专利名称：一种掺碳钛宝石晶体及其生长方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光材料领域中的钛宝石晶体生长技术，特别涉及ー种低残余红外吸收系数、高品质因素的掺碳钛宝石晶体及其生长方法。
背景技术：
八十年代初，固体可调谐激光器发展迅猛，钛宝石、金绿宝石等可调谐激光器先后出现，其中尤为突出的是钛宝石的研究。钛宝石(Ti=Al2O3)晶体是ー种性能优异的可调谐激光晶体材料，具有广泛的用途。钛宝石晶体是继Nb *YAG之后影响较大的ー种激光晶体材料。钛宝石激光器具有调谐范围宽、转换效率高、寿命长和具有多种泵浦源等特点，被广泛地应用于环境污染监测、军 事应用、瞬态光学、激光光谱、激光化学、激光遥感、激光雷达学等领域，受到各国科学家和军方的普遍重视。但是，由于钛宝石晶体中的钛原子在生长过程中是变价的，可形成Ti+、Ti2+、Ti3+和Ti4+，而对激光有利的是Ti3+，所以在生长晶体过程中应努力提高Ti3+的含量。由于Ti4+的离子半径小于Ti3+的离子半径，因此，Ti4+较Ti3+易取代Al3+形成替代离子。所以，钛宝石晶体生长价态的确定性就成为制备优异钛宝石晶体的关键。在Ti=Al2O3的生长过程中，最重要的是解决钛离子的价态问题。Ti原子的电子组态为^、、、、,(^^可以形成打^打^が+和が+等离子’激活离子只有が+ひめ和Ti2+(3d2)。对于激光晶体而言，重要的是Ti3+离子，其能级结构简单，没有激发态吸收。生长钛宝石晶体的关键是克服激光波段的残余红外吸收，提高品质因素FOM值。而钛宝石晶体的残余红外吸收则来源于晶体内存在的Ti4+，因为Ti3+-Ti4+离子对要产生附加吸收。解决该问题的方法，是抑制Ti4+的生长和促进Ti4+转化成Ti3+。国内对钛宝石的研究一直没有停止，因为钛宝石晶体存在激光波段出现很宽的吸收问题，称为残余红外吸收，影响激光，工作者们对其根源和消除办法进行了广泛的研究，研究发现残余红外吸收起源于晶体内存在Ti3+-Ti4+离子对的模型，由于Ti3+离子的3d电子在Ti4+离子及Al空位的库仑场影响下，变成能够吸收红外光子而激发，故消除残余红外吸收的原则就是把钛宝石中的4价离子Ti4+完全变成3价离子Ti3+。然而要将残余的Ti4+离子还原成Ti3+离子要比Ti3+离子氧化成Ti4+离子困难很多。基于这个难题人们提出了多种方法，如专利EP0241614，其エ艺要点是，在通常的钛宝石生长的惰性气氛中加入少量的还原性气体，比如氢气或者一氧化碳，来调节生长气氛的还原性或氧分压来控制钛离子的价态，同时也改善钛宝石的光学质量。但随后，专利EP0241614的发明人发现，用这种方法来控制钛离子价态或提高钛宝石品质因素的效果十分有限，所能达到的品质因素FOM多为60-80，比从惰性生长气氛条件下生长的钛宝石晶体品质因素高不了多少，远达不到实际使用的要求(150以上)，因此采用这种方法生长出来的钛宝石，仍与从惰性生长气氛条件生长出来的钛宝石一祥，必须在较强的还原性气氛中退火后才能使用。实际上，在钛宝石生长的温度下，氧化铝熔体是处于ー种氧化-还原平衡状态，会对钛的氧化状态产生更直接的影响，使钛的价态不可能简单地完全由生长气氛所控制。因此生长出低残余吸收系数，高品质因素的钛宝石激光晶体依然是个技术难题。基于上述背景，目前仍需要一种生长出低残余吸收系数，高品质因素的钛宝石激光晶体的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种低残余吸收系数，高品质因素的掺碳钛宝石晶体。所述掺碳钛宝石晶体的残余红外吸收系数25°C常温下为O. 01-0. OOlcm-1,品质因素FOM为200以上，最闻可达250。本发明中所用的“残余红外吸收系数”是指25°C常温下SOOnm的残余红外吸收系 数 α 800。本发明中所用的“品质因素F0M”是指25°C常温下晶体在490nm处的吸收系数与800nm处的吸收系数之比值。品质因素FOM反应Ti离子存在状态和浓度，是钛宝石质量的
ー种重要指标。本文中，在未另有指明时，所述含量均为重量比或重量百分比含量。为实现上述目的，本发明的掺碳钛宝石晶体的生长方法，通过在钛宝石原料中掺杂lOOO-lOOOOppm的石墨粉体，并采用石墨发热体和氩气气氛的单晶生长炉来生长掺碳的钛宝石晶体，基体中的碳在熔融温度下的强还原性大大提高了钛宝石中Ti4+向Ti3+的转变，从而降低了 Ti4+的含量，克服了钛宝石晶体中Ti4+离子含量过高以及由此引起残余红外吸收的缺点，从而解决钛宝石残余吸收影响其激光性能的难题，同时采用原位退火技术，进ー步提闻钦宝石晶体质量，实现低残余吸收系数，闻品质因素，闻光学均勻性钦宝石晶体的生长。为此，本发明的另ー个目的是提供掺碳钛宝石晶体的生长方法。该方法包括，在钛宝石原料中添加lOOO-lOOOOppm石墨粉体，采用坩埚下降法生长掺碳钛宝石晶体；生长后的晶体进行1700-1900°C和40-56小时的原位退火；退火后的晶体，以15_30°C /h的缓慢速
