Πυριτικό γάλλιο λανθάνιο (La₃Ga₅SiO₁₄, LGS) ο κρύσταλλος ανήκει στο τριμερές κρυσταλλικό σύστημα, ομάδα σημείου 32, ομάδα διαστήματος P₃₂₁ (Αρ. 150). Το LGS έχει πολλά αποτελέσματα όπως πιεζοηλεκτρική, ηλεκτρο-οπτική, οπτική περιστροφή και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως υλικό λέιζερ μέσω ντόπινγκ. Το 1982, Kaminskyet al. ανέφερε την ανάπτυξη ντοπαρισμένων κρυστάλλων LGS. Το 2000, οι Uda και Buzanov αναπτύχθηκαν κρύσταλλοι LGS με διάμετρο 3 ιντσών και μήκος 90 mm.

Το κρύσταλλο LGS είναι ένα εξαιρετικό πιεζοηλεκτρικό υλικό με τύπο κοπής μηδενικού συντελεστή θερμοκρασίας. Διαφορετικές όμως από τις πιεζοηλεκτρικές εφαρμογές, οι ηλεκτρο-οπτικές εφαρμογές μεταγωγής Q απαιτούν υψηλότερη ποιότητα κρυστάλλου. Το 2003, ο Κονγκet al. αναπτύχθηκε με επιτυχία κρυστάλλους LGS χωρίς εμφανή μακροσκοπικά ελαττώματα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Czochralski και διαπίστωσε ότι η ατμόσφαιρα ανάπτυξης επηρεάζει το χρώμα των κρυστάλλων. Απέκτησαν άχρωμους και γκρι κρυστάλλους LGS και έκαναν το LGS σε EO Q-switch με μέγεθος 6,12 mm × 6,12 mm × 40,3 mm. Το 2015, μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Shandong ανέπτυξε με επιτυχία κρυστάλλους LGS με διάμετρο 50~55 mm, μήκος 95 mm και βάρος 1100 g χωρίς εμφανή μακροελαττώματα.

Το 2003, η προαναφερθείσα ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Shandong άφησε τη δέσμη λέιζερ να περάσει μέσα από τον κρύσταλλο LGS δύο φορές και εισήγαγε μια πλάκα τέταρτου κύματος για να εξουδετερώσει το φαινόμενο οπτικής περιστροφής, συνειδητοποιώντας έτσι την εφαρμογή του φαινομένου οπτικής περιστροφής του κρυστάλλου LGS. Ο πρώτος διακόπτης Q-switch LGS EO τότε κατασκευάστηκε και εφαρμόστηκε με επιτυχία σε σύστημα λέιζερ.

Το 2012, ο Wang et al. ετοίμασε έναν ηλεκτρο-οπτικό διακόπτη Q LGS με μέγεθος 7 mm × 7 mm × 45 mm και πραγματοποίησε την έξοδο παλμικής δέσμης λέιζερ 2,09 μm (520 mJ) στο σύστημα λέιζερ Cr,Tm,Ho:YAG με λάμπα φλας. . Το 2013, επιτεύχθηκε έξοδος παλμικής δέσμης λέιζερ 2,79 μm (216 mJ) στο λέιζερ Cr,Er:YSGG που αντλείται από λάμπα φλας, με πλάτος παλμού 14,36 ns. Το 2016, η Μαet al. χρησιμοποίησε έναν διακόπτη LGS EO Q 5 mm × 5 mm × 25 mm στο σύστημα λέιζερ Nd:LuVO4, για να πραγματοποιήσει ρυθμό επανάληψης 200 kHz, που είναι ο υψηλότερος ρυθμός επανάληψης του συστήματος λέιζερ με μεταγωγή LGS EO Q που αναφέρεται δημόσια επί του παρόντος.

Ως υλικό μεταγωγής EO Q, ο κρύσταλλος LGS έχει καλή σταθερότητα θερμοκρασίας και υψηλό κατώφλι ζημιάς και μπορεί να λειτουργήσει σε υψηλή συχνότητα επανάληψης. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά προβλήματα: (1) Η πρώτη ύλη του κρυστάλλου LGS είναι ακριβή και δεν υπάρχει σημαντική πρόοδος στην αντικατάσταση του γαλλίου με αλουμίνιο που είναι φθηνότερο. (2) Ο συντελεστής EO του LGS είναι σχετικά μικρός. Προκειμένου να μειωθεί η τάση λειτουργίας με την προϋπόθεση της εξασφάλισης επαρκούς ανοίγματος, το μήκος του κρυστάλλου της συσκευής πρέπει να αυξηθεί γραμμικά, γεγονός που όχι μόνο αυξάνει το κόστος αλλά και αυξάνει την απώλεια εισαγωγής.

LGS Crystal – WISOPTIC TECHNOLOGY