[發(fā)明專利]一種高輸出功率的YAG晶體的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810055793.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110067025A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉達(dá);王根強(qiáng);孫健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北胤丞光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B29/28
• 分類(lèi)號(hào): C30B29/28;C30B15/00;H01S3/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)一種高輸出功率的YAG晶體的制備方法,采用本發(fā)明方法制備Yb:YAG激光晶體，可以方便地觀察晶體的生長(zhǎng)狀況；由于升溫平緩，晶體在熔體表面處生長(zhǎng)，而不與坩堝相接觸，這樣能顯著地減小晶體的應(yīng)力，并防止坩堝的寄生成核，使得晶形較佳，晶體內(nèi)部應(yīng)力平衡，不易出現(xiàn)晶體斷裂的現(xiàn)象由于Yb:YAG激光晶體得到了充分的補(bǔ)氧，進(jìn)而使Yb:YAG激光晶體的激光輸出功率得到了大幅提高；同時(shí)，由于在拋光加工過(guò)程中，使用了拋光液，可加快溶解作用，浸蝕整平，消除磨痕。

技術(shù)領(lǐng)域

本方法發(fā)明涉及激光晶體制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高輸出功率的YAG晶體的制備方法。

背景技術(shù)

摻鐿釔鋁石榴石(Yb:YAG)晶體，屬立方晶系，具有石榴石結(jié)構(gòu)，可激發(fā)脈沖激光或連續(xù)式激光，目前廣泛已應(yīng)用于閃光燈泵浦激光二極管(LD)泵浦的YAG激光器。它具有基質(zhì)硬，光學(xué)質(zhì)量好，熱導(dǎo)率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。既可用小型化、低功率器件，也可作高功率輸出；既適合連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也適合脈沖工作；既可輸出多縱模、寬譜線，也適用于產(chǎn)生單縱模、窄線寬，是適合LD泵浦的理想激光晶體之一。現(xiàn)有的Yb:YAG激光晶體的制備工藝制備的Yb:YAG激光晶體，容易出現(xiàn)氧缺位缺陷，且在Yb:YAG激光晶體的拋光過(guò)程中，普通的拋光液存在效果不理想，在拋光去研磨層沙坑速度慢時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。在具體應(yīng)用中，Yb:YAG激光晶體激光輸出功率也一般。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高輸出功率的YAG晶體的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種高輸出功率的YAG晶體的制備方法，包括步驟：

（1）將Yb:YAG激光晶體原料投入到銥坩鍋中，將銥坩鍋抽取真空至-0.05MPa，并輸入高純氬氣正壓保護(hù)，對(duì)銥坩鍋進(jìn)行升溫加熱，至450~600℃，持續(xù)2小時(shí)后，將銥坩鍋進(jìn)行加熱至750~900℃，持續(xù)3小時(shí)后，將銥坩鍋進(jìn)行加熱至1050~1300℃，持續(xù)2小時(shí)；

（2）當(dāng)Yb:YAG激光晶體原料開(kāi)始融化，以每小時(shí)50℃的速率升溫，直至Yb:YAG激光晶體墊料完全融化后，保溫1小時(shí)；繼續(xù)以每小時(shí)80℃的速率升溫當(dāng)銥坩鍋內(nèi)溫度到2000~2100℃左右停止加熱；

（3）再次對(duì)銥坩鍋添加Yb:YAG激光晶體原料，觀察銥坩鍋內(nèi)狀況，二次融化料后維持恒溫，在籽晶桿上安放一顆籽晶，讓籽晶接觸熔融液面，待籽晶表面稍熔后，降低溫度至熔點(diǎn)，提拉并轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶桿，使熔體頂部處于過(guò)冷狀態(tài)而結(jié)晶于籽晶上，在不斷提拉和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，生長(zhǎng)出圓柱狀晶體，待晶體生長(zhǎng)至設(shè)定長(zhǎng)度后停爐，提起晶體恒溫保持1-2h；

（4）將步驟（3）中生長(zhǎng)好的Yb:YAG激光晶體棒放入真空退火爐內(nèi)，用真空泵將真空退火爐抽取真空至-0.07MPa，打開(kāi)充氣裝置，通過(guò)真空管向真空退火爐內(nèi)供輸?shù)獨(dú)夂脱鯕獾捏w積比為1:1的混合氣體；其不僅能夠保證充足的含氧量，還會(huì)大幅減小氧氣對(duì)管塞等設(shè)備的氧化，弱化氧氣的不利影響；

（5）以5℃/min的升溫速率，對(duì)真空退火爐進(jìn)行溫度升溫，升溫至1450℃，保溫5小時(shí)，并提高真空退火爐內(nèi)的補(bǔ)氧量，進(jìn)行恒溫補(bǔ)氧；受熱后的氧氣還會(huì)增大爐內(nèi)氣壓，利于氧氣向晶體內(nèi)擴(kuò)散；

（6）以6℃/min的降溫速率，對(duì)真空退火爐進(jìn)行降溫，降溫至600℃，后，關(guān)閉真空泵和真空退火爐，然后隨爐冷卻至室溫；

（7）取出步驟（6）得到的Yb:YAG激光晶體，用干涉儀觀察該Yb:YAG激光晶體的干涉條紋，若干涉條紋不是直線條，則重復(fù)以上步驟，直至干涉條紋為直線條為止。

（8）對(duì)步驟（7）制得的Yb:YAG激光晶體進(jìn)行拋光，使用吸管點(diǎn)加拋光液至正在拋光的Yb:YAG激光晶體，當(dāng)拋光加工完成后，用水將Yb:YAG激光晶體表面的拋光液沖洗；