一種銥金坩堝用的銥金圓環(huán)蓋板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉人工晶體生長領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于生長激光晶體和閃爍晶體等的銥金坩禍用的新型銥金圓環(huán)蓋板。
【背景技術(shù)】
[0002]提拉法(丘克拉斯基法)是生長晶體最常用的方法，用這種方法生長的多種高溫氧化物晶體(藍(lán)寶石、摻雜釔鋁石榴石、硅酸釔镥、礬酸釔、釓鎵石榴石、尖晶石等)通常需要在銥金坩禍中進(jìn)行，銥金坩禍作為發(fā)熱體通過感應(yīng)加熱將坩禍內(nèi)的原料融化成液體，然后再用籽晶下種生長晶體。
[0003]在用提拉法生長高純或高濃度晶體時，一般需要在銥金坩禍的口放置一個銥金圓環(huán)蓋板。銥金蓋板的作用主要有兩個:I)降低保溫材料對坩禍內(nèi)晶體生長原料的污染，根據(jù)晶體生長溫度的不同，提拉法生長晶體的上保溫罩一般由耐高溫的氧化鋁或氧化鋯原料制備而成。上保溫材料在晶體生長過程中不可避免的會有一些氧化鋁或氧化鋯顆粒脫落掉進(jìn)坩禍；另外，在升降溫過程和晶體生長過程中，由于內(nèi)部應(yīng)力及升降溫速度過快等原因上保溫罩一般都會開裂，開裂時會有一部分氧化鋁或氧化鋯碎肩掉進(jìn)銥金坩禍。組成保溫材料的這些元素進(jìn)入熔體后，在晶體生長過程中可能以摻雜離子的形式進(jìn)入生長晶體的晶格，從而降低晶體純度，影響晶體性能，另一方面，這些雜質(zhì)離子價態(tài)與取代離子價態(tài)不匹配還會使晶體由于電荷不平衡而產(chǎn)生一些微觀點(diǎn)缺陷(如Zr4+離子進(jìn)入YAG晶格產(chǎn)生陽離子空位)，或使有益摻雜離子產(chǎn)生變價(如Zr4+離子進(jìn)入Yb: YAG晶格使部分有用的Yb 3+變成有害的Yb2+離子)。2)調(diào)節(jié)溫場。一方面銥金圓環(huán)蓋板在溫場中會因感應(yīng)而發(fā)熱，在晶體生長過程中可起到厚熱器的作用，使晶體不容易開裂；另一面，銥金圓環(huán)蓋板由于靠近晶體生長固液界面，可以改變晶體生長過程中固液界面的溫度梯度。對分凝系數(shù)較小的生長難度較大的晶體可以實(shí)現(xiàn)高濃度摻雜，不容易造成組分過冷，晶體不容易開裂同時可提高晶體光學(xué)均勻性。
[0004]目前，在晶體生長過程中，使用的已有蓋板均為平板圓環(huán)。這種平板銥金蓋板的主要缺點(diǎn)是，在生長高溫氧化物晶體的過程中，由于溫度較高(大于1900°C )和晶體生長周期較長，銥金圓環(huán)蓋板容易發(fā)生變形，圓環(huán)內(nèi)徑部分容易產(chǎn)生不同程度的塌陷，當(dāng)上保溫雜質(zhì)掉下來以后容易沿銥金圓環(huán)蓋板滾入晶體生長熔體中，不能有效地避免上保溫雜質(zhì)對熔體的污染。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種純銥金新型圓環(huán)蓋板，能夠減少晶體生長過程中上保溫材料對坩禍熔體的污染，從而達(dá)到降低晶體內(nèi)部微觀點(diǎn)缺陷，提高晶體品質(zhì)的效果。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種銥金坩禍用的銥金圓環(huán)蓋板，分為兩部分，包括:銥金空心頂部及銥金圓環(huán)板，銥金空心頂部為圓形；外部為帶弧度的銥金圓環(huán)板，與平面呈一定角度。
[0007]所述銥金圓環(huán)蓋板，銥金的純度大于等于99.9%。
[0008]所述銥金圓環(huán)蓋板的銥金空心頂部直徑范圍為40mm ( 200mm。
[0009]所述銥金圓環(huán)蓋板的銥金外圓環(huán)板直徑范圍為60mm ^ 2R ^ 300mm。
[0010]所述銥金圓環(huán)蓋板，銥金環(huán)板面水平放置時與水平面的夾角范圍15° < Θ < 60°。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板，晶體生長時將圓環(huán)蓋板對稱放置于銥金坩禍上，爐內(nèi)溫度均勻緩慢升高，直至坩禍內(nèi)原料融化，在合適的溫度點(diǎn)下種，運(yùn)行生長程序后，計算機(jī)生長軟件根據(jù)晶體實(shí)際探測重量的反饋信號和設(shè)定值比較，通過PID調(diào)節(jié)修正電源的輸出功率，實(shí)現(xiàn)晶體直徑的全自動控制。本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板適用于激光晶體和閃爍晶體等晶體的生長制備，其弧度夾角設(shè)置可以有效調(diào)節(jié)晶體生長時固液界面的溫度梯度和避免銥金坩禍內(nèi)原料的污染，提高晶體中離子摻雜的濃度、晶體光學(xué)均勻性和晶體純度。