專利名稱:一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，包括爐體、坩堝、還原氣氛熱場系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，坩堝設(shè)置在爐體內(nèi)，還原氣氛熱場系統(tǒng)設(shè)置在坩堝與爐體之間，還原氣氛熱場系統(tǒng)包括石墨加熱器，石墨保溫屏和碳?xì)郑訜崞髟O(shè)置在坩堝外側(cè)，石墨保溫屏包覆在石墨加熱器外部，碳?xì)职苍谑仄镣獠?，爐體的爐壁上設(shè)有空心夾層，空心夾層內(nèi)充有冷卻水，爐壁上設(shè)有真空系統(tǒng)接入口、溫度傳感器接入口、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口和保護(hù)氣體接入口，用該裝置可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量大尺寸鈦寶石晶體生長，該裝置可以生長直徑200-250mm的優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體。
【專利說明】一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及晶體生長裝置，屬于晶體生長領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]鈦寶石晶體(Ti3+: Al2O3)具有優(yōu)良的熱學(xué)性能、機(jī)械性能和光譜性能，是可調(diào)諧激光、超快激光和超強(qiáng)激光系統(tǒng)的增益介質(zhì)。通過啁啾脈沖放大(CPA)激光技術(shù)，利用大尺寸鈦寶石晶體可以實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)超快激光，其脈沖寬度僅有幾個(gè)飛秒量級(fs)，超強(qiáng)峰值功率高達(dá)帕瓦量級(PW)。大尺寸鈦寶石晶體是發(fā)展超快超強(qiáng)激光的核心元件，因此，大尺寸鈦寶石晶體生長是國內(nèi)外研宄的熱點(diǎn)領(lǐng)域。大尺寸鈦寶石晶體生長方法主要有提拉法、熱交換法、泡生法、定向凝固法等。
[0003]提拉法(CZ)生長鈦寶石晶體采用c向生長，容易產(chǎn)生大面積位錯(cuò)，同時(shí)生長氣氛具有弱氧化性，鈦寶石晶體中容易含有比例較高的四價(jià)鈦離子(Ti4+)，導(dǎo)致較大紅外殘余吸收，大大降低鈦寶石晶體質(zhì)量，通常還要經(jīng)后續(xù)還原氣氛退火提高品質(zhì)因子，才能滿足應(yīng)用需求。
[0004]美國Crystal System公司(現(xiàn)被美國GT公司收購)實(shí)用新型了熱交換法(HEM)生長大尺寸鈦寶石晶體。該方法具有固-液界面穩(wěn)定、易于排雜、熔體對流微弱、原位退火等優(yōu)勢，目前，已經(jīng)生長出毛坯直徑達(dá)200mm的鈦寶石晶體。但該方法生長的鈦寶石晶體與坩禍壁直接接觸，鈦寶石晶體的邊緣應(yīng)力非常大，容易造成晶體開裂。
[0005]泡生法(KY)生長大尺寸鈦寶石晶體不與坩禍接觸，晶體沒有開裂、異相和散射中心，晶體沒有明顯的紅外殘余吸收，光學(xué)均勻性比較好。但是由于泡生法工藝難度非常大，目前法國用該方法生長出最大直徑尺寸達(dá)到100_的鈦寶石晶體。
[0006]烏克蘭晶體研宄所采用水平定向結(jié)晶法(HDS)生長大尺寸鈦寶石晶體，該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以通過調(diào)節(jié)固液界面角度和生長氣氛飽和蒸汽壓調(diào)節(jié)摻雜離子濃度的均勻性，從而獲得優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體。目前該方法生長鈦寶石晶體尺寸達(dá)到10mmX 150mmX40mm，晶體生長裝置和工藝技術(shù)都在探索和研宄中。
[0007]中科院上海光機(jī)所實(shí)用新型了導(dǎo)向溫度梯度法(TGT)，采用石墨加熱器和鉬坩禍生長大尺寸鈦寶石晶體，該方法具有低位錯(cuò)、低散射和結(jié)構(gòu)完整性高等特點(diǎn)，通過后期還原氣氛下的二次退火可以有效的減小紅外殘余吸收，提高鈦寶石晶體的品質(zhì)因子。目前該方法已經(jīng)生長出直徑達(dá)120_大尺寸鈦寶石晶體。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，用該裝置生長的大尺寸優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體具有梨形輪廓的核心單晶體，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量大尺寸鈦寶石晶體生長，該裝置可以生長直徑200-250mm的優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體，晶體結(jié)晶質(zhì)量良好，品質(zhì)因子高達(dá)150以上，晶體沒有開裂、微氣泡、孿晶和散射光路等缺陷，晶體的熱應(yīng)力小，同時(shí)不需要后期還原氣氛二次退火工藝處理，即可直接加工成光學(xué)晶體元件，應(yīng)用為可調(diào)諧激光和超快超強(qiáng)激光系統(tǒng)的激光增益介質(zhì)和放大介質(zhì)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0010]一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，包括爐體、坩禍、還原氣氛熱場系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述坩禍設(shè)置在爐體內(nèi)，還原氣氛熱場系統(tǒng)設(shè)置在坩禍與爐體之間，所述還原氣氛熱場系統(tǒng)包括石墨加熱器，石墨保溫屏和碳?xì)?