[實用新型]一種制備激光晶體坯的裝置

有效

• 申請號: 201921228339.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN210736947U
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉革命;陳貽斌;鐘玖平;蘇發強
• 申請（專利權）人: 贛州虔東激光科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型一種制備激光晶體坯的裝置，屬于激光晶體制備技術領域。包括上保溫部分、下保溫部分及支撐部分；從上至下分別為上保溫部分、下保溫部分及支撐部分，各上下兩部分之間有結合面；所述各結合面之間采用凸起圈與凹槽圈嵌合的結構，不僅方便定位和組裝，并且能阻止沿各保溫部件結合面間隙的熱輻射產生的熱量損失，還能防止爐膛內產生較強對流氣體對激光晶體坯的影響，提高了激光晶體坯的成品率。

技術領域

本實用新型涉及激光晶體生長的溫度場裝置，特別提供了一種用提拉法生長大尺寸激光晶體坯的裝置。屬于激光晶體制備技術領域。

背景技術

激光晶體與生長技術是激光技術發展的核心和基礎，激光晶體生長技術的發展趨勢是采用提拉法生長優質大尺寸激光晶體。此項技術不僅需要大尺寸爐膛、大尺寸坩堝、優化的溫度場裝置，更要求這些組件協調裝配以及中頻感應電流、拉速、轉速等工藝參數間的合理匹配。只有達到上述要求，才能生長出優質大尺寸激光晶體。

采用提拉法生長出優質大尺寸激光晶體的關鍵技術在于有一套合適的溫度場裝置。目前大尺寸晶體生長所需的溫度場裝置大多數采用直筒形的氧化鋯保溫材料，但他們有許多缺點，如高溫時保溫材料容易開裂，裝爐工作量大，晶體生長所需的溫度梯度值，包括徑向溫度梯度和軸向溫度梯度不容易調節。

公告日為2011年01月19日，公告號為CN201713597U的中國實用新型專利(以下稱該專利)公告了一種晶體生長的保溫裝置，采用“包括，一保溫部分，所述保溫裝置包括附著有鋯氈的石英筒及鋯筒，所述鋯筒中可放置坩堝，且所述石英筒與鋯筒之間設有鋯砂層；一支撐部份，所述支撐部分支撐保溫裝置，所述支撐部分包括支撐鋯筒及支撐鋯筒上的鋯托盤；一鋯屏蔽層，所述鋯屏蔽層位于保溫裝置上方；一觀察孔，所述觀察孔與保溫部分相連通”技術方案，取得了“保溫性能更好，溫場穩定，適合大尺寸晶體生長”技術效果。

該專利所述技術方案在裝配及使用過程中存在以下缺陷：一是鋯筒2、上屏蔽層8和下屏蔽層7等上下部件之間易產生移動，組裝不便，且上下部件結合面之間的間隙使得紅外線直接從這些間隙處輻射出去造成局部輻射散熱強點，使得局部溫度低，或者熱氣流沿這些間隙流動，晶體毛坯周圍產生過強的氣體對流現象，最終造成晶體毛坯因冷卻不均勻而開裂等缺陷；二是鋯筒2、上屏蔽層8和下屏蔽層7等易破裂，特別是制備大尺寸激光晶體坯所用的前述保溫材料，由于體積大，殘留的加工應力、不同部位的密度差異等缺陷造成其壽命通常只有3個月左右，更嚴重的是破裂時產生的碎屑掉落到熔融的晶體原料中，對晶體毛坯品質產生致命影響；三是拉晶作業結束后取出激光晶體坯時必須將籽晶桿連同激光晶體坯一起整體提升至上屏蔽層8的頂端以上才能取出獲得的激光晶體坯，使得該實用新型的整體高度較高；四是當坩堝內原料液流的中心偏離激光晶體坯的中心位置時，激光晶體坯在生長過程中會出現晶體生長外形不規則、晶體容易開裂等需要進行水平方向調整激光晶體及坩堝中心、液流中心時必須停止拉晶作業降低溫度后開啟爐門進行調整，每次調整過程包括停爐后熔融的原料由約1900℃降溫至接近室溫及之后的升溫時間約需一周時間，使得包括調整一次熔體液流中心位置在內的生產周期需約30天，有時進行1次拉晶作業需要多次調整坩堝內原料液流的中心；不僅時間長，效率低，耗費大量能源，同時銥坩堝變形造成的損耗加大，銥坩堝的使用壽命約7批次。尤其是大尺寸激光晶體坯，更需要在穩定的條件下制備，否則極易因溫度波動等因素產生內應力等各種缺陷，成品率極低。大尺寸激光晶體坯需要更大的坩堝和爐膛，價格更高，且整體的大尺寸保溫材料壁制造更困難，使用中更易出現破裂等缺陷，降低了激光晶體坯合格率，增加了激光晶體的生產成本。采用該專利所述技術方案，使得采用該專利技術方案制備的激光晶體坯(以Nd：YAG，Φ68×145晶體坯計)晶體坯合格率＜80％，耗電量≥8000kwh/kg，生產周期長，調整不方便，銥坩堝損耗大。

實用新型內容

為克服現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種制備激光晶體坯的裝置，采用以下技術方案：