Lasery s vysokým špičkovým výkonem mají důležité aplikace ve vědeckém výzkumu a v oblastech vojenského průmyslu, jako je laserové zpracování a fotoelektrická měření. První laser na světě se zrodil v 60. letech 20. století. V roce 1962 McClung použil nitrobenzenový Kerrův článek k dosažení akumulace energie a rychlého uvolnění, čímž získal pulzní laser s vysokým špičkovým výkonem. Vznik technologie Q-switching je důležitým průlomem v historii vývoje vysoce výkonných laserů. Touto metodou je kontinuální nebo širokopulzní laserová energie komprimována do pulsů s extrémně úzkou časovou šířkou. Špičkový výkon laseru se zvýší o několik řádů. Elektrooptická technologie Q-switching má výhody krátké spínací doby, stabilního pulzního výstupu, dobré synchronizace a nízké ztráty dutiny. Špičkový výkon výstupního laseru může snadno dosáhnout stovek megawattů.

Elektrooptické Q-přepínání je důležitou technologií pro získání úzké šířky pulsu a laserů s vysokým špičkovým výkonem. Jejím principem je využití elektro-optického efektu krystalů k dosažení náhlých změn ztráty energie laserového rezonátoru, čímž se řídí ukládání a rychlé uvolňování energie v dutině nebo laserovém médiu. Elektrooptický efekt krystalu označuje fyzikální jev, při kterém se index lomu světla v krystalu mění s intenzitou aplikovaného elektrického pole krystalu. Jev, při kterém jsou změny indexu lomu a intenzita aplikovaného elektrického pole lineární, se nazývá lineární elektrooptika nebo Pockelsův jev. Jev, že změna indexu lomu a druhá mocnina intenzity použitého elektrického pole mají lineární vztah, se nazývá sekundární elektrooptický jev nebo Kerrův jev.

Za normálních okolností je lineární elektrooptický efekt krystalu mnohem významnější než sekundární elektrooptický efekt. Lineární elektrooptický efekt je široce používán v elektrooptické Q-spínací technologii. Existuje ve všech 20 krystalech s necentrosymetrickými bodovými skupinami. Ale jako ideální elektrooptický materiál se od těchto krystalů vyžaduje nejen zřetelnější elektrooptický efekt, ale také vhodný rozsah propustnosti světla, vysoký práh poškození laserem a stabilita fyzikálně-chemických vlastností, dobré teplotní charakteristiky, snadné zpracování, a zda lze získat monokrystal s velkou velikostí a vysokou kvalitou. Obecně řečeno, praktické elektro-optické Q-spínací krystaly potřebují hodnotit z následujících hledisek: (1) efektivní elektrooptický koeficient; (2) práh poškození laserem; (3) rozsah propustnosti světla; (4) elektrický odpor; (5) dielektrická konstanta; (6) fyzikální a chemické vlastnosti; (7) obrobitelnost. S rozvojem aplikací a technologickým pokrokem systémů s krátkým pulzem, vysokou opakovací frekvencí a vysokým výkonem se požadavky na výkon krystalů s přepínáním Q stále zvyšují.

V rané fázi vývoje elektrooptické Q-spínací technologie byly jedinými prakticky používanými krystaly niobát lithný (LN) a di-deuteriumfosfát draselný (DKDP). Krystal LN má nízký práh poškození laserem a používá se hlavně v laserech s nízkým nebo středním výkonem. Zároveň je vzhledem k zaostalosti technologie přípravy krystalů optická kvalita LN krystalu dlouhodobě nestabilní, což také omezuje jeho široké uplatnění v laserech. Krystal DKDP je krystal dihydrogenu draslíku (KDP) deuterované kyseliny fosforečné. Má relativně vysoký práh poškození a je široce používán v elektrooptických Q-spínacích laserových systémech. Křišťál DKDP je však náchylný k navlhnutí a má dlouhou dobu růstu, což do určité míry omezuje jeho použití. Krystaly rubidium titanyloxyfosfátu (RTP), krystaly metaboritanu barnatého (β-BBO), krystaly křemičitanu lanthanitého a galia (LGS), krystaly tantalátu lithného (LT) a krystaly titanylfosfátu draselného (KTP) se také používají v elektrooptickém Q-spínacím laseru systémy.

 Vysoce kvalitní buňka DKDP Pockels vyrobená společností WISOPTIC (@1064nm, 694nm)