CN112626617A - 固定籽晶的装置、生长装置及晶体快速生长的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种固定籽晶的装置、生长装置及晶体快速生长的方法所述固定籽晶的装置包括载晶片和晶架平台；所述载晶片上固定有籽晶；所述载晶片放置在晶架平台上，使晶体生长。在快速生长KDP类晶体下种过程使用，简单快速，不破坏生长溶液稳定性，可顺利快速生长出大尺寸KDP类晶体，晶体长成脱离晶架不会破坏晶架表面价格昂贵涂层。具有很好的普适性。

Description

固定籽晶的装置、生长装置及晶体快速生长的方法
技术领域
本申请涉及一种固定籽晶的装置、生长装置及晶体快速生长的下种方法，属于水溶液晶体快速生长技术领域。
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。
KDP类晶体快速生长过程中，籽晶下种过程很关键。以往的下种过程，籽晶放在晶架中心的凹槽中，升温加热至高温，加入热生长溶液，降温生长。晶体生长失败，又要把溶液打回配料槽，新籽晶注入后，生长溶液又从配料槽转移至生长槽，过程繁琐，浪费物料。晶体长成后移出晶架会破坏晶架层，晶架报废。
发明内容
本申请提供的固定籽晶的装置用于KDP类晶体快速生长的下种方法，快速生长KDP类晶体下种过程简单快速，不破坏生长溶液稳定性，可顺利快速生长出大尺寸KDP类晶体，晶体长成脱离晶架不会破坏晶架表面价格昂贵涂层。该方法也可用长条籽晶快速生长下种。
根据本申请的第一个方面，提供了一种固定籽晶的装置。将籽晶固定在载晶片上，利用载晶片和晶架平台之间的摩擦力，进而实现对籽晶的固定。
一种固定籽晶的装置，所述固定籽晶的装置包括载晶片和晶架平台；所述载晶片上固定有籽晶；所述载晶片放置在晶架平台上，使晶体生长。
可选地，所述载晶片和晶架平台的摩擦系数为0.33～0.45。
载晶片固定在晶架平台的上，保证在晶架平台转动时候载晶片不被甩出，根据通常情况下的晶架平台转速，摩擦系数限定在0.33～0.45。
可选地，所述载晶片的厚度为0.75～1mm。
载晶片过薄，韧性不够，载晶片过厚则会导致晶体难以生长。
可选地，所述载晶片的表面积为4～9cm2。
可选地，所述载晶片为多边形。
可选地，所述载晶片为正多边形。
可选地，所述载晶片为正方形或长方形。
载晶片的表面积越大相应的产生的摩擦力也越大，但是表面积过大操作起来也比较困难，在满足摩擦力的条件下，表面积越小越好。在实际的选择中，在满足了表面积的情况下，可以为规则或不规则的形状，优选为正多边形。
可选地，所述载晶片选自塑料片。
载晶片的不同材质，其相应的摩擦系数也不同，因此像摩擦系数比较小的玻璃和陶瓷则无法满足要求。同时还要考虑到载晶片的材质不能破坏晶体的生长。
可选地，所述载晶片为30×30×1mm的塑料片。
可选地，所述籽晶是点籽晶。
对籽晶的具体形状不作限制，可根据实际生长的需要选择籽晶。
可选地，所述载晶片位于晶架平台的中心位置。
载晶片越靠近晶架平台的中心位置越稳定，但因为实际操作中，恰好位于晶架平台的中心位置是比较困难的，只要不在中心位置偏差太多，都是可以的。
现有技术当中，通常是在晶架平台开设凹槽来固定籽晶，因为凹槽的存在，容易对籽晶造成破坏，晶体一旦生长失败，就要重新配料，注入新的籽晶，且晶体长成后移出晶架会破坏晶架层，晶架报废。本申请通过引入载晶片来固定籽晶，来避免了开设凹槽。籽晶和载晶片之间可通过AB胶进行固定。载晶片和晶架平台之间通过摩擦力进行固定，因此在实际的应用过程中，在晶架旋转时候，满足载晶片和晶架平台之间固定的条件下，可根据实际情况选取载晶片的材质、形状、大小。
根据本申请的第二个方面，提供了一种晶体生长装置。
一种晶体生长装置，所述晶体生长装置包括上述所述的固定籽晶的装置。
现有的晶体生长装置，需要在晶架中心开具凹槽，使用上述固定籽晶的装置，不再需要开具凹槽，即可方便的组成晶体生长装置。
根据本申请的第三个方面，提供了一种晶体快速生长的方法。
一种晶体快速生长的方法，包括：通过固定籽晶的装置固定籽晶后，将其放置在晶架平台，快速下种后进行生长；
所述固定籽晶的装置选自上述所述的固定籽晶的装置。
采用本申请的固定籽晶的装置，可以实现晶体的快速下种。用取物器夹住籽晶放置在晶架平台中心即可。
