利用J75型单晶炉拉制大直径光学晶体的可行性研究.pdf

第 卷 第 期 机械研究与应用 + 0 @AB+ ,A0 年 月 0##0 4 789:/,;9/(8=8/9: /??(;9/;1, 0##0)#4 利用!#型单晶炉拉制大直径光学晶体 的可行性研究! 王 庆，李 勇 （西安理工大学晶体生长设备研究所，陕西西安 ） !##$% 摘 要：介绍了’()*!+型单晶炉的特点和提拉法生长白宝石晶体的试验过程和试验结果。 关键词：单晶炉；光学晶体；技术应用 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ,-#$.#+- / ##!)$$$0##0#0)##$-)#0 $ 激光晶体与非线性晶体的重要地位 且它又是发蓝光的二极管的关键部分，同时氧化铝生 光学晶体与非线性晶体材料在电子与电子功能 长过程中对设备的要求也相对较高，其要求调速平稳 材料领域有着重要的地位，白宝石（/(1 ）晶体作为 无抖动提拉平稳可靠，长时间运行无爬行，用它做试 0 - 氮化镓（ ）新型半导体材料的衬底材料，研制成发 验是非常理想的材料。 23, 光器件（包括发蓝光的二极管和半导体激光器），是目 单晶炉的特点 !# 前处于尖端科技前沿的重大课题，在通讯、影像、计算 ’()*!+型单晶炉是用提拉法控制高品质氧化 机、航空和航天领域有着广泛的应用。同时由于目前 物固体单晶材料的设备。可在真空、大气或充入氧及 通讯产业的迅猛发展和光电子产业的方兴未艾，国际 惰性气体，在可控的局部压力状态下运行。其设备采 及国内市场对大直径光学晶体的需求量急剧增加，这 用中频感应加热电源，采用欧陆微处理器与热电偶闭 不仅对生长工艺有着严格的要求，而且对晶体生长设 环控制炉温，使结晶体按着一定的直径进行拉制。该 ［］ 备的机械和电气性能有着很高的要求 。 设备配有晶体旋转全程模拟自动控制系统，可对晶体 试验对象的选择 转速进行模拟控制。炉腔内径为 ，炉腔深 % !!+#55 提拉法指在合理的温场下，将装在籽晶杆上的籽 ，炉腔高 ，内部容积 ，完全可以满 4+#55 6##55 0-#( 晶下端下到熔化的原料中，籽晶杆在调速电机及提升 足拉制大直径晶体的需要。此设备的上传动系统是 机构的作用下，一边旋转，一边缓慢的向上提拉，经过 由直流电机通过谐波减速器与精密滚珠丝杠连接，经 缩晶、扩肩、转肩、等径生长、收尾等几个工艺阶段（见 直线滚动导轨导向、托动滑块实现籽晶杆的慢速运 图 ），生长出外形及内在质量都合格的单晶。 动。这在机械结构上保证了运动的平稳和慢速状态