[發明專利]一種高濃度Nd摻雜YAG激光晶體生長方法

無效

• 申請號: 201310040188.8
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103074685A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王彪;權紀亮;朱允中;馬德才;楊名鳴
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C30B15/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林偉斌

1.一種高濃度Nd摻雜YAG激光晶體生長方法，該方法基于中頻感應激光晶體爐，其特征在于，包括步驟：

S1.將純度大于或等于99.999%的氧化釔Y2O3、氧化鋁Al2O3、氧化釹Nd₂O₃在600~800℃下灼燒4~8小時，再按預設的摻釹濃度進行計算、稱量配置成底料；?

S2.將步驟S1中配好的底料裝入塑料瓶中，固定在混料機上充分混合24~48小時；

S3.將步驟S2中混合均勻的粉料放入乳膠模具中，密封后再通過200~300MPa等靜壓成型；

S4.將籽晶放入所需采用的銥坩堝籽晶桿中；

S5.將成型的原料放入直徑60～120mm的銥坩堝中，調整好線圈、保溫系統、籽晶、銥坩堝的同心度后抽真空，當爐體真空度達到3.5~4.5Pa時沖入氬氣；

S6.?啟動中頻感應激光晶體爐使爐膛內的加熱系統升溫，待步驟S5?中所述銥坩堝中的原料全部熔化后，熔體液流線清晰穩定時開始緩慢下籽晶，從下籽晶到籽晶接觸液面處經歷時間約1～2小時，調節熔體溫度使籽晶直徑縮小1~2mm時恒溫1~2小時；

S7.?提拉籽晶，開始晶體生長，其生長方向為<111>，晶體生長包括4個階段：

放肩階段，放肩時晶升速率為0.6～0.7mm/h，晶轉速率為16～18轉/分鐘,放肩角度控制在40^ｏ~50^ｏ，在晶體放肩生長后期要逐步減慢晶升速率至0.5～0.55mm/h，降低晶轉速率至14～15轉/分鐘，降溫速率要平緩，當放肩處直徑與晶體目標直徑相差2~4mm時，開始恒溫；

等經生長階段，晶體恒溫生長15～48小時后進入等徑生長階段，晶升速率隨著晶體等徑生長的長度增加而減慢至0.4～0.45mm/h,?晶轉速率緩慢減小至12～13轉/分鐘，晶體生長溫控速率幅度不可過大，使晶體直徑偏差控制在1?~2mm之內；

收尾階段，晶體生長達到預定長度后開始升溫收尾，隨著晶體直徑的變小慢慢提高晶升速率至0.6～0.65mm/h,?晶轉速率也要逐步減慢至9～11轉/分鐘，晶體直徑縮至4～6mm左右時，再進行等徑生長8～10小時，最后降溫使晶體直徑變大擴成一個“蓋”型，以防止晶體開裂和保護坩堝；

降溫階段，晶體生長結束后以10～70℃速率降低銥坩堝內生長區的溫度，直到室溫。

2.根據權利要求1所述的高濃度Nd摻雜YAG激光晶體生長方法，其特征在于，所述中頻感應激光晶體爐的觀察孔外端置有YAG拋光鏡片。

3.根據權利要求1或2所述的高濃度Nd摻雜YAG激光晶體生長方法，其特征在于，所述中頻感應激光晶體爐頂部的屏蔽上端裝有氧化鋯圓環。

4.根據權利要求1所述的高濃度Nd摻雜YAG激光晶體生長方法，其特征在于，所述步驟S5中沖入的氬氣純度大于等于99.9999%。