度降至室温。优选地，本发明的ー种掺碳钛宝石晶体的生长方法，包括在钛宝石原料中添加1000-10000ppm石墨粉体，在10_3_10_4Pa真空及1700-1800°C进行预烧结，在l-3t/cm2等静压成型后装入置有籽晶的坩埚中；在石墨发热体和惰性气氛环境下单晶生长炉生长晶体。本发明中，优选钛宝石原料为氧化铝和三氧化ニ钛，其重量比为100 (0. 1-1. 5)。优选地,氧化招和三氧化ニ钛的纯度为99. 99% (重量)以上。优选地，惰性气体为氩气。优选地，籽晶为定向白宝石籽晶，更优选为a轴(110)方向的定向白宝石籽晶，最优选籽晶是坩埚下降法生长的定向白宝石籽晶。优选地，惰性气氛压カ为15_30KPa。优选地，生长晶体过程包括在石墨发热体和惰性气氛环境下将等静压成型后装入坩埚中的粉料继续升温至熔体温度2050-2080°C，恒温2-5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温度梯度设定在15-350C /cm范围内，坩埚下降速率控制在O. 1-2. Omm/h范围内。优选地，晶体生长结束后，以20_45°C /h的速率将炉温降至室温。根据本发明的ー种优选实施方式，掺碳高品质因素钛宝石晶体的生长方法，可包括如下步骤(I)在下降炉钥坩埚的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶；(2)选取质量比为100 (O. 1-1. 5)的高纯氧化铝(99. 99% )和高纯三氧化ニ钛(99. 99% )粉料，在KT3-IO-4Pa真空及1700-1800°C进行预烧结，在l_3t/cm2等静压成型后，装入坩埚中，一起置于下降炉的坩埚架上；(3)系统密封，抽真空至10_3_10_4Pa，升温至1500_1700°C，充入高纯氩气作为保护气体，充至压カ为15-30Kpa ； (4)继续升温至熔体温度2050-2080 V，恒温2_5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定在15-35 0C /cm范围内，坩埚下降速率控制在O. 1-2. Omm/h范围内；(5)晶体生长结束后，以20_45°C /h的速率将炉温降至室温；(6)将生长的晶体进行原位退火，退火温度为1700-1900°C，保温40-56小时后，使得钛宝石晶体内应カ得以释放和消减晶体结构缺陷，继而以15-30°C /h的速度缓慢降至室温，取出晶体。在本发明的掺碳钛宝石晶体的生长方法中，优选地，籽晶是由坩埚下降法技术自行生长制备的高质量定向白宝石，在下降法生长技术中，钛宝石在a面上利于晶体的稳定生长，因此，更优选a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。在本发明的掺碳钛宝石晶体的生长方法中，钛宝石原料由高纯氧化铝和高纯三氧化ニ钛构成，其中，“高纯”是指纯度达到99. 99%以上。高纯氧化铝与高纯三氧化ニ钛的质量比为100 (O. 1-1. 5)，如果高纯三氧化ニ钛的质量比低于下限，则钛离子达不到钛宝石出光所需求的浓度要求，如果高纯三氧化ニ钛的质量比高于上限，则钛离子过量会导致浓度猝灭而降低发光效率，因此，本发明中高纯氧化铝与高纯三氧化ニ钛的质量比为100 (O. 1-1. 5)。在本发明的掺碳钛宝石晶体的生长方法中，石墨粉体的添加量控制在1000-10000ppm，如果石墨粉体添加量小于lOOOppm，则晶体中的Ti4+不能充分还原成Ti3+，如果石墨粉体添加量大于lOOOOppm，则过量碳会导致晶体的光学性能下降。在本发明中，晶体生长的固液界面温梯设定在15_35°C /cm范围内，如果设定的温梯小于15°C /cm，过小的温度梯度即不利于晶体的稳定生长，也不符合经济生长的原则；如果设定的温梯大于35 V /cm，则过大的温度梯度会导致钛宝石晶体生长过程出现开裂现象。本发明中，坩埚下降速率控制在0. 1-2. 0mm/h范围内，如果下降速率小于0. Imm/h，则虽有利于晶体的稳定生长，但是ー种能量的浪费；如果下降速率大于2. 0mm/h，则会导致晶体在生长过程中的应カ性开裂。因此，综合考虑的结果，本发明中坩埚下降速率控制在0. 1-2. 0mm/h范围内为好。本发明中，晶体生长结束后，以20_45°C /h的速率将炉温降至室温，如果降温速率小于20°C /h，则导致能源的浪费和设备的损耗，如果降温速率大于45°C /h，则导致晶体的应カ性开裂。在本发明中，通过对生长后的晶体进行原位退火，消减晶体内部缺陷、提高晶体的均匀度，改善掺碳钛宝石晶体的光学性能。退火温度为1700-1900°C，保温40-56小时后，以15-30°C /h的速度缓慢降至室温，取出晶体。如果退火温度小于1700°C，则不具备晶体内部消减缺陷所需要的能量而达不到退火效果，如果退火温度大于1900°C，则会导致钛宝石晶体的软化甚至熔融。