Els làsers d'alta potència màxima tenen aplicacions importants en la investigació científica i camps de la indústria militar, com ara el processament làser i la mesura fotoelèctrica. El primer làser del món va néixer a la dècada de 1960. El 1962, McClung va utilitzar la cèl·lula Kerr de nitrobenzè per aconseguir l'emmagatzematge d'energia i l'alliberament ràpid, per obtenir així un làser polsat amb una potència màxima elevada. L'aparició de la tecnologia de commutació Q és un avenç important en la història del desenvolupament del làser d'alta potència màxima. Amb aquest mètode, l'energia làser de pols contínua o ample es comprimeix en polsos amb una amplada de temps extremadament reduïda. La potència màxima del làser augmenta en diversos ordres de magnitud. La tecnologia de commutació Q electro-òptica té els avantatges d'un temps de commutació curt, una sortida de pols estable, una bona sincronització i una baixa pèrdua de cavitat. La potència màxima del làser de sortida pot arribar fàcilment a centenars de megawatts.

La commutació Q electro-òptica és una tecnologia important per obtenir làsers d'amplada de pols estreta i d'alta potència pic. El seu principi és utilitzar l'efecte electro-òptic dels cristalls per aconseguir canvis bruscos en la pèrdua d'energia del ressonador làser, controlant així l'emmagatzematge i l'alliberament ràpid de l'energia a la cavitat o al medi làser. L'efecte electro-òptic del cristall es refereix al fenomen físic en què l'índex de refracció de la llum del cristall canvia amb la intensitat del camp elèctric aplicat del cristall. El fenomen en què el canvi d'índex de refracció i la intensitat del camp elèctric aplicat tenen una relació lineal s'anomena electroòptica lineal, o efecte Pockels. El fenomen que el canvi d'índex de refracció i el quadrat de la intensitat del camp elèctric aplicat tenen una relació lineal s'anomena efecte electro-òptic secundari o efecte Kerr.

En circumstàncies normals, l'efecte electro-òptic lineal del cristall és molt més significatiu que l'efecte electro-òptic secundari. L'efecte electro-òptic lineal s'utilitza àmpliament en la tecnologia de commutació Q electro-òptica. Existeix en els 20 cristalls amb grups puntuals no centrosimètrics. Però, com a material electro-òptic ideal, aquests cristalls no només han de tenir un efecte electro-òptic més evident, sinó també un rang de transmissió de llum adequat, un alt llindar de dany del làser i estabilitat de les propietats fisicoquímiques, bones característiques de temperatura, facilitat de processament, i si es pot obtenir un monocristall de gran mida i alta qualitat. En termes generals, els pràctics cristalls de commutació Q electro-òptica s'han de valorar des dels aspectes següents: (1) coeficient electro-òptic efectiu; (2) llindar de dany del làser; (3) rang de transmissió de llum; (4) resistivitat elèctrica; (5) constant dielèctrica; (6) propietats físiques i químiques; (7) mecanització. Amb el desenvolupament de l'aplicació i l'avenç tecnològic de sistemes làser de pols curt, freqüència de repetició alta i alta potència, els requisits de rendiment dels cristalls de commutació Q continuen augmentant.

En l'etapa inicial del desenvolupament de la tecnologia de commutació Q electro-òptica, els únics cristalls pràcticament utilitzats eren el niobat de liti (LN) i el fosfat de dideuteri de potassi (DKDP). El cristall LN té un llindar de dany del làser baix i s'utilitza principalment en làsers de baixa o mitjana potència. Al mateix temps, a causa del retrocés de la tecnologia de preparació de cristalls, la qualitat òptica del cristall LN ha estat inestable durant molt de temps, cosa que també limita la seva àmplia aplicació en làsers. El cristall DKDP és un cristall de dihidrogen de potassi (KDP) d'àcid fosfòric deuterat. Té un llindar de dany relativament alt i s'utilitza àmpliament en sistemes làser de commutació Q electro-òptica. Tanmateix, el cristall DKDP és propens a la deliquescent i té un llarg període de creixement, cosa que limita la seva aplicació fins a cert punt. El cristall de rubidi titanil oxifosfat (RTP), el cristall de metaborat de bari (β-BBO), el cristall de silicat de lantà de gal·li (LGS), el cristall de tantalat de liti (LT) i el cristall de titanil fosfat de potassi (KTP) també s'utilitzen en el canvi làser electro-òptic Q sistemes.

 Cèl·lula DKDP Pockels d'alta qualitat fabricada per WISOPT (@1064nm, 694nm)