CN112126979A - 一种晶体生长装置 - Google Patents

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郑国宗
胡子钰
林秀钦
李静雯
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Abstract

本发明公开了一种晶体生长装置，属于晶体生长技术领域，能够解决现有载晶架高度限制晶体生长高度，严重制约晶体产出效率的问题。所述装置包括：晶体生长槽，用于容置晶体生长液；托盘，设置在晶体生长槽内，且靠近晶体生长槽底部，用于放置籽晶；第一驱动结构，与托盘连接，用于驱动托盘在水平面上旋转；搅拌结构，设置在晶体生长槽内，用于搅拌所述晶体生长液。本发明用于晶体生长。

Description

一种晶体生长装置
技术领域
本发明涉及一种晶体生长装置，属于晶体生长技术领域。
背景技术
磷酸二氢钾晶体(KDP)和磷酸二氘钾晶体(DKDP)是性能优良的电光和非线性光学晶体材料，被广泛应用于激光领域。近年来，随着惯性约束核聚变(ICF)的快速发展，KDP类晶体以其能生长出大尺寸等优点，在ICF系统中起着不可替代的作用。在ICF工程中，大尺寸的KDP类晶体被用来制作普克尔斯盒、二倍频和三倍频元件。
在晶体快速生长过程中，由于原料中金属离子含量不同，晶体纵横比往往不可控制，受载晶架高度的限制，在晶体生长后期，晶体锥头接触到载晶架上部，阻碍了晶体的继续生长，无法满足切割所需高度，严重制约了晶体产出效率。
发明内容
本发明提供了一种晶体生长装置，能够解决现有载晶架高度限制晶体生长高度，严重制约晶体产出效率的问题。
本发明提供了一种晶体生长装置，包括：晶体生长槽，用于容置晶体生长液；托盘，设置在所述晶体生长槽内，且靠近所述晶体生长槽底部，用于放置籽晶；第一驱动结构，与所述托盘连接，用于驱动所述托盘在水平面上旋转；搅拌结构，设置在所述晶体生长槽内，用于搅拌所述晶体生长液。
可选的，所述装置还包括：第二驱动结构，所述第二驱动结构与搅拌结构连接，用于驱动所述搅拌结构旋转。
可选的，所述晶体生长槽为胶囊状。
可选的，所述晶体生长槽的内壁上设置有多个凸起结构；多个所述凸起结构沿所述晶体生长槽的周向分布。
可选的，所述凸起结构为长方体。
可选的，所述凸起结构为三个；三个所述凸起结构沿所述晶体生长槽的周向均匀分布。
可选的，所述第一驱动结构包括第一电机，所述第一电机位于所述晶体生长槽外，所述第一电机的转动轴与所述托盘的中心轴连接；所述第一电机用于驱动所述托盘在水平面上旋转。
可选的，所述搅拌结构为螺旋桨；所述第二驱动结构包括第二电机，所述第二电机位于所述晶体生长槽外，所述第二电机的转动轴与所述螺旋桨的中心轴连接；所述第二电机用于驱动所述螺旋桨旋转。
可选的，所述晶体生长槽的内壁表面和所述凸起结构的表面均设置有防护膜；所述防护膜用于防止所述晶体生长槽的内壁制作材料和所述凸起结构的制作材料与所述晶体生长液发生反应。
可选的，所述托盘中心轴、所述螺旋桨中心轴均与所述晶体生长槽的中心轴同轴。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的晶体生长装置，通过利用设置在晶体生长槽底部的托盘来放置籽晶，由于不需要使用现有的载晶架，因而晶体的生长高度不再受到限制；并且晶体生长槽内部结构简单，通过利用搅拌结构使得晶体生长液中溶质分布更加均匀。由于该晶体生长装置可控性强，晶体生长成功率高，可顺利长出所需高度晶体，因而极大提高了晶体生产效率，适用于整个晶体生长阶段。
附图说明
图1为本发明实施例提供的晶体生长装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的晶体生长装置去盖后俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种晶体生长装置，如图1和图2所示，包括：晶体生长槽10，用于容置晶体生长液；托盘11，设置在晶体生长槽10内，且靠近晶体生长槽10底部，用于放置籽晶；第一驱动结构，与托盘11连接，用于驱动托盘11在水平面上旋转，以在晶体生长过程中转动托盘11上的晶体；搅拌结构，设置在晶体生长槽10内，用于搅拌晶体生长液。
本发明实施例对于晶体生长槽10的形状尺寸不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。在实际应用中，基于流体运动学，晶体生长槽10可以设计为胶囊状，这样利于晶体生长槽10内的晶体生长液流动。晶体生长槽10可以分为具有开口的槽体和用于封堵开口的槽盖，晶体生长液可以通过该开口注入到晶体生长槽10的槽体中。
本发明实施例对于托盘11的形状尺寸亦不做限定，示例的，托盘11可以为圆形或方形等。
