Barium metaborat fase suhu rendah (β-BaB₂O₄, BBO untuk pendek) kristal milik sistem kristal tripartit, 3m kelompok titik. Pada tahun 1949, Levindkk. menemukan fase suhu rendah barium metaborate BaB₂O₄ menggabungkan. Pada tahun 1968, Brixnerdkk. digunakan BaCl₂ sebagai fluks untuk mendapatkan kristal tunggal seperti jarum transparan. Pada tahun 1969, Hubner menggunakan Li₂O sebagai fluks untuk tumbuh 0.5mm×0.5mm×0.5mm dan mengukur data dasar kepadatan, parameter sel dan grup ruang. Setelah tahun 1982, Fujian Institute of Matter Structure, Chinese Academy of Sciences menggunakan metode kristal benih garam cair untuk menumbuhkan kristal tunggal yang besar dalam fluks, dan menemukan bahwa kristal BBO adalah bahan pengganda frekuensi ultraviolet yang sangat baik. Untuk aplikasi Q-switching elektro-optik, kristal BBO memiliki kelemahan koefisien elektro-optik rendah yang mengarah ke tegangan setengah gelombang tinggi, tetapi memiliki keunggulan luar biasa dari ambang kerusakan laser yang sangat tinggi.

Institut Struktur Materi Fujian, Akademi Ilmu Pengetahuan China telah melakukan serangkaian penelitian pada pertumbuhan kristal BBO. Pada tahun 1985, kristal tunggal dengan ukuran 67mm × 14mm ditanam. Ukuran kristal mencapai 76mm×15mm pada tahun 1986 dan 120mm×23mm pada tahun 1988.

Pertumbuhan kristal terutama mengadopsi metode kristal benih garam cair (juga dikenal sebagai metode kristal benih teratas, metode pengangkatan fluks, dll.). Laju pertumbuhan kristal dic-arah sumbu lambat, dan sulit untuk mendapatkan kristal panjang berkualitas tinggi. Selain itu, koefisien elektro-optik kristal BBO relatif kecil, dan kristal pendek berarti diperlukan tegangan kerja yang lebih tinggi. Pada tahun 1995, Goodnodkk. menggunakan BBO sebagai bahan elektro-optik untuk EO Q-modulasi laser Nd:YLF. Ukuran kristal BBO ini adalah 3mm × 3mm × 15mm (x, y, z), dan modulasi transversal diadopsi. Meskipun rasio panjang-tinggi BBO ini mencapai 5:1, tegangan seperempat gelombang masih mencapai 4,6 kV, yaitu sekitar 5 kali EO Q-modulasi kristal LN dalam kondisi yang sama.

Untuk mengurangi tegangan operasi, BBO EO Q-switch menggunakan dua atau tiga kristal bersama-sama, yang meningkatkan kerugian dan biaya penyisipan. Nikeldkk. mengurangi tegangan setengah gelombang kristal BBO dengan membuat cahaya melewati kristal beberapa kali. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, sinar laser melewati kristal selama empat kali, dan penundaan fase yang disebabkan oleh cermin refleksi tinggi yang ditempatkan pada 45° dikompensasikan oleh pelat gelombang yang ditempatkan di jalur optik. Dengan cara ini, tegangan setengah gelombang dari Q-switch BBO ini bisa serendah 3,6 kV.

Gambar 1. Modulasi BBO EO Q dengan tegangan setengah gelombang rendah – WISOPTIC

Pada tahun 2011 Perlov dkk. menggunakan NaF sebagai fluks untuk menumbuhkan kristal BBO dengan panjang 50mm incarah sumbu, dan diperoleh perangkat BBO EO dengan ukuran 5mm×5mm×40mm, dan dengan keseragaman optik lebih baik dari 1×10⁶ cm¹, yang memenuhi persyaratan aplikasi Q-switching EO. Namun, siklus pertumbuhan metode ini lebih dari 2 bulan, dan biayanya masih tinggi.

Saat ini, rendahnya koefisien EO efektif dari kristal BBO dan sulitnya menumbuhkan BBO dengan ukuran besar dan kualitas tinggi masih membatasi aplikasi EO Q-switching BBO. Namun, karena ambang kerusakan laser yang tinggi dan kemampuan untuk bekerja pada frekuensi pengulangan yang tinggi, kristal BBO masih merupakan jenis bahan modulasi Q EO dengan nilai penting dan masa depan yang menjanjikan.

Gambar 2. BBO EO Q-Switch dengan tegangan setengah gelombang rendah – Dibuat oleh WISOPTIC Technology Co., Ltd.