專利名稱：一種用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于制備釓鎵石榴石(Gd3Ga5O12，簡(jiǎn)稱為GGG)和鋱鎵石榴石(Tb3Ga5O12，簡(jiǎn)稱為TGG)等含有Ga2O3組分的石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝。
背景技術(shù)：
高功率固體激光器，對(duì)激光晶體有一系列嚴(yán)格的要求大的吸收截面和發(fā)射截面、長(zhǎng)的熒光壽命、高的熱力學(xué)性能以及能夠生長(zhǎng)成大尺寸高光學(xué)質(zhì)量的晶體。GGG晶體容易在 平坦固液界面下生長(zhǎng)，不存在其他雜質(zhì)和應(yīng)カ中心，整個(gè)截面都可有效利用，容易得到應(yīng)用于高功率激光器的大尺寸板條和板狀元件，并且GGG晶體具有好的力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性、高的熱導(dǎo)率、寬的泵浦吸收帶、長(zhǎng)的熒光壽命，泵浦光的吸收和儲(chǔ)能性都較好，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式或脈沖式激光運(yùn)轉(zhuǎn)。GGG晶體已成為高功率固體激光器的首選材料之一。目前隨著近紅外區(qū)光纖技術(shù)的迅猛發(fā)展，光隔離器在信息傳輸中獲得越來(lái)越重要的應(yīng)用。光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)。鋱鎵石榴石(TGG)在可見和近紅外光譜區(qū)內(nèi)具有較高的費(fèi)爾德常數(shù)和低的吸收系數(shù)，且容易用提拉法生長(zhǎng)，因此，TGG晶體是應(yīng)用于400 IlOOnm波段的法拉第光隔離器和較高功率激光磁光器件的理想材料。從上可以看出，GGG和TGG晶體具有廣泛的應(yīng)用前景，但在這兩種晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，都面臨著嚴(yán)重的Ga2O3組分揮發(fā)問(wèn)題，由于組分Ga2O3具有較強(qiáng)的氧化性，并且該物質(zhì)在不同的溫度下具有不同的分解壓力，所以它在加熱熔融過(guò)程中容易發(fā)生還原揮發(fā)生成亞鎵氧化物和氧氣，使熔體組分偏離化學(xué)計(jì)量得不到及時(shí)修正，對(duì)晶體的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，難以生長(zhǎng)出大尺寸聞質(zhì)量的GGG和TGG晶體。中科院上海光機(jī)所趙廣車等在GGG晶體的生長(zhǎng)氣氛中通入一定的氧分壓，組分Ga2O3的揮發(fā)得到有效的抑制，但由于使用銥金坩堝，通入的氧加速了銥金的氧化。另外，由于反應(yīng)Ir+02 = IrO2, Ir02+Ga203 = Ir+Ga20+202的發(fā)生，熔體表面經(jīng)常漂浮一団銥金片，這不僅給下籽晶時(shí)的觀察帶來(lái)了不便，而且也改變了熔體表面上的溫場(chǎng)，易產(chǎn)生表面螺旋形條紋，影響晶體的品質(zhì)，且漂浮的銥金易被包裹在晶體內(nèi)而形成散點(diǎn)或生長(zhǎng)在晶體的肩部而形成大量的位錯(cuò)。同吋，由于銥金坩堝的存在加速了Ga2O3組分的揮發(fā)，加大了熔體組分的偏離。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種在制備釓鎵石榴石或者鋱鎵石榴石等含有Ga2O3組分的石榴石型單晶時(shí)不會(huì)影響晶體內(nèi)部質(zhì)量、減少組分偏離的用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，包括內(nèi)坩堝與外坩堝，內(nèi)坩堝設(shè)置在外坩堝的外部，內(nèi)坩堝與外坩堝的頂端面平齊，內(nèi)坩堝與外坩堝的斷面形狀吻合，所述內(nèi)坩堝由藍(lán)寶石制成。所述外坩堝由鎢或者鑰制成。所述內(nèi)坩堝的內(nèi)徑為60 70mm，內(nèi)坩堝的壁厚為3 6mm，內(nèi)坩堝的高度為40 45mm。所述外相■禍的內(nèi)徑為66 82mm，外:t甘禍的壁厚為5 8mm，外:t甘禍的高度為40 50mmo所述內(nèi)坩堝的斷面形狀為圓環(huán)形或者多邊環(huán)形。