本發(fā)明涉及晶體材料生長，具體而言，涉及一種bbo晶體生長裝置及生長方法。

背景技術(shù)：

1、低溫相偏硼酸鋇晶體(β-bab?o?晶體，簡稱bbo晶體)具備極寬的透光范圍、較大的相位匹配角、較高的抗光損傷閾值、寬帶的溫度匹配以及優(yōu)良的光學(xué)均勻性等性能，在制備激光器等領(lǐng)域具有優(yōu)勢。

2、傳統(tǒng)bbo晶體生長多采用頂部籽晶法，熔劑為氧化鈉或氟化鈉。以氧化鈉作熔劑時，溶液中硼氧多面體三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致其粘度高，溶質(zhì)輸運受阻，晶體易出現(xiàn)包裹體和生長紋等缺陷，析晶量少，毛坯偏小，利用率低。用氟化鈉作熔劑雖能增加析晶量、減輕粘度利于溶質(zhì)輸運及減少缺陷，但因其揮發(fā)嚴重致溶液成分偏離，生長不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種bbo晶體生長方法，其能夠保證bbo晶體的穩(wěn)定生長，提高生長的bbo晶體的良率及光學(xué)性能。

2、本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明的一方面，提供一種bbo晶體生長方法，包括：將碳酸鋇、硼酸、碳酸鈉以及氟化鈉充分混合并加熱熔化，以得到混合溶液；將混合溶液置于坩堝中，并將坩堝置于具有第一預(yù)設(shè)溫度的生長爐內(nèi)；在坩堝中部設(shè)置籽晶桿，并在籽晶桿的端部綁設(shè)bbo籽晶，使bbo籽晶的端部與混合溶液的液面相接觸，同時驅(qū)動籽晶桿帶動bbo籽晶以預(yù)設(shè)速度旋轉(zhuǎn)；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度保持第一預(yù)設(shè)溫度；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第一降溫速率降低；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第二降溫速率降低，第二降溫速率大于第一降溫速率；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第三降溫速率降低，第三降溫速率大于第一降溫速率，且小于第二降溫速率；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍后，提起籽晶桿，以使由bbo籽晶生長得到的bbo晶體離開混合溶液，并以預(yù)設(shè)速率對bbo晶體退火至室溫。

4、可選地，在將混合溶液置于坩堝中之后，方法還包括：在6小時內(nèi)將生長爐內(nèi)的溫度升至1000℃，并保溫2天；在6小時內(nèi)將生長爐內(nèi)的溫度由1000℃降溫至915℃。

5、可選地，在坩堝中部設(shè)置籽晶桿，并在籽晶桿的端部綁設(shè)bbo籽晶，使bbo籽晶的端部與混合溶液的液面相接觸，同時驅(qū)動籽晶桿帶動bbo籽晶以預(yù)設(shè)速度旋轉(zhuǎn)，包括：驅(qū)動籽晶桿帶動bbo籽晶以9轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)。

6、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度保持第一預(yù)設(shè)溫度，包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸0至2天的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度保持915℃。

7、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第一降溫速率降低，包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸2天至2個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以0.1℃/天降低。

8、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第二降溫速率降低，第二降溫速率大于第一降溫速率，包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸2個月至5個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以1.5℃/天降低。

9、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第三降溫速率降低，第三降溫速率大于第一降溫速率，且小于第二降溫速率，包括；在bbo籽晶與混合溶液接觸5個月至7個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以0.6℃/天降低。

10、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第一降溫速率降低，包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸2天至1個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以0.2℃/天降低。

11、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第二降溫速率降低，第二降溫速率大于第一降溫速率，包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸1個月至3個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以2℃/天降低。

12、可選地，在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第三降溫速率降低，第三降溫速率大于第一降溫速率，且小于第二降溫速率，包括；在bbo籽晶與混合溶液接觸3個月至5個月的時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以0.6℃/天降低。

13、可選地，在坩堝中部設(shè)置籽晶桿，并在籽晶桿的端部綁設(shè)bbo籽晶，使bbo籽晶的端面與混合溶液的液面相接觸，同時驅(qū)動籽晶桿帶動bbo籽晶以預(yù)設(shè)速度旋轉(zhuǎn)之后，方法還包括：在bbo籽晶與混合溶液接觸的第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)、第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)、第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)和第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)對混合溶液進行攪拌。

