[其他]摻釹鋁酸鎂鑭單晶的制備方法

無效

• 申請號: 86106896
• 申請日: 1986-10-20
• 公開（公告）號: CN1004640B
• 公開（公告）日: 1989-06-28
• 發明（設計）人: 讓-雅克·奧貝爾;莫里斯·庫肖;安娜-瑪麗·勒朱西;丹尼埃爾·維維安
• 申請（專利權）人: 法國原子能委員會
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李若娟

摻釹鋁酸鎂鑭單晶的生產方法，該晶體分子式為Ｌａ_１－ｘＮｄ_ｘＭｇ_yＡｌ₁₁Ｏ_１８＋ｙ的鋁酸鹽棒發射紅外區范圍的激光，式中ｘ和ｙ分別為：０＜Ｘ≤０．２；０＜Ｙ＜１，Ｙ較好為０．５至０．５５。

本發明涉及單晶態的摻釹鋁酸鎂鑭及其生產方法。

這種混合的鋁酸鹽可以應用在集成光學或光學纖維通信中所用的微型激光器，也可應用在主要發射范圍在紅外區的連續激光器和脈沖功率激光器，其波長為1.054至1.080微米，在對波長作一定程度的調諧時，其波長可接近1.3微米。特別是發射范圍在紅外區的功率激光器，它可以進行材料加工（焊接，鉆孔，打印，表面處理）、光化學反應和控制熱核聚變。

目前已知該鑭鎂鋁酸鹽的通式為La_1-xNd_xMgAl₁₁O₁₉，其中x為正數，等于或小于1。正如分子式為La_0.9Nd_0.1MgAl₁₁O₁₉的鋁酸鹽，可作為特例。這種混合的鋁酸鹽的更詳細說明，可參見歐洲專利申請0043776。

X值等于0.1的混合的鋁酸鹽特別適合于用作激光的發射體。這是因為其光學性質可與廣泛用作在紅外區工作的激光發射體的分子式為Y₃Al₅O₁₂的釔鋁石榴石-通稱為YAG，其中1%的釔離子被釹離子置換一及分子式為NdP₅O₁₄的超磷酸釹相比。

可用弗諾依（Verneuil）法，丘克拉斯基（Czochralski）法或任何基于鋁酸鹽熔體的其他晶體生長法，將上述摻合的鋁酸鹽，特別是其組分為La_1-xNd_xMgAl₁₁O₁₉的混合的鋁酸鹽制成單晶。

遺憾的是，這種混合鋁酸鹽，沒有所謂的相合熔點，意即，單晶的組分不同于熔體的組分。所以在制造這種鋁酸鹽單晶時，特別是采用廣為應用的丘克拉斯基法時會導致晶體質量欠佳（出現氣泡，缺陷等），一旦需要滿足功率激光器工業所要求的大粒晶體（100mm長，直徑6.35mm的棒體）時便成問題。

本發明涉及新的摻質鑭鎂鋁酸鹽，可制成大的單晶，從而可用于功率激光器工業中。

依照本發明的主要特點，這種摻質鑭鎂鋁酸鹽的特征在于可用下列分子式表示：

La_1-xNd_xMg₇Al₁₁O_18+y

其中X和Y為下列數字，即0＜X≤0.2及0＜Y＜1。

這種單相混合的鋁酸鹽具有六方晶格的磁鉛石型晶體結構。其機械性能和熱性能與氧化鋁很近似。

按照本發明，這種鋁酸鹽具有相合熔點，采用工業上廣為應用的丘克拉斯基法生產的晶體，質量好。因此，能夠制備出功率激光器工業所需要的大單晶。

單晶生長的過程中，這種混合的鋁酸鹽不會發生組分分離現象，這就有可能采用比已知混合鋁酸鹽更高的單晶拉晶速度，大大地縮短制備單晶的時間，縮短容有拉晶熔體的坩堝的工作時間。

本發明的混合的鋁酸鹽的特點是組合物中Y值介于0.4和0.7;至少等于0.5較好;最好等于0.55。本發明以分子式為

La_0.9Nd_0.1Mg_0.52Al₁₁O_18.52的摻合物為特例。

當X值接近0.1時，本發明的混合的鋁酸鹽可用來做連續工作的功率激光器的發射體。同樣，當X值接近0.2時，本發明的混合鋁酸鹽可用來做脈沖功率激光器的發射體。