ללייזרים בהספק גבוה יש יישומים חשובים במחקר מדעי ובתחומי התעשייה הצבאית כגון עיבוד לייזר ומדידה פוטו-אלקטרית. הלייזר הראשון בעולם נולד בשנות ה-60. בשנת 1962, מקלונג השתמש בתא nitrobenzene Kerr כדי להשיג אחסון אנרגיה ושחרור מהיר, ובכך להשיג לייזר פועם עם הספק שיא גבוה. הופעתה של טכנולוגיית Q-switching היא פריצת דרך חשובה בהיסטוריה של פיתוח לייזר עם שיא הספק. בשיטה זו, אנרגיית לייזר פולס רציף או רחב נדחסת לפולסים עם רוחב זמן צר במיוחד. שיא הספק הלייזר גדל במספר סדרי גודל. לטכנולוגיית מיתוג ה-Q האלקטרו-אופטי יש את היתרונות של זמן מיתוג קצר, פלט דופק יציב, סנכרון טוב ואובדן חלל נמוך. שיא ההספק של לייזר הפלט יכול להגיע בקלות למאות מגה וואט.

מיתוג Q אלקטרו-אופטי הוא טכנולוגיה חשובה להשגת רוחב פולס צר ולייזרי שיא הספק גבוה. העיקרון שלו הוא להשתמש באפקט האלקטרו-אופטי של גבישים כדי להשיג שינויים פתאומיים באובדן האנרגיה של מהוד הלייזר, ובכך לשלוט באחסון ובשחרור מהיר של האנרגיה בחלל או במדיום הלייזר. ההשפעה האלקטרו-אופטית של הגביש מתייחסת לתופעה הפיזיקלית שבה מקדם השבירה של האור בגביש משתנה עם עוצמת השדה החשמלי המופעל של הגביש. התופעה שבה שינוי אינדקס השבירה ועוצמת השדה החשמלי המופעל בקשר ליניארי נקראת אלקטרו-אופטיקה ליניארית, או אפקט Pockels. התופעה שלשינוי מקדם השבירה ולריבוע של עוצמת השדה החשמלי המופעל יש קשר ליניארי נקראת אפקט אלקטרו-אופטי משני או אפקט Kerr.

בנסיבות רגילות, ההשפעה האלקטרו-אופטית הליניארית של הגביש היא הרבה יותר משמעותית מהאפקט האלקטרו-אופטי המשני. האפקט האלקטרו-אופטי הליניארי נמצא בשימוש נרחב בטכנולוגיית מיתוג Q אלקטרו-אופטי. הוא קיים בכל 20 הגבישים עם קבוצות נקודות לא צנטרוסימטריות. אבל כחומר אלקטרו-אופטי אידיאלי, הגבישים הללו נדרשים לא רק לבעלי אפקט אלקטרו-אופטי ברור יותר, אלא גם לטווח העברת אור מתאים, סף נזק גבוה ללייזר, ויציבות של תכונות פיזיקוכימיות, מאפייני טמפרטורה טובים, קלות עיבוד, והאם ניתן להשיג קריסטל יחיד בגודל גדול ואיכות גבוהה. באופן כללי, גבישי מיתוג Q אלקטרו-אופטיים מעשיים צריכים להעריך מההיבטים הבאים: (1) מקדם אלקטרו-אופטי יעיל; (2) סף נזקי לייזר; (3) טווח העברת אור; (4) התנגדות חשמלית; (5) קבוע דיאלקטרי; (6) תכונות פיזיקליות וכימיות; (7) יכולת עיבוד. עם התפתחות היישום וההתקדמות הטכנולוגית של דופק קצר, תדירות חזרות גבוהה ומערכות לייזר בעוצמה גבוהה, דרישות הביצועים של גבישי Q-switching ממשיכות לעלות.

בשלב המוקדם של הפיתוח של טכנולוגיית מיתוג Q אלקטרו-אופטי, הגבישים היחידים שהיו בשימוש מעשי היו ליתיום ניובאט (LN) ואשלגן די-דוטריום פוספט (DKDP). לקריסטל LN יש סף נזק לייזר נמוך והוא משמש בעיקר בלייזרים בהספק נמוך או בינוני. יחד עם זאת, עקב החזרה לאחור של טכנולוגיית הכנת הקריסטל, האיכות האופטית של גביש LN אינה יציבה במשך זמן רב, מה שגם מגביל את היישום הרחב שלו בלייזרים. גביש DKDP הוא גביש מחומצה זרחתית אשלגן דימימן (KDP). יש לו סף נזק גבוה יחסית והוא נמצא בשימוש נרחב במערכות לייזר אלקטרו-אופטיות Q-switching. עם זאת, גביש DKDP נוטה להידרדר ויש לו תקופת צמיחה ארוכה, מה שמגביל את היישום שלו במידה מסוימת. גביש רובידיום טיטניל אוקסיפוספט (RTP), גביש בריום מטבורט (β-BBO), גביש לנתנום גליום סיליקט (LGS), גביש ליתיום טנטלאט (LT) וגבישי אשלגן טיטניל פוספט (KTP) משמשים גם ב-Q-s לייזר אלקטרו-אופטי. מערכות.

 תא DKDP Pockels באיכות גבוהה תוצרת WISOPTIC (@1064nm, 694nm)