[發明專利]坩堝下降法晶體生長爐的下降裝置

有效

• 申請號: 201210509805.X
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103046115A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 臧春雨;臧春和;姜曉光;李毅;葛濟銘;萬玉春;賈志旭
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種坩堝下降法晶體生長爐的下降裝置，適用于晶體質量對外界振動敏感的晶體的生長，屬于晶體生長技術領域。

背景技術

現有技術采用提拉法或者下降法生長如Cr³⁺:LiSrAlF₆、Ce³⁺:LiCaAlF₆等復合氟化物激光晶體，由于采用提拉法在生長過程中固液界面處的溫度梯度過大，導致晶體內部應力較大以及缺陷較多，鑒于此，下降法更適合于生長Cr³⁺:LiSrAlF₆、Ce³⁺:LiCaAlF₆等復合氟化物激光晶體。以生長純的LiSrAlF₆晶體為例，采用提拉法生長的晶體雙折射一般為20~30?nm/cm，吸收系數為10×10E-2數量級，而采用下降法生長的晶體雙折射一般為20?nm/cm，吸收系數為5×10E-2。然而，雖然晶體內部應力和缺陷有所減小，但是這樣的晶體內部質量依然不能滿足使用要求。這是由于如Cr³⁺:LiSrAlF₆、Ce³⁺:LiCaAlF₆等復合氟化物激光晶體其工作時能量密度比較高，所以對晶體內部質量要求很高，如要求晶體內部缺陷盡可能少，內部缺陷過多將降低激光晶體的損傷閾值，縮短其使用壽命。

要獲得高質量的復合氟化物激光晶體，要求盡量避免在生長過程中的振動。然而，不論是提拉法還是下降法，外界振動不可避免，并且，振動形式不同對晶體生長的干擾也不同。對此，陳峰等發表于《人工晶體學報》1991-12-31?187頁題為“超聲振動對晶體生長的影響”,以及發表于《人工晶體》1988-12-30?222頁題為“振動干擾形式對晶體生長的影響”等文章給出的實驗結論是，1、在晶體生長過程中同能級的橫向干擾比縱向干擾更危險；2、三角波和方波較正弦和隨機振動更危險，最危險的外界干擾有特定的頻率范圍；3、瞬時沖擊振動是晶體生長過程中的一種最危險的外界干擾形式。

所述下降法是一種真空坩堝下降法，使用的生長設備為坩堝下降法晶體生長爐，坩堝位于真空爐中，坩堝下降裝置為渦輪蝸桿機構，由減速電機驅動渦輪，蝸桿下移，位于蝸桿頂端的坩堝隨之下降。不過，減速電機會引起頻率為1.4~3.8?KHz的中頻振動，渦輪蝸桿機構會引起低頻振動，無論是中頻還是低頻振動，即使振動很輕，也會通過坩堝形成對晶體生長的干擾。

發明內容

為了避免現有坩堝下降法晶體生長爐中的坩堝下降裝置引起的微小振動對晶體生長的干擾，我們發明了一種坩堝下降法生長晶體爐的下降裝置。該裝置是一種采用液壓系統支撐的下降裝置，其下降的動力來自坩堝、坩堝中的晶體生長液以及下降裝置的自重，還可以配重增加下降動力。不存在運動動力源，避免了減速電機引起的中頻振動；由液壓系統自然放油實現下降，通過控制放油速度控制下降速度，不存在硬性的機械傳動，因此也就不存在振動。

本發明之坩堝下降法晶體生長爐的下降裝置其特征在于，見附圖所示，升降桿1下端的活塞2位于液壓缸3中；位于液壓缸3底部的滴油閥4一端通向液壓缸3內部，另一端通向儲油槽5；安裝在臨近升降桿1側壁處的位移傳感器6與降速控制器7連接，降速控制器7與滴油閥4的控制部分連接。