, sifa nzuri za joto, urahisi wa usindikaji, na kama kioo kimoja chenye ukubwa mkubwa na ubora wa juu kinaweza kupatikana. Kwa ujumla, fuwele za kieletro-optic za kubadili Q-zinahitaji kuthaminiwa kutoka kwa vipengele vifuatavyo: (1) mgawo bora wa kielektroniki wa macho; (2) laser uharibifu kizingiti; (3) mwanga maambukizi mbalimbali; (4) upinzani wa umeme; (5) dielectric mara kwa mara; (6) mali ya kimwili na kemikali; (7) ujanja. Pamoja na maendeleo ya matumizi na maendeleo ya teknolojia ya mapigo mafupi, marudio ya juu ya marudio, na mifumo ya leza yenye nguvu nyingi, mahitaji ya utendaji wa fuwele za kubadili Q yanaendelea kuongezeka.

Katika hatua ya awali ya maendeleo ya teknolojia ya ubadilishaji wa kieletroniki-optic ya Q, fuwele pekee zilizotumika kwa vitendo zilikuwa niobati ya lithiamu (LN) na fosfati ya potasiamu ya di-deuterium (DKDP). Kioo cha LN kina kiwango cha chini cha uharibifu wa leza na hutumiwa zaidi katika leza za nguvu za chini au za kati. Wakati huo huo, kwa sababu ya kurudi nyuma kwa teknolojia ya utayarishaji wa fuwele, ubora wa macho wa kioo cha LN umekuwa thabiti kwa muda mrefu, ambayo pia inazuia matumizi yake makubwa katika lasers. Kioo cha DKDP ni fuwele ya asidi ya fosforasi potasiamu dihydrogen (KDP). Ina kizingiti cha juu cha uharibifu na hutumiwa sana katika mifumo ya laser ya electro-optic Q-switching. Hata hivyo, kioo cha DKDP kinakabiliwa na deliquescent na ina muda mrefu wa ukuaji, ambayo hupunguza matumizi yake kwa kiasi fulani. Fuwele ya rubidium titanyl oxyphosphate (RTP), fuwele ya bariamu metaborate (β-BBO), fuwele ya lanthanum gallium silicate (LGS), fuwele ya lithiamu tantalate (LT) na fuwele ya titanyl phosphate ya potasiamu (KTP) pia hutumika katika leza ya electro-optic Q-switching. mifumo.

 Seli ya Pockels ya ubora wa juu ya DKDP iliyotengenezwa na WISOPTIC (@1064nm, 694nm)