本发明通过在钛宝石原料中添加微量的石墨粉体，从而利用基体中石墨碳在熔融温度下的强还原性特点，和石墨发热体的惰性气氛所制造的还原氛围做辅助，达到控制钛价态的目的，同时采用原位退火法，改进钛宝石的退火效果。退火对晶体的作用主要表现在三点ー是，退火可以消减晶体内部的点线面缺陷。由于Ti离子半径比Al离子半径大26%，在生长过程中存在部分Ti离子没有完全进入格位，还原退火可以为Ti离子进入正常格位提供热力学动力，退火还能消减晶体中位错，小角晶界等内部缺陷，减少钦宝石晶体中 散射和残余吸收中心；ニ是，退火可以释放晶体在生长过程的热应力，提高晶体的光学均匀性；三是，还原退火可以进一歩使得Ti4+转化为Ti3+，提高Ti3+的含量，提高主吸收系数。实现钛宝石激光晶体的低残余吸收系数、高品质因素、高光学均匀性的质量要求。
图I是生长钛宝石晶体下降炉的结构示意图。
具体实施例方式通过以下实施例的说明，将对本发明的特点和优点更加清楚，但应了解本发明不仅仅限于这些实施例。在不脱离本发明构思的前提下，还可以有更多变化或改进的其他实施例，而这些变化和改进都应属于本发明的范围。以如图I所示的下降炉为例，对下降法生长掺碳的高品质因素钛宝石晶体的ー些实施例进行说明。如图I所示，下降炉包括石墨发热体I、钥坩埚2、坩埚架3、坩埚移动装置4。实施例I :坩埚下降法生长掺碳的高品质因素钛宝石晶体在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝与三氧化ニ钛的质量配比为100 I的粉料3000克，添加IOOOppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用2t/cm2(吨/平方厘米)的等静压锻压成块，在真空中1700°C预烧结后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合。系统密闭后，抽真空至4X10_4Pa，升温至1600°C。充入高纯氩气至压カ为15KPa，继续升温至熔融温度2050°C，恒温5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为35V /cm，坩埚下降速率控制为O. 6mm/h,晶体生长结束后，以40°C /h的速率将炉温降至室温，实行原位退火处理，退火温度为1850°C，保温40小时，再以25°C /h的速度缓慢降至室温，取出钛宝石晶体。采用JASCO V-570 UV/VIS/NIR分光光度计测定得到的掺碳钛宝石晶体的光学性质，25°C常温下残余红外吸收系数a goo为O. OlcnT1,品质因素FOM达到205。实施例2在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝100 I三氧化ニ钛质量配比的粉料3000克，添加3000ppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用2t/cm2的等静压锻压成块，在真空中1700°C预烧后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合，系统密闭，抽真空至3X10_4Pa，升温至1550°C。充入高纯氩气至压カ为正压20KPa，继续升温至熔融温度2060°C，恒温4. 5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为30°C /cm，下降速率控制为O. 5mm/h,晶体生长结束后，以35°C /h的速率将炉温降至室温，进行原位退火处理，退火温度为1800°C，保温45小时，再以20°C /h缓慢降至室温，取出钛宝石晶体，采用JASCO V-570UV/VIS/NIR分 光光度计测试得到的钛宝石激光晶体光学质量，25°C常温下残余红外吸收系数α ■減少到
O.008CHT1，品质因素FOM达到210。实施例3在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝与三氧化ニ钛的质量配比为100 I的粉料3000克，添加6000ppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用2t/cm2(吨/平方厘米)的等静压锻压成块，在真空中1700°C预烧后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合，系统密闭，抽真空至2X10_4Pa，升温至1500°C。充入高纯氩气至压カ为正压25KPa，继续升温至熔融温度2070°C，恒温4小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为25°C /cm，坩埚下降速率控制为O. 