CN105256377B - Kdp类晶体生长的载晶架 - Google Patents

Abstract

一种KDP类晶体生长的载晶架，包括上横条、下横板、两个侧柱、两个搅拌桨以及连接杆，两个侧柱和两个搅拌桨在同一竖直平面上，连接杆位于上横条的正中间，两个搅拌桨关于连接杆对称。本发明与现有的载晶架相比，提高了溶液的流动性，使得溶质分布更均匀，从而生长速度更快，长出更均匀、高质量的晶体。

Description

KDP类晶体生长的载晶架

技术领域

本发明涉及KDP类晶体生长，特别是一种KDP类晶体生长的载晶架。

背景技术

20世纪60年代初，激光技术出现后，KDP/DKDP晶体材料就以其较大的非线性光学系数、较宽的透过波段、光学均匀性优良、易于实现相位匹配等优点被广泛应用于制作倍频及电光器件。ICF装置对非线性光学材料的基本要求为：

1、宽的透过波段(近紫外～近红外)；

2、较大的电光系数和非线性光学系数；

3、高的损伤阈值；

4、特大口径的晶体；

5、适当的双折射率和低的折射率不均匀性。

目前，KDP/DKDP晶体是唯一能够满足上述五大要求的非线性光学晶体，在惯性约束核聚变装置中被用来制作普克尔斯盒和二倍频及三倍频期间。国家点火装置即采用两片KDP/DKDP镜片组成的光学系统将1064nm的红外光转化为355nm的紫外光。但目前国内生长的KDP晶体主要存在晶体质量较差、纵横比较低等缺陷，从而造成KDP晶体的切片率低，废品率高。

申请号CN201210102338的发明专利介绍了一种大截面KDP类晶体生长的载晶架。由上横板、下横板、两个侧柱以及籽晶杆构成，两个侧柱与上、下横板围成“口”字形结构，从侧柱方向看为“工”字形。该载晶架的上、下横板均为方形板，在晶体生长过程中，旋转时方形的棱角处转动角速度较大，对生长溶液的扰动较大，溶液稳定性较差，不利于晶体的生长。

发明内容

为了克服上述KDP类晶体生长现有的载晶架存在的各种问题，本发明提供一种KDP类晶体生长载晶架，该KDP类晶体生长载晶架与现有的载晶架相比，提高了溶液的流动性，使得溶质分布更均匀，从而生长速度更快，长出更均匀、高质量的晶体。。

本发明的技术解决方案如下：

一种KDP类晶体生长的载晶架，其特点在于，包括上横条、下横板、两个侧柱、两个搅拌桨和连接杆，所述的上横条为棱角光滑的条状，所述的下横板为圆板，两个侧柱均为圆柱；所述的下横板的上表面的正中央为籽晶的固定位置，所述的两个侧柱、连接杆、上横条及两个搅拌桨在同一竖直平面上，所述的两个侧柱的下端固定在所述的下圆板同一直径的两端，所述的连接杆下端固定在所述的上横条的正中间，所述的连接杆上端空心，且侧面有螺孔；所有连接处均平滑相连，并在整个载晶架上涂有一层膜以保证光滑；所述连接杆的下端位于上横条的中点。

所述的两个搅拌桨的搅拌片均为正视是直角三角形，侧视是倒立的等腰三角形。

所述的两个搅拌片尖角处均为圆滑过渡。

所述载晶架的材质为不锈钢，载晶架上涂的膜为一层钼膜。

本发明的技术效果如下：

本发明所述的载晶架与中国专利CN201210102338的载晶架不同的是，本发明载晶架将现有载晶架的上方形横板变成了一根横条，将下方形横板变为圆形横板，并且增加了两个三角形的搅拌片。这样，圆形横板在转动时对溶液的扰动较小，而上厚下薄的三角形搅拌片又可以增加溶质向下流动，为晶体生长提供足够的溶质。

本发明载晶架中，上横条与下横板之间的距离为12～17cm，根据实际需要的晶体高度决定，下横板的直径则根据生长槽的体积决定。下横板上表面的中央为籽晶的固定位置。所述搅拌片均为上厚下薄的直角三角形板。