，所述石墨加熱器設(shè)置在坩禍外側(cè)，石墨保溫屏包覆在石墨加熱器外部，碳?xì)职苍谑仄镣獠?，所述爐體的爐壁上設(shè)有空心夾層，空心夾層中設(shè)有冷卻水，爐壁上設(shè)有真空系統(tǒng)接入口、溫度傳感器接入口、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口和保護(hù)氣體接入口 ；
[0011]所述真空系統(tǒng)接入口一端與真空系統(tǒng)相連接，另一端連通至爐壁與碳?xì)謱又g，所述真空系統(tǒng)包括分子泵和機(jī)械泵，分子泵與真空系統(tǒng)接入口相連接，機(jī)械泵與分子泵相連接；
[0012]所述保護(hù)氣體接入口一端與充氣泵相連接，另一端連通至爐壁與碳?xì)謱又g；
[0013]所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口一端與底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連接，另一端連通至坩禍底部，所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由散熱管或散熱片組成，所述散熱管或散熱片中有流動(dòng)氣體或流動(dòng)液體；
[0014]所述溫度傳感器接入口一端與紅外線探測溫度器相連接，另一端連通至碳?xì)謱优c石墨保溫屏之間；
[0015]所述報(bào)警系統(tǒng)包括真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器和報(bào)警器，所述真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器設(shè)置在爐體上；
[0016]所述還原氣氛熱場系統(tǒng)中的石墨加熱器、真空系統(tǒng)中的分子泵和機(jī)械泵、充氣泵、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的散熱管或散熱片以及報(bào)警系統(tǒng)中的真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器和報(bào)警器均與控制系統(tǒng)相連接。
[0017]上述一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，其中，所述爐體由不銹鋼制作而成。
[0018]上述一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，其中，所述坩禍包括鍋體和蓋體，所述鍋體與蓋體均以高純鉬金屬或鎢金屬為材料制成。
[0019]本實(shí)用新型爐體由不銹鋼制成，爐壁的空心夾層中充冷卻水，由石墨加熱器、石墨保溫屏、碳?xì)謱訕?gòu)成還原氣氛熱場系統(tǒng)，位于爐腔內(nèi)部，具有軸對稱性，為鈦寶石晶體生長提供強(qiáng)還原氣氛，同時(shí)還可以充入還原性氣體以提供還原性氣氛，還原性氣體可以是氬氣、氫氣等，再由控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的工藝參數(shù)進(jìn)行功率控制；還原氣氛熱場系統(tǒng)運(yùn)作原理為:①提供一個(gè)熱場，即提供一個(gè)適合晶體生長環(huán)境的溫度場，如能把原料熔化為熔體，能使熔體沿籽晶結(jié)晶生長，能夠原位退火等；②提供還原性氣氛，減小或消除鈦寶石晶體中的四價(jià)鈦離子，盡量使鈦離子以三價(jià)鈦離子存在，消除鈦寶石晶體的紅外殘余吸收現(xiàn)象，提尚欽寶石晶體的品質(zhì)因子；
[0020]坩禍放置熱場中心，坩禍底部中心放籽晶，籽晶上面放原料，底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于爐體之外，通過爐壁上的接入口與坩禍底部相連；
[0021]真空系統(tǒng)位于爐體外部，與爐壁上的專用口相通，能夠使?fàn)t腔內(nèi)達(dá)到10-3至10-4Pa真空度；
[0022]底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠提供鈦寶石晶體生長時(shí)由熔體轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，位于坩禍的底部，能夠及時(shí)帶走熔體結(jié)晶時(shí)放出的結(jié)晶潛熱，使熔體結(jié)晶得到持續(xù)；
