[發明專利]KDP類晶體長籽晶限制生長方法

有效

• 申請號: 201710987729.6
• 申請日: 2017-10-21
• 公開（公告）號: CN107805844B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 齊紅基;陳端陽;邵建達;謝曉義
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C30B29/14
• 分類號: C30B29/14;C30B7/08
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種KDP類晶體長籽晶限制生長方法，本發明方法的長籽晶上端和下端分別受到上擋板和下托盤的限制，因而錐面的生長受到抑制，只有[100]和[010]兩個方向的四個柱面能夠生長。最終長成的晶體不含嚴重制約元件質量的柱錐交界面，所有切割出來的光學元件都具有很高的光學質量。由于生長過程是四個生長環境高度相似的柱面同時生長，所以切割出來的光學元件都具有很高的光學均勻性。由于KDP類晶體三倍頻元件切割角度的獨特性，用本發明長成的晶體切割三倍頻元件時具有很高的切割效率，而且還可以通過長成的晶體水平尺寸的大小提前知曉能夠切割出來的最大的三倍頻元件的面積。

技術領域

本發明涉及KDP類晶體，特別是一種KDP類晶體長籽晶限制生長方法，旨在快速生長出不含柱錐交界面的KDP類晶體。

背景技術

目前，各國的ICF裝置都需要大量高質量、大口徑的KDP類晶體；其中，KDP晶體用作光開關和二倍頻元件，DKDP晶體用作三倍頻元件。KDP類晶體的生長主要采用傳統慢速生長法和點籽晶全方位快速生長法。

傳統慢速生長法采用片狀籽晶在低過飽和度的生長溶液中沿著[001]方向生長，[100]方向不生長，最終得到的晶體全部是錐面生長出來的錐區，但是生長速度慢，生長周期較長。

點籽晶全方位快速生長法采用點籽晶在高過飽和度的生長溶液中沿著[100]和[001]方向生長，最終得到的晶體包含柱面生長出來的柱區和錐面生長出來的錐區，所以晶體內部柱區和錐區的交界處形成了柱錐交界面，這部分的晶體質量較差，是制約晶體整體質量的短板。

申請號201210102338.9、申請公布號CN103361712A的發明專利介紹了一種用于大截面KDP類晶體生長的載晶架及生長方法。該發明的籽晶固定在上橫坂表面或下橫板表面的中央，當晶體生長至另一橫版1～5mm時，降低溶液的過飽和度，直至晶體生長至接觸到橫板。雖然最終可以生長出大截面特定方向的DKDP晶體，但是晶體生長前期還是全方位生長，即柱面和錐面同時生長，晶體內部不可避免的還是有柱錐交界面的存在，嚴重制約切割出來三倍頻元件的質量。

申請號97248105.2、授權公告號CN2326617Y的實用新型專利介紹了用于快速生長大截面磷酸二氫鉀晶體的載晶架。該實用新型的籽晶固定在左側板或右側板，籽晶是在1.06μm激光波長下按Ⅱ類切割并加工而成的，所以生長過程也不可避免的有柱面和錐面同時生長導致的柱錐交界面的存在，嚴重制約切割出來三倍頻元件的質量。

發明內容

為克服現有KDP類晶體生長存在的上述問題，本發明提供一種KDP類晶體長籽晶限制生長方法。該方法有利于快速生長出不包含柱錐交界面的KDP類晶體，生長過程中所有生長面均為柱面且各個面的生長環境高度相似，所以切割出的元件光學都具有更高的光學均勻性。特別值得一提的是，切割三倍頻元件時還具有很高的切割效率。

本發明的技術解決方案如下：

一種KDP類晶體長籽晶限制生長方法，其特點在于該方法包括以下步驟：

1)制作晶體生長所用的生長槽，所述的生長槽上部安裝電機，該電機的轉軸下端連接載晶架的旋轉軸；

2)制作晶體生長所用的載晶架：所述的載晶架包括下托盤、與該下托盤面積相等的上擋板、至少兩根連接下托盤和上擋板的側桿、底部固定在上擋板中央的旋轉軸；

3)制作高度方向是[001]向的長籽晶：所述的長籽晶高度等于所述的載晶架的下托盤和上托盤之間的間距，所述的長籽晶的水平長度和寬度范圍為

5～15mm；

4)將所述的長籽晶上下端面都點上AB膠，安裝在所述的載晶架的下托盤和上托盤的中心；

5)配制飽和點在45～85℃的晶體生長溶液；