[发明专利]一种紫外低吸收YAl3(BO3)4晶体的生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶的生长方法，具体地说是涉及激光自倍频晶体YAl₃(BO₃)₄的助熔剂生长方法。

背景技术

激光自倍频晶体YAl₃(BO₃)₄具有较大的非线性光学系数，适中的双折射率，具有良好的物理化学性能，不潮解，具有较好的热导性和较小热膨胀各向异性，莫氏硬度为8。由于YAB为非同成分熔化，所以必须采用助熔剂法生长单晶，普遍采用而且最成熟的是以三钼酸钾为基础的助熔剂体系。采用钼酸盐作为助熔剂生长的YAl₃(BO₃)₄单晶在300nm以下就开始出现较强的吸收，到280nm左右透过率已经小于1％，所以一般认为YAl₃(BO₃)₄晶体不能应用在紫外光区。但是从组成YAl₃(BO₃)₄晶体的几种元素来分析，其本征紫外透过截止波长应该远远短于300nm。由于采用传统钼酸盐做助熔剂导致了YAl₃(BO₃)₄晶体在紫外区的吸收，限制了其在短波长的潜在应用。由于采用传统钼酸盐做助熔剂导致了YAl₃(BO₃)₄晶体在紫外区的吸收，限制了其在短波长的潜在应用。

发明内容

本发明目的在于采用新的助熔剂体系生长紫外低吸收的YAl₃(BO₃)₄晶体，为YAl₃(BO₃)₄晶体在紫外区的非线性光学应用打下基础。

晶体生长实验程序如下：

1)按照YAl₃(BO₃)₄∶Li₂CO₃∶Al₂O₃∶B₂O₃摩尔比为1∶1～5.5∶1～8∶3～15和YAl₃(BO₃)₄∶Li₂CO₃∶Al₂O₃∶B₂O₃∶LiF摩尔比为1～1.5∶2～4∶2～6∶6～14∶1～4的最佳比例称量，采用高纯度的氧化钇、氧化铝、碳酸锂、氧化硼及氟化锂等各种原料混合均匀，经过多次添料熔融之后，装入铂坩埚，置于马弗炉中熔融，每次熔化时间不少于2小时，然后将铂坩埚自然冷却至室温。冷却后的铂坩埚放入生长炉中，使用铂搅拌杆对熔体进行搅拌，使得熔体能够完全熔解。将生长炉的温度恒定在1150℃左右，恒温24～72小时，然后取出铂搅拌杆，降温至饱和温度附近，用籽晶尝试法寻找晶体生长的饱和温度。找到饱和温度之后，在饱和温度以上10～25℃，将已固定在籽晶杆上的籽晶引入至熔体表面，在恒温30～60分钟后，降温至饱和温度附近。籽晶用不同方法固定于籽晶杆上，进行晶体生长的籽晶取向为垂直于水平液面，方向为(001)方向。

2)晶体开始生长。在整个生长过程中，可通过调节降温速率或晶体转动速率或晶体转动的方向或他们的组合，来控制晶体的生长速度。在晶体生长初期，可以恒温1～3天，根据肉眼观察判断籽晶的生长状态，或降温或恒温或升温以控制晶体的初期生长，待进入正常状态后，以0.1～5℃/天的速率降温，同时以0～30转/分的速率旋转晶体。晶体生长参数为1080-900℃。在不同的生长阶段，可视情况的变化，采用不同的转速或转动方向，直至晶体达到所需的尺寸。

3)晶体生长结束后，出炉方式是提升籽晶杆，使晶体脱离液面，以不大于50℃/h的速率降温至室温。

具体实施方案

实施例1：