[發(fā)明專利]摻雜釔鋁石榴石激光晶體的生長(zhǎng)裝置、晶體生長(zhǎng)爐及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410483601.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN104313693B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興旺;莫小剛;張?jiān)戮?/a>;李洪峰;楊國(guó)利;王永國(guó);夏士興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京雷生強(qiáng)式科技有限責(zé)任公司;中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號(hào): C30B29/28
• 分類號(hào): C30B29/28;C30B15/00;C30B15/10;C30B15/14
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11138
• 代理人: 劉映東

1.摻雜釔鋁石榴石晶體的生長(zhǎng)裝置，包括：坩堝、設(shè)置在所述坩堝外部的保溫筒、設(shè)置在所述保溫筒外部的銅感應(yīng)加熱線圈、以及穿過所述保溫筒伸入所述坩堝內(nèi)部的籽晶桿；

所述保溫筒的底部設(shè)有通孔，所述通孔用于向所述坩堝底部通入氮?dú)猓?/p>

所述保溫筒的頂部的中間位置設(shè)置有用于穿過所述籽晶桿的第一圓孔，所述第一圓孔的直徑為90mm-140mm；

所述坩堝為鎢坩堝或者鉬坩堝；

所述保溫筒的材質(zhì)為摻碳的氮化硼陶瓷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述保溫筒包括由內(nèi)至外依次連接的內(nèi)保溫筒、中保溫筒和外保溫筒；

所述內(nèi)保溫筒與所述中保溫筒，以及所述中保溫筒與所述外保溫筒之間分別設(shè)有第一間隙和第二間隙，所述第一間隙和所述第二間隙的寬度均為1-2mm；

所述內(nèi)保溫筒的材質(zhì)為摻碳量為8wt％-10wt％的摻碳的氮化硼陶瓷，壁厚為10mm-15mm；

所述中保溫筒的材質(zhì)為摻碳量為4wt％-6wt％的摻碳的氮化硼陶瓷，壁厚為25mm-35mm；

所述外保溫筒的材質(zhì)為摻碳量為0.01wt％-2wt％的摻碳的氮化硼陶瓷，壁厚為10mm-15mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述坩堝設(shè)置在所述內(nèi)保溫筒的底部，所述內(nèi)保溫筒的內(nèi)徑比所述坩堝的外徑大8mm-10mm，所述內(nèi)保溫筒的高度為所述坩堝的高度的2.5倍-3.5倍；

所述坩堝的內(nèi)徑為120mm-250mm，所述坩堝的壁厚為6mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述通孔的直徑為3mm-6mm。

5.與權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置相配合的晶體生長(zhǎng)爐，所述晶體生長(zhǎng)爐的爐膛底部設(shè)置有帶有第一閥門的進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管與所述通孔連接；所述晶體生長(zhǎng)爐的爐膛上部還設(shè)置有帶有第二閥門的排氣管；

所述晶體生長(zhǎng)爐的爐膛頂部的中間位置設(shè)置有用于穿過所述籽晶桿的第二圓孔；

所述晶體生長(zhǎng)爐的爐膛頂部設(shè)置有用于觀察晶體生長(zhǎng)情況的觀察窗口。

6.一種生長(zhǎng)摻雜釔鋁石榴石晶體的制備方法，利用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置以及權(quán)利要求5所述的晶體生長(zhǎng)爐，通過感應(yīng)加熱密閉惰性保護(hù)氣氛提拉法生長(zhǎng)摻雜釔鋁石榴石晶體；

所述感應(yīng)加熱密閉惰性保護(hù)氣氛提拉法依次包括：升溫熔料、下籽晶、放肩、等徑、拉脫降溫、取晶過程，

在所述拉脫降溫過程中，拉脫生長(zhǎng)的摻雜釔鋁石榴石晶體，至所述摻雜釔鋁石榴石晶體的末端與熔體液面的距離為10mm-30mm，然后通過設(shè)置在坩堝底部的通孔向所述坩堝底部吹氮?dú)猓瑢?duì)坩堝底部進(jìn)行冷卻，使位于所述坩堝底部的熔體首先得到凝固，然后再進(jìn)入降溫程序?qū)λ鰮诫s釔鋁石榴石晶體進(jìn)行冷卻降溫。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過設(shè)置在晶體生長(zhǎng)爐的爐膛的頂部的觀察窗口，來輔助所述下籽晶過程以及觀察晶體的生長(zhǎng)情況，并根據(jù)觀察到的晶體的生長(zhǎng)情況，對(duì)下籽晶、放肩和等徑過程進(jìn)行調(diào)整。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述摻雜釔鋁石榴石晶體包括摻雜有稀土金屬離子和/或過渡金屬離子的摻雜釔鋁石榴石晶體；

所述稀土金屬離子選自Nd、Yb、Ce、Ho、Tm、Er、Ho中的至少一種；所述過渡金屬離子為Cr。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述摻雜釔鋁石榴石晶體為摻Nd釔鋁石榴石晶體。