[發明專利]生長可彎曲柔性稀土單晶光纖的坩堝及微下拉法生長可彎曲柔性稀土單晶光纖的方法

在審

• 申請號: 202011460099.5
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112593283A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 薛冬峰;陳昆峰;潘婷鈺
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B15/08;C30B29/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂

1.一種用于微下拉法生長可彎曲柔性稀土單晶光纖的坩堝，其特征在于，所述坩堝的底部通過錐形孔與毛細管相連通；

所述錐形孔的大孔位于所述坩堝底部，所述錐形孔的小孔與毛細管相連通；

所述坩堝的底部為斜面；

所述稀土單晶包括釓鎵石榴石單晶或摻雜釓鎵石榴石單晶。

2.根據權利要求1所述的坩堝，其特征在于，所述錐形孔的大孔的直徑為0.1～3mm；

所述毛細管的直徑為0.1～0.95mm；

所述錐形孔的錐形斜邊與所述坩堝底部的夾角為0°～45°；

所述錐形孔的錐形斜邊與所述坩堝底部連接處設置有圓形倒角。

3.根據權利要求1所述的坩堝，其特征在于，所述錐形孔的高度為0.1～10mm；

所述錐形孔的個數為1個；

所述坩堝的底部的厚度為0.5～1.5mm；

所述坩堝的直徑為10～15mm；

所述坩堝的高度為25～50mm。

4.根據權利要求1所述的坩堝，其特征在于，所述坩堝的材質優選包括Pt、Ir、Re、Mo和石墨中的一種或多種；

所述毛細管的長度為0.2～3mm；

所述坩堝的形貌和參數，由稀土單晶光纖的生長速率公式，經計算后得到；

所述坩堝的形貌包括坩堝底部的形貌選擇、坩堝中是否設置錐形孔以及錐形孔的錐形斜邊與坩堝底部連接處是否設置圓形倒角中的一種或多種；

所述坩堝的參數包括錐形孔的大孔直徑、毛細管的直徑、錐形孔的錐形斜邊與所述坩堝底部的夾角、錐形孔的高度以及毛細管的長度中的一種或多種。

5.根據權利要求4所述的坩堝，其特征在于，所述毛細管的直徑由稀土單晶光纖的生長速率公式，經計算后得到；

所述錐形孔的大孔的直徑由稀土單晶光纖的生長速率公式，經計算后得到；

所述錐形孔的錐形斜邊與所述坩堝底部的夾角由稀土單晶光纖的生長速率公式，經計算后得到；

所述坩堝的底部的選擇由稀土單晶光纖的生長速率公式，經計算后得到；

所述坩堝的參數的計算，還基于稀土單晶的粘度、潤濕性和密度中的一種或多種，進行計算。

6.根據權利要求4所述的坩堝，其特征在于，所述稀土單晶光纖的生長速率公式，如式(II)所示；

其中，m為坩堝中稀土單晶的質量，r為坩堝底毛細孔的半徑，r₁為從毛細管中心到管壁的物理距離，r₂為從毛細管中心到邊界層的距離，l為坩堝底端毛細管的長度，t為單位時間，D為單晶光纖的直徑，D＝0.1～0.95mm，R_fiber為直徑為D的單晶光纖生長速率；

(E_bond/A_uvwd_uvw)_radial為稀土單晶沿徑向方向的化學鍵合能量密度；

(E_bond/A_uvwd_uvw)_axial為稀土單晶沿軸向方向的化學鍵合能量密度。