[发明专利]一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置及使用方法，包括导轨和放置于导轨上的托盘，在导轨和托盘之间设有缓冲板；在托盘上表面沿长度方向间隔均匀铺设有多根横置的钨丝线，以使待放置的坩埚通过钨丝线放置在托盘上，导轨由两根导轨杆和均匀安装在两导轨杆之间的多块横板构成，位于两端的横板表面分别间隔均匀固定安装有多个定位柱；在缓冲板和托盘表面彼此一一对应开设有供对应定位柱穿过的定位孔。本发明有效解决了移动导轨时托盘的稳定性，避免托盘与坩埚底部粘接，同时减少托盘与导轨变形，延长托盘与导轨寿命，提高了晶体生长质量。

技术领域

本发明涉及晶体材料制备技术领域，具体涉及一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置及使用方法。

背景技术

大尺寸板条Yb:YAG/Nd:YAG激光晶体是目前高功率固体激光器主要使用的增益介质，应用于激光武器、激光切割等领域，发展高质量大尺寸Yb:YAG/Nd:YAG激光晶体对于国防军工、工业生产等有着重要的意义。而水平定向结晶法是适用于大尺寸板条激光晶体的生长晶体方法，利用此方法生长的激光晶体有着成本较低、晶体质量高、无核心侧心、加工余量小等优点。

激光晶体对晶体品质有着严苛的要求，大功率激光器更是需要无任何裂纹、云层、气泡、包裹体、闪射颗粒等缺陷的高品质激光晶体。目前采用的方案中，托盘直接置于导轨上，在导轨进行高温缓慢移动时托盘易与导轨发生相对位移，使坩埚偏离中心轴，造成温场不对称，严重影响晶体质量，同时坩埚也直接置于托盘上，易在高温下与托盘粘连，增大晶体应力，引起晶体开裂，也不利于生长晶体后坩埚与托盘的分离。另外，因为坩埚处于托盘中部，托盘与导轨受力不均匀，多次生长后易出现明显翘曲变形。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置及使用方法，有效解决移动导轨时托盘的稳定性，避免托盘与坩埚底部粘接，同时减少托盘与导轨变形，延长托盘与导轨寿命，提高了晶体生长质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置，包括导轨和放置于导轨上的托盘，在导轨和托盘之间设有缓冲板；在托盘上表面沿长度方向间隔均匀铺设有多根横置的钨丝线，以使待放置的坩埚通过钨丝线放置在托盘上。

进一步地，所述导轨由两根导轨杆和均匀安装在两导轨杆之间的多块横板构成，位于两端的横板表面分别间隔均匀固定安装有多个定位柱；在缓冲板和托盘表面彼此一一对应开设有供对应定位柱穿过的定位孔。

进一步地，导轨与缓冲板、缓冲板与托盘、托盘与钨丝线、钨丝线与坩埚均采用不同种类材料制作，以抑制同种材料间高温下发生粘接。

进一步地，导轨两端的横板表面分别间隔均匀固定安装的定位柱为3～5个，每个定位柱高度为5～10mm，直径为3～6mm。

进一步地，相邻两根钨丝线间隔为10～30mm，每根钨丝线直径为0.3～1mm。

进一步地，缓冲板厚度为0.5～2mm，长、宽与托盘底部尺寸相对应。

进一步地，定位孔相对定位柱尺寸为正公差，公差不大于0.2mm。

采用前面所述的一种用于水平定向结晶法生长晶体的托盘装置的使用方法，在每次晶体生长完毕，从晶体炉内取出托盘装置；将托盘和缓冲板从导轨上取下，然后将缓冲板翻面安装在导轨上，使缓冲板原来的上表面朝下，再在缓冲板上安装托盘；重新将钨丝线放置于托盘上表面；在托盘上放置装有原料的坩埚后即可进行下一次晶体的生长。

进一步地，托盘装置从晶体炉内取出后，如果钨丝线有弯曲，则将弯曲的钨丝线拉直后放置于托盘上表面或者更换新的钨丝线。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、导轨由两根导轨杆和均匀安装在两导轨杆之间的多块横板构成，以增加其强度，并有效抑制了高温下导轨变形。