专利名称：一种减小提拉法生长晶体内部热应力的后加热器装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种减小提拉法生长晶体内部热应力的后加热器装置的设计。 本发明采用后加热器装置替代目前常用的单层或多层氧化铝、氧化锆保温筒。该
后加热器装置是采用氧化锆纤维加工成的定型上保温罩，上保温罩有内外2层氧化锆纤维
筒组成，两层之间埋入热铬铝高温电阻加热丝。在中频感应加热晶体生长前期，电阻加热丝
不工作加热；到生长的晶体大部分进入上保温罩时候，加热丝开始加热，这样在上保温罩内
部形成一个温度梯度较小的退火区间，使得晶体头部和尾部的温度梯度较小，保证整根晶
体在相对较等温的空间内退火，从而起到了降低晶体内部热应力的效果。由于上保温罩内
的温度比熔体有一定的温度差，不会使得晶体的固液界面温度梯度过小，晶体生长无法继续。 采用本发明的方法可以在生长出低内应力的高温晶体，晶体生长退火完毕后可以 直接进行定向和切割，制备成为各种规格的晶体元器件，不需要炉外的长时间退火，不但大 大降低了晶体的内部应力，减少内部缺陷，同时可以大大提高效率，且装置结构简单，制作 成本低，该方法适合批量生产。
该装置具有以下优点 (1)晶体生长过程和完毕中晶体的退火是在一个相对缓和的温度梯度下进行的， 本身产生的内应力和晶体缺陷就比较少；
3
(2)整根退火的上保温罩系统可以通过2个热电偶测量腔室的温度梯度，可以通 过加热丝的功率来实现温度梯度的调节，实现退火过程的可控制性。
图1是这种消除晶体应力的提拉法晶体生长后加热器装置的结构示意图 1是氧化锆纤维棉制备的外层保温罩； 2是氧化锆纤维棉制备的内层保温罩； 3是氧化锆纤维棉制备的保温罩上盖板； 4是缠绕在内外层保温罩中的热铬铝高温加热丝； 5和6是双铂铑热电偶。
具体实施例方式实施例1 :掺钕钒酸钇晶体生长 激光晶体是指一种在光或电等激励下能够受激辐射、发射出激光的晶体。掺钕钒 酸钇晶体是目前被广泛使用的一种激光晶体，其分子式为NdJhXV04 (X为晶体中钕离子的含 生长装置国产D几-400型引上法单晶生长炉，25KW晶闸管中频感应电源加热，双 铂铑(Pt/Rh30-Pt/Rhl0)热电偶，英国欧陆818型温度调节器，生长容器为08Omm级浅型铱坩埚。 晶体生长所采用的技术参数籽晶取向a轴，生长气氛为氮气(含0.5%氧气)，气 压为50KPa，晶体生长速率为1. 5 2. 5mm/h，晶体转动速率为5 10rpm，后加热器装置的 内腔高度为80mm，晶体生长完毕的降温速率为15°C /h 25°C /h。
实施例2 :掺钕钒酸钆晶体生长 掺钕钒酸钆晶体是目前被广泛使用的一种激光晶体，其分子式为N《Gd卜xV04(x为 晶体中钕离子的含量)。 生长装置国产D几-400型引上法单晶生长炉，25KW晶闸管中频感应电源加热，双 铂铑(Pt/Rh30-Pt/Rh10)热电偶，英国欧陆818型温度调节器，生长容器为08Omm级浅型铱坩埚。 晶体生长所采用的技术参数籽晶取向a轴，生长气氛为氮气(含0.5%氧气)，气 压为50KPa，晶体生长速率为2 3mm/h，晶体转动速率为10 15rpm，后加热器装置的内腔 高度为80mm，晶体生长完毕的降温速率为20°C /h 30°C /h。
