[发明专利]一种掺镨氟化钇锂晶体生长方法

说明书

技术领域：

本发明涉及单晶生长技术领域，尤其涉及一种掺镨氟化钇锂晶体生长方法。

背景技术：

Pr:YLF为四方晶系白钨矿结构，YLF在强紫外光辐照下不会发生光损伤，掺入镨离子，可实现室温下激光跃迁，发射激光波长为607nm和640nm，目前国内采用坩埚下降法制取，通过电阻加热，熔化在坩埚内的混合原料，通过下种，缩颈，等径等操作，生长出一定方向的晶体，但是用坩埚下降法制取的Pr:YLF容易产生开裂，晶体生长完整性差、尺寸小，难以实现工业化生产。

发明内容：

本发明是为了克服背景技术所存在的不足之处，提出一种生长晶体完整性好，无气泡无包络物，晶体尺寸大，不易开裂，成品率高。

本发明提出的一种掺镨氟化钇锂晶体生长方法，包括以下步骤：

将PrF₃和LiF、YF₃混合粉体和种晶放入铂坩埚；

将铂坩埚放入单晶炉中，将单晶炉内通入氮气；

采用开放式提拉法生长掺鐠氟化钇锂单晶。

所述的PrF₃和LiF、YF₃的纯度均＞99.99％。

所述的PrF₃和LiF、YF₃摩尔比为0.02∶1∶0.98。

所述的铂坩埚放入单晶炉后在300℃中处理2小时。

所述的铂坩埚厚度为0.5-0.8mm。

所述的种晶为A方向YLF单晶。

所述的采用开放式提拉法生长掺鐠氟化钇锂时，炉温控制在600-1000℃，生长温度梯度在60-90℃/cm，上升速度0.5mm/h。

本发明的有益效果是：

本发明与现有技术相比，生长过程中挥发物少，生长晶体完整性好，无气泡无包络物，成品率高，晶体尺寸大，不易开裂，工艺设备简单，能耗低，有利于实现工业化生产。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式：

参照图1，为本发明的工艺流程示意图。

实施例1：本实施例按如下步骤进行：

1、将纯度大于99.99％，摩尔比为0.02∶1∶0.98的PrF₃和LiF、YF₃粉体混合后与A方向YLF单晶放入到厚度为0.5mm的铂坩埚中。

2、将铂坩埚放入单晶炉中，升温至300℃持续2小时，然后将单晶炉内通入氮气，再继续升温至原料完全熔化。

3、当原料完全熔化后，将炉温控制在600℃，然后用YLF单晶以10cm/h的速度下种、生长温度梯度为60℃/cm、上升速度0.5mm/h的开放式提拉法生长掺鐠氟化钇锂，生长周期10天得到Pr:YLF晶体。经测得晶体密度3.99g/cm³，熔点980℃。莫氏硬度4-5，热导率0.06W/cm·K，折射率n0＝1.433。

实施例2：本实施例按如下步骤进行：

1、将纯度大于99.99％，摩尔比为0.02∶1∶0.98的PrF₃和LiF、YF₃粉体混合后与A方向YLF单晶放入到厚度为0.8mm的铂坩埚中。

2、将铂坩埚放入单晶炉中，升温至300℃持续2小时，然后将单晶炉内通入氮气，再继续升温至原料完全熔化。

3、当原料完全熔化后，将炉温控制在1000℃，然后用YLF单晶以10cm/h的速度下种、生长温度梯度为90℃/cm、上升速度0.5mm/h的开放式提拉法生长掺鐠氟化钇锂，生长周期10天得到Pr:YLF晶体。经测得晶体密度3.99g/cm³，熔点980℃。莫氏硬度4-5，热导率0.06W/cm·K，折射率n0＝1.433。