一种用于晶体生长充气装置的制作方法

本实用新型涉及一种晶体生长充气装置。属于光学材料领域。

背景技术：

高光学质量晶体是每个晶体科研工作者的追求目标。想要得到高质量的晶体，首先，需要保证在晶体生长过程中在一个洁净的环境中，所以，晶体生长环境中的气体质量尤为重要。所以，作为气体质量保证的源头，充气过程对晶体的质量也起到了决定性作用。目前晶体生长设备的充气方式使用的是传统单管充气方式。如图1所示，晶体炉主要包括：炉体1，在炉体1内设置有用于生长晶体2的坩埚3，坩埚3的周围设置用于加热坩埚3的加热器4。坩埚3和加热器4外侧还设置有温场5。晶体炉还包括用于给炉体1内充气的充气装置，充气装置包括设置在炉体1顶部的充气管8、供气设备和连接供气设备和充气管8的管道(图中未显示)。当需要对炉体1内填充设定成分的气体时，供气设备打开通过管道和充气管8向炉体1内充气。

这种充气方式的缺点是：1：由于设备充气时功耗比较大，通常在20kw以上。充气过程中不能继续升温，充气的时间越长，消耗掉的电能越多。这种充气方式不但浪费了电能，而且也耽误了晶体生长周期。为了提高效率，就需要对晶体炉进行快速充气。但现有的充气方式，当气体充入速度过快时，气体就会携带炉壁上的挥发物等杂质、及温场上的挥发物杂质等进入到坩埚中，导致坩埚中纯净的原料受到污染，生长出的晶体将出现散射缺陷。2：充气缓慢时(大于1小时)，由于是直吹，也会使得炉壁及温场上的有害杂质吹入坩埚，从而影响晶体的散射缺陷。

由于现有的充气方法存在上述问题，所以，为了提高晶体质量，需要一种新型的充气方式，来实现快速无杂质的充气。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中充气装置所存在的问题，本实用新型提供一种晶体生长充气装置，通过在进气管出气端设置分流口，将出气端的高速气体分流，并控制其流向。有效的解决了现有技术中高速进气时炉体内的杂质会随着气流进入坩埚中。影响晶体质量的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所提供的技术方案为：

一种晶体生长充气装置，设置在晶体炉炉体顶部，用于为晶体炉内供给设定成分的气体，其包括：

用于为晶体炉内提供设定成分气体的供气设备；

用于将供气设备输出的气体输入到所述晶体炉内的充气管，所述充气管包括进气端和出气端；

用于连接供气设备和充气管进气端的连接管道；和

设置在所述充气管的出气端的分流器。

进一步，所述分流器为设置有一个进气孔和三个出气口的四通装置。

进一步，所述分流器的三个出气孔的其中两个的轴线位于同一条直线上，另一个出气孔的轴线垂直于另外两个出气孔的轴线。

进一步，所述进气孔的轴线垂直于所述三个出气孔轴线投影所组成的平面。

本实用新型提供一种晶体生长充气装置，通过在出气端设置分流器，由于增加了出气孔的数量，所以每一个出气孔的气体流速下降，降低了气体流速对炉体内壁及温场中挥发物及杂质的影响。另外，本实用新型中的充气装置，在靠近炉体内壁一侧和底部未设置出气孔，这样避免了气体直接吹到炉体内壁和温场上的杂质；以避免杂质随气流进入坩埚而影响晶体生长质量。

附图说明

图1为现有技术中带有充气装置的晶体炉的结构示意图。

图2为设置有本实用新型的一种用于晶体生长充气装置的晶体炉。

图3为分流器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图2所示，本实用新型中的一种晶体生长充气装置包括：供气设备(图中未显示)、连接管道(图中未显示)、充气管8和分流器9。其中，供气设备用于为晶体炉内提供设定成分气体。连接管道用于连接供气设备和充气管8。充气管8设置在炉体1的顶部，用于将供气设备输出的气体输入到晶体炉的炉体1内；充气管8的顶端为进气端，底端为出气端，连接管道通常与充气管8的进气端相连。分流器9设置在所述充气管8的出气端，用于对由充气管8吹出的气体进行分流。

如图3所示，分流器9为具有一个进气孔11和三个出气孔12a、12b和12c的四通装置。其具体形式可为图3中所示的，为一个正方体或长方体，进气孔11设置在顶面上，三个出气孔12a、12b、和12c分别设置在三个侧面上。气体由进气孔11进入，然后由三个出气孔12a、12b、和12c输出。优选的，三个出气孔的其中两个的轴线位于同一条直线上，另一个出气孔的轴线垂直于另外两个出气孔的轴线。例如，图3中所示，出气孔12a和12c的轴线位于同一条直线上，而出气孔12b的轴线则垂直于出气孔12a和12c的轴线。进气孔11的轴线则优选的，垂直于三个出气孔轴线投影所组成的平面。当然也可以根据实际需要，设置进气孔11和三个出气孔12a、12b和12c。

如图2、3所示，分流器9的进气孔11与充气管8的出气端相接，通常将充气管8的出气端插入到分流器9的进气孔11中。三个出气孔12a、12b和12c按图3中所显示的分别朝向图外、图内和图右侧。图左侧，即临近充气管8设置位置的炉体1的内壁方向则不设置有出气孔，在分流器9的底部也不设置出气孔，以避免由充气管8输入的气体直接由位于底部喷出。

通过使用本实用新型中的充气装置，在现有技术中的充气管的出气端，安装上制作的具有前、后、右侧出气孔(即远离炉壁侧，如果炉壁在充气管8的右侧，则为左侧出气孔)的分流器，由于增加了出气孔的数量，使得每一个出气孔的气体流速下降，降低了气体流速对炉壁及温场中挥发物及杂质的影响。又由于三个出气孔的位置为前、后、右侧，这种设置方式，使得没有直接吹向炉体侧壁和温场的气流。所以炉壁和温场的杂质随气流漂浮在炉膛内的数量很少。这样就避免了大量杂质掉入到坩埚中。最大限度的避免了对坩埚中的物料造成污染，保证了晶体生长环境的纯净。

实际使用效果：通过使用本实用新型中的充气装置，晶体炉的充气速度得到了提高，即使气流速度提高到原来的二倍，生长出的晶体也未出现明显散射缺陷。在实际的使用中，共生长9次晶体，除一支晶体出现少量散射外，三支轻微散射，其它6支晶体全无散射。而在使用现有的充气设备对晶体炉以相同的速度高速充气后，晶体经常出现散射缺陷比较严重的晶体，平均3支中就会出现一支，且散射现象经常发生。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。