[发明专利]坩埚、晶体及光学元件

说明书

本发明提供一种可以获得晶体内的添加元素的偏差小的晶体的坩埚、使用该坩埚而获得的晶体以及使用该晶体的光学元件。坩埚具有蓄积成为结晶的原料的熔液的熔液贮存部(24)和控制结晶的形状的喷嘴部(34)。喷嘴部(34)具有使熔液从熔液贮存部(24)流出到喷嘴部(34)的端面(35)的喷嘴孔(36)。喷嘴孔(36)的内周面的表面粗糙度为10μm以下。

技术领域

本发明涉及一种用于例如微下拉法(以下也称为μ-PD法)等的坩埚、使用该坩埚培育的晶体、以及使用了该晶体的光学元件。

背景技术

μ-PD法是在使通过形成于坩埚底部的喷嘴孔的原料熔液与晶种接触后，通过使晶种向下方移动来进行结晶生长的方法的一种。因为坩埚内均匀的原料熔液从喷嘴孔连续且强制地排出并结晶化，所以具有结晶生长方向的组成变动少的特征。

另外，设置喷嘴孔，由通过喷嘴孔向坩埚外侧流出的原料熔液润湿扩散的喷嘴面的形状能够限定结晶生长面的形状，因此，结晶生长时的形状精度高的结晶能够培育。

就单晶材料而言，作为附加目标的材料特性的方法，添加单晶构成元素以外的异种元素(掺杂物)的事例较多。特别是因为激光器用光学结晶、非线性光学结晶、闪烁器用发光结晶、荧光体结晶等光学结晶由于掺杂物而光学特性大幅变化，所以结晶内的掺杂物浓度分布较大地作用于结晶整体的光学特性。

在专利文献1所记载的坩埚中，在喷嘴的端面设置多个喷嘴孔，实现结晶内的添加元素的均匀化。然而，在现有的坩埚的结构中，特别是在将偏析系数小于1的元素作为添加元素的情况下，由本发明者判明了培育的结晶内的添加元素的偏差大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-239352号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于这样的实际情况而提出的，其目的在于提供一种能够获得晶体内的添加元素的偏差小的晶体的坩埚、使用该坩埚而获得的晶体、以及使用了该晶体的光学元件。

用于解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题而深入探讨，其结果本发明者发现，通过将喷嘴孔的内周面的表面粗糙度设为规定值以下，特别地，即使是偏析系数小于1的添加元素也均匀地分散在晶体的内部，从而完成了本发明。

即，本发明所涉及的坩埚其特征在于，所述坩埚具有蓄积成为结晶的原料的熔液的熔液贮存部和控制结晶的形状的喷嘴部，

所述喷嘴部具有将所述熔液从所述熔液贮存部引导至所述喷嘴部的端面的喷嘴孔，

所述喷嘴孔的内周面的表面粗糙度为10μm以下。

根据本发明的坩埚，通过将喷嘴孔的内周面的表面粗糙度设为规定值以下，特别地，即使是偏析系数小于1的添加元素也能够均匀地分散在晶体的内部。作为其理由，不一定明确，但例如如下认为。

为了使添加元素均匀地分散在晶体的内部，提出了在坩埚的喷嘴端设置多个喷嘴孔，使熔液从各喷嘴孔排出到结晶生长面。然而，在现有的坩埚中，因为没有注意到喷嘴孔的内周面的表面粗糙度，所以由于在喷嘴孔间的熔液的流出量产生差异等原因，难以使添加元素均匀地分散在晶体的内部。

在本发明的坩埚中，认为通过将喷嘴孔的内周面的表面粗糙度设为规定值以下，来自各喷嘴孔的熔液的流出变得稳定，并且来自各喷嘴孔的熔液的流出量变得大致均等，容易使添加元素均匀地分散在晶体的内部。进一步，即使在坩埚的喷嘴端形成单一的喷嘴孔的情况下，与未管理到喷嘴孔的内周面的表面粗糙度的现有的坩埚相比，来自喷嘴孔的熔液的流出稳定化，也容易使添加元素均匀地分散在晶体的内部。