[发明专利]掺钛氧化镓晶体及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种超快激光晶体或可调谐激光晶体的制备方法，该激光晶体为掺钛氧化镓晶体，该晶体分子式为β-(Ga_1-xTi_x)₂O₃，0.005≤x≤0.05；所述的掺钛氧化镓晶体的发射光谱在650-950 nm波段，吸收光谱在450-650 nm波段，所述的掺钛氧化镓晶体的荧光寿命在100-200 μs；

包括步骤如下：

（1）原料的选取和处理

将氧化镓和氧化钛混合后，在100-200℃下真空干燥2-5小时，将干燥后的原料压成饼状，采用固相烧结法合成掺钛氧化镓多晶料；

（2）晶体生长

a.将掺钛氧化镓多晶料在保护气氛下加热熔化，完全熔化后继续升温10-30℃，恒温1-2小时，降回至完全熔化时的温度，恒温1-2个小时；

b.于高于晶体熔点温度1-5℃下入氧化镓籽晶，进行提拉收颈，当籽晶直径收细至0.5-2 mm时，进行放肩及等径生长；生长过程中晶体的提拉速度：1-20 mm/小时，晶体生长至所需尺寸时，升温5-10℃，恒温5-10分钟后，将晶体提脱；

c.晶体生长结束后，以10-50℃/小时的速率降温到室温；

d：将晶体在惰性气氛或/和氢气气氛下高温退火，具体退火程序如下：将生长获得的掺钛氧化镓晶体升温到900-1350℃并恒温30-100小时，然后缓慢降到室温；即得掺钛氧化镓晶体。

2.根据权利要求1所述的超快激光晶体或可调谐激光晶体的制备方法，其特征在于，退火后的掺钛氧化镓晶体的热导率为13-28W/mK。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的氧化镓为Ga₂O₃，所述的氧化钛为Ti₂O₃或TiO₂。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的固相烧结法合成掺钛氧化镓多晶料的步骤如下：

将饼状原料于1350-1400℃下烧结30-50小时，获得钛掺氧化镓多晶料。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）a中将掺钛氧化镓多晶料装入铱金坩埚中，并放置于铱金模具中，为防止氧化镓高温下剧烈挥发，在坩埚上方加盖铱金上盖密封，铱金上盖与坩埚上沿密封。