[发明专利]一种高输出功率的YAG晶体的制备方法

摘要

本发明公开一种高输出功率的YAG晶体的制备方法,采用本发明方法制备Yb:YAG激光晶体，可以方便地观察晶体的生长状况；由于升温平缓，晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著地减小晶体的应力，并防止坩埚的寄生成核，使得晶形较佳，晶体内部应力平衡，不易出现晶体断裂的现象由于Yb:YAG激光晶体得到了充分的补氧，进而使Yb:YAG激光晶体的激光输出功率得到了大幅提高；同时，由于在抛光加工过程中，使用了抛光液，可加快溶解作用，浸蚀整平，消除磨痕。

主权项

1.一种高输出功率的YAG晶体的制备方法，其特征在于，包括步骤：（1）将Yb:YAG激光晶体原料投入到铱坩锅中，将铱坩锅抽取真空至‑0.05MPa，并输入高纯氩气正压保护，对铱坩锅进行升温加热，至450~600℃，持续2小时后，将铱坩锅进行加热至750~900℃，持续3小时后，将铱坩锅进行加热至1050~1300℃，持续2小时；（2）当Yb:YAG激光晶体原料开始融化，以每小时50℃的速率升温，直至Yb:YAG激光晶体垫料完全融化后，保温1小时；继续以每小时80℃的速率升温当铱坩锅内温度到2000~2100℃左右停止加热；（3）再次对铱坩锅添加Yb:YAG激光晶体原料，观察铱坩锅内状况，二次融化料后维持恒温，在籽晶杆上安放一颗籽晶，让籽晶接触熔融液面，待籽晶表面稍熔后，降低温度至熔点，提拉并转动籽晶杆，使熔体顶部处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体，待晶体生长至设定长度后停炉，提起晶体恒温保持1‑2h；（4）将步骤（3）中生长好的Yb:YAG激光晶体棒放入真空退火炉内，用真空泵将真空退火炉抽取真空至‑0.07MPa，打开充气装置，通过真空管向真空退火炉内供输氮气和氧气的体积比为1:1的混合气体；（5）以5℃/min的升温速率，对真空退火炉进行温度升温，升温至1450℃，保温5小时，并提高真空退火炉内的补氧量，进行恒温补氧；（6）以6℃/min的降温速率，对真空退火炉进行降温，降温至600℃，后，关闭真空泵和真空退火炉，然后随炉冷却至室温；（7）取出步骤（6）得到的Yb:YAG激光晶体，用干涉仪观察该Yb:YAG激光晶体的干涉条纹，若干涉条纹不是直线条，则重复以上步骤，直至干涉条纹为直线条为止;（8）对步骤（7）制得的Yb:YAG激光晶体进行抛光，使用吸管点加抛光液至正在抛光的Yb:YAG激光晶体，当抛光加工完成后，用水将Yb:YAG激光晶体表面的抛光液冲洗；（9）在反应釜内放置漆片50份，然后加入酒精25份充分稀释融化至饱和状态后，再加入白灰粉15份均匀搅拌后，将步骤（10）所得的Yb:YAG激光晶体放入浸泡1小时；（10）将Yb:YAG激光晶体捞出，放入马弗炉中在145~220℃下加温2小时取出，静置降温后，再将Yb:YAG激光晶体用去离子水清洗。