[发明专利]一种晶体提拉生长装置

说明书

本发明涉及一种晶体提拉生长装置，应用于盛装多晶熔体以进行提拉法生长矩形晶体，其包括由铂金材料制成的主体，所述主体上设有用于搅拌多晶熔体的搅拌腔，搅拌腔的横截面呈圆形状，搅拌腔的一侧连通设有横截面呈矩形状的生长腔，搅拌腔内的多晶熔体由外设的铂金搅拌杆进行旋转搅拌，以带动生长腔内的多晶熔体形成矩形环流用于提拉法生长矩形晶体。本发明设计合理，热分布对称性好，生长晶体质量好，有利于大尺寸晶体生长。

技术领域

本发明涉及晶体生长设备技术领域，尤其是涉及一种晶体提拉生长装置。

背景技术

钽铌酸钾（KTa_1-xNb_xO₃，简称KTN）晶体是铌酸钾（KNbO₃，简称KN ）和钽酸钾(KTaO₃，简称KT)的固熔体混晶，是目前所发现的具有最大二次电光效应的晶体，同时也是最早发现的具有光折变性质的几种晶体之一；与KT和KN晶体一样，KTN晶体具有钙钛矿结构。在室温下，KTN晶体随组分不同，既可以以顺电相(立方相m3m)，又可以以铁电相(四方相4mm或正交相mm2)存在。KTN铁电相中利用其线性电光效应可实现全息体存储，在顺电相中利用其二次电光效应同样可以实现这一点，由于其优良的电光和二次电光效应，KTN晶体在全息存储、光调制、光束偏转和光学相共轭等方面具有重要的应用前景。

由于KTN晶体是一钙钛矿型晶体连续固熔体系，无法利用传统提拉法进行晶体生长。现有技术中，较为进步的KTN晶体生长工艺，是采用熔盐法和熔盐提拉法在较低的温度下（低于1200℃）成功生长出了高质量KTN晶体；但是，这两种方法的弊端也是显而易见的，例如，生长周期过长，长达30天左右，还存在溶剂挥发大、腐蚀石英和耐火材料等问题，以及难以重复生长大尺寸KTN晶体、对设备要求苛刻等问题，这些问题都在无形中增加了KTN晶体的生长成本，限制了KTN晶体的开发应用。

为了保证生长出组分相对恒定的KTN晶体，部分生产厂家通过增设自动添料装置以便能够对白金坩埚进行连续添料，或者采用大锅长小晶体的原则进行提拉法生长KTN晶体，从而简化生产工艺，缩短晶体生长周期，但是其仍然存在热分布不对称性的问题，从而导致生长的晶体质量受到影响，进而影响晶体的开发应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，热分布对称性好，生长晶体质量好的晶体提拉生长装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种晶体提拉生长装置，应用于盛装多晶熔体以进行提拉法生长矩形晶体，其包括由铂金材料制成的主体，所述主体上设有用于搅拌多晶熔体的搅拌腔，搅拌腔的横截面呈圆形状，搅拌腔的一侧连通设有横截面呈矩形状的生长腔，搅拌腔内的多晶熔体由外设的铂金搅拌杆进行旋转搅拌，以带动生长腔内的多晶熔体形成矩形环流用于提拉法生长矩形晶体。

进一步，所述搅拌腔的另一侧连通设有用于投放多晶熔体的投料腔。投料腔的设计，可以降低对投料熔化速度等要求，从而降低技术难度。

作为优选，所述投料腔的横截面呈矩形状或者圆形状。

进一步，所述投料腔与搅拌腔之间设有用于控制多晶熔体进入搅拌腔流量及流速的通道。

进一步，所述主体上设有用于启闭投料腔、搅拌腔和生长腔的保温盖，保温盖上设有供多晶熔体投入投料腔的投料孔、供铂金搅拌杆伸入搅拌腔的搅拌孔以及供外设提拉杆伸入生长腔的提拉孔。

作为优选，所述铂金搅拌杆可升降的设置在马弗炉内，铂金搅拌杆上可拆卸安装有多个铂金搅拌叶。

作为优选，所述矩形晶体为KTN晶体或者KTP晶体。

作为优选，所述搅拌腔和生长腔的容积比大于0.5。该设计保证其生长小晶体的要求，从而无需增设自动添料装置，使得晶体生长工艺及设备更加简易。