可选地，所述晶体为KDP类晶体。
本申请的下种方法具有很好的普适性，并不限于KDP类晶体。
作为一种具体的实施方式，选择30×30×1mm的塑料片作为载晶片，10×10×10mm快长籽晶用AB胶粘于30×30×1mm塑料片上作为快速生长大尺寸KDP晶体的晶种。在KDP类晶体的具体生长过程中，用1.5米不锈钢钳取物器用于夹住籽晶放置晶架平台中心，下种完成后KDP类晶体在一定过饱和度下稳定快速生长。由于籽晶底部用AB胶粘于30×30×1mm塑料片上，可防止生长过程中籽晶转动时籽晶在晶架平台上滑动导致生长失败。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请所提供的固定籽晶的装置，简便易得，在快速生长KDP类晶体下种过程使用，简单快速，不破坏生长溶液稳定性，可顺利快速生长出大尺寸KDP类晶体，晶体长成脱离晶架不会破坏晶架表面价格昂贵涂层。该方法也可用长条籽晶快速生长下种，具有很好的普适性。
附图说明
图1为本申请一种实施方式中的固定籽晶的装置实物图。
图2为采用了固定籽晶的装置的晶体生长装置快速生长得到的KDP晶体。
图3为本申请一种实施方式中的固定籽晶的装置示意图。
图4为采用了固定籽晶的装置的晶体生长装置的示意图。
图5为采用该固定籽晶的装置下种后KDP类晶体稳定快速生长得到的晶体。
附图中的附图标记说明如下：
图1中，1代表籽晶，2代表塑料片。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
实施例1
如图3所示，为固定籽晶的装置示意图，籽晶固定在塑料片的上表面。如图4所示，为采用了固定籽晶的装置的晶体生长装置的示意图，籽晶固定在塑料片的上表面形成固定籽晶的装置，放置在晶架平台的中间位置。
如图1所示，为固定籽晶的装置实物图，其中1代表籽晶，为10×10×10mm的快长籽晶，2代表透明的塑料片，为多边形，摩擦系数为0.45，厚度为1mm，表面积为9cm2，快长籽晶1用AB胶粘于塑料片2上。
如图2所示，为采用了固定籽晶的装置的晶体生长装置快速生长得到的KDP晶体，尺寸为50cm×50cm×41cm。
实施例2
采用实施例1中的固定籽晶的装置进行生长KDP晶体。向生长槽内过热生长饱和溶液注种，用1.5米不锈钢钳取物器夹住籽晶放置晶架平台中心。下种完成后KDP晶体在一定过饱和度下稳定快速生长，图5为最终生长得到的KDP晶体实物图，尺寸为100×100×60mm。
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)

1.一种固定籽晶的装置，其特征在于，所述固定籽晶的装置包括载晶片和晶架平台；所述载晶片上固定有籽晶；所述载晶片放置在晶架平台上，使晶体生长。
2.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片和晶架平台的摩擦系数为0.33～0.45。
3.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片的厚度为0.75～1mm。
4.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片的表面积为4～9cm2。
5.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片选自塑料片。
6.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片为多边形。
7.根据权利要求1所述的固定籽晶的装置，其特征在于，所述载晶片为30×30×1mm的塑料片。
8.一种晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置包括权利要求1-7任一项所述的固定籽晶的装置。
9.一种晶体快速生长的方法，其特征在于，包括：通过固定籽晶的装置固定籽晶后，将其放置在晶架平台，快速下种后进行生长；
所述固定籽晶的装置选自权利要求1-7任一项所述的固定籽晶的装置。
10.根据权利要求9所述的晶体快速生长的方法，其特征在于，所述晶体为KDP类晶体。
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