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板一較佳實(shí)施例的正視圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板一較佳實(shí)施例的剖視圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板一較佳實(shí)施例的仰視圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板一較佳實(shí)施例的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0017]本實(shí)用新型公開了一種人工晶體生長用銥金坩禍的新型銥金圓環(huán)蓋板，所述銥金圓環(huán)蓋板，是一個有弧度的純銥金蓋板；所述銥金圓環(huán)蓋板的銥金空心頂部(I)直徑2r范圍:40mm ^ 2r ^ 200mm,銥金外圓環(huán)板(2)直徑2R范圍:60mm ^ 2R ^ 300mm ;所述銥金圓環(huán)蓋板水平放置時圓環(huán)面與水平面的夾角范圍15° < Θ <60°:所述銥金蓋板厚度d范圍:Imm d Smnin
[0018]本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板的工作過程如下:晶體生長時將圓環(huán)蓋板對稱放置于銥金坩禍上，爐內(nèi)溫度均勻緩慢升高，直至坩禍內(nèi)原料融化，在合適的溫度點(diǎn)下種，運(yùn)行生長程序后，計算機(jī)生長軟件根據(jù)晶體實(shí)際探測重量的反饋信號和設(shè)定值比較，通過PID調(diào)節(jié)修正電源的輸出功率，通過晶體等徑全自動軟件控制晶體生長。
[0019]本實(shí)用新型純氧氣氛退火裝置的性能如下:加入銥金圓環(huán)蓋板后可以增加晶體生長固液界面的溫度梯度，生長高濃度離子摻雜的晶體，晶體光學(xué)均勻性好，同時避免了上保溫材料對坩禍內(nèi)原料的污染，保證生長晶體的純度。
[0020]本實(shí)用新型銥金圓環(huán)蓋板適用于激光晶體和閃爍晶體等人工晶體的生長制備，可有效調(diào)節(jié)晶體生長時固液界面的溫度梯度和避免銥金坩禍內(nèi)原料的污染，提高晶體中離子摻雜的濃度、晶體光學(xué)均勻性和晶體純度。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銥金坩禍用的銥金圓環(huán)蓋板，其特征在于包括:銥金空心頂部(I)及銥金圓環(huán)板(2)，銥金空心頂部(I)為圓形；外部為帶弧度的銥金圓環(huán)板(2)，與平面呈角度設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銥金圓環(huán)蓋板，其特征在于:所述圓環(huán)銥金蓋板的銥金空心頂部(I)直徑范圍為40_ ^ 2r ^ 200mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銥金圓環(huán)蓋板，其特征在于，所述圓環(huán)銥金蓋板的銥金圓環(huán)板(2)直徑范圍為60mm ^ 2R ^ 300mmo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銥金圓環(huán)蓋板，其特征在于，所述圓環(huán)銥金蓋板水平放置時銥金圓環(huán)板(2)的面與水平面的夾角范圍為10° < Θ <60°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述銥金圓環(huán)蓋板，其特征在于，所述圓環(huán)銥金蓋板厚度范圍為1mm d Smnin
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種功能晶體生長用銥金坩堝的新型銥金圓環(huán)蓋板，所述銥金蓋板，是一個有一定弧度的純銥金蓋板；所述銥金圓環(huán)蓋板，空心頂部2r范圍：40mm≤2r≤200mm，外圓環(huán)直徑2R范圍：60mm≤2R≤300mm；所述銥金圓環(huán)蓋板水平放置時圓環(huán)板面與水平面的夾角范圍15o≤θ≤60o：所述銥金蓋板厚度d范圍:1mm≤d≤5mm。該銥金蓋板適用于激光晶體和閃爍晶體等功能晶體生長制備過程中的溫度梯度調(diào)控，可提高晶體內(nèi)摻雜離子的濃度和晶體的光學(xué)均勻性，同時可減少保溫材料對坩堝內(nèi)晶體生長原料的污染，保證生長晶體的純度。
【IPC分類】C30B15/10
【公開號】CN204779916
【申請?zhí)枴緾N201520182933
【發(fā)明人】陳建玉
【申請人】蘇州四海常晶光電材料有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年3月30日