[实用新型]一种制备晶体坯的装置

说明书

本实用新型一种制备晶体坯的装置，属于激光晶体制备技术领域。所述一种制备晶体坯的装置包括刮刀(3)，所述刮刀(3)自收集罩(6)内侧的顶点延伸至收集罩(6)底端且紧贴收集罩(6)内表面和/或位于收集罩(6)内表面近处。不断运动的刮刀3将冷凝在收集罩6内表面的晶体原料刮落到熔融的晶体原料表面并熔化于熔融的晶体原料中，形成动态平衡；减少了晶体坯制作过程中晶体原料组成因易挥发物质的变化而变化，晶体坯中镓等易挥发元素含量稳定，可以忽略因挥发导致的组分偏离，能在晶体生长过程中保持镓等含量的稳定，更有利于生长出高质量的含镓晶体等优点。

技术领域

本实用新型涉及激光晶体制备装置改进。属于激光晶体制备装置技术领域。

背景技术

激光晶体与生长技术是激光技术发展的核心和基础，激光晶体生长技术的发展趋势是采用提拉法生长优质大尺寸激光晶体。然而，有些晶体在生长过程中存在单一组分严重的挥发情况，如含镓的晶体生长过程中，组分中氧化镓易挥发，高质量大尺寸晶体就难以得到。如何生长高质量大尺寸含镓晶体一直是晶体生长的难题。

含镓晶体常见的有氧化镓晶体、铽镓石榴石晶体(TGG)、钆铝镓石榴石晶体(GAGG)等；以GAGG晶体为例，GAGG是一种综合性能优良的无机闪烁晶体材料，它具有密度大、衰减时间快、光产额高、物化性能稳定等优点，成为用作飞行时间(TOF)正电子发射断层扫描(PET)中的闪烁体的有前途的候选。GAGG晶体通常采用提拉法技术制备获得，其原料为纯度99.99％以上的Gd2O3、Ga2O3、AL2O3、CeO2。制备单晶前先将这些原料按照化学计量比称重并均匀混合，再将之置于铱金坩埚中采用中频感应的方式升温、熔化，最后采用特定方向的籽晶从熔体中拉制出GAGG晶体。

采用以上方法制备含镓晶体存在一个重要缺点，当温度超过1300度后原料中的镓元素组分因挥发而逐渐减少，从而导致组分中镓元素含量随时间增加而降低。若增加体系中的氧分压则可抑制氧化镓的挥发，但过高的氧分压又会加重铱金坩埚的氧化，其由于与铱金属的损失相关的高成本而不合需要。目前通常采用惰性气体和低氧分压生长含镓晶体，且在配料时加入过量的氧化镓进行组分补偿，从而实现组分挥发与铱金氧化间的平衡。但是低氧分压或无氧气氛下生长含镓晶体总会引起镓元素的较大损失，这将严重影响晶体性能的均匀性，由于镓的挥发损失实际上难以控制，含镓晶体的品质可能显著改变。失去化学计量可能引起含镓晶体在性能特征方面有相当大的不均匀性。

为了生长出高光学品质的含镓晶体，必须保证组分均匀不偏离，减少镓挥发的同时及时补充挥发的镓

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种晶体生长过程中控制镓含量的方法；为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光晶体坯的制备装置，包括吊杆4及驱动器5、收集罩6、上保温筒9、坩埚15、下保温筒16；自上而下依次为驱动器5、吊杆4、收集罩6和上保温筒9、坩埚15以及下保温筒16；所述驱动器5连结吊杆4的顶部，所述吊杆4穿过收集罩6和上保温筒9的中心伸入收集罩6内；所述上保温筒9位于下保温筒16顶上；所述收集罩6位于上保温筒9内，所述坩埚15开口向上位于下保温筒16内，所述收集罩6盖合在坩埚15上；此外，还包括刮刀 3，所述刮刀3自收集罩6内侧的顶点延伸至收集罩9底端且紧贴收集罩6内表面和/或位于收集罩6内表面近处。

本实用新型优选技术方案之一，所述刮刀3包括刀片31和引管32；所述引管32的横截面呈一侧开口的半包围形，自刀片31的顶端延伸至刀片31的底端之下；所述刀片31一侧端伸向收集罩6，另一侧端连接于引管32的内侧面。

本实用新型再一优选技术方案，所述引管32的横截面为弧形和/或V形。

本实用新型再一优选技术方案，还包括滑块2和支撑杆7，所述吊杆4的横截面为非圆形，所述滑块2具有与吊杆4横截面相匹配的中心孔，所述支撑杆7一端连结于滑块2，另一端连结于刮刀3，所述吊杆4穿过滑块2的中心。