专利名称：一种用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于制备钆镓石榴石(Gd3Ga5O12，简称为GGG)和铽镓石榴石(Tb3Ga5O12，简称为TGG)等含有Ga2O3组分的石榴石型单晶的蓝宝石坩埚。
背景技术：
高功率固体激光器，对激光晶体有一系列严格的要求大的吸收截面和发射截面、长的荧光寿命、高的热力学性能以及能够生长成大尺寸高光学质量的晶体。GGG晶体容易在 平坦固液界面下生长，不存在其他杂质和应カ中心，整个截面都可有效利用，容易得到应用于高功率激光器的大尺寸板条和板状元件，并且GGG晶体具有好的力学和化学稳定性、高的热导率、宽的泵浦吸收带、长的荧光寿命，泵浦光的吸收和储能性都较好，可实现连续式或脉冲式激光运转。GGG晶体已成为高功率固体激光器的首选材料之一。目前随着近红外区光纤技术的迅猛发展，光隔离器在信息传输中获得越来越重要的应用。光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。铽镓石榴石(TGG)在可见和近红外光谱区内具有较高的费尔德常数和低的吸收系数，且容易用提拉法生长，因此，TGG晶体是应用于400 IlOOnm波段的法拉第光隔离器和较高功率激光磁光器件的理想材料。从上可以看出，GGG和TGG晶体具有广泛的应用前景，但在这两种晶体生长过程中，都面临着严重的Ga2O3组分挥发问题，由于组分Ga2O3具有较强的氧化性，并且该物质在不同的温度下具有不同的分解压力，所以它在加热熔融过程中容易发生还原挥发生成亚镓氧化物和氧气，使熔体组分偏离化学计量得不到及时修正，对晶体的质量造成严重的影响，难以生长出大尺寸闻质量的GGG和TGG晶体。中科院上海光机所赵广车等在GGG晶体的生长气氛中通入一定的氧分压，组分Ga2O3的挥发得到有效的抑制，但由于使用铱金坩埚，通入的氧加速了铱金的氧化。另外，由于反应Ir+02 = IrO2, Ir02+Ga203 = Ir+Ga20+202的发生，熔体表面经常漂浮一団铱金片，这不仅给下籽晶时的观察带来了不便，而且也改变了熔体表面上的温场，易产生表面螺旋形条纹，影响晶体的品质，且漂浮的铱金易被包裹在晶体内而形成散点或生长在晶体的肩部而形成大量的位错。同吋，由于铱金坩埚的存在加速了Ga2O3组分的挥发，加大了熔体组分的偏离。
实用新型内容本实用新型提供一种在制备钆镓石榴石或者铽镓石榴石等含有Ga2O3组分的石榴石型单晶时不会影响晶体内部质量、减少组分偏离的用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚。按照本实用新型提供的技术方案，所述用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，包括内坩埚与外坩埚，内坩埚设置在外坩埚的外部，内坩埚与外坩埚的顶端面平齐，内坩埚与外坩埚的断面形状吻合，所述内坩埚由蓝宝石制成。所述外坩埚由钨或者钥制成。所述内坩埚的内径为60 70mm，内坩埚的壁厚为3 6mm，内坩埚的高度为40 45mm。所述外相■祸的内径为66 82mm，外:t甘祸的壁厚为5 8mm，外:t甘祸的高度为40 50mmo所述内坩埚的断面形状为圆环形或者多边环形。本实用新型具有的有益效果采用上述技术方案的蓝宝石坩埚装置，可消除使用铱金坩埚时，铱金氧化物与Ga2O3组分反应生长铱金漂浮在熔体表面而影响晶体的内部质量，同吋，消除铱金的氧化物对Ga2O3组分分解挥发的促进作用。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进ー步说明。如图所示，用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，包括内坩埚I与外坩埚2，内坩埚I设置在外坩埚2的外部，内坩埚I与外坩埚2的顶端面平齐，内坩埚I与外坩埚2的断面形状吻合，所述内坩埚I由蓝宝石制成。所述外坩埚2由钨或者钥制成。所述内坩埚I的内径为60 70mm，内坩埚I的壁厚为3 6mm，内坩埚I的高度为 40 45mm。所述外坩埚2的内径为66 82mm，外坩埚2的壁厚为5 8mm，外坩埚2的高度为 40 50mm。所述内坩埚I的断面形状为圆环形或者多边环形。 本实用新型采用蓝宝石坩埚代替传统提拉法生长含有Ga2O3组分的GGG和TGG等石榴石型单晶时所使用的铱金坩埚，可完全消除铱金的氧化物与组分Ga2O3反应生长铱金漂浮在熔体表面而在晶体内部形成包裹物、散点和位错。同时，消除铱金的氧化物对Ga2O3组分分解挥发的促进作用。
权利要求1.一种用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，包括内坩埚(I)与外坩埚(2)，内坩埚(1)设置在外坩埚(2)的外部，内坩埚(I)与外坩埚(2)的顶端面平齐，内坩埚(I)与外坩埚(2)的断面形状吻合，其特征是所述内坩埚(I)由蓝宝石制成。
2.如权利要求I所述的用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，其特征是所述外坩埚(2)由鹤或者钥制成。
3.如权利要求I所述的用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，其特征是所述内坩埚(1)的内径为60 70mm,内i甘祸⑴的壁厚为3 6mm,内i甘祸⑴的高度为40 45mm。
4.如权利要求I所述的用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，其特征是所述外坩埚(2)的内径为66 82mm,外 甘祸⑵的壁厚为5 8mm,外 甘祸⑵的高度为40 50mm。
5.如权利要求I所述的用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，其特征是所述内坩埚(I)的断面形状为圆环形或者多边环形。
专利摘要本实用新型涉及一种用于制备钆镓石榴石和铽镓石榴石等含有Ga2O3组分的石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，所述用于生长石榴石型单晶的蓝宝石坩埚，包括内坩埚外套接的外坩埚，内坩埚与外坩埚的顶端面平齐，内坩埚与外坩埚的断面形状吻合，所述内坩埚由蓝宝石制成。采用上述技术方案的蓝宝石坩埚装置，可消除使用铱金坩埚时，铱金氧化物与Ga2O3组分反应生长铱金漂浮在熔体表面而影响晶体的内部质量，同时，消除铱金的氧化物对Ga2O3组分分解挥发的促进作用。
文档编号C30B15/10GK202390568SQ20112053361
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者柳祝平, 黄小卫 申请人:元亮科技有限公司