[发明专利]生长可弯曲柔性稀土单晶光纤的坩埚及微下拉法生长可弯曲柔性稀土单晶光纤的方法在审

专利信息
申请号: 202011460099.5 申请日: 2020-12-11
公开(公告)号: CN112593283A 公开(公告)日: 2021-04-02
发明(设计)人: 薛冬峰;陈昆峰;潘婷钰 申请(专利权)人: 中国科学院长春应用化学研究所
主分类号: C30B15/10 分类号: C30B15/10;C30B15/08;C30B29/28
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 刘乐
地址: 130022 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 生长 弯曲 柔性 稀土 光纤 坩埚 下拉 方法
【权利要求书】:

1.一种用于微下拉法生长可弯曲柔性稀土单晶光纤的坩埚,其特征在于,所述坩埚的底部通过锥形孔与毛细管相连通;

所述锥形孔的大孔位于所述坩埚底部,所述锥形孔的小孔与毛细管相连通;

所述坩埚的底部为斜面;

所述稀土单晶包括钆镓石榴石单晶或掺杂钆镓石榴石单晶。

2.根据权利要求1所述的坩埚,其特征在于,所述锥形孔的大孔的直径为0.1~3mm;

所述毛细管的直径为0.1~0.95mm;

所述锥形孔的锥形斜边与所述坩埚底部的夹角为0°~45°;

所述锥形孔的锥形斜边与所述坩埚底部连接处设置有圆形倒角。

3.根据权利要求1所述的坩埚,其特征在于,所述锥形孔的高度为0.1~10mm;

所述锥形孔的个数为1个;

所述坩埚的底部的厚度为0.5~1.5mm;

所述坩埚的直径为10~15mm;

所述坩埚的高度为25~50mm。

4.根据权利要求1所述的坩埚,其特征在于,所述坩埚的材质优选包括Pt、Ir、Re、Mo和石墨中的一种或多种;

所述毛细管的长度为0.2~3mm;

所述坩埚的形貌和参数,由稀土单晶光纤的生长速率公式,经计算后得到;

所述坩埚的形貌包括坩埚底部的形貌选择、坩埚中是否设置锥形孔以及锥形孔的锥形斜边与坩埚底部连接处是否设置圆形倒角中的一种或多种;

所述坩埚的参数包括锥形孔的大孔直径、毛细管的直径、锥形孔的锥形斜边与所述坩埚底部的夹角、锥形孔的高度以及毛细管的长度中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的坩埚,其特征在于,所述毛细管的直径由稀土单晶光纤的生长速率公式,经计算后得到;

所述锥形孔的大孔的直径由稀土单晶光纤的生长速率公式,经计算后得到;

所述锥形孔的锥形斜边与所述坩埚底部的夹角由稀土单晶光纤的生长速率公式,经计算后得到;

所述坩埚的底部的选择由稀土单晶光纤的生长速率公式,经计算后得到;

所述坩埚的参数的计算,还基于稀土单晶的粘度、润湿性和密度中的一种或多种,进行计算。

6.根据权利要求4所述的坩埚,其特征在于,所述稀土单晶光纤的生长速率公式,如式(II)所示;

其中,m为坩埚中稀土单晶的质量,r为坩埚底毛细孔的半径,r1为从毛细管中心到管壁的物理距离,r2为从毛细管中心到边界层的距离,l为坩埚底端毛细管的长度,t为单位时间,D为单晶光纤的直径,D=0.1~0.95mm,Rfiber为直径为D的单晶光纤生长速率;

(Ebond/Auvwduvw)radial为稀土单晶沿径向方向的化学键合能量密度;

(Ebond/Auvwduvw)axial为稀土单晶沿轴向方向的化学键合能量密度。

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