[0023]報(bào)警系統(tǒng)包括各種傳感器，這些傳感器與控制系統(tǒng)相連，如溫度、真空度和爐腔內(nèi)壓超過或低于設(shè)定值、氣體或水流停止都會(huì)通過報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，防止安全和作業(yè)事故發(fā)生，保持晶體生長安全順利進(jìn)行，能夠提供自動(dòng)應(yīng)急保護(hù)，處理意外情況，如斷水、斷電、坩禍破損、漏氣等，避免事故發(fā)生；
[0024]控制系統(tǒng)與還原氣氛熱場系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等系統(tǒng)相連，在晶體生長過程中，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)，采用精確的計(jì)算機(jī)控制算法實(shí)時(shí)控制熱場功率控制、爐腔真空度控制、結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率控制，并進(jìn)行實(shí)時(shí)警報(bào)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)多晶包層梨形鈦寶石晶體生長過，該鈦寶石晶體生長裝置的各系統(tǒng)，構(gòu)成不可分割的完整長晶系統(tǒng)，為大尺寸優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體的自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化生長提供保障程。
[0025]用該裝置生長的大尺寸優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體具有梨形輪廓的核心單晶體，同時(shí)核心單晶體輪廓外圍與坩禍之間形成過渡多晶隔離層，避免核心單晶體邊緣與坩禍直接接觸產(chǎn)生過大熱應(yīng)力，有效提高了生長鈦寶石晶體的尺寸。該裝置可以生長直徑200-250mm的優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體，晶體結(jié)晶質(zhì)量良好，品質(zhì)因子高達(dá)150以上，晶體沒有開裂、微氣泡、孿晶和散射光路等缺陷，晶體的熱應(yīng)力小，同時(shí)不需要后期還原氣氛二次退火工藝處理，即可直接加工成光學(xué)晶體元件，應(yīng)用為可調(diào)諧激光和超快超強(qiáng)激光系統(tǒng)的激光增益介質(zhì)和放大介質(zhì)。
[0026]還原氣氛熱場系統(tǒng)能夠使鈦寶石晶體生長過程具有強(qiáng)烈的還原性氣氛，大大減少四價(jià)鈦雜質(zhì)離子(Ti3+)的比例，提高了晶體品質(zhì)因子，有效降低晶體紅外殘余吸收。底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為鈦寶石晶體生長提供結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，使鈦寶石晶體沿著坩禍底部的籽晶結(jié)晶生長。工藝算法自動(dòng)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行工藝自動(dòng)控制，生長梨形輪廓核心單晶體，同時(shí)核心單晶體輪廓外圍與坩禍之間形成過渡多晶隔離層，避免核心單晶體邊緣與坩禍壁直接接觸產(chǎn)生過大熱應(yīng)力，有效提高了生長鈦寶石晶體的尺寸和晶體的質(zhì)量。真空系統(tǒng)使?fàn)t腔內(nèi)的真空度能夠達(dá)到10_3至10_4Pa。

【附圖說明】

[0027]圖1為本實(shí)用新型剖視圖。
[0028]圖2為本實(shí)用新型的控制原理圖。
[0029]圖3為本實(shí)用新型底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，包括爐體1、坩禍2、還原氣氛熱場系統(tǒng)3、真空系統(tǒng)4、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5、報(bào)警系統(tǒng)6和控制系統(tǒng)7，所述爐體I由不銹鋼制作而成，所述坩禍2設(shè)置在爐體I內(nèi)，所述坩禍2包括鍋體21和蓋體22，所述鍋體21與蓋體22均以高純鉬金屬為材料制成，還原氣氛熱場系統(tǒng)3設(shè)置在坩禍2與爐體I之間，所述還原氣氛熱場系統(tǒng)3包括石墨加熱器31，石墨保溫屏32和碳?xì)謱?3，所述石墨加熱器31設(shè)置在坩禍2外側(cè)，石墨保溫屏32包覆在石墨加熱器31外部，碳?xì)?3包覆在石墨保溫屏32外部，所述爐體I的爐壁11上設(shè)有空心夾層12，空心夾層12內(nèi)設(shè)有冷卻水13，爐壁11上設(shè)有真空系統(tǒng)接入口 14、溫度傳感器接入口 15、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口 16和保護(hù)氣體接入口 17 ；
[0031]所述真空系統(tǒng)接入口 14 一端與真空系統(tǒng)4相連接，另一端連通至爐壁11與碳?xì)謱?2之間，所述真空系統(tǒng)4包括分子泵41和機(jī)械泵42，分子泵41與真空系統(tǒng)接入口 14相連接，機(jī)械泵42與分子泵41相連接；
