一種用於大尺寸lbo晶體生長的籽晶杆及生長方法
2023-07-30 09:52:16 3
一種用於大尺寸lbo晶體生長的籽晶杆及生長方法
【專利摘要】本發明涉及晶體生長【技術領域】，尤其涉及一種用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆，該籽晶杆包括柔性段，在所述柔性段上端與所述柔性段相連的剛性段，以及所述柔性段下端的籽晶夾頭。本發明還提供了一種大尺寸LBO晶體的生長方法，採用本發明提供的籽晶杆固定籽晶進行晶體的生長。本發明提供的籽晶杆結構簡單、製造簡便、成本較低；本發明提供的生長方法可以在晶體生長結束後，有效避免籽晶折斷而造成晶體脫落，有利於提高晶體生長成功率。
【專利說明】—種用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆及生長方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及晶體生長【技術領域】，尤其涉及一種用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆及生長方法。
【背景技術】
[0002]三硼酸鋰(LiB305，簡稱LB0)單晶體是一種優良的非線性光學材料。它具有足夠大的非線性係數，在溫室下能夠實現相位匹配，不潮解、化學性能穩定、硬度適中，尤其以其較大的雷射損傷閾值和相位匹配容許角、寬的透光範圍見長於其他非線性晶體。目前已普遍應用於固體雷射變頻領域之中。
[0003]隨著晶體生長技術的不斷提高，各種超高功率，超強超快雷射裝置都對晶體器件的尺寸提出了越來越高的要求。傳統大尺寸LBO晶體生長技術採用硬軸籽晶杆固定籽晶，在晶體生長過程中，由於晶體不同方向生長速度的差異造成晶體的重心與籽晶杆不在同一直線上，在晶體生長結束時，晶體需從溶液中提離液面，籽晶承受一定的扭力，容易使籽晶折斷造成晶體脫落。
[0004]因此，針對以上不足，本發明提供了一種結構簡單、製造簡便、成本較低的籽晶杆。本發明提供的用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆及生長方法可以有效避免晶體生長結束後，在晶體提離液面過程中，發生籽晶折斷而造成晶體脫落的現象。
【發明內容】
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本發明要解決的技術問題是傳統大尺寸LBO晶體生長結束後，容易發生籽晶折斷而造成晶體脫落的問題。
[0007]( 二 )技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆，其特徵在於，包括柔性段，在所述柔性段上端與所述柔性段相連的剛性段，以及所述柔性段下端的杆晶夾頭。
[0009]優選地，所述剛性段與所述柔性段通過具有內螺紋的套管相連接。
[0010]優選地，所述剛性段與所述柔性段通過焊接方式相連接。
[0011]優選地，所述剛性段與所述柔性段通過膠黏劑粘結。
[0012]優選地，所述剛性段的材質為鉬金、銥金或陶瓷，所述柔性段的材質為鉬金或銥金。
[0013]優選地，所述剛性段與所述柔性段為同一種材質，所述剛性段直徑大於所述柔性段直徑。
[0014]優選地,所述剛性段直徑為5-40mm，所述柔性段直徑為l-10mm。
[0015]本發明還提供了一種大尺寸LBO晶體生長方法，為熔鹽生長法，採用以上技術方案所述的籽晶杆固定籽晶用以進行晶體生長。
[0016]優選地，所述生長方法包括以下步驟:
[0017](I)製備用於大尺寸LBO晶體生長的原料；
[0018](2)採用權利要求1所述的籽晶杆固定籽晶；
[0019](3)將晶體侵入溶液中生長直至成型；
[0020](4)當晶體生長結束後，緩慢將晶體提離液面，所述的籽晶杆在晶體扭力作用下柔性段發生彎曲，用以使得所述籽晶杆的剛性段與晶體重心始終保持在同一條直線上，並取出晶體。
[0021](三)有益效果
[0022]本發明的上述技術方案具有如下優點:該籽晶杆包括柔性段，在所述柔性段上端與所述柔性段相連的剛性段，以及所述柔性段下端的籽晶夾頭。在晶體生長過程中，晶體浸入溶液中生長，晶體受到溶液的浮力作用，籽晶杆受到晶體重力作用較小，能夠保持籽晶杆豎直。當生長結束晶體緩慢提離液面時，籽晶杆在晶體扭力的作用下柔性段發生彎曲，使得籽晶杆的剛性段與晶體重心始終保持在同一條直線上。因此，本發明提供的籽晶杆結構簡單、製造簡便、成本較低；採用本發明提供的籽晶杆進行晶體生長的方法，可以在晶體生長結束後，有效避免籽晶折斷而造成晶體脫落，有利於提高晶體生長成功率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明所述籽晶杆結構示意圖。
