专利名称：掺镱钇铝石榴石晶体的退火方法
技术领域：
本发明涉及掺镱钇铝石榴石激光晶体(以下简称YbYAG)，特别是一种镱钇铝石榴石晶体的退火方法。
本发明的技术解决方案一种激光晶体掺镱钇铝石榴石(以下简称YbYAG)晶体的退火方法，其特征在于包括以下步骤。
①将YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中，该坩埚盖半开启，一并放入马弗炉中；
②马弗炉以小于50℃/小时的速率升温，升温至1000℃--1300℃；③恒温48小时；④以小于30℃/小时的速率降至室温，取出YbYAG晶体。
所述的马弗炉的最佳升温速率为30℃/小时。
所述的马弗炉的最佳降温速率为16℃/小时。
通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。确实解决了以往因为高温退火产生的相变而在晶体中产生散射颗粒的问题或生长炉内通氧气产生的大量贵金属铱的氧化损耗问题，大大减少了晶体的缺陷，提高了晶体的光谱和激光性能。
图1是本发明退火装置结构剖示中1-耐火砖 2-发热体 3-坩埚 4-晶体 5-纯YAG碎料6-垫板
具体实施例方式请参见图1，下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1将5at.％YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。马弗炉以50℃/小时的速度升温，升温至1000℃，恒温56小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例2将10at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1050℃，恒温72小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例3将15at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1100℃，恒温48小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例4将20at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1150℃，恒温24小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例5将25at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1200℃，恒温48小时后以30℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例6将30at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1250℃，恒温48小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
实施例7将50at.％.YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中。将将坩埚盖半启，放入马弗炉中(图1)。将马弗炉以30℃/小时的速度升温，升温至1300℃，恒温48小时后以16℃/小时的速度缓慢降至室温，出炉。通过以上退火处理YbYAG晶体由原来的绿色变为无色透明，吸收光谱中二价Yb离子吸收峰消失，已经全部转化成为三价的Yb离子，通过激光束在侧面观察，晶体中不存在散射颗粒，通过正交偏光应力仪观察晶体应力完全消失，表明退火完全达到效果。
权利要求
1.一种掺镱钇铝石榴石(以下简称YbYAG)晶体的退火方法，其特征在于包括以下步骤。①将YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中，该坩埚盖半开启，一并放入马弗炉中；②马弗炉以小于50℃/小时的速率升温，升温至1000℃--1300℃；③恒温48小时；④以小于30℃/小时的速率降至室温，取出YbYAG晶体。
2.根据权利要求1所述的掺镱钇铝石榴石晶体的退火方法，其特征在于所述的马弗炉的最佳升温速率为30℃/小时。
3.根据权利要求1或2所述的掺镱钇铝石榴石晶体的退火方法，其特征在于所述的马弗炉的最佳降温速率为16℃/小时。
全文摘要
一种掺镱钇铝石榴石晶体的退火方法，其特点是包括以下步骤将YbYAG晶体放入盛有纯钇铝石榴石碎晶体的氧化铝坩埚中，该坩埚盖半开启，一并放入马弗炉中；马弗炉以小于50℃/小时的速率升温，升温至1000℃—1300℃；恒温48小时；以小于30℃/小时的速率降至室温，取出YbYAG晶体。经本发明方法退火，晶体中不存在散射颗粒，晶体应力完全消失，激光性能和光学性能都有提高。
文档编号C30B33/00GK1441092SQ03116040
公开日2003年9月10日 申请日期2003年3月28日 优先权日2003年3月28日
发明者赵志伟, 徐晓东, 邓佩珍, 徐军, 宋平新 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所