本實(shí)用新型具有的有益效果采用上述技術(shù)方案的藍(lán)寶石坩堝裝置，可消除使用銥金坩堝時(shí)，銥金氧化物與Ga2O3組分反應(yīng)生長(zhǎng)銥金漂浮在熔體表面而影響晶體的內(nèi)部質(zhì)量，同吋，消除銥金的氧化物對(duì)Ga2O3組分分解揮發(fā)的促進(jìn)作用。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明。如圖所示，用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，包括內(nèi)坩堝I與外坩堝2，內(nèi)坩堝I設(shè)置在外坩堝2的外部，內(nèi)坩堝I與外坩堝2的頂端面平齊，內(nèi)坩堝I與外坩堝2的斷面形狀吻合，所述內(nèi)坩堝I由藍(lán)寶石制成。所述外坩堝2由鎢或者鑰制成。所述內(nèi)坩堝I的內(nèi)徑為60 70mm，內(nèi)坩堝I的壁厚為3 6mm，內(nèi)坩堝I的高度為 40 45mm。所述外坩堝2的內(nèi)徑為66 82mm，外坩堝2的壁厚為5 8mm，外坩堝2的高度為 40 50mm。所述內(nèi)坩堝I的斷面形狀為圓環(huán)形或者多邊環(huán)形。 本實(shí)用新型采用藍(lán)寶石坩堝代替?zhèn)鹘y(tǒng)提拉法生長(zhǎng)含有Ga2O3組分的GGG和TGG等石榴石型單晶時(shí)所使用的銥金坩堝，可完全消除銥金的氧化物與組分Ga2O3反應(yīng)生長(zhǎng)銥金漂浮在熔體表面而在晶體內(nèi)部形成包裹物、散點(diǎn)和位錯(cuò)。同時(shí)，消除銥金的氧化物對(duì)Ga2O3組分分解揮發(fā)的促進(jìn)作用。
權(quán)利要求1.一種用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，包括內(nèi)坩堝(I)與外坩堝(2)，內(nèi)坩堝(1)設(shè)置在外坩堝(2)的外部，內(nèi)坩堝(I)與外坩堝(2)的頂端面平齊，內(nèi)坩堝(I)與外坩堝(2)的斷面形狀吻合，其特征是所述內(nèi)坩堝(I)由藍(lán)寶石制成。
2.如權(quán)利要求I所述的用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，其特征是所述外坩堝(2)由鶴或者鑰制成。
3.如權(quán)利要求I所述的用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，其特征是所述內(nèi)坩堝(1)的內(nèi)徑為60 70mm,內(nèi)i甘禍⑴的壁厚為3 6mm,內(nèi)i甘禍⑴的高度為40 45mm。
4.如權(quán)利要求I所述的用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，其特征是所述外坩堝(2)的內(nèi)徑為66 82mm,外 甘禍⑵的壁厚為5 8mm,外 甘禍⑵的高度為40 50mm。
5.如權(quán)利要求I所述的用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，其特征是所述內(nèi)坩堝(I)的斷面形狀為圓環(huán)形或者多邊環(huán)形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于制備釓鎵石榴石和鋱鎵石榴石等含有Ga2O3組分的石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，所述用于生長(zhǎng)石榴石型單晶的藍(lán)寶石坩堝，包括內(nèi)坩堝外套接的外坩堝，內(nèi)坩堝與外坩堝的頂端面平齊，內(nèi)坩堝與外坩堝的斷面形狀吻合，所述內(nèi)坩堝由藍(lán)寶石制成。采用上述技術(shù)方案的藍(lán)寶石坩堝裝置，可消除使用銥金坩堝時(shí)，銥金氧化物與Ga2O3組分反應(yīng)生長(zhǎng)銥金漂浮在熔體表面而影響晶體的內(nèi)部質(zhì)量，同時(shí)，消除銥金的氧化物對(duì)Ga2O3組分分解揮發(fā)的促進(jìn)作用。
文檔編號(hào)C30B15/10GK202390568SQ20112053361
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者柳祝平, 黃小衛(wèi) 申請(qǐng)人:元亮科技有限公司