[0032]所述保護(hù)氣體接入口 17 —端與充氣泵18相連接，充氣泵18向爐體內(nèi)充入氦氣作為保護(hù)氣體，另一端連通至爐壁11與碳?xì)謱?3之間；
[0033]所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口 16 —端與底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5相連接，另一端連通至坩禍2底部，所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5是由散熱管51組成，所述散熱管中有流動(dòng)氣體52 ；
[0034]所述溫度傳感器接入口 15 —端與紅外線探測溫度器19相連接，另一端連通至碳?xì)謱?3與石墨保溫屏32之間；
[0035]所述報(bào)警系統(tǒng)6包括真空度傳感器61、氣體流量傳感器62、斷電檢測傳感器63、斷水檢測傳感器64、斷氣傳感器65和報(bào)警器66，所述真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器設(shè)置在爐體I內(nèi)；
[0036]所述控制系統(tǒng)7的硬件為工業(yè)電腦和可編程邏輯控制器，軟件為自行設(shè)計(jì)。
[0037]如圖2所示，所述還原氣氛熱場系統(tǒng)3中的石墨加熱器31、真空系統(tǒng)4中的分子泵41和機(jī)械泵42、充氣泵18、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6中的散熱管51以及報(bào)警系統(tǒng)6中的真空度傳感器61、氣體流量傳感器62、斷電檢測傳感器63、斷水檢測傳感器64、斷氣傳感器65和報(bào)警器66均與控制系統(tǒng)7相連接。
[0038]本實(shí)用新型爐體由不銹鋼制成，爐壁的空心夾層中充冷卻水，由石墨加熱器、石墨保溫屏、碳?xì)謱訕?gòu)成還原氣氛熱場系統(tǒng)，位于爐腔內(nèi)部，具有軸對稱性，為鈦寶石晶體生長提供強(qiáng)還原氣氛，同時(shí)還可以充入還原性氣體以提供還原性氣氛，還原性氣體可以是氬氣、氫氣等，再由控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的工藝參數(shù)進(jìn)行功率控制；還原氣氛熱場系統(tǒng)運(yùn)作原理為:①提供一個(gè)熱場，即提供一個(gè)適合晶體生長環(huán)境的溫度場，如能把原料熔化為熔體，能使熔體沿籽晶結(jié)晶生長，能夠原位退火等；②提供還原性氣氛，減小或消除鈦寶石晶體中的四價(jià)鈦離子，盡量使鈦離子以三價(jià)鈦離子存在，消除鈦寶石晶體的紅外殘余吸收現(xiàn)象，提尚欽寶石品質(zhì)因子；
[0039]坩禍放置熱場中心，坩禍底部中心放籽晶，籽晶上面放原料，底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于爐體之外，通過爐壁上的接入口與坩禍底部相連；
[0040]真空系統(tǒng)位于爐體外部，與爐壁上的專用口相通，能夠使?fàn)t腔達(dá)到10-3至10_4Pa
真空度；
[0041]底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠提供鈦寶石晶體生長時(shí)由熔體轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，位于坩禍的底部，能夠及時(shí)帶走熔體結(jié)晶時(shí)放出的結(jié)晶潛熱，使熔體結(jié)晶得到持續(xù)；
[0042]報(bào)警系統(tǒng)包括各種傳感器，這些傳感器與控制系統(tǒng)相連，如溫度和真空度超過或低于設(shè)定值、氣體或水流停止都會(huì)通過報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，放置安全和作業(yè)事故發(fā)生，保持晶體生長安全順利進(jìn)行，能夠提供自動(dòng)應(yīng)急保護(hù)，處理意外情況，如斷水、斷電、坩禍破損、漏氣等，避免事故發(fā)生；
[0043]控制系統(tǒng)與還原氣氛熱場系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等系統(tǒng)相連，在晶體生長過程中，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)，采用精確的計(jì)算機(jī)控制算法實(shí)時(shí)控制熱場功率控制、爐腔真空度控制、結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率控制，并進(jìn)行實(shí)時(shí)警報(bào)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)多晶包層梨形鈦寶石晶體生長過，該鈦寶石晶體生長裝置的各系統(tǒng)，構(gòu)成不可分割的完整長晶系統(tǒng)，為大尺寸優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體的自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化生長提供保障程。