4mm/h,晶体生长结束后，以35°C /h的速率将炉温降至室温，实行原位退火处理，退火温度为1750°C，保温48小时，再以20°C /h的速度缓慢降至室温，取出钛宝石晶体。采用JASCO V-570UV/VIS/NIR分光光度计测试得到的钛宝石激光晶体的光学质量，25°C常温下残余红外吸收系数α 800减少到O. 006CHT1，品质因素FOM达到218。实施例4在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝与三氧化ニ钛的质量配比为100 I的粉料3000克，添加9000ppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用2t/cm2(吨/平方厘米)的等静压锻压成块，在真空中1700°C预烧后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合，系统密闭，抽真空至lX10_4Pa，升温至1600°C。充入高纯氩气至压カ为正压30kpa，继续升温至熔融温度2080°C，恒温3. 5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为20°C /cm，坩埚下降速率控制为O. 3mm/h,晶体生长结束后，以30°C /h的速率将炉温降至室温，实行原位退火处理，退火温度为1750°C，保温56小时，再以20°C /h的速度缓慢降至室温，取出钛宝石晶体。采用JASCO V-570 UV/VIS/NIR分光光度计测试得到的钛宝石激光晶体的光学质量，25°C常温下残余红外吸收系数α 800减少到O. 004cm_1,品质因素FOM达到220。实施例5在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝与三氧化ニ钛的质量配比为100 O. 5的粉料3000克，添加6000ppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用lt/cm2(吨/平方厘米)的等静压锻压成块，在真空中1800°C预烧后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚 架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合，系统密闭，抽真空至2X10_4Pa，升温至1500°C。充入高纯氩气至压カ为正压25KPa，继续升温至熔融温度2070°C，恒温4小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为25V /cm，坩埚下降速率控制为O. 4mm/h,晶体生长结束后，以35°C /h的速率将炉温降至室温，实行原位退火处理，退火温度为1800°C，保温48小时，再以20°C /h的速度缓慢降至室温，取出钛宝石晶体。采用JASCO V-570 UV/VIS/NIR分光光度计测试得到的钛宝石激光晶体的光学质量，25°C常温下残余红外吸收系数α 800减少到O. 005CHT1，品质因素FOM达到205。实施例6在下降炉内钥坩埚2的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。钛宝石原料采用高纯氧化铝(99. 99% )粉末和三氧化ニ钛(99. 99% )粉末，称取氧化铝与三氧化ニ钛的质量配比为100 I. 5的粉料3000克，添加6000ppm的高纯石墨(99. 99% )粉体，均匀混合后，用3t/cm2(吨/平方厘米)的等静压锻压成块，在真空中1800°C预烧后装入钥坩埚2中，一起置于下降炉的坩埚架3上，调节钥坩埚2和石墨发热体I的距离，保证中心重合，系统密闭，抽真空至2X10_4Pa，升温至1500°C。充入高纯氩气至压カ为正压25kpa，继续升温至熔融温度2070°C，恒温4小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置4，即进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温梯设定为25 V /cm，坩埚下降速率控制为O. 4mm/h,晶体生长结束后，以35°C /h的速率将炉温降至室温，实行原位退火处理，退火温度为1800°C，保温48小时，再以20°C /h的速度缓慢降至室温，取出钛宝石晶体。采用JASCO V-570 UV/VIS/NIR分光光度计测试得到的钛宝石激光晶体的光学质量，25°C常温下残余红外吸收系数a goo减少到O. 009cm_1,品质因素FOM达到201。
权利要求
1.一种掺碳钛宝石晶体，其特征在于，25 °C常温下其残余红外吸收系数为O.01-0. OOlcnT1，品质因素FOM为200以上，最高达250。
