Nízkoteplotní fáze metaboritan barnatý (β-BaB₂O₄, zkráceně BBO) krystal patří do tripartitního krystalového systému, 3m bodová skupina. V roce 1949 Levina kol. objeven nízkoteplotní fázový metaboritan barnatý BaB₂O₄ sloučenina. V roce 1968 Brixnera kol. použitý BaCl₂ jako tavidlo k získání průhledného jehličkovitého monokrystalu. V roce 1969 Hubner použil Li₂O jako tok k růstu 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm a měřena základní data hustoty, parametrů buněk a prostorové skupiny. Po roce 1982 použil Fujian Institute of Matter Structure, Čínská akademie věd metodu roztavené soli seed-krystal k růstu velkých monokrystalů v toku a zjistil, že krystal BBO je vynikající materiál pro zdvojení frekvence ultrafialového záření. Pro elektrooptické Q-spínací aplikace má BBO krystal nevýhodu nízkého elektrooptického koeficientu, který vede k vysokému půlvlnnému napětí, ale má vynikající výhodu velmi vysokého prahu poškození laseru.

Fujian Institute of Matter Structure, Čínská akademie věd provedl řadu prací na růstu krystalů BBO. V roce 1985 byl vypěstován monokrystal o velikosti φ67mm×14mm. Velikost krystalu dosáhla φ76 mm × 15 mm v roce 1986 a φ120 mm × 23 mm v roce 1988.

K růstu krystalů se využívá především metoda semenných krystalů roztavené soli (známá také jako metoda top-seed-crystal, metoda flux-lifting atd.). Rychlost růstu krystalů vcSměr osy je pomalý a je obtížné získat vysoce kvalitní dlouhý krystal. Kromě toho je elektrooptický koeficient krystalu BBO relativně malý a krátký krystal znamená, že je vyžadováno vyšší pracovní napětí. V roce 1995 Goodnoa kol. použil BBO jako elektrooptický materiál pro EO Q-modulaci Nd:YLF laseru. Velikost tohoto krystalu BBO byla 3 mm × 3 mm × 15 mm (x, y, z) a byla přijata příčná modulace. Přestože poměr délky a výšky tohoto BBO dosahuje 5:1, čtvrtvlnné napětí je stále až 4,6 kV, což je asi 5násobek EO Q-modulace LN krystalu za stejných podmínek.

Aby se snížilo provozní napětí, používá BBO EO Q-switch dva nebo tři krystaly dohromady, což zvyšuje vložný útlum a náklady. Nikla kol. snížil půlvlnné napětí krystalu BBO tím, že světlo několikrát prošlo krystalem. Jak je znázorněno na obrázku, laserový paprsek prochází krystalem čtyřikrát a fázové zpoždění způsobené zrcadlem s vysokým odrazem umístěným pod úhlem 45° bylo kompenzováno vlnovou deskou umístěnou v optické dráze. Tímto způsobem může být půlvlnné napětí tohoto BBO Q-spínače až 3,6 kV.

Obrázek 1. BBO EO Q-modulace s nízkým půlvlnným napětím – WISOPTIC

V roce 2011 Perlov a kol. použil NaF jako tavidlo k růstu BBO krystalu o délce 50 mmc-směr osy a získané zařízení BBO EO o velikosti 5 mm × 5 mm × 40 mm a s optickou jednotností lepší než 1 × 10⁻⁶ cm⁻¹, který splňuje požadavky EO Q-spínacích aplikací. Růstový cyklus této metody je však více než 2 měsíce a náklady jsou stále vysoké.

Nízký efektivní koeficient EO krystalu BBO a obtížnost pěstování BBO s velkou velikostí a vysokou kvalitou stále omezují aplikaci BBO Q-switching EO. Vzhledem k vysokému prahu poškození laserem a schopnosti pracovat při vysoké frekvenci opakování je však krystal BBO stále druhem EO Q-modulačního materiálu s důležitou hodnotou a slibnou budoucností.

Obrázek 2. BBO EO Q-Switch s nízkým půlvlnným napětím – Made by WISOPTIC Technology Co., Ltd.