CN204779916U - 一种铱金坩埚用的铱金圆环盖板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功能晶体生长用铱金坩埚的新型铱金圆环盖板，所述铱金盖板，是一个有一定弧度的纯铱金盖板；所述铱金圆环盖板，空心顶部2r范围：40mm≤2r≤200mm，外圆环直径2R范围：60mm≤2R≤300mm；所述铱金圆环盖板水平放置时圆环板面与水平面的夹角范围15o≤θ≤60o：所述铱金盖板厚度d范围:1mm≤d≤5mm。该铱金盖板适用于激光晶体和闪烁晶体等功能晶体生长制备过程中的温度梯度调控，可提高晶体内掺杂离子的浓度和晶体的光学均匀性，同时可减少保温材料对坩埚内晶体生长原料的污染，保证生长晶体的纯度。

Description

一种铱金坩埚用的铱金圆环盖板

技术领域

本实用新型涉人工晶体生长领域，特别是涉及一种适用于生长激光晶体和闪烁晶体等的铱金坩埚用的新型铱金圆环盖板。

背景技术

提拉法(丘克拉斯基法)是生长晶体最常用的方法，用这种方法生长的多种高温氧化物晶体(蓝宝石、掺杂钇铝石榴石、硅酸钇镥、矾酸钇、钆镓石榴石、尖晶石等)通常需要在铱金坩埚中进行，铱金坩埚作为发热体通过感应加热将坩埚内的原料融化成液体，然后再用籽晶下种生长晶体。

在用提拉法生长高纯或高浓度晶体时，一般需要在铱金坩埚的口放置一个铱金圆环盖板。铱金盖板的作用主要有两个：1)降低保温材料对坩埚内晶体生长原料的污染，根据晶体生长温度的不同，提拉法生长晶体的上保温罩一般由耐高温的氧化铝或氧化锆原料制备而成。上保温材料在晶体生长过程中不可避免的会有一些氧化铝或氧化锆颗粒脱落掉进坩埚；另外，在升降温过程和晶体生长过程中，由于内部应力及升降温速度过快等原因上保温罩一般都会开裂，开裂时会有一部分氧化铝或氧化锆碎屑掉进铱金坩埚。组成保温材料的这些元素进入熔体后，在晶体生长过程中可能以掺杂离子的形式进入生长晶体的晶格，从而降低晶体纯度，影响晶体性能，另一方面，这些杂质离子价态与取代离子价态不匹配还会使晶体由于电荷不平衡而产生一些微观点缺陷（如Zr⁴⁺离子进入YAG晶格产生阳离子空位），或使有益掺杂离子产生变价(如Zr⁴⁺离子进入Yb:YAG晶格使部分有用的Yb³⁺变成有害的Yb²⁺离子)。2)调节温场。一方面铱金圆环盖板在温场中会因感应而发热，在晶体生长过程中可起到厚热器的作用，使晶体不容易开裂；另一面，铱金圆环盖板由于靠近晶体生长固液界面，可以改变晶体生长过程中固液界面的温度梯度。对分凝系数较小的生长难度较大的晶体可以实现高浓度掺杂，不容易造成组分过冷，晶体不容易开裂同时可提高晶体光学均匀性。

目前，在晶体生长过程中，使用的已有盖板均为平板圆环。这种平板铱金盖板的主要缺点是，在生长高温氧化物晶体的过程中，由于温度较高(大于1900℃)和晶体生长周期较长，铱金圆环盖板容易发生变形，圆环内径部分容易产生不同程度的塌陷，当上保温杂质掉下来以后容易沿铱金圆环盖板滚入晶体生长熔体中，不能有效地避免上保温杂质对熔体的污染。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种纯铱金新型圆环盖板，能够减少晶体生长过程中上保温材料对坩埚熔体的污染，从而达到降低晶体内部微观点缺陷，提高晶体品质的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种铱金坩埚用的铱金圆环盖板，分为两部分，包括：铱金空心顶部及铱金圆环板，铱金空心顶部为圆形；外部为带弧度的铱金圆环板，与平面呈一定角度。

