[发明专利]一种TASGG磁光晶体制备方法

说明书

本发明涉及一种新型磁光晶体TASGG的生长方法。本发明涉及包括采用液相共沉淀法制备多晶原料以及原料处理；磁光晶体生长工艺理论，包括抽真空、设置系统、升温熔料、下籽晶、引晶、放肩、拉伸、停炉等。本发明采用中频感应晶体提拉炉，使用铱金坩埚进行生长。本发明结合了TGG晶体、TAG晶体和TSAG晶体的优点，生长出一种新型磁光晶体TASGG，生长出的晶体完整性好，磁光性能优良，工艺稳定，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种磁光晶体制备方法，尤其是Tb₃Al_xSc_yGa_(5-x-y)O₁₂(TASGG)晶体的制备方法，属于石榴石型磁光晶体生长工艺领域。

背景技术

磁光材料是光纤通信、光学信息处理技术、激光显示、光传感器等领域的关键材料。利用磁光材料的磁光特性以及磁、光、电的相互作用和转换，可以制成具有各种功能的光学器件。近年来，光纤激光器的迅速发展也迫切需要在400～1100nm波段有高透过率、高Verdet常数的磁光材料。自发现磁光效应以来，随着人们对磁光效应的研究和应用不断地深入和拓展,各类磁光材料相继涌现并得到快速的发展。与此同时，随着磁光器件不断朝着高功率、小型化、低成本等方向发展，对磁光材料的性能要求也越来越高，主要包括高Verdet常数、大尺寸、高光学质量、高热导率和高激光损伤阈值等。

TGG磁光晶体在波长为400-1100nm(不包括470-515nm)，TGG单晶几乎没有任何吸收峰，红外透过率高，吸收率小。TGG单晶主要优点：具有大的磁光常数、高热导性、低的光损失和高激光损伤阈值，是实现全固态高功率激光器的优质材料。

TAG磁光晶体具有高费尔德常数、高透过性能和优良的热学、机械性能，是可见及近红外光区理想的磁光材料。然而，TAG晶体熔融时是非同成分熔体，无法采用熔体提拉法(CZ)进行晶体生长。因此，目前还没有TAG晶体的磁光器件得到实际应用。

TSAG晶体其磁光性能测试也表明，在400～1100nm波长范围内，所生长的TSAG晶体的Verdet常数与TAG晶体基本持平。TSAG晶体能一定程度改善TAG晶体不一致熔融的特点，但仍无法采用熔体提拉法(CZ)进行大尺寸的晶体生长。

Tb₃Al_xSc_yGa_(5-x-y)O₁₂(TASGG)晶体是一种在可见及近红外光区域内性能优良的新型磁光晶体材料，具有高Verdet常数，低吸收系数，高热导率，高激光损伤阈值和卓越的光学性能。因此，对TASGG晶体的制备工艺提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型磁光晶体TASGG的制备方法，能够制备出尺寸较大、散射颗粒少、质量较高的TASGG晶体。

本发明的技术方案为：

1.一种新型磁光晶体TASGG制备方法，所述生长方法包括采用液相共沉淀法制备TASGG多晶料和使用的是中频感应晶体提拉炉生长TASGG晶体。

2.所述液相共沉淀法制备TASGG多晶料步骤中制备的多晶料原料纯度≥99.99％，有Tb₄O₇,Ga₂O₃,Al₂O₃,Sc₂O₃原料称量按照Tb:(Ga+Al+Sc)＝3:5。

3.所述液相共沉淀法制备TASGG多晶料的步骤包括：