基于改进BP神经网络算法的激光晶体生长控制研究

针对激光晶体生长后期晶体生长炉温度上漂导致晶体不能维持等径生长的问题,采用一种基于自适应学习率优化算法改进BP神经网络与经典PID控制技术相结合的方法应用到晶体生长控制过程中,通过改进的BP神经网络的自学习以及调整加权系数,实现一种由BP神经网络整定的最佳PID控制.通过MATLAB/Simulink仿真对比表明,改进的BP神经网络PID控制算法较传统PID控制方法具有较好的控制性能和鲁棒性,能够有效克服晶体生长炉的温漂问题,更好地保持晶体等径生长,提高了控制精度.     

提拉法生长晶体的自等径控制

采用JPG技术有限公司所开发的自等径控制程序,利用上称重法实现了晶体生长的自等径控制(ADC).通过对生长曲线PID的具体分析及其他晶体生长相关参数的设置,以铌酸锂晶体为对象,成功实现了按预设程序进行的晶体生长自等径控制.     

等径控制系统的改进及在光学级铌酸锂生长中的应用

分析了提拉法晶体生长过程中影响滞后变化的因素,采用传统PID调节器和计算机辅助控制相结合的办法,解决了铌酸锂晶体生长过程中的精确等径控制问题,并在大直径铌酸锂晶体生长应用中取得了满意的效果.生长的76mm直径的铌酸锂晶体,生长条纹问题得到很大改善,光学均匀性提高了一个量级以上.     

热交换器中氦气流量对生长蓝宝石温场影响的研究

采用热交换法生长蓝宝石晶体,通过数值模拟与实验研究了晶体生长过程中热交换器中氦气流量对温场的影响.结果表明:晶体生长过程中固液界面为近弧面;随氦气流量增大,晶体与熔体的温度下降,温度梯度增大;加热器功率缓慢上升.     

水热反应条件对氢氧化镁晶体微观内应变的影响

用氯化镁和氢氧化钠反应合成氢氧化镁前驱体,通过水热反应制备出氢氧化镁阻燃剂粉体,采用X射线衍射进行表征,分析水热条件对氢氧化镁晶体(101)面微观内应变和晶体生长方向的影响.结果表明:在实验温度范围内,碱浓度和水热时间对氢氧化镁晶体在(101)面微观内应变的影响规律比较明显.碱浓度和水热温度是影响晶体生长方向的主要因素.     

溶液降温法生长硒酸氢铷(RHSe)晶体

本文测定了硒酸氢铷(RHSe)在水中的溶解度～温度曲线,并采用溶液降温法,克服了RHSe晶体生长时易漂晶、爬晶等不利因素,生长出大尺寸硒酸氢铷(RHSe)单晶.对晶体生长条件、生长形态以及晶体的宏观缺陷作了初步的探讨.     

用数学模型计算生长大尺寸光学晶体加热系统结构第2部分-在Ф400mm CaF2晶体生长中计算辐射-传导热交换的方法和结果

大尺寸氟化物晶体的生长是基于对晶体炉热交换的实验研究和计算结果,在晶体生长过程的不同阶段解决了复杂结构生长容器的边界条件和温场的二维计算任务.我们在这里给出了晶体生长过程中温场设置和转变的具体数据.所有的计算都是根据晶体、熔体,容器材料的光学特性与光谱和温度的关系以及它们的热物理值与温度的关系做出的.这些结果包括了迄今有关氟化物晶体生长系统和过程的最精确的数据,可用于生长技术工艺的发展以及晶体生长炉和容器的设计.     

晶体对热辐射的吸收对晶体生长的影响

本文综述了晶体对熔体热辐射吸收对晶体生长的影响,包括对热腔热耗散的影响;对晶体生长温度时间特性的影响;对液流形态和固液界面形状的影响;对晶体界面反转的影响;对晶体中温度分布和应力分布的影响.     

冷心放肩微量提拉法大尺寸蓝宝石单晶生长过程的模拟分析

利用数值模拟方法计算了冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)蓝宝石晶体生长过程.结合晶体直径变化、裂纹出现位置与延续方向、晶体透明性等实验现象,通过与提拉法、温梯法、坩埚移动法等相对比,分析了冷心放肩微量提拉法晶体生长各阶段的工艺特点,并根据模拟计算结果对晶体生长系统和晶体生长控制工艺进行了改进.分别利用增大热交换器的散热参数、降低加热温度、改进降温曲线、调节外加轴向和径向温度梯度的方式来实现对晶体生长的引晶、放肩、等径和收尾控制.通过实验比较证明了改进后的晶体生长系统和晶体生长控制工艺能够生长出性能较好的大尺寸蓝宝石晶体.     

旋转对Cz法硅晶生长过程中热输运和熔体流动影响的数值模拟

建立了一个120 kg单晶炉的二维轴对称全局模型,分别对无旋转、加入晶体旋转、加入坩埚旋转、同时加入晶体旋转和坩埚旋转的四种工况展开了数值模拟研究.得到了晶体旋转及坩埚旋转对晶体生长过程的拉晶功率、炉内温度分布和熔体流动的影响;得到了不同晶体长度下拉晶炉内的温度分布以及熔体流动的变化规律.结果显示,加入晶体旋转对晶体生长过程的拉晶功率、温度分布和熔体流动的影响小于坩埚旋转的影响;随着晶体长度的增加,晶体旋转及坩埚旋转对温度分布和熔体流动的影响不断减小.因此在单晶炉设计和优化过程中应考虑整个晶体生长过程.