專利名稱：一種大尺寸bbo晶體快速生長的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)晶體生長領(lǐng)域，特別是一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法。
背景技術(shù)：
低溫相偏硼酸鋇(β _BaB204)在非線性光學(xué)晶體中，是一種綜合優(yōu)勢明顯，性能良好的晶體，它有著極寬的透光范圍，較大的相匹配角，較高的抗光損傷閾值、寬帶的溫度匹配以及優(yōu)良的光學(xué)均勻性，廣泛運(yùn)用于Nd: YAG和Nd: YLF激光的二、三、四、五倍頻，染料激光的倍頻，三倍頻和混頻，T1:Sappire和Alexandrite激光的二、三、四倍頻,光學(xué)參量放大器(OPA)與光學(xué)參量振蕩器(OPO)，氬離子、紅寶石和Cu蒸汽激光器的倍頻等，特別是用于NdiYAG激光器之三倍頻有著廣泛的應(yīng)用。目前還未見有綜合性能更好的材料取代它。該晶體主要采用頂部籽晶法生長，利用氟化鈉或氧化鈉為助熔劑，采用緩慢降溫方式生長，生長周期長達(dá)7 8個月。同時由于晶體生長后期晶體長至坩鍋壁，晶轉(zhuǎn)停止，晶體靠降溫生長，過程中熔體主要為自然對流。該方法生長晶體具有生長速率低，生長周期長，風(fēng)險大，成本高等特點(diǎn)。同時由于熔體流動有限，難于生長厚度很厚晶體，無法加工得到大尺寸器件。本發(fā)明采用雙層坩堝設(shè)計(jì)，提高晶體生長速率和溶質(zhì)在邊界層的濃度梯度，從而縮短晶體生長周期，增加晶體厚度，得到大尺寸晶體
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法，實(shí)現(xiàn)BBO晶體快速生長，降低生長周期，同時獲得大尺寸BBO晶體。本發(fā)明通過如下方式實(shí)現(xiàn)的:一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法，采用碳酸鋇和硼酸為主要原料，氟化鈉或氧化鈉為助熔劑，坩鍋和熔鹽爐為生長裝置，所述坩堝為在外坩堝里面增置一個無底的內(nèi)坩堝，通過對外鍋熔體攪拌或通氣，帶動內(nèi)鍋熔體的流動，從而提高晶體生長速度和溶質(zhì)濃度梯度，縮短晶體生長周期，得到大尺寸晶體毛坯。本發(fā)明特點(diǎn):采用雙層坩鍋設(shè)計(jì)，一方面，利用外坩堝熔體攪拌帶動內(nèi)坩堝熔體的流動，提高晶體生長速率和溶質(zhì)濃度梯度；同時通過雙層坩鍋設(shè)計(jì)，增加熔體容積，有利于生長得到大尺寸晶體。


圖1為本發(fā)明所述坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為內(nèi)坩堝、2為外坩堝、3為晶體、4為籽晶桿。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一:稱取一定量的碳酸鋇、硼酸和氟化鈉，滿足BaB204:NaF=2:l (摩爾比)于原料桶中混勻。將混好的料于1000°c的硅碳棒爐中熔解至反應(yīng)完全。將熔好的料倒入坩鍋內(nèi)，置于熔鹽爐中，升溫至980°c，恒溫18h，而后在飽和溫度以上10°C下。將事先固定在籽晶桿上的籽晶緩慢的下至熔液表面，4 lOr/min轉(zhuǎn)動，半小時之后降TC，晶體開始生長，以后I 2V /day降溫，當(dāng)晶體生長至坩鍋壁時，停止晶轉(zhuǎn)，開啟外鍋攪拌槳轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速IO 30r/min,晶體開始2 5°C降溫,生長4 5個月，停止降溫，晶體出爐。實(shí)施例二:稱取一定量的碳酸鋇、硼酸和氧化鈉，滿足BaB204:Na0=3.5:1(摩爾比)于原料桶中混勻。將混好的料于1000°c的硅碳棒爐中熔解至反應(yīng)完全。將熔好的料倒入坩鍋內(nèi)，置于熔鹽爐中，升溫至980°c，恒溫18h，而后在飽和溫度以上10°C下。將事先固定在籽晶桿上的籽晶緩 慢的下至熔液表面，4 lOr/min轉(zhuǎn)動，半小時之后降7°C，晶體開始生長，以后I 2V /day降溫，當(dāng)晶體生長至坩鍋壁時，停止晶轉(zhuǎn)，開啟外鍋攪拌槳轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速10 30r/min,晶體開始2 5°C降溫,生長4 5個月，停止降溫，晶體出爐。
權(quán)利要求
1.一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法，采用碳酸鋇和硼酸為主要原料，氟化鈉或氧化鈉為助熔劑，坩堝和熔鹽爐為生長裝置，其特征在于:所述坩堝為在外坩堝里面增置一個無底的內(nèi)坩堝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法，其特征在于:所述外坩堝與內(nèi)坩堝之間進(jìn)行攪 拌或者通氣帶動內(nèi)坩堝熔體的流動。
全文摘要
一種大尺寸BBO晶體快速生長的方法，采用碳酸鋇和硼酸為主要原料，氟化鈉或氧化鈉為助熔劑，雙層坩鍋和熔鹽爐為生長裝置，所述雙層坩堝為在外坩堝里面增置一個無底的內(nèi)坩堝，通過對外坩堝熔體攪拌或通氣，帶動內(nèi)坩堝熔體的流動，從而提高晶體生長速度和溶質(zhì)濃度梯度，縮短晶體生長周期，得到大尺寸晶體毛坯，采用本發(fā)明的晶體生長方法可以有效解決傳統(tǒng)生長方法中晶體靠降溫生長，過程中熔體主要為自然對流導(dǎo)致晶體生長速率低，生長周期長，風(fēng)險大，成本高等缺點(diǎn)。
文檔編號C30B15/12GK103225108SQ201310115179
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者王昌運(yùn), 吳少凡, 陳偉 申請人:福建福晶科技股份有限公司