Lanthaan gallium silicaat (La₃Ga₅SiO₁₄, LGS) kristal behoort tot tripartiete kristalsysteem, puntgroep 32, ruimtegroep P₃₂₁ (nr. 150). LGS heeft veel effecten zoals piëzo-elektrisch, elektro-optisch, optische rotatie en kan door doping ook als lasermateriaal worden gebruikt. In 1982, Kaminskyet al. rapporteerde de groei van gedoteerde LGS-kristallen. In 2000 werden LGS-kristallen met een diameter van 3 inch en een lengte van 90 mm ontwikkeld door Uda en Buzanov.

LGS-kristal is een uitstekend piëzo-elektrisch materiaal met een snijtype nultemperatuurcoëfficiënt. Maar anders dan piëzo-elektrische toepassingen, vereisen elektro-optische Q-switching-toepassingen een hogere kristalkwaliteit. In 2003, Kongoet al. kweekte met succes LGS-kristallen zonder duidelijke macroscopische defecten met behulp van de Czochralski-methode, en ontdekte dat de groeiatmosfeer de kleur van de kristallen beïnvloedt. Ze verwierven kleurloze en grijze LGS-kristallen en maakten van LGS een EO Q-switch met een afmeting van 6,12 mm × 6,12 mm × 40,3 mm. In 2015 kweekte een onderzoeksgroep aan de Shandong University met succes LGS-kristallen met een diameter van 50 ~ 55 mm, een lengte van 95 mm en een gewicht van 1100 g zonder duidelijke macrodefecten.

In 2003 liet de bovengenoemde onderzoeksgroep aan de Shandong University de laserstraal tweemaal door het LGS-kristal gaan en een kwartgolfplaat ingebracht om het optische rotatie-effect tegen te gaan, waardoor de toepassing van het optische rotatie-effect van LGS-kristal werd gerealiseerd. De eerste LGS EO Q-switch werd daarop gemaakt en met succes toegepast in lasersystemen.

In 2012, Wango et al. bereidde een LGS elektro-optische Q-switch met een afmeting van 7 mm × 7 mm × 45 mm voor en realiseerde de output van 2,09 μm gepulseerde laserstraal (520 mJ) in het met flitslamp gepompte Cr,Tm,Ho:YAG lasersysteem . In 2013 werd een gepulseerde laserstraal van 2,79 m (216 mJ) bereikt in de met flitslamp gepompte Cr, Er: YSGG-laser, met een pulsbreedte van 14,36 ns. In 2016, meiet al. gebruikte een LGS EO Q-schakelaar van 5 mm × 5 mm × 25 mm in het Nd:LuVO4-lasersysteem om een ​​herhalingssnelheid van 200 kHz te realiseren, wat de hoogste herhalingssnelheid is van het LGS EO Q-geschakelde lasersysteem dat momenteel publiekelijk wordt gerapporteerd.

Als EO Q-switching-materiaal heeft LGS-kristal een goede temperatuurstabiliteit en een hoge schadedrempel en kan het werken met een hoge herhalingsfrequentie. Er zijn echter verschillende problemen: (1) De grondstof van LGS-kristal is duur en er is geen doorbraak in het vervangen van gallium door aluminium, dat goedkoper is; (2) De EO-coëfficiënt van LGS is relatief klein. Om de bedrijfsspanning te verminderen op voorwaarde dat er voldoende opening is, moet de kristallengte van het apparaat lineair worden vergroot, wat niet alleen de kosten verhoogt, maar ook het invoegverlies verhoogt.

LGS Crystal – WISOPTISCHE TECHNOLOGIE