【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶体生长，具体涉及一种kdp类晶体生长载晶架、kdp类晶体及生长方法。
技术介绍
1、kdp类晶体是一种典型非线性光学材料，具有非线性光学系数大、损伤阈值高、透过波段宽以及易于实现相位切割等优点，是实现激光的频率转换、调制和q开关等技术的关键材料。
2、专利201510186495.1公开了一种kdp类晶体生长载晶架及生长方法，载晶架包括上横杆、两个侧杆、下横板以及籽晶杆；其中两个侧杆与上横杆、下横板围成“口”字形结构；籽晶杆固定于上横杆的中间位置，用该载晶架和生长方法生长出的kdp类晶体外形为一个四方柱和一个四方单锥的聚合体，晶体内部同时含有柱部和锥部，切割所得的光学元件内部不可避免含有柱锥交界面，造成光学元件质量差，晶体利用率低。光学元件加工时，需要先对晶体进行切割角度的定向才能加工晶体，工艺复杂，加工时间长，生产成本高。
3、申请号为cn201710987729.6的专利技术专利申请介绍了一种kdp类晶体长籽晶限制生长方法，该方法的长籽晶上端和下端分别受到上挡板和下托盘的限制，只有[100]和[010]两个方向的四个柱面能够生长。虽然最终长成的晶体不含严重制约光学元件质量的柱锥交界面，但是在光学元件加工时，需要先对晶体进行切割角度的定向才能加工晶体，工艺复杂，加工时间长，生产成本高。采用该方法生长出的晶体外形与光学元件外形相差较大，晶体利用率低。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种kdp类晶体生长载晶架、kdp类晶体及其生长方法，以
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种kdp类晶体生长载晶架，包括：相对平行设置的上板和下板，形成非封闭空间；两个支撑块，分别设置在所述上板与下板之间的两端位置处且互相平行，两个所述支撑块的上端与上板固定连接，下端与下板固定连接，配置为用于支撑、连接上板和下板；所述上板、支撑块和下板包绕成一个直平行六面体空腔结构。
3、根据本专利技术，所述直平行六面体空腔结构的夹角为支撑块斜面与水平面间的夹角α，0°<α≤90°；优选30°≤α≤90°。例如，α＝30°，40°，45°，50°，55°，59°，65°，70°，75°，80°，85°，90°。
4、根据本专利技术，两个所述支撑块的上端分别与上板下表面焊接固定，两个所述支撑块的下端分别与下板上表面焊接固定。优选地，所述上板和下板的水平截面尺寸相等。
5、优选地，还包括设置在所述上板顶面中心处并向上延伸的连接杆，配置为用于与外部动力机构连接并带动载晶架转动。
6、根据本专利技术，所述kdp类晶体切割角为β的光学元件。所述直平行六面体空腔结构的夹角α等于kdp类晶体的切割角β。例如，制作kdp类晶体切割角β＝59°的光学元件时，直平行六面体空腔结构的夹角α＝59°。
7、根据本专利技术，所述载晶架的材质为金属，例如，不锈钢、铝合金、镁合金或钛合金。优选地，所述载晶架的表面设置有防腐膜，所述防腐膜的材质选自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、可溶性聚四氟乙烯和乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种或多种。优选地，所述kdp类晶体为kdp、dkdp、adp或dadp晶体。
8、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种利用上述任一项kdp类晶体生长载晶架生长晶体的方法，包括如下步骤：
9、s1，预备籽晶，将所述籽晶固定在载晶架内，随后将载晶架放入生长槽并密封，连接杆与电机相连接；
10、s2，配制晶体生长溶液，向所述生长槽中注入配制好的晶体生长溶液，开启电机带动载晶架转动，先降温至相应kdp类晶体的生长点进行生长，再根据晶体生长速度的快慢继续降温生长至所需尺寸的晶体，得到kdp类晶体。
11、根据本专利技术，所述步骤s1中，预备籽晶，并标记(001)晶面，将(001)晶面与下板的上表面贴合固定在下板中心位置处。
12、根据本专利技术，所述步骤s2中配制晶体生长溶液的过程包括：配制饱和点为50～85℃的粗晶体生长溶液，将所述粗晶体生长溶液过热至饱和点以上5～15℃后过滤，优选过热饱和点以上8～12℃后过滤，例如过热饱和点以上10℃过滤，得到晶体生长溶液。优选地，所述粗晶体生长溶液的饱和点为55～75℃，例如为56℃，58℃，60℃，62℃，64℃，66℃，68℃，70℃，72℃，74℃，75℃。
13、优选地，将所述粗晶体生长溶液过热后进行至少一级超微过滤，优选过滤级数大于2级，例如，采用过滤孔径为0.22μm、0.1μm、0.05μm和0.03μm的滤芯依次过滤，得到过滤后的晶体生长溶液。