所述铱金圆环盖板，铱金的纯度大于等于99.9%。

所述铱金圆环盖板的铱金空心顶部直径范围为40mm≤2r≤200mm。

所述铱金圆环盖板的铱金外圆环板直径范围为60mm≤2R≤300mm。

所述铱金圆环盖板，铱金环板面水平放置时与水平面的夹角范围15o≤θ≤60o。

本实用新型的有益效果是：本实用新型铱金圆环盖板，晶体生长时将圆环盖板对称放置于铱金坩埚上，炉内温度均匀缓慢升高，直至坩埚内原料融化，在合适的温度点下种，运行生长程序后，计算机生长软件根据晶体实际探测重量的反馈信号和设定值比较，通过PID调节修正电源的输出功率，实现晶体直径的全自动控制。本实用新型铱金圆环盖板适用于激光晶体和闪烁晶体等晶体的生长制备，其弧度夹角设置可以有效调节晶体生长时固液界面的温度梯度和避免铱金坩埚内原料的污染，提高晶体中离子掺杂的浓度、晶体光学均匀性和晶体纯度。

附图说明

图1是本实用新型铱金圆环盖板一较佳实施例的正视图。

图2是本实用新型铱金圆环盖板一较佳实施例的剖视图。

图3是本实用新型铱金圆环盖板一较佳实施例的仰视图。

图4是本实用新型铱金圆环盖板一较佳实施例的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本实用新型公开了一种人工晶体生长用铱金坩埚的新型铱金圆环盖板，所述铱金圆环盖板，是一个有弧度的纯铱金盖板；所述铱金圆环盖板的铱金空心顶部（1）直径2r范围：40mm≤2r≤200mm，铱金外圆环板（2）直径2R范围：60mm≤2R≤300mm；所述铱金圆环盖板水平放置时圆环面与水平面的夹角范围15o≤θ≤60o：所述铱金盖板厚度d范围:1mm≤d≤5mm。

本实用新型铱金圆环盖板的工作过程如下：晶体生长时将圆环盖板对称放置于铱金坩埚上，炉内温度均匀缓慢升高，直至坩埚内原料融化，在合适的温度点下种，运行生长程序后，计算机生长软件根据晶体实际探测重量的反馈信号和设定值比较，通过PID调节修正电源的输出功率，通过晶体等径全自动软件控制晶体生长。

本实用新型纯氧气氛退火装置的性能如下：加入铱金圆环盖板后可以增加晶体生长固液界面的温度梯度，生长高浓度离子掺杂的晶体，晶体光学均匀性好，同时避免了上保温材料对坩埚内原料的污染，保证生长晶体的纯度。

本实用新型铱金圆环盖板适用于激光晶体和闪烁晶体等人工晶体的生长制备，可有效调节晶体生长时固液界面的温度梯度和避免铱金坩埚内原料的污染，提高晶体中离子掺杂的浓度、晶体光学均匀性和晶体纯度。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种铱金坩埚用的铱金圆环盖板，其特征在于包括：铱金空心顶部（1）及铱金圆环板（2），铱金空心顶部（1）为圆形；外部为带弧度的铱金圆环板（2），与平面呈角度设置。

2.根据权利要求1所述铱金圆环盖板，其特征在于：所述圆环铱金盖板的铱金空心顶部（1）直径范围为40mm≤2r≤200mm。

3.根据权利要求1所述的铱金圆环盖板，其特征在于，所述圆环铱金盖板的铱金圆环板（2）直径范围为60mm≤2R≤300mm。

4.根据权利要求1所述的铱金圆环盖板，其特征在于，所述圆环铱金盖板水平放置时铱金圆环板（2）的面与水平面的夹角范围为10o≤θ≤60o。

5.根据权利要求1所述铱金圆环盖板，其特征在于，所述圆环铱金盖板厚度范围为1mm≤d≤5mm。