[其他]掺钕铝酸镁镧单晶的制备方法

说明书

掺钕铝酸镁镧单晶的生产方法，该晶体分子式为Ｌａ_１－ｘＮｄ_ｘＭｇ_yＡｌ₁₁Ｏ_１８＋ｙ的铝酸盐棒发射红外区范围的激光，式中ｘ和ｙ分别为：０＜Ｘ≤０．２；０＜Ｙ＜１，Ｙ较好为０．５至０．５５。

本发明涉及单晶态的掺钕铝酸镁镧及其生产方法。

这种混合的铝酸盐可以应用在集成光学或光学纤维通信中所用的微型激光器，也可应用在主要发射范围在红外区的连续激光器和脉冲功率激光器，其波长为1.054至1.080微米，在对波长作一定程度的调谐时，其波长可接近1.3微米。特别是发射范围在红外区的功率激光器，它可以进行材料加工（焊接，钻孔，打印，表面处理）、光化学反应和控制热核聚变。

目前已知该镧镁铝酸盐的通式为La_1-xNd_xMgAl₁₁O₁₉，其中x为正数，等于或小于1。正如分子式为La_0.9Nd_0.1MgAl₁₁O₁₉的铝酸盐，可作为特例。这种混合的铝酸盐的更详细说明，可参见欧洲专利申请0043776。

X值等于0.1的混合的铝酸盐特别适合于用作激光的发射体。这是因为其光学性质可与广泛用作在红外区工作的激光发射体的分子式为Y₃Al₅O₁₂的钇铝石榴石-通称为YAG，其中1%的钇离子被钕离子置换一及分子式为NdP₅O₁₄的超磷酸钕相比。

可用弗诺依（Verneuil）法，丘克拉斯基（Czochralski）法或任何基于铝酸盐熔体的其他晶体生长法，将上述掺合的铝酸盐，特别是其组分为La_1-xNd_xMgAl₁₁O₁₉的混合的铝酸盐制成单晶。

遗憾的是，这种混合铝酸盐，没有所谓的相合熔点，意即，单晶的组分不同于熔体的组分。所以在制造这种铝酸盐单晶时，特别是采用广为应用的丘克拉斯基法时会导致晶体质量欠佳（出现气泡，缺陷等），一旦需要满足功率激光器工业所要求的大粒晶体（100mm长，直径6.35mm的棒体）时便成问题。

本发明涉及新的掺质镧镁铝酸盐，可制成大的单晶，从而可用于功率激光器工业中。

依照本发明的主要特点，这种掺质镧镁铝酸盐的特征在于可用下列分子式表示：

La_1-xNd_xMg₇Al₁₁O_18+y

其中X和Y为下列数字，即0＜X≤0.2及0＜Y＜1。

这种单相混合的铝酸盐具有六方晶格的磁铅石型晶体结构。其机械性能和热性能与氧化铝很近似。

按照本发明，这种铝酸盐具有相合熔点，采用工业上广为应用的丘克拉斯基法生产的晶体，质量好。因此，能够制备出功率激光器工业所需要的大单晶。

单晶生长的过程中，这种混合的铝酸盐不会发生组分分离现象，这就有可能采用比已知混合铝酸盐更高的单晶拉晶速度，大大地缩短制备单晶的时间，缩短容有拉晶熔体的坩埚的工作时间。

本发明的混合的铝酸盐的特点是组合物中Y值介于0.4和0.7;至少等于0.5较好;最好等于0.55。本发明以分子式为

La_0.9Nd_0.1Mg_0.52Al₁₁O_18.52的掺合物为特例。

当X值接近0.1时，本发明的混合的铝酸盐可用来做连续工作的功率激光器的发射体。同样，当X值接近0.2时，本发明的混合铝酸盐可用来做脉冲功率激光器的发射体。