Niskotemperaturna faza barijevog metaborata (β-BaB₂O₄, skraćeno BBO) kristal pripada trodijelnom kristalnom sustavu, 3m točka skupina. Godine 1949. Levinet al. otkrio niskotemperaturnu fazu barijev metaborat BaB₂O₄ spoj. Godine 1968. Brixneret al. korišteni BaCl₂ kao fluks da se dobije prozirni igličasti monokristal. 1969. Hubner je koristio Li₂O kao fluks narasti 0,5mm×0,5mm×0,5mm i izmjerene osnovne podatke o gustoći, parametrima stanica i prostornoj skupini. Nakon 1982. godine, Fujian Institute of Matter Structure, Kineska akademija znanosti upotrijebio je metodu sjemena-kristala rastaljene soli za uzgoj velikog monokristala u fluksu i otkrio da je BBO kristal izvrstan materijal za udvostručenje frekvencije ultraljubičastog zračenja. Za elektro-optičku Q-switching primjenu, BBO kristal ima nedostatak niskog elektro-optičkog koeficijenta koji dovodi do visokog poluvalnog napona, ali ima izvanrednu prednost vrlo visokog praga oštećenja lasera.

Fujian Institute of Matter Structure, Kineska akademija znanosti proveo je niz radova na rastu BBO kristala. Godine 1985. uzgojen je monokristal veličine φ67mm×14mm. Veličina kristala dostigla je φ76mm×15mm 1986. i φ120mm×23mm 1988. godine.

Rast kristala prije svega usvaja metodu sjemena-kristala rastaljene soli (također poznata kao metoda gornjeg sjemena-kristala, metoda podizanja toka itd.). Brzina rasta kristala uc-smjer osi je spor i teško je dobiti visokokvalitetni dugi kristal. Štoviše, elektrooptički koeficijent BBO kristala je relativno mali, a kratki kristal znači da je potreban veći radni napon. Godine 1995. Goodnoet al. koristio BBO kao elektrooptički materijal za EO Q-modulaciju Nd:YLF lasera. Veličina ovog BBO kristala bila je 3 mm × 3 mm × 15 mm (x, y, z), a usvojena je poprečna modulacija. Iako omjer duljine i visine ovog BBO doseže 5:1, četvrtvalni napon je i dalje do 4,6 kV, što je oko 5 puta više od EO Q-modulacije LN kristala pod istim uvjetima.

Kako bi se smanjio radni napon, BBO EO Q-switch koristi dva ili tri kristala zajedno, što povećava gubitak umetanja i troškove. Niklaet al. smanjio poluvalni napon BBO kristala tako što je svjetlost nekoliko puta prošla kroz kristal. Kao što je prikazano na slici, laserska zraka prolazi kroz kristal četiri puta, a fazno kašnjenje uzrokovano zrcalom visoke refleksije postavljenim na 45° kompenzirano je valnim pločama postavljenim na optičku stazu. Na taj način, poluvalni napon ovog BBO Q-prekidača mogao bi biti čak 3,6 kV.

Slika 1. BBO EO Q-modulacija s niskim poluvalnim naponom – WISOPTIC

Godine 2011. Perlov et al. koristio NaF kao fluks za uzgoj BBO kristala duljine 50 mmc-smjer osi, te dobiven BBO EO uređaj veličine 5mm×5mm×40mm, i optičke uniformnosti boljom od 1×10⁻⁶ cm⁻¹, koji zadovoljava zahtjeve EO Q-switching aplikacija. Međutim, ciklus rasta ove metode je više od 2 mjeseca, a cijena je još uvijek visoka.

Trenutno, nizak efektivni EO koeficijent BBO kristala i teškoća uzgoja BBO velike veličine i visoke kvalitete i dalje ograničavaju BBO-ovu EO Q-switching aplikaciju. Međutim, zbog visokog praga oštećenja lasera i sposobnosti rada na visokoj frekvenciji ponavljanja, BBO kristal je još uvijek vrsta EO Q-modulacijskog materijala s važnom vrijednošću i obećavajućom budućnošću.

Slika 2. BBO EO Q-prekidač s niskim poluvalnim naponom – Izradio WISOPTIC Technology Co., Ltd.