[0024]圖中1:籽晶杆剛性段；2:籽晶杆柔性段；3:籽晶夾頭。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0026]實施例一
[0027]如圖1所示為本發明實施例提供的用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆結構示意圖。
[0028]本實施例的用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆包括:位於上端的剛性段I ;與剛性段I相連的柔性段2 ;以及位於柔性段2下端的籽晶夾頭3。其中，出於拆卸方便、操作簡單的考量，本實施例剛性段I與柔性段2通過具有內螺紋的套管相連，但不僅局限於通過套管相連的連接方式，剛性段I與柔性段2也同樣可以通過焊接、膠黏劑粘結等連接方式相連接。
[0029]進一步地，剛性段I與柔性段2可以為同一種材質，例如鉬金、銥金等材料。當二者為同一種材質時，柔性段2的直徑小於剛性段I的直徑。其中，剛性段與柔性段最優直徑可供選範圍為:剛性段I直徑為5-40mm，柔性段2直徑為l-10mm。
[0030]進一步地，本實施例中的剛性段I的材質可為鉬金、銥金或陶瓷等剛性較好的材料，而可彎曲的柔性段2的材質只可為鉬金、銥金等柔性材料。
[0031]採用本實施例的籽晶杆生長大尺寸LBO晶體時，過程如下:首先製備用於大尺寸LBO晶體生長的原料，用籽晶夾頭3固定籽晶，並將晶體浸入溶液中進行晶體生長，直至晶體生長成型。晶體生長期間，由於晶體浸入溶液中，受到溶液的浮力作用，籽晶杆受到的晶體重力較小，籽晶杆亦能能夠保持豎直。當晶體生長結束時，晶體被緩慢提離液面，由於晶體的尺寸和質量均有變大，籽晶杆在晶體扭力的作用下，柔性段2發生彎曲。使得籽晶杆的剛性段I與晶體的重心始終保持在同一條直線上，避免了傳統大尺寸LBO晶體生長方法中容易發生籽晶折斷而造成晶體脫落的現象。
[0032]需要說明的是，本文中所使用的「上」、「下」等方位詞是以圖中所示的構件相對位置為基準定義的，顯然，上述方位詞的應用僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0033]綜上所述，本發明提供的籽晶杆結構簡單、製造簡便、成本較低；本發明提供的生長方法可以在晶體生長結束後，有效避免籽晶折斷而造成晶體脫落，有利於提高晶體生長成功率。
[0034]最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種用於大尺寸LBO晶體生長的籽晶杆，其特徵在於，包括柔性段，在所述柔性段上端與所述柔性段相連的剛性段，以及所述柔性段下端的籽晶夾頭。
2.根據權利要求1所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段與所述柔性段通過具有內螺紋的套管相連接。
3.根據權利要求1所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段與所述柔性段通過焊接方式相連接。
4.根據權利要求1所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段與所述柔性段通過膠黏劑粘結。
5.根據權利要求1-4任一項所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段的材質為鉬金、銥金或陶瓷，所述柔性段的材質為鉬金或銥金。
6.根據權利要求1所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段與所述柔性段為同一種材質，所述剛性段直徑大於所述柔性段直徑。
7.根據權利要求6所述的籽晶杆，其特徵在於，所述剛性段直徑為5-40mm，所述柔性段直徑為l-10mm。
8.—種大尺寸LBO晶體生長方法，為熔鹽生長法，其特徵在於，採用權利要求1所述的籽晶杆固定籽晶用以進行晶體生長。
9.根據權利要求8所述的生長方法，其特徵在於，所述生長方法包括以下步驟: (1)製備用於大尺寸LBO晶體生長的原料； (2)採用權利要求1所述的籽晶杆固定籽晶； (3)將晶體侵入溶液中生長直至成型； (4)當晶體生長結束後，緩慢將晶體提離液面，所述的籽晶杆在晶體扭力作用下柔性段發生彎曲，用以使得所述籽晶杆的剛性段與晶體重心始終保持在同一條直線上，並取出晶體。
【文檔編號】C30B29/22GK104264225SQ201410454162
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】塗衡, 胡章貴, 趙營, 嶽銀超 申請人:中國科學院理化技術研究所