实施例3 :掺钕钇铝石榴石晶体生长 掺钕钇铝石榴石晶体是目前被广泛使用的一种激光晶体，其分子式为 NdxY3—XA15012 (x为晶体中钕离子的含量)。 生长装置国产D几-600型引上法单晶生长炉，50KW晶闸管中频感应电源加热，双 铂铑(Pt/Rh30-Pt/Rh10)热电偶，英国欧陆818型温度调节器，生长容器为口径0i2Omm，内部 深度为120mm的铱坩埚。 晶体生长所采用的技术参数籽晶取向〈111〉方向，生长气氛为纯氮气，气压为 lOOKPa，晶体生长速率为0. 5 1. 5mm/h，晶体转动速率为15 30rpm，后加热器装置的内腔高度为250mm，晶体生长完毕的降温速率为15°C /h 30°C /h。
实施例4 :掺钕铝酸钇晶体生长 掺钕铝酸钇晶体是目前被广泛使用的一种激光晶体，其分子式为NdJ卜xA103(x为 晶体中钕离子的含量)。 生长装置国产D几-600型引上法单晶生长炉，50KW晶闸管中频感应电源加热，双 铂铑(Pt/Rh30-Pt/Rhl0)热电偶，英国欧陆818型温度调节器，生长容器为口径0l2Omm,内部 深度为120mm的铱坩埚。 晶体生长所采用的技术参数籽晶取向〈111〉方向，生长气氛为纯氮气，气压为 lOOKPa，晶体生长速率为0. 5 1. 5mm/h，晶体转动速率为15 30rpm，后加热器装置的内 腔高度为250mm，晶体生长完毕的降温速率为15°C /h 30°C /h。
实施例5 :掺铈硅酸钇镥晶体生长 掺铈硅酸钇镥晶体是目前被广泛使用的 一 种闪烁晶体，其分子式为 CexLu2—xSi205(x为晶体中铈离子的含量)。 生长装置国产D几-600型引上法单晶生长炉，50KW晶闸管中频感应电源加热，双 铂铑(Pt/Rh30-Pt/Rhl0)热电偶，英国欧陆818型温度调节器，生长容器为口径0l2Omm，内部 深度为120mm的铱坩埚。 晶体生长所采用的技术参数籽晶取向〈111〉方向，生长气氛为纯氮气，气压为 lOOKPa，晶体生长速率为0. 5 1. 5mm/h，晶体转动速率为15 30rpm，后加热器装置的内 腔高度为250mm，晶体生长完毕的降温速率为15°C /h 30°C /h。
权利要求
一种减小提拉法生长晶体内部热应力的后加热器装置，其特征在于该后加热器装置是采用氧化锆纤维加工成的定型上保温罩，上保温罩有内外2层氧化锆纤维筒组成，两层之间埋入热铬铝高温电阻加热丝，通过调节加热丝的加热功率，提供一个附加热源，在上保温罩内部形成一个温度梯度相对小的退火空间，使得晶体头部和尾部的温度梯度较小，从而起到了降低晶体内部热应力的效果。
2. 根据权利要求1所述的一种减小提拉法生长晶体内部热应力的后加热器装置，其特 征在于保温罩材料可以为氧化铝、氧化钇。
3. 根据权利要求1所述的一种减小提拉法生长晶体内部热应力的后加热器装置，其特 征在于该装置可以用于激光晶体掺钕钒酸钇、钒酸钆、钇铝石榴石、铝酸钇晶体生长，以及 闪烁晶体掺铈硅酸钇镥晶体生长。
全文摘要
本发明采用后加热器装置替代目前常用的单层或多层氧化铝、氧化锆保温筒。该后加热器装置是采用氧化锆纤维加工成的定型上保温罩，上保温罩有内外两层氧化锆纤维筒组成，两层之间埋入热铬铝高温电阻加热丝。在晶体生长前期，电阻加热丝不工作加热；当生长的晶体大部分进入上保温罩时，加热丝开始加热，在上保温罩内部形成一个温度梯度较小的退火区间，使得晶体头部和尾部的温度梯度较小，保证整根晶体在相对较等温的空间内退火，从而起到降低晶体内部热应力的效果。晶体生长退火完毕后可以直接进行定向和切割，不需要炉外长时间退火，不但大大降低了晶体内部应力，减少内部缺陷，还大大提高效率，且装置结构简单，制作成本低，适合批量生产。
文档编号C30B15/14GK101760774SQ200810072460
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者吴少凡, 庄松岩 申请人:福建福晶科技股份有限公司