NaBi（WO4）2晶体生长工艺研究

采用提拉法(Cz法)生长了45×40mm大尺寸钨酸铋钠(NaBi(WO4)2,简称NBW)晶体,探讨了工艺参数和晶体开裂间的关系,并根据Brice模型,讨论了晶体中的热应力、热应变和晶体尺寸、温度梯度、提拉速度、晶体转速之间的关系,设计了生长NBW的最佳工艺条件液面上下10mm内温差为0.8℃/mm,拉速2～4mm/h,转速12～18r/min,冷却速率25℃/h.     

Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体生长及开裂研究

本文采用提拉法生长了Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体,并从理论上讨论了热应力、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了掺铬、镱和钬钇铝镓石榴石激光晶体生长的最佳工艺条件:温度梯度为0.5℃/mm,提拉速度1～2mm/h,晶体转速20～40r/min,冷却速率不超过20℃/h.     

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.     

Ce∶LuAG闪烁晶体的生长研究

Ce∶LuAG晶体是一种性能优良的闪烁材料,但采用提拉法生长Ce∶LuAG时,经常出现开裂和包裹物缺陷。本文通过理论与实践相结合的方式分析了温度梯度、提拉速度、晶体旋转速度和热应变等因素对晶体产生缺陷的影响,并提出了解决办法,给出了适合生长优质Ce∶LuAG晶体的工艺参数:熔体上方温度梯度在5 ℃/mm左右,放肩角度在30°~60°,提拉速度1.0~1.5 mm/h,晶体旋转速度15~25 r/min。最后成功生长出直径30 mm、等径长50 mm质量较为完好的Ce∶LuAG单晶,晶体内核心面积小。     

铌酸钾锂晶体的生长与极化的研究

采用不同成分配比,以Czochralski法生长铌酸钾锂(KLN)晶体,研究生长工艺和成分配比对KLN晶体性能的影响.选用的轴向温度梯度为28～35℃/cm,晶体的旋转速度为5～10r/min;晶体的生长速度与KLN的生长原料的成分有关.采用场冷法对KLN晶体进行极化处理.极化电流密度为2mA/cm3,极化温度为460～340℃.生长出透明的没有裂纹的KLN晶体.     

Cd:PbWO4晶体的生长及其性质

采用提拉法生长了Cd:PbWO4晶体,最佳生长工艺参数:液面上和液面下轴向温度梯度分别为40～50 ℃/cm和17～25 ℃/cm,生长速度2～3 mm/h,转速为25～30 r/min,以这一条件生长晶体可克服液流转换,避免由此引起的缺陷.Cd:PbWO4的透过率明显高于各类型未掺杂PbWO4晶体,测得Cd:PbWO4的发光效率为21.2 p.e/MeV,而高纯PbWO4为10.5 p.e/MeV,分析纯退火PbWO4为8.2 p.e/MeV,未退火PbWO4为6.7 p.e/MeV.Cd:PbWO4晶体的平均衰减时间约为10 ns.以上结果表明,Cd:PbWO4是一种良好的闪烁晶体.     

β′-相掺钕钼酸钆晶体生长和性质研究

采用提拉法生长β′-相掺钕钼酸钆晶体.在1000℃温度下烧结72h合成钼酸钆粉末样品.研究了生长工艺,拉速0.3～3mm/h,转速10～40r/min.沿[001]方向生长出35mm的掺钕钼酸钆单晶,晶体为紫色,透明.钕离子分凝系数略大于1.     

正钒酸钙晶体的生长及退火的研究

本文报道了Ca3(VO4)2晶体的生长,指出了由于局部区域温度过高引起原料分解产生气泡,光加热浮动熔区法不适合于生长这种晶体.采用了Czochralski法在合适的温场、提拉速度为3mm/h、转速10～20r/min等工艺条件下成功地长出了φ24×38mm的晶体.通过适当的温度梯度和退火条件解决了晶体生长和加工过程中的炸裂问题.     

β-Zn3BPO7晶体的提拉法生长研究

采用提拉法生长β-Zn3BPO7(简称ZBP)晶体.研究了生长工艺,用[210]方向的籽晶,获得了尺寸为35mm×20mm×10mm的单晶,该晶体无色透明,不开裂,呈现发育完好的{001}板面.通过设计特殊的温场以及在生长结束后采用适当的热条件有效地抑制了相变的发生.生长过程中靠近液面的温度梯度为30～60℃/cm,晶体转速为15～25r/min,提拉速度不大于1mm/h.ZBP晶体有宽的透光范围,它的紫外吸收边为240nm.ZBP晶体不潮解,其莫氏硬度为5Mohs.     

高质量Yb3+∶CS-FAP激光晶体的生长

本文进行了Yb3+∶FAP与Yb3+∶YAG的对比分析,指出了在激光核聚变领域中Yb3+∶FAP是很有希望的增益介质,针对Yb3+∶FAP吸收光谱宽度很小(4nm)对泵浦源要求苛刻,采用Yb3+∶CS-FAP即以部分Sr2+代替Ca2+造成Yb3+周围环境多样性增加、增加谱宽.参考分析了Ca3(PO4)2-CaF2体系的相图,推测出生长CS-FAP晶体的配料区间,给出了生长晶体的原料制备方法,采用氮气流动、白宝石片封闭保温罩的观察孔和观察窗上贴石英片相结合有效地缓解了在晶体生长过程中组分挥发、开裂、以及氟化物腐蚀窗口等一系列问题.生长工艺参数为:提拉速度1～3mm/h,旋转速度10～20r/min,在流量为20ml/min的流动N2中生长,采用尺寸为60×40mm的Ir坩埚进行生长,线圈尺寸为内径130mm×130mm×8圈,外径155mm×95mm×6圈.得到了尺寸为10mm×20mm的高质量晶体.用X射线粉末衍射分析证明所生长的晶体结构正确.