2.如权利要求I所述的掺碳钛宝石晶体的制造方法，包括在钛宝石原料中添加1000-1OOOOppm石墨粉体，采用坩埚下降法生长掺碳钛宝石晶体，生长后的晶体进行1700-1900°C和40-56小时的原位退火；退火后的晶体，以15_30°C /h的缓慢速度降至室温。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，下降法生长过程包括 在钛宝石原料中添加lOOO-lOOOOppm石墨粉体，在真空及1700-1800°C进行预烧结，在l-3t/cm2等静压成型后装入置有籽晶的坩埚中； 在石墨发热体和惰性气氛环境下单晶生长炉生长晶体。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，预烧结的真空度为10_3-10_4Pa。
5.如权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，钛宝石原料为氧化铝和三氧化二钛的混合物，其重量比为100 (O. 1-1. 5)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，氧化铝和三氧化二钛的纯度为99.99%以上。
7.如权利要求2-6任一所述的方法，其特征在于，所选籽晶是定向白宝石籽晶。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，定向白宝石籽晶为a轴(110)方向的定向白宝石籽晶。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，定向白宝石籽晶通过坩埚下降法生长。
10.如权利要求2-9所述的方法，其特征在于，惰性气体为氩气。
11.如权利要求2-10任一所述的方法，其特征在于，惰性气氛压力为15-30KPa。
12.如权利要求2-11任一所述的方法，其特征在于，晶体生长过程包括 在石墨发热体和惰性气氛环境下将等静压成型后装入坩埚中的粉料继续升温至熔体温度2050-2080°C，恒温2-5小时，原料熔化以及籽晶接种； 待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置进行晶体生长，其中，将晶体生长的固液界面温度梯度设定在15-35°C /cm范围内，坩埚下降速率控制在0. 1-2. 0mm/h范围内。
13.如权利要求12所述的掺碳钛宝石晶体的生长方法，其特征在于，晶体生长结束后，以20-45°C /h的速率将炉温降至室温。
14.一种掺碳钛宝石晶体的生长方法，包括如下步骤 (1)在下降炉钥坩埚的籽晶槽内放入a轴(110)方向的定向白宝石籽晶； (2)以100 (0. 1-1. 5)的重量比准备99. 99%高纯氧化铝与99. 99%高纯三氧化二钛的粉料，在10_3-10_4Pa真空及1700-1800°C进行预烧结，在l-3t/cm2等静压成型，然后装入上述坩埚中，将坩埚置于下降炉的坩埚架上； (3)系统密封，抽真空至10_3-10_4Pa，升温至1500-1700°C，充入氩气作为保护气体，充至正压为15-30Kpa ； (4)继续升温至熔体温度2050-2080V，恒温2_5小时，待原料完成熔化以及籽晶完成接种后，启动坩埚下降装置进行晶体生长，将晶体生长的固液界面温度梯度设定在15-350C /cm范围内，坩埚下降速率控制在0. 1-2. 0mm/h范围内；(5)晶体生长结束后，以20-45°C/h的速率将炉温降至室温； (6)将生长的晶体进行原位退火，退火温度为1700-1900°C，保温40-56小时后，以15-30 0C /h的缓慢速度降至室温，取出晶体。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，纯氩气的纯度为99.9% -99. 99%。
16.如权利要求2-15任一所述的方法制造的掺碳钛宝石晶体，25°C常温下其残余红外吸收系数为0.01-0. OOlcnT1，品质因素FOM为200以上，最高达250。
17.如权利要求16所述的掺碳钛宝石晶体在可应用于固体可调谐激光器。
全文摘要
本发明涉及一种掺碳钛宝石晶体，常温下其残余红外吸收系数为0.01-0.001cm-1，品质因素FOM为200以上。其制造方法包括在钛宝石原料中添加1000-10000ppm石墨粉体，采用坩埚下降法生长掺碳钛宝石晶体，生长后的晶体进行1700-1900℃和40-56小时的原位退火；退火后的晶体，以15-30℃/h的缓慢速度降至室温。本发明的掺碳钛宝石晶体，25℃常温下其残余红外吸收系数减少到0.01-0.001cm-1，品质因素FOM为200以上。具有高光学均匀性，适合应用于固体可调谐激光器中。
文档编号C30B29/20GK102851737SQ20111017499
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者徐军, 李红军, 唐慧丽, 王静雅, 胡克艳 申请人:中科协鑫(苏州)工业研究院有限公司