在实际应用中，第一驱动结构可以包括第一电机13，第一电机13位于晶体生长槽10外，第一电机13的转动轴与托盘11的中心轴连接；第一电机13用于驱动托盘11在水平面上旋转。
具体的，第一电机13可以位于晶体生长槽10底部圆心处，第一电机13的转动轴可以通过螺丝与托盘11的中心轴连接。
本发明提供的晶体生长装置，通过利用设置在晶体生长槽10底部的托盘11来放置籽晶，由于不需要使用现有的载晶架，因而晶体的生长高度不再受到限制；并且晶体生长槽10内部结构简单，通过利用搅拌结构使得晶体生长液中溶质分布更加均匀。由于该晶体生长装置可控性强，晶体生长成功率高，可顺利长出所需高度晶体，因而极大提高了晶体生产效率，适用于整个晶体生长阶段。
进一步的，所述装置还包括：第二驱动结构，第二驱动结构与搅拌结构连接，用于驱动搅拌结构旋转。
本发明实施例对于搅拌结构和第二驱动结构的具体结构不做限定，在实际应用中，搅拌结构可以为螺旋桨14，螺旋桨14位于晶体生长槽10顶部圆心处；第二驱动结构可以包括第二电机，第二电机位于晶体生长槽10外，第二电机的转动轴与螺旋桨14的中心轴连接；托盘11中心轴、螺旋桨14中心轴均与晶体生长槽10的中心轴同轴。第二电机用于驱动螺旋桨14旋转，以保证晶体生长液中的溶质分布更加均匀。
进一步的，晶体生长槽10的内壁上设置有多个凸起结构12；多个凸起结构12沿晶体生长槽10的周向分布。
本发明实施例对于凸起结构12的形状尺寸、设置数量等均不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。示例的，凸起结构12可以设计为长方体的挡块，凸起结构12可以设置为三个；三个凸起结构12沿晶体生长槽10的周向均匀分布。这样用于保证溶质均匀分布。所述挡块的材料可以与晶体生长槽10的内壁材料一致，均采用钢材。
在实际应用中，晶体生长槽10的内壁表面和凸起结构12的表面均设置有防护膜；防护膜用于防止晶体生长槽10的内壁制作材料和凸起结构12的制作材料与晶体生长液发生反应。
本发明提供的晶体生长装置具体操作方法如下：
将预先配置好的晶体生长液抽入到胶囊状的晶体生长槽10内，在高于溶液饱和温度10～20℃温度下过热24～48h后，将籽晶放入圆形的托盘11的中心位置，待籽晶微溶后，将晶体生长液温度降到饱和温度以下5～10℃，待晶体高度达到预计要求即可取出。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：
晶体生长槽，用于容置晶体生长液；
托盘，设置在所述晶体生长槽内，且靠近所述晶体生长槽底部，用于放置籽晶；
第一驱动结构，与所述托盘连接，用于驱动所述托盘在水平面上旋转；
搅拌结构，设置在所述晶体生长槽内，用于搅拌所述晶体生长液。
2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述装置还包括：第二驱动结构，所述第二驱动结构与搅拌结构连接，用于驱动所述搅拌结构旋转。
3.根据权利要求1或2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长槽为胶囊状。
4.根据权利要求3所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长槽的内壁上设置有多个凸起结构；多个所述凸起结构沿所述晶体生长槽的周向分布。
5.根据权利要求4所述的晶体生长装置，其特征在于，所述凸起结构为长方体。
6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，所述凸起结构为三个；三个所述凸起结构沿所述晶体生长槽的周向均匀分布。
7.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第一驱动结构包括第一电机，所述第一电机位于所述晶体生长槽外，所述第一电机的转动轴与所述托盘的中心轴连接；所述第一电机用于驱动所述托盘在水平面上旋转。
8.根据权利要求2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述搅拌结构为螺旋桨；
所述第二驱动结构包括第二电机，所述第二电机位于所述晶体生长槽外，所述第二电机的转动轴与所述螺旋桨的中心轴连接；所述第二电机用于驱动所述螺旋桨旋转。
9.根据权利要求4所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长槽的内壁表面和所述凸起结构的表面均设置有防护膜；所述防护膜用于防止所述晶体生长槽的内壁制作材料和所述凸起结构的制作材料与所述晶体生长液发生反应。
10.根据权利要求8所述的晶体生长装置，其特征在于，所述托盘中心轴、所述螺旋桨中心轴均与所述晶体生长槽的中心轴同轴。
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