CN101514490A - 一种光学石英晶体的培育生长工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学石英晶体的培育生长工艺，该工艺包括以下步骤：步骤1、对光学石英晶体进行切割，切割方向与所述光学石英晶体的光轴呈45度角，同时切割面与所述光学石英晶体的电轴平行，取片，得45度切型的培育籽晶；步骤2、将所述45度切型的培育籽晶置入高压釜内，对所述45度切型的培育籽晶进行单面培育，使其生长，得到45度切型晶体，即用于加工大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体。该工艺通过对籽晶切型的改变可培育生长出能加工出大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体，其具有工艺简单、易于培育的优点。

Description

一种光学石英晶体的培育生长工艺

技术领域

本发明涉及一种用于光学低通滤波器的大尺寸光学石英晶片，具体地说，涉及了一种光学石英晶体的培育生长工艺，该光学石英晶体用于加工所述大尺寸光学石英晶片。

背景技术

随着光信息时代的到来，数码产品如数码照相机、数字式摄像机、高清数字摄像机等产品如雨后春笋般孕育而生，并快速走向平民大众；数字成像设备的核心部件CCD，即感光器件的尺寸不断增大，以产生更高的图像分辨率，目前，专业数码相机CCD通常使用2/3英寸的CCD以获得更大的分辨率；为了获得更好的图像，都会在CCD感光部件前面安装OLPF，即低通滤波器，因为CCD感光部件读取影像均采用这种非连续性取像方式，所以，在拍摄高频细条纹时，肯定会产生不必要的杂讯，由于细条纹的方向不同，需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，即需要一组矩形或圆形石英晶片胶合体，OLPF就是利用晶体的双折射相应，将一组光学石英晶片叠加在一起，安装在CCD或CMOS感光器件上方；而该OLPF用石英晶片的尺寸应等于或大于感光器件CCD的尺寸，像素的提高以及不断加大的CCD尺寸对大规格光学水晶的生长提出要求；

目前，人造石英晶体的工业化生产，都是采用水热法生长，即将天然石英原料与溶剂密闭在高压釜中，加热使其达到330～380℃的温度和80～150MPa的压力，在此环境中，原料经溶解、结晶，从而得到人造石英晶体；国内的生产装备是以内径250～300mm的小型高压釜为主，单产约为120～180kg，高压釜内径最大也不超过400mm；日本、俄罗斯是以内径600～800mm的大型高压釜为主，单产可达1800～2000kg；大型高压釜普遍采用压力较低的生长工艺，压力约为80MPa，因而对加热控制系统及电力质量要求甚为严格，而我国的加热控制系统的可靠性和电力质量都达不到要求，从而限制了低压工艺的应用，只有选用高压工艺进行生产，即压力约为1400标准大气压；目前，大口径高压釜的制造水平决定了其不适用于高压工艺，进而使大口径的高压釜在我国的运用无法实现；所以在我国大规格光学水晶的生长受生产设备的限制而无法顺利实现；

现有技术中，根据光学原理，OLPF用石英晶片通常是通过二次45度切割取片才得到的，如图1所示，常规工艺：所需晶片是按从图中0度籽晶2所培育出的晶体1中切取的，其中，0度籽晶2厚度方向和晶体1的Z向平行，首先，第一次切割取片是切刀绕X轴旋转45度后进行切割，得到45度切型晶体方片3，然后，如图2所示，第二次切割取片是针对所述45度切型晶体方片3旋转45度进行切割的，此时，得到所需晶片4；由于晶体1的Z向尺寸厚度一般小于30mm，受此限制，所以从现有技术培育出的晶体中无法切取到可满足需要的、大尺寸OLPF用的晶片。

为了满足市场对大规格光学晶片的需求，在不改变现有晶体培育生长设备和生长条件的基础上，人们急需一种新工艺，用于培育生长一种用于加工大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种工艺简单、易于培育、适于大尺寸光学石英晶片制取的光学石英晶体的培育生长工艺；该工艺通过对籽晶切型的改变，可培育生长出能加工出大尺寸光学晶片的光学石英晶体。