14、本發(fā)明的另一方面，提供一種bbo晶體生長裝置，應(yīng)用于bbo晶體生長方法，包括生長爐和設(shè)置于生長爐內(nèi)的坩堝，坩堝用于放置溶液；還包括籽晶桿和攪拌部，籽晶桿設(shè)置于坩堝中部，用于綁設(shè)bbo籽晶；攪拌部包括攪拌葉片和攪拌桿，攪拌葉片設(shè)置于攪拌桿的端部，攪拌桿遠離攪拌葉片的一端與籽晶桿固定連接；籽晶桿能夠帶動攪拌部在坩堝的溶液內(nèi)以籽晶桿為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。

15、可選地，攪拌部的數(shù)量為兩個，兩個攪拌部分別設(shè)置于籽晶桿的相對兩側(cè)；攪拌桿具有一個折彎部，以使攪拌葉片位于bbo籽晶的相對兩側(cè)。

16、可選地，攪拌桿具有三個折彎部，以使攪拌葉片位于坩堝的底部且與bbo籽晶相對設(shè)置。

17、本發(fā)明的有益效果包括以下至少一種：

18、本發(fā)明提供一種bbo晶體生長方法，包括：將碳酸鋇、硼酸、碳酸鈉以及氟化鈉充分混合并加熱熔化，以得到混合溶液，在加熱過程中，碳酸鈉能夠分解生成氧化鈉，并與氟化鈉作為組合助溶劑，一方面，由于氟離子可以有效地破壞溶液中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得溶液的粘滯度得到很大的降低，從而提高了溶質(zhì)輸運，降低了bbo晶體在生長過程中出現(xiàn)包裹和生長紋的可能；另一方面，相對于氟化鈉，氧化鈉不易揮發(fā)，保證組分配比的穩(wěn)定性，從而保證溶液的穩(wěn)定性；將混合溶液置于坩堝中，并將坩堝置于具有第一預(yù)設(shè)溫度的生長爐內(nèi)；在坩堝中部設(shè)置籽晶桿，并在籽晶桿的端部綁設(shè)bbo籽晶，使bbo籽晶的端部與混合溶液的液面相接觸，同時驅(qū)動籽晶桿帶動bbo籽晶以預(yù)設(shè)速度旋轉(zhuǎn)；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第一預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度保持第一預(yù)設(shè)溫度；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第二預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第一降溫速率降低；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第三預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第二降溫速率降低，第二降溫速率大于第一降溫速率；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)，生長爐內(nèi)的溫度以第三降溫速率降低，第三降溫速率大于第一降溫速率，且小于第二降溫速率；通過這樣在晶體的不同生長階段里適應(yīng)性地調(diào)整溫度，能夠配合溶液進一步提高晶體生長良率；在bbo籽晶與混合溶液接觸的第四預(yù)設(shè)時間范圍后，提起籽晶桿，以使由bbo籽晶生長得到的bbo晶體離開混合溶液，并以預(yù)設(shè)速率對bbo晶體退火至室溫。上述bbo晶體生長方法能夠保證bbo晶體的穩(wěn)定生長，提高bbo晶體的良率及光學(xué)性能。

19、本發(fā)明還提供一種bbo晶體生長裝置，應(yīng)用于bbo晶體生長方法，包括生長爐和設(shè)置于生長爐內(nèi)的坩堝，坩堝用于放置溶液；還包括籽晶桿和攪拌部，籽晶桿設(shè)置于坩堝中部，用于綁設(shè)bbo籽晶；攪拌部包括攪拌葉片和攪拌桿，攪拌葉片設(shè)置于攪拌桿的端部，攪拌桿遠離攪拌葉片的一端與籽晶桿固定連接；籽晶桿能夠帶動攪拌部在坩堝的溶液內(nèi)以籽晶桿為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。上述bbo晶體生長裝置通過攪拌部的設(shè)置，能夠在晶體的生長過程中保證溶液處于充分對流狀態(tài)，極大程度地抑制了晶體的缺陷的形成。