[0044]用該裝置生長的大尺寸優(yōu)質(zhì)鈦寶石晶體具有梨形輪廓的核心單晶體，同時(shí)核心單晶體輪廓外圍與坩禍之間形成過渡多晶隔離層，避免核心單晶體邊緣與坩禍直接接觸產(chǎn)生過大熱應(yīng)力，有效提高了生長鈦寶石晶體的尺寸。該裝置可以生長直徑200-250mm的優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體，晶體結(jié)晶質(zhì)量良好，品質(zhì)因子高達(dá)150以上，晶體沒有開裂、微氣泡、孿晶和散射光路等缺陷，晶體的熱應(yīng)力小，同時(shí)不需要后期還原氣氛二次退火工藝處理，即可直接加工成光學(xué)晶體元件，應(yīng)用為可調(diào)諧激光和超快超強(qiáng)激光系統(tǒng)的激光增益介質(zhì)和放大介質(zhì)。
[0045]還原氣氛熱場系統(tǒng)能夠使鈦寶石晶體生長過程具有強(qiáng)烈的還原性氣氛，大大減少四價(jià)鈦雜質(zhì)離子(Ti3+)的比例，提高了晶體品質(zhì)因子，有效降低晶體紅外殘余吸收。底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為鈦寶石晶體生長提供結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，使鈦寶石晶體沿著坩禍底部的籽晶結(jié)晶生長。工藝算法自動(dòng)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行工藝自動(dòng)控制，生長梨形輪廓核心單晶體，同時(shí)核心單晶體輪廓外圍與坩禍之間形成過渡多晶隔離層，避免核心單晶體邊緣與坩禍壁直接接觸產(chǎn)生過大熱應(yīng)力，有效提高了生長鈦寶石晶體的尺寸和晶體的質(zhì)量。真空系統(tǒng)使?fàn)t腔內(nèi)的真空度能夠達(dá)到10_3至10_4Pa。
[0046]這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中，因此，本實(shí)用新型不受本實(shí)施例的限制，任何采用等效替換取得的技術(shù)方案均在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，其特征為，包括爐體、坩禍、還原氣氛熱場系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述坩禍設(shè)置在爐體內(nèi)，還原氣氛熱場系統(tǒng)設(shè)置在坩禍與爐體之間，所述還原氣氛熱場系統(tǒng)包括石墨加熱器，石墨保溫屏和碳?xì)?，所述石墨加熱器設(shè)置在坩禍外側(cè)，石墨保溫屏包覆在石墨加熱器外部，碳?xì)职苍谑仄镣獠?，所述爐體的爐壁上設(shè)有空心夾層，空心夾層內(nèi)設(shè)有冷卻水，爐壁上設(shè)有真空系統(tǒng)接入口、溫度傳感器接入口、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口和保護(hù)氣體接入口 ； 所述真空系統(tǒng)接入口一端與真空系統(tǒng)相連接，另一端連通至爐壁與碳?xì)謱又g，所述真空系統(tǒng)包括分子泵和機(jī)械泵，分子泵與真空系統(tǒng)接入口相連接，機(jī)械泵與分子泵相連接; 所述保護(hù)氣體接入口一端與充氣泵相連接，另一端連通至爐壁與碳?xì)謱又g； 所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接入口一端與底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連接，另一端連通至坩禍底部，所述底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由散熱管或散熱片組成，所述散熱管或散熱片中有流動(dòng)氣體或流動(dòng)液體； 所述溫度傳感器接入口一端與紅外線探測溫度器相連接，另一端連通至碳?xì)謱优c石墨保溫屏之間； 所述報(bào)警系統(tǒng)包括真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器和報(bào)警器，所述真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器設(shè)置在爐體上； 所述還原氣氛熱場系統(tǒng)中的石墨加熱器、真空系統(tǒng)中的分子泵和機(jī)械泵、充氣泵、底部籽晶結(jié)晶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的散熱管或散熱片以及報(bào)警系統(tǒng)中的真空度傳感器、氣體流量傳感器、斷電檢測傳感器、斷水檢測傳感器、斷氣傳感器和報(bào)警器均與控制系統(tǒng)相連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，其特征為，所述爐體由不銹鋼制作而成。3.如權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)質(zhì)大尺寸鈦寶石晶體生長裝置，其特征為，所述坩禍包括鍋體和蓋體，所述鍋體與蓋體均以高純鉬金屬或鎢金屬為材料制成。
【文檔編號】C30B35-00GK204265891SQ201420665276
【發(fā)明者】寧凱杰, 吳明山, 王祿寶 [申請人]江蘇吉星新材料有限公司