一种复合板状激光晶体及其倒模法制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合板状激光晶体及其倒模法制备方法，包括确定复合板状晶体的层数N(N为≥2的整数)和尺寸；根据复合板状晶体的层数N和尺寸，设计制作出相匹配的具有N个独立空间的坩埚和N个供料狭缝的模具；并通过制备生长原料、制作籽晶、搭建温场、装炉和生长晶体等工艺步骤，获得复合板状激光晶体。本发明专利技术的复合板状晶体及其倒模法制备方法，能够克服目前热键合法、提拉法和浮区法制备技术存在的缺点，实现大尺寸、高质量复合板状晶体的制备；并具有制备工艺相对简单、成本低的优点，可以有效提高产品的成品率和质量。

A Composite Plate Laser Crystal and Its Inverted Mode Method

The invention discloses a composite plate laser crystal and its reverse mode preparation method, including determining the number of layers N (N is an integer of more than 2) and size of the composite plate laser crystal; designing and making matching crucible with N independent spaces and N feeding slits according to the number N and size of the composite plate laser crystal; and preparing growth raw materials, making seed crystals, setting up temperature field and assembling. Composite plate laser crystals were obtained by furnace and crystal growth. The composite plate crystal and its inverted mode preparation method can overcome the shortcomings of current hot bonding method, pull-up method and floating zone method, realize the preparation of large-size and high-quality composite plate crystal, and have the advantages of relatively simple preparation process and low cost, and can effectively improve the yield and quality of products.

【技术实现步骤摘要】
一种复合板状激光晶体及其倒模法制备方法
本专利技术涉及激光晶体制备
，具体涉及一种复合板状激光晶体及其倒模法制备方法，应用于固体激光领域。
技术介绍
板条激光器是高功率全固态激光的一个重要发展方向，在军事、工业和科研等领域具有广泛的应用前景。尽管目前通过设计合理的“之”字形光路，在一定程度上降低了板条状激光器的热效应，但传统的板条状固体增益介质都是均匀一致的激光晶体，因此沿抽运方向晶体吸收功率不同，在高功率抽运下仍会产生局部过热，严重制约着高功率激光光束质量的提高。因此，如何改善板条激光晶体的热均匀性，解决热效应以及温度梯度、自吸收等问题，提高输出激光的光束质量和激光效率，成为现今固体激光器研究的热点问题之一。为解决以上问题，人们提出了复合结构的激光工作介质。最典型的复合结构就是掺杂晶体与不掺杂晶体复合成为双层或者三层结构的板状晶体，掺杂晶体即增益介质板条输出激光时产生的废热能够通过不掺杂的介质快速排出增益介质，降低了增益介质内的温度梯度和热效应。另一种复合结构是梯度掺杂的激光晶体，梯度掺杂是指激光晶体的掺杂浓度按照理论计算值呈非线性变化的激光晶体，这种晶体可以使吸收功率沿抽运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：步骤包括a、确定复合板状晶体的层数N(N为≥2的整数)和尺寸；b、根据复合板状晶体的层数N和尺寸，设计制作出相匹配的坩埚和模具，所述坩埚内设有N个独立空间，所述模具包括有N个供料狭缝；c、制备生长原料、制作籽晶、搭建温场、装炉和生长晶体。

【技术特征摘要】
1.一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：步骤包括a、确定复合板状晶体的层数N(N为≥2的整数)和尺寸；b、根据复合板状晶体的层数N和尺寸，设计制作出相匹配的坩埚和模具，所述坩埚内设有N个独立空间，所述模具包括有N个供料狭缝；c、制备生长原料、制作籽晶、搭建温场、装炉和生长晶体。2.根据权利要求1所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：所述坩埚为圆筒形或者长方体形。3.根据权利要求1所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：所述坩埚内设有(N-1)个隔离板，所述隔离板均匀或者按复合板状晶体各层重量比间隔排列，将坩埚分成N个独立空间。4.根据权利要求1所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：所述模具中每个供料狭缝的顶部设有开口，所述开口的宽度大于相连通的供料狭缝宽度。5.根据权利要求4所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：所述供料狭缝及开口的宽度根据复合板状晶体的厚度进行设计，狭缝宽度为0.1～5mm，顶部的开口宽度可为0.2～30mm，且开口两侧高于中间相接处0.5mm以上。6.根据权利要求1所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：所述坩埚和模具的制作材料同为铱、钨或钼中的一种。7.根据权利要求1所述的一种复合板状激光晶体的倒模法制备方法，其特征在于：步骤c的具体操作为c1、制备生长原料：根据复合板状晶体成分及设计要求，进行组分原料的计算、称量、混合配制，并压制成型，再将成型后的原料高温烧结为多晶；c2、制作籽晶：选取确定晶向的优质籽晶坯体，籽晶坯体截面为圆形或长方形，其一端根据模具顶部的开口形状规格加工出(N-1)个倒“V”字形结构，籽晶截面的直径或者宽度小于模具顶部的开口宽度，其另一端固定于籽晶杆夹头上；c3、搭建温场：构建满足晶体生长需求的温场...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文鹏，张庆礼，王小飞，张德明，孙彧，孙贵花，罗建乔，孙敦陆，谷长江，殷绍唐，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34