14、根据本专利技术，所述步骤s2中的生长点为饱和点以下1～10℃，优选饱和点以下4～8℃，继续降温的降温速率为0～3.5℃/d，优选降温速率为0～2℃/d，进一步优选降温速率为0～1.5℃/d。优选地，晶体生长的时间为5～30天，优选12～16天。
15、优选地，向生长槽中注入晶体生长溶液之后，开启电机带动载晶架转动之前，需要静止30～120min，优选静止40～100min，例如，静止40min，45min，50min，55min，60min，65min，70min。
16、优选地，步骤s2中开启电机带动载晶架转动，转速为25～75rpm，转动周期为30～80s，每个转动周期内，转动的程序为正转～停止～反转～停止。优选地，转动程序中正转时间为13～35s，停止时间为2～5s，反转时间为13～35s，优选正转和反转时长应一致。
17、根据本专利技术的又一方面，还提供了一种kdp类晶体，采用上述任一种kdp类晶体生长载晶架生长晶体得到。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术的kdp类晶体生长载晶架具有直平行六面体空腔结构，可根据光学元件的切割角来设计直平行六面体空腔结构的夹角。直平行六面体空腔结构的上下平面限制了晶体的锥面生长，生长出的晶体不含锥部，从晶体中可以切割出不含柱锥交界面的光学元件。直平行六面体空腔结构的左右侧面限制了晶体柱面生长空间，生长出的晶体外形为直平行六面体，非常接近光学元件外形，切割时可减少晶体材料损耗，提高晶体利用率。直平行六面体空腔结构的左右侧面与水平面的夹角等于晶体的切割角，光学元件加工时，切割面只要平行于左右侧面，即可以切割出所需切割角的光学元件，减少了晶体定向工序，缩短了加工时间，降低了生产成本。
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1.一种KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，所述直平行六面体空腔结构的夹角为支撑块(3)斜面与水平面间的夹角α，0°<α≤90°；优选30°≤α≤90°。
3.根据权利要求1所述的KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，所述上板(2)和下板(4)的水平截面尺寸相等。
4.根据权利要求1所述的KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，还包括设置在所述上板(2)顶面中心处并向上延伸的连接杆(1)，配置为用于与外部动力机构连接并带动载晶架转动。
5.根据权利要求1所述的KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，所述KDP类晶体为切割角β的光学元件；所述直平行六面体空腔结构的夹角α等于KDP类晶体的切割角β。
6.根据权利要求1所述的KDP类晶体生长载晶架，其特征在于，所述载晶架的材质为金属，例如，不锈钢、铝合金、镁合金或钛合金。
7.一种利用权利要求1至6中任一项所述KDP类晶体生长载晶架生长晶体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的生长点为饱和点以下1～10℃，优选饱和点以下4～8℃，继续降温的降温速率为0～3.5℃/d，优选降温速率为0～2℃/d，进一步优选降温速率为0～1.5℃/d。
10.一种KDP类晶体，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的KDP类晶体生长载晶架生长晶体得到。
...【技术特征摘要】
1.一种kdp类晶体生长载晶架，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的kdp类晶体生长载晶架，其特征在于，所述直平行六面体空腔结构的夹角为支撑块(3)斜面与水平面间的夹角α，0°<α≤90°；优选30°≤α≤90°。
3.根据权利要求1所述的kdp类晶体生长载晶架，其特征在于，所述上板(2)和下板(4)的水平截面尺寸相等。
4.根据权利要求1所述的kdp类晶体生长载晶架，其特征在于，还包括设置在所述上板(2)顶面中心处并向上延伸的连接杆(1)，配置为用于与外部动力机构连接并带动载晶架转动。
5.根据权利要求1所述的kdp类晶体生长载晶架，其特征在于，所述kdp类晶体为切割角β的光学元件；所述直平行六面体空腔结构的夹角α等于kdp类晶体的切割角β。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶李旺，庄欣欣，许智煌，王远洁，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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