[發明專利]一種紫外低吸收YAl3(BO3)4晶體的生長方法

有效

• 申請號: 200910111251.6
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101831706A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 葉寧;陳嘯
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B9/12;G02F1/355
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單晶的生長方法，具體地說是涉及激光自倍頻晶體YAl₃(BO₃)₄的助熔劑生長方法。

背景技術

激光自倍頻晶體YAl₃(BO₃)₄具有較大的非線性光學系數，適中的雙折射率，具有良好的物理化學性能，不潮解，具有較好的熱導性和較小熱膨脹各向異性，莫氏硬度為8。由于YAB為非同成分熔化，所以必須采用助熔劑法生長單晶，普遍采用而且最成熟的是以三鉬酸鉀為基礎的助熔劑體系。采用鉬酸鹽作為助熔劑生長的YAl₃(BO₃)₄單晶在300nm以下就開始出現較強的吸收，到280nm左右透過率已經小于1％，所以一般認為YAl₃(BO₃)₄晶體不能應用在紫外光區。但是從組成YAl₃(BO₃)₄晶體的幾種元素來分析，其本征紫外透過截止波長應該遠遠短于300nm。由于采用傳統鉬酸鹽做助熔劑導致了YAl₃(BO₃)₄晶體在紫外區的吸收，限制了其在短波長的潛在應用。由于采用傳統鉬酸鹽做助熔劑導致了YAl₃(BO₃)₄晶體在紫外區的吸收，限制了其在短波長的潛在應用。

發明內容

本發明目的在于采用新的助熔劑體系生長紫外低吸收的YAl₃(BO₃)₄晶體，為YAl₃(BO₃)₄晶體在紫外區的非線性光學應用打下基礎。

晶體生長實驗程序如下：

1)按照YAl₃(BO₃)₄∶Li₂CO₃∶Al₂O₃∶B₂O₃摩爾比為1∶1～5.5∶1～8∶3～15和YAl₃(BO₃)₄∶Li₂CO₃∶Al₂O₃∶B₂O₃∶LiF摩爾比為1～1.5∶2～4∶2～6∶6～14∶1～4的最佳比例稱量，采用高純度的氧化釔、氧化鋁、碳酸鋰、氧化硼及氟化鋰等各種原料混合均勻，經過多次添料熔融之后，裝入鉑坩堝，置于馬弗爐中熔融，每次熔化時間不少于2小時，然后將鉑坩堝自然冷卻至室溫。冷卻后的鉑坩堝放入生長爐中，使用鉑攪拌桿對熔體進行攪拌，使得熔體能夠完全熔解。將生長爐的溫度恒定在1150℃左右，恒溫24～72小時，然后取出鉑攪拌桿，降溫至飽和溫度附近，用籽晶嘗試法尋找晶體生長的飽和溫度。找到飽和溫度之后，在飽和溫度以上10～25℃，將已固定在籽晶桿上的籽晶引入至熔體表面，在恒溫30～60分鐘后，降溫至飽和溫度附近。籽晶用不同方法固定于籽晶桿上，進行晶體生長的籽晶取向為垂直于水平液面，方向為(001)方向。

2)晶體開始生長。在整個生長過程中，可通過調節降溫速率或晶體轉動速率或晶體轉動的方向或他們的組合，來控制晶體的生長速度。在晶體生長初期，可以恒溫1～3天，根據肉眼觀察判斷籽晶的生長狀態，或降溫或恒溫或升溫以控制晶體的初期生長，待進入正常狀態后，以0.1～5℃/天的速率降溫，同時以0～30轉/分的速率旋轉晶體。晶體生長參數為1080-900℃。在不同的生長階段，可視情況的變化，采用不同的轉速或轉動方向，直至晶體達到所需的尺寸。

3)晶體生長結束后，出爐方式是提升籽晶桿，使晶體脫離液面，以不大于50℃/h的速率降溫至室溫。

具體實施方案

實施例1：