專利名稱：一種用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制備釓鎵石榴石(Gd3^i5O12,簡稱為GGG)和鋱鎵石榴石 (Tb3Ga5O12,簡稱為TGG)等含有Gii2O3組分的石榴石型單晶的藍寶石坩堝。
背景技術：
高功率固體激光器，對激光晶體有一系列嚴格的要求大的吸收截面和發射截面、 長的熒光壽命、高的熱力學性能以及能夠生長成大尺寸高光學質量的晶體。GGG晶體容易在平坦固液界面下生長，不存在其他雜質和應力中心，整個截面都可有效利用，容易得到應用于高功率激光器的大尺寸板條和板狀元件，并且GGG晶體具有好的力學和化學穩定性、高的熱導率、寬的泵浦吸收帶、長的熒光壽命，泵浦光的吸收和儲能性都較好，可實現連續式或脈沖式激光運轉。GGG晶體已成為高功率固體激光器的首選材料之一。目前隨著近紅外區光纖技術的迅猛發展，光隔離器在信息傳輸中獲得越來越重要的應用。光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應。鋱鎵石榴石(TGG)在可見和近紅外光譜區內具有較高的費爾德常數和低的吸收系數，且容易用提拉法生長，因此，TGG晶體是應用于400 IlOOnm波段的法拉第光隔離器和較高功率激光磁光器件的理想材料。從上可以看出，GGG和TGG晶體具有廣泛的應用前景，但在這兩種晶體生長過程中，都面臨著嚴重的Ga2O3組分揮發問題，由于組分Ga2O3具有較強的氧化性，并且該物質在不同的溫度下具有不同的分解壓力，所以它在加熱熔融過程中容易發生還原揮發生成亞鎵氧化物和氧氣，使熔體組分偏離化學計量得不到及時修正，對晶體的質量造成嚴重的影響， 難以生長出大尺寸高質量的GGG和TGG晶體。中科院上海光機所趙廣軍等在GGG晶體的生長氣氛中通入一定的氧分壓，組分(^a2O3的揮發得到有效的抑制，但由于使用銥金坩堝，通入的氧加速了銥金的氧化。另外，由于反應Ir+02 = IrO2, Ir02+Ga203 = Ir+Ga20+202的發生，熔體表面經常漂浮一團銥金片，這不僅給下籽晶時的觀察帶來了不便，而且也改變了熔體表面上的溫場，易產生表面螺旋形條紋，影響晶體的品質，且漂浮的銥金易被包裹在晶體內而形成散點或生長在晶體的肩部而形成大量的位錯。同時，由于銥金坩堝的存在加速了 Ga2O3組分的揮發，加大了熔體組分的偏離。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種在制備釓鎵石榴石或者鋱鎵石榴石等含有Ga2O3組分的石榴石型單晶時不會影響晶體內部質量、減少組分偏離的用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝。按照本發明提供的技術方案，所述用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，包括內坩堝與外坩堝，內坩堝設置在外坩堝的外部，內坩堝與外坩堝的頂端面平齊，內坩堝與外坩堝的斷面形狀吻合，所述內坩堝由藍寶石制成。所述外坩堝由鎢或者鉬制成。所述內坩堝的內徑為60 70mm，內坩堝的壁厚為3 6mm，內坩堝的高度為40 45mm。所述外坩堝的內徑為66 82mm，外坩堝的壁厚為5 8mm，外坩堝的高度為40 50mmo所述內坩堝的斷面形狀為圓環形或者多邊環形。本發明具有如下優點采用上述技術方案的藍寶石坩堝裝置，可消除使用銥金坩堝時，銥金氧化物與 Ga2O3組分反應生長銥金漂浮在熔體表面而影響晶體的內部質量，同時，消除銥金的氧化物對Ga2O3組分分解揮發的促進作用。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖所示，用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，包括內坩堝1與外坩堝2，內坩堝1設置在外坩堝2的外部，內坩堝1與外坩堝2的頂端面平齊，內坩堝1與外坩堝2的斷面形狀吻合，所述內坩堝1由藍寶石制成。所述外坩堝2由鎢或者鉬制成。所述內坩堝1的內徑為60 70mm，內坩堝1的壁厚為3 6mm，內坩堝1的高度為 40 45mm。所述外坩堝2的內徑為66 82mm，外坩堝2的壁厚為5 8mm，外坩堝2的高度為 40 50mm。所述內坩堝1的斷面形狀為圓環形或者多邊環形。本發明采用藍寶石坩堝代替傳統提拉法生長含有Ga2O3組分的GGG和TGG等石榴石型單晶時所使用的銥金坩堝，可完全消除銥金的氧化物與組分Ga2O3反應生長銥金漂浮在熔體表面而在晶體內部形成包裹物、散點和位錯。同時，消除銥金的氧化物對Ga2O3組分分解揮發的促進作用。
權利要求
1.一種用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，包括內坩堝(1)與外坩堝(2)，內坩堝(1)設置在外坩堝(2)的外部，內坩堝(1)與外坩堝(2)的頂端面平齊，內坩堝(1)與外坩堝(2)的斷面形狀吻合，其特征是所述內坩堝(1)由藍寶石制成。
2.如權利要求1所述的用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，其特征是所述外坩堝 (2)由鎢或者鉬制成。
3.如權利要求1所述的用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，其特征是所述內坩堝(1)的內徑為6(T70mm，內坩堝(1)的壁厚為3飛mm，內坩堝(1)的高度為4(T45mm。
4.如權利要求1所述的用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，其特征是所述外坩堝(2)的內徑為66 82mm，外坩堝(2)的壁厚為5 8mm，外坩堝(2)的高度為40 50讓。
5.如權利要求1所述的用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，其特征是所述內坩堝 (1)的斷面形狀為圓環形或者多邊環形。
全文摘要
本發明涉及一種用于制備釓鎵石榴石和鋱鎵石榴石等含有Ga2O3組分的石榴石型單晶的藍寶石坩堝，所述用于生長石榴石型單晶的藍寶石坩堝，包括內坩堝外套接的外坩堝，內坩堝與外坩堝的頂端面平齊，內坩堝與外坩堝的斷面形狀吻合，所述內坩堝由藍寶石制成。采用上述技術方案的藍寶石坩堝裝置，可消除使用銥金坩堝時，銥金氧化物與Ga2O3組分反應生長銥金漂浮在熔體表面而影響晶體的內部質量，同時，消除銥金的氧化物對Ga2O3組分分解揮發的促進作用。
文檔編號C30B15/12GK102363898SQ201110370210
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月19日 優先權日2011年11月19日
發明者柳祝平, 黃小衛 申請人:元亮科技有限公司