[发明专利]大尺寸Re:YAP系列激光晶体水平定向凝固制备方法

摘要

本发明涉及一种大尺寸Re:YAP系列激光晶体水平定向凝固制备方法，其工艺特点是：真空条件下水平定向凝固结晶生长Re:YAP激光晶体。其具体的生长过程包括化料、引晶、放肩、等宽生长、冷却及其退火六大过程。本发明结合定向结晶法和垂直区熔法生长晶体的优点，使得制备的Re:YAP激光晶体具有质量更高，尺寸更大，利用率更高，缺陷密度低，激光性能更好，无掺杂离子核心、成本低及耗能少等优点。

主权项

一种大尺寸Re:YAP系列激光晶体水平定向凝固制备方法，所述的Re为Nd、Yb、Ce、Er、Ho或Tm，其特征在于，方法如下： (1)真空氛围下化料：将Re:YAP块状预结晶料装入钼制舟状坩埚内，装入单晶炉，装完料后将炉膛抽至小于等于5×10‑3Pa的高真空，将炉温升到高于晶体熔点5‑10℃加热至原料熔化，调节功率，使熔体对流形态稳定，待原料完全熔化，保持1‑5h； (2)引晶：当预结晶料充分熔化后观察液流，调节功率，当熔体遇到籽晶时，籽晶既不生长也不熔化时，温度为合适引晶；选用b轴(010)取向Re:YAP晶体作籽晶；确定合适温度后并保持稳定温度30min后，开始引晶，保持合适功率，使液面对流形态稳定；使熔体接触籽晶3‑5mm，保持熔晶5‑10min，开始沿水平方向拉动坩埚引晶，引晶速率0.5mm/h‑1mm/h； (3)放肩阶段：放肩角度为90°，放肩速率为0.5mm/h‑1mm/h，保持功率缓慢增加； (4)等宽生长阶段：生长速率为1mm/h‑2mm/h，保持功率缓慢增加，以达到固液界面的稳定结晶； (5)冷却及退火过程：在冷却过程中，初始降温温度为10‑20℃/h，降至原位退火温度处；原位退火温度范围为1000℃‑1400℃，退火时间20‑30h；随后再次降温至室温，降温温度为30‑50℃/h。