本发明所述载晶架的材质为不锈钢，所有连接处均为焊接，平滑相连，上横条的棱角处均为圆滑的，在整个载晶架上涂有一层钼膜以保证光滑。

本发明载晶架在现有的载晶架基础上进行了改进，增加了溶液的流动性，使得溶质更均匀，生长速度较快，长出均匀性好、质量高的晶体。

本发明中的三角形搅拌片促进溶质从上往下流动，及时为晶体生长提供溶质，即提高生长过程中溶质的流动性，提高晶体的生长速度，并对溶液的扰动很小，有利于溶液的稳定性，晶体生长过程中不容易产生包藏等缺陷，从而提高晶体质量。本发明载晶架既适用于生长大尺寸晶体，也适用于生长小尺寸晶体。小尺寸晶体非常适合科研实验，生长周期短，节约原材料，便于做探索性研究，因此本发明对于研究KDP类晶体的连续过滤技术尤为适用。

附图说明

图1是本发明生长KDP类晶体的载晶架的结构示意图；

图2是搅拌片的正视图与左视图；

具体实施方式

本发明生长KDP类晶体的载晶架，能够有助于快速生长出高质量的KDP类晶体。以生长小尺寸KDP类晶体为例，如图1所示，图1是本发明生长KDP类晶体的载晶架的结构示意图，由图可见，本发明生长KDP类晶体的载晶架的结构包括连接杆2、上横条3、下横板4、两根侧柱5、6及两块搅拌片7、8。取直径约20cm的不锈钢圆板作为下横板4，再选取一个长度与圆板直径相等且厚度约6mm的横条作为上横条3，并选取两根直径约1cm的圆柱作为侧柱5、6，圆柱的高度由实际需要生长的晶体高度决定，圆柱形侧柱可以减少旋转时对溶液的扰动。将搅拌片焊接在上横条上、与两边连接杆对称的地方，与最近的侧柱的距离为4cm左右，整个搅拌片的高度约为侧柱高度的0.3～0.4倍，搅拌片上面厚约6～8mm，宽约4～5cm，上厚下薄的搅拌片有利于溶质向下流动，及时为晶体生长提供动力。选取一根圆柱作为连接杆2，总长为12cm左右，将连接杆2的上端加工为直径2cm、深度3cm的空心圆柱，并在侧面打一个螺孔，穿过整个空心圆柱，剩下的9cm加工成直径1.5cm的实心圆柱，连接杆2的下端焊接在上横条的正中间。所有零件的材质均为不锈钢，将所有的零件焊接好之后，在整个载晶架上涂一层钼膜，并保证连接处光滑。

本发明生长KDP类晶体的载晶架具体使用方法：

第一步：准备实验所需的点籽晶，约1cm×1cm×1cm，用电动钻在籽晶底部的正中央钻一个约5mm深的孔，注入AB胶，将籽晶粘在载晶架下圆板的正中间；

第二步：用干净的塑料袋将粘有籽晶的载晶架包住，并放入烘箱中进行预热2～4小时，预热温度为63～70℃；

第三步：预热完成后，去除塑料袋，打开生长槽的顶盖，将载晶架通过连接杆与生长槽顶盖相连之后，缓缓放入事先配制好的生长溶液中，即可开始x、y、z全方位生长。

实验表明，本发明载晶架与现有的载晶架相比，提高了溶液的流动性，使得溶质分布更均匀，从而生长速度更快，长出更均匀、高质量的晶体。

Claims (4)

1.一种KDP类晶体生长的载晶架，其特征在于，包括上横条、下横板、两个侧柱、两个搅拌桨和连接杆，所述的上横条为棱角光滑的条状，所述的下横板为圆板，两个侧柱均为圆柱；所述的下横板的上表面的正中央为籽晶的固定位置，所述的两个侧柱、连接杆、上横条及两个搅拌桨在同一竖直平面上，所述的两个侧柱的下端固定在所述的下圆板同一直径的两端，所述的连接杆下端固定在所述的上横条的正中间，所述的连接杆上端空心，且侧面有螺孔；所有连接处均平滑相连，并在整个载晶架上涂有一层膜以保证光滑；所述连接杆的下端位于上横条的中点。

2.根据权利要求1所述的载晶架，其特征在于，所述两个搅拌桨的搅拌片均为正视是直角三角形，侧视是倒立的等腰三角形。

3.根据权利要求2所述的载晶架，其特征在于，所述的两个搅拌片尖角处均为圆滑过渡。

4.根据权利要求1所述的载晶架，其特征在于，所述载晶架的材质为不锈钢，载晶架上涂的膜为一层钼膜。