[发明专利]掺钬铝酸钇钙激光晶体的生长方法

摘要

一种掺钬铝酸钇钙激光晶体的生长方法，掺钬铝酸钇钙激光晶体的化学式为Hox:CaY1-xAlO4，采用碳酸钙，三氧化二钇，三氧化二铝，及三氧化二钬作为原料，按照比例进行称取，而后依次按照混匀，压料，高温灼烧，在提拉炉内氮气气氛下生长的过程进行制备激光晶体。本晶体的吸收和发射光谱测试结果表明，在1800～2200nm范围其荧光发射带较宽，具有很强的激光应用潜能。

主权项

一种掺钬铝酸钇钙激光晶体的生长方法，掺钬铝酸钇钙激光晶体的化学式为Hox:CaY1‑xAlO4，其特征在于该方法包括下列步骤：(1)Hox:CaY1‑xAlO4晶体用原料的制备：初始原料采用化学试剂纯度均为99.999％的CaCO3、Y2O3、Ho2O3和Al2O3粉料，相应的原料的化学计量比为2∶(1‑x)∶x∶1，其中x的取值范围为0.004～0.02；选定x的具体值后，按所述的化学计量比分别称量CaCO3，Y2O3，Ho2O3和Al2O3，然后放入研钵中混合10小时，用有机玻璃模具盛装混合均匀的料，在液压机上压成块，放入氧化铝坩埚，在1000～1200℃高温下烧结5～10小时，使其发生固相反应，合成Ho:CaYAlO4多晶原料；(2)将所述的Ho:CaYAlO4多晶原料放入铱坩埚，置于提拉炉内，采用提拉法生长Ho:CaYAlO4单晶，所述的提拉法生长Ho:CaYAlO4单晶的具体步骤是：①将所述的多晶料放入铱坩埚，置于提拉炉内，装炉完后炉内抽真空1～10Pa，然后充入0.11～0.13MPa高纯氮气，采用中频感应加热铱坩埚，融化坩埚内多晶料，并在1820～1900℃范围内保温0.5～2小时，使坩埚内熔体分布均匀；②采用端面法线方向为[100]或[001]的CaYAlO4或Ho:CaYAlO4单晶棒作为籽晶，籽晶方向误差范围±5°；③将熔体温度降为1810℃开始晶体生长：将籽晶与熔体接触，依次经过缩颈，放肩，等径三个步骤生长晶体，整个生长过程中，拉速为0.5～2mm/h，转速为5～15rpm，当晶体长度达到预定尺寸，将晶体从熔体中拉脱；④以20～30℃/h的降温速率，提拉炉内晶体逐渐降至室温。