为了实现上述目的，本发明提供一种光学石英晶体的培育生长工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤1、对光学石英晶体进行切割，切割方向与所述光学石英晶体的光轴呈45度角，同时切割面与所述光学石英晶体的电轴平行，取片，得45度切型的培育籽晶；

步骤2、将所述45度切型的培育籽晶置入高压釜内，对所述45度切型的培育籽晶进行单面培育，使其生长，得到45度切型晶体，即用于加工大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，该工艺具有以下有益效果：

1、该工艺由于使用45度切型籽晶直接培育生长光学晶体，所以，在光学石英晶片加工中，省去了传统工艺第一次45度旋转切片的工作，而是直接沿与45度籽晶平行方位切割取片，直接进行二次45度旋转取片工作，即可达到采用小规格的晶体切取到大尺寸光学石英晶片的目的；

2、采用该工艺，晶体可沿取料方向直接生长，其成材速度快，克服了传统加工工艺无法采用传统小规格晶体切取大尺寸OLPF用晶片的限制；

3、由于光学晶体Z向尺寸生长周期长且质量不易控制，所以大尺寸光学晶片生产难度很大，本发明设计了一种使用45度切型的籽晶培育，对其进行培育，可以直接生长出45度切型的晶体，该45度切型的晶体生长方向主要沿Y向生长，成才速度快，且尺寸由45度切型籽晶决定，即采用45度切型的籽晶利于快速长出符合市场需求的、能加工出大规格光学晶片的光学晶体。

附图说明

图1为本发明背景技术中所述第一次切割取片的状态示意图；

图2为本发明背景技术中所述第二次切割取片的状态示意图；

图3为本发明所述45度切型晶体的生长状态示意图；

图4为本发明实施例中对45度切型晶体切割取片的状态示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

一种光学石英晶体的培育生长工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤1、选用单面长Z向尺寸50mm的光学石英晶体或双面长Z向尺寸50mm以上的光学石英晶体作为种子块，对其进行切割，切割方向与所述光学石英晶体的光轴呈45度角，同时切割面与所述光学石英晶体的电轴平行，取片，得到45度切型的培育籽晶；

所述光学石英晶体的光轴即Z向，所述光学石英晶体的电轴即X向；

参见图1，所述45度切型晶体方片3即为本实施例所述的45度切型的培育籽晶；即，所述45度切型的培育籽晶的切割制取状态可参考图1；

步骤2、将所述45度切型的培育籽晶置入高压釜内，对所述45度切型的培育籽晶进行单面培育，使其生长，得到45度切型晶体，即用于加工大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体。

如图3所示，所述45度切型晶体5是对所述45度切型的培育籽晶6进行单面培育、生长而成的；所述45度切型的培育籽晶是沿Y向生长。

如图4所示，对所述45度切型晶体5直接进行二次45度切割取片工作，得到可满足市场需要的大尺寸光学石英晶片7；

采用该工艺，通过对籽晶切型的改变，培育生长出了45度切型晶体，在后续的光学石英晶片加工中，省去了第一次切割取片，而是直接对所述45度切型晶体进行二次45度切割取片，即，直接得到可满足市场需要的大尺寸光学石英晶片。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (1)

1、一种光学石英晶体的培育生长工艺，其特征在于，该培育生长工艺包括以下步骤：

步骤1、对光学石英晶体进行切割，切割方向与所述光学石英晶体的光轴呈45度角，同时切割面与所述光学石英晶体的电轴平行，取片，得45度切型的培育籽晶；

步骤2、将所述45度切型的培育籽晶置入高压釜内，对所述45度切型的培育籽晶进行单面培育，使其生长，得到45度切型晶体，即用于加工大尺寸光学石英晶片的光学石英晶体。

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