[实用新型]一种YCOB晶体生长用生长装置

说明书

本实用新型涉及一种YCOB晶体生长用生长装置，生长装置包括：坩埚(6)；晶体生长模具(7)；籽晶杆(1)；晶体生长模具(7)置于坩埚(6)内；籽晶杆(1)可上下移动地设置在生长模具(7)上方，籽晶杆(1)下部设有用于牵引晶体生长的籽晶(4)，坩埚(6)外套设有使坩埚(6)感应加热的感应线圈(12)。生长方法包括以下步骤：(1)原料的预处理；(2)装料；(3)熔晶；(4)引晶；(5)放肩；(6)等径生长阶段；(7)降温退火。与现有技术相比，本实用新型采用导模法进行晶体生长，具有长晶固液界面小、结晶速度快、晶体质量高、可定型定向生长等优点，成为超大尺寸晶体的主流生长方式之一。

技术领域

本实用新型涉及晶体材料制备领域，具体涉及一种YCOB晶体生长用生长装置。

背景技术

超强超快是激光技术发展的主要方向之一，如何提高激光峰值功率、缩短激光的脉冲宽度一直是激光技术领域的研究主题。目前实现超强超快激光输出的主要技术方法有：调Q技术、锁模技术、啁啾脉冲放大(CPA)技术、光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术以及准参量啁啾脉冲放大(QPCPA)技术，其中，OPCPA技术具有增益高、带宽大和光束质量好等优点，并且可以通过级联、合束等方式进一步提高激光峰值功率，是实现超高峰值功率、超短脉冲激光放大的主要途径。但是无论何种技术都受限于激光放大介质的损伤阈值。因此，提高激光放大介质的性能及其有效使用面积是进一步提高激光峰值功率的关键。

开发大口径非线性光学晶体是进一步提高OPCPA激光系统峰值功率的关键。三硼酸氧钙钇(YCa₄O(BO₃)₃，简称：YCOB)晶体是一种新型的非线性光学晶体，具有有效非线性系数大、容限温度范围宽、热学性能好、能承受的热极限功率高、不潮解以及生长速度快等优点，相比于传统的非线性光学晶体： KDP、LBO、BBO等，YCOB晶体在超强超快激光技术领域具有无可比拟的优势。传统的YCOB晶体生长方式有：助溶剂法、提拉法和坩埚下降法，其中助溶剂法体系复杂、晶体生长尺寸小、已出现多晶等缺陷导致晶体质量差无法满足光学领域的应用需求；提拉法和坩埚下降法虽然能生长出高质量的 YCOB晶体，但是提拉法存在螺旋生长的问题，且多晶、解离开裂和包裹体等缺陷在两种生长方法中同样存在。因此，发展YCOB晶体的生长技术具有重要的研究和实际意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种长晶固液界面小、结晶速度快、晶体质量高、可定型定向生长的YCOB晶体生长用生长装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型采用的导模法，即“边缘限定薄膜供料生长”技术(Edge-definedFilm-fed Growth，EFG法)是从熔体中人工制取单晶材料的方法之一，主要用于生长特定形状的晶体，实际上它是提拉法的一种变形。导模法的工作原理是将原料放入坩埚中加热融化，熔体沿一模具在毛细作用下上升至模具顶端，在模具顶部液面上接籽晶提拉熔体，随降温逐渐凝固而生长出与模具边缘形状相同的单晶体。导模法长晶固液界面小、结晶速度快、晶体质量高、可定型定向生长，成为超大尺寸晶体的主流生长方式之一，具体方案如下：

一种YCOB晶体生长用生长装置，该装置包括：

坩埚，用于盛放晶体生长用的原料熔体；

晶体生长模具，用于引导原料熔体流向；

籽晶杆，用于引导晶体生长；

所述的晶体生长模具置于坩埚内，由模具卡套固定，坩埚内原料熔化后，原料熔体通过虹吸作用从模具缝上升至生长模具上表面，通过籽晶牵引进行晶体生长；所述的籽晶杆可上下移动地设置在生长模具上方，籽晶杆下部设有用于牵引晶体生长的籽晶，所述的坩埚外套设有使坩埚感应加热的感应线圈。