[发明专利]熔体注入法生长近化学比铌酸锂晶体系统及其工艺

摘要

本发明涉及一种近化学比铌酸锂晶体的生长，特别是用熔体注入法生长的系统及其工艺。由于铌酸锂晶体不是同成分共熔，结晶出来的固体成分与熔体成分不一致，难以得到成分均匀的晶体。本发明提供一种采用熔体注入法，系统包括晶体生长炉、供料炉、回路调节器、中频电源、工控计算机和配套软件等7大部分：在晶体生长中，判断晶体生长量和供料炉注入熔融原料量之间的平衡，使注入生长坩埚的熔融原料量与晶体的生长量保持平衡，从而使晶体生长坩埚中原料的成分保持恒定；本发明的有益效果：具有加料连续性好、晶体成分波动小，光学均匀性好以及自动化程度高等优点，设备比较简单，有利于产业化生产，也可以用来进行其它类似非同成分共熔晶体的生长。

主权项

1.一种熔体注入法生长近化学比铌酸锂晶体系统，系统包括晶体生长炉、供料炉、2个可控硅控制器、3个回路调节器、中频电源(31)、工控计算机(32)和配套软件7大部分：晶体生长炉部分包括有电机(1)、带动下面的丝杠(2)和籽晶杆(3)构成晶体生长的提拉系统，籽晶杆从坩埚(23)中的熔体(5)中拉制晶体(4)，坩埚下面是热电偶(8)，它在坩埚外的保温材料(6)中，坩埚外围是加热用的感应线圈(7)，感应线圈(7)与中频电源连接，保温材料下面是力传感器(9)；供料炉部分包括有电机(10)、带动下面的丝杠(11)和拉杆(12)构成供料的提拉系统，拉杆从坩埚(24)中的熔体(14)中向下推动模拟体(13)，坩埚外围是加热用的硅钼棒感应线圈(16)，坩埚下面是热电偶(18)，它们均置于坩埚外的保温材料(17)中；回路调节器(30)通过热电偶(8)和力传感器(9)采集温度和重量偏差信号，输出信号连接中频电源(31)，工控计算机(32)与其通过串行通讯连接，并控制其运行，从而控制晶体生长；回路调节器(27)与可控硅单元(26)、热电偶(18)连接，采集并控制供料炉的温度，工控计算机(32)通过串行通讯与回路调节器(27)相连，并控制回路调节器(27)；回路调节器(29)与可控硅单元(28)、热电偶(22)连接，采集并控制导管(19)的温度，工控计算机通过串行通讯与回路调节器(29)相连，并控制回路调节器(29)；电源(25)供电给可控硅单元(26)、可控硅单元(28)和中频电源(31)；工控计算机(32)内置运动控制卡和步进电机驱动器，分别与电机(1)和电机(2)连接，通过工控计算机(32)可以控制晶体(4)提拉速度和模拟体(13)下降速度；工控计算机(32)采用自动控制软件，控制软件对整个晶体生长过程进行自动控制；其特征在于：晶体生长炉和供料炉之间，用导管(19)连接，导管的一端连在供料坩埚(24)上，另一端和晶体生长坩埚(23)相连，供料坩埚中的熔体可以通过导管流入到晶体生长坩埚中，导管的外面有加热体(20)和保温材料(21)。