[发明专利]一种光学晶体的退火装置及退火方法

说明书

一种光学晶体的退火装置及退火方法。主要解决了市面上的光学晶体的退火装置无法获得多个温度区，使用效果不佳的问题。其特征在于：所述壳体内设有内部装有光学晶体（9）的坩埚（2），所述坩埚径向方向上设有第一加热器（3）和第二加热器（4），所述第一加热器和第二加热器上下对应设置；所述坩埚下方设有第三加热器（5）。本发明提供一种光学晶体的退火装置及退火方法，可以根据实际需要分别调节三个加热器的温度，获得适合退火的温度区，该方法可大幅提高退火效率，降低成本。

技术领域

本发明涉及光学晶体加工领域，具体涉及一种光学晶体的退火装置及退火方法。

背景技术

氟化物光学晶体是一类重要的人工晶体材料，氟化钙晶体具有透光范围宽、应力双折射低、机械性能稳定、不潮解、抗辐照损伤能力强等优点，是制作各类光学窗口、棱镜及透镜等光学元件的理想材料；氟化钡晶体透光范围宽，特别是在红外波段具有较好的光学性能，是红外视窗的最佳材料；氟化镁晶体从真空紫外到红外波段，都有着良好的透过性，是一种常用的紫外探测器窗口材料，是迄今为止已发现真空紫外波段透光性能最好的材料之一。

通常情况下为了保证必要的结晶驱动力和晶体生长速度，温场的设计必须具有一定的温度梯度。温度梯度会使生长态的氟化物光学晶体内存在缺陷和热应力，不仅降低了晶体在紫外-可见-红外区的透过率，还会导致加工时晶体开裂，增加切割、抛光等的难度。当晶体体积较大（片状直径超过250mm或棒状长度超过300mm），加工时极易导致晶体开裂。因此需根据晶体尺寸设计退火装置，调整温场以减小轴向和径向温度梯度，保证退火后的晶体满足加工和用户使用要求。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种光学晶体的退火装置及退火方法，主要解决了市面上的光学晶体的退火装置无法获得多个温度区，使用效果不佳的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种光学晶体的退火装置，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设有内部装有光学晶体的坩埚，所述坩埚径向方向上设有第一加热器和第二加热器，所述第一加热器和第二加热器上下对应设置；所述坩埚下方设有第三加热器。

所述壳体内设有支轴，所述坩埚设于所述支轴上。

所述坩埚与第一加热器之间的距离10~20mm，所述坩埚与第二加热器之间的距离10~20mm，所述坩埚与第三加热器之间的距离10~20mm。

所述第一加热器和所述第二加热器的高度150~250mm，所述第三加热器的直径300~400mm。

所述坩埚的高度为300~450mm。

所述晶体与坩埚内壁之间填充有氟化钙晶粒和石墨粉混合粉末。

所述壳体1内壁与第一加热器、第二加热器和第三加热器之间设有碳纤维毡保温层。

一种使用如上述的一种光学晶体的退火装置的退火方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一、处于真空环境下，同时进行如下升温：

第一加热器以10±5℃/h的速度升至温度低于晶体熔点150~200℃，设该温度为T，恒温保持；

第二加热器以均匀速率在相同时间内升温至T+℃，恒温保持；

第三加热器以均匀速率在相同时间内升温至T-℃，恒温保持；

步骤二、降温：第一加热器、第二加热器、第三加热器均以10±5℃/h降至室温，降至室温后继续冷却24小时，取出晶体。

步骤一中的恒温保持时间为24小时以上。

步骤一中的真空环境为真空度高于10^-2Pa。