Изобретение относится к получению оптических материалов, в том числе имеющих нелинейно-оптические свойства, и может быть использовано при изготовлении оптических элементов и в лазерном приборостроении.
Наиболее близким к изобретению является способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция и свинца из расплава стехиометрического состава включающий процесс приготовления шихты, разогрев до температуры плавлениями медленное охлаждение. Компонентами шихты для приготовления расплава состава SrB4O7 являются SrO и B2O3 взятые в молярном отношении 1:2, либо Sr(NO3)2, H3BO3, либо SrCO3, H3BO3.
Недостатком известного способа является получение мелких (1 • 1 • 2 мм3), игольчатой формы кристаллов, не пригодных для использования в оптике.
Задача изобретения - выращивание больших монокристаллов, пригодных для изготовления нелинейно-оптических устройств, оптических элементов УФ-диапазона, модуляторов света.
Для этого в способе выращивания монокристаллов, включающем приготовление шихты стехиометрического состава, расплавление ее и последующее охлаждение, выращивание монокристаллов производится на ориентированную затравку с вращением и программированным вытяриванием.
Способ осуществляют следующим образом. Вначале готовят шихту из B2O3 и SrO стехиометрического состава, тщательно перемешивают, плавят шихту в платиновом тигле с возможно большим заполнением объема в плавильной печи с градиентом температур в приповерхностном слое расплава. В расплав, нагретый выше температуры плавления, помещают реверсивно вращающуюся платиновую мешалку, устанавливают температуру расплава выше температуры плавления не менее 25oC, вводят ориентированную затравку в контакт с расплавом, подплавляют затравку, после чего понижают температуру расплава до температуры плавления и ниже для обеспечения разрастания монокристалла до заданного диаметра, затем стабилизируют температуру и кристалл вытягивают при непрерывном его вращении с регулируемой скоростью вытягивания по программе в соответствии с тепловыми характеристиками кристалл и тепловыми условиями в зона роста, а потом отрывают кристалл от расплава и охлаждают по программе.
Способ был опробован в лабораторных условиях. Для получения расплава использовали стандартный платиновый тигель объемом 90 см3. При этом было взято 114,6 г B2O3 (ОСЧ) и 85,3 г SrO (ЧДА), что позволяет получить 75 см3 расплава. Тигель устанавливался в печь сопротивления, в положение, при котором градиент температуры в приповерхностном слоя расплава, измеренный незащищенной платино-платино-родиевой термопарой, составлял 80 - 100/см. Расплав нагревался выше температуры кристаллизации (970oC) на 25 - 30oC. В расплав помещалась платиновая мешалка, которая реверсивно вращалась со скоростью 60 об/мин и периодом 5 мин. Процесс гомогенизации расплава продолжался 5 - 1O ч.
Ориентированную по кристаллографической оси С затравку вводили в печь до соприкосновения с расплавом при 970 - 975oC. В процессе подплавления затравки температура быстро снижается до температуры кристаллизации. По достижении температуры кристаллизации устанавливалась скорость снижения температуры 2oC/сут и скорость вытягивания кристалла 1,5 мм/сут. Кристалл разращивался в конус до диаметра 20 мм. Снижение температуры прекращалось и устанавливалась скорость подъема кристалла 2 мм/сут. По достижении длины кристалла 20 мм кристалл приподнимают до отряда от расплава и охлаждают с печью со скоростью 20oC/сут. Полученные кристаллы имели объем более 7000 мм3.
Предлагаемый способ выращивания обеспечивает по сравнению с существующими в качестве преимущества большие размеры монокристалла, позволяющие использовать кристаллы для изготовления оптических преобразователей частоты и оптических элементов, однородность кристалла.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТРИБОРАТА ЛИТИЯ | 1996 |
|
RU2112820C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВЕРШЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ ТРИБОРАТА ЦЕЗИЯ ИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ-РАСПЛАВОВ | 2008 |
|
RU2367729C1 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ НАТРИЙ-ВИСМУТОВОГО МОЛИБДАТА | 2013 |
|
RU2556114C2 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛА ДВОЙНОГО ЦЕЗИЙ-ЛИТИЙ БОРАТА CSLIBO | 1997 |
|
RU2119976C1 |
Способ получения борсодержащего монокристалла ниобата лития | 2022 |
|
RU2777116C1 |
Способ получения монокристаллов ортогерманата висмута | 1989 |
|
SU1745779A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ КАЛИЙ ТИТАНИЛ АРСЕНАТА KTiOAsO | 1997 |
|
RU2128734C1 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛЕКСАНДРИТА | 2011 |
|
RU2471896C1 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТРИБОРАТА ЛИТИЯ | 1996 |
|
RU2114221C1 |
Способ получения монокристаллов молибдата свинца | 1988 |
|
SU1659535A1 |
Использование: при изготовлении оптических элементов и в лазерном приборостроении. Сущность изобретения: выращивание монокристаллов осуществляют из расплавленной шихты стехиометрического состава на ориентированную затравку с вращением в условиях программируемого снижения температуры, при этом получают оптически однородные монокристаллы больших размеров (с объемом более 7000 мм3).
Способ выращивания монокристаллов тетрабората стронция, включающий приготовление шихты стехиометрического состава, расплавление ее и последующее охлаждение, отличающийся тем, что выращивание монокристаллов производится на ориентированную затравку с вращением и программированным вытягиванием.
Acfa Cryst., v | |||
Прибор для промывания газов | 1922 |
|
SU20A1 |
ТЕЛЕФОННЫЙ АППАРАТ, ОТЗЫВАЮЩИЙСЯ ТОЛЬКО НА ВХОДЯЩИЕ ТОКИ | 1920 |
|
SU274A1 |
Авторы
Даты
1998-01-27—Публикация
1992-11-10—Подача