【技术实现步骤摘要】
本公开涉及晶体制备，尤其涉及一种晶体棒的制备装置、制备方法和晶体棒。
技术介绍
1、单晶光纤是一种具有纤维结构的晶体材料，其兼具块体晶体的本征特性以及玻璃光纤的结构特点，具有优良的物理化学性质，在激光、辐射探测以及高温传感领域具有广阔的应用前景，然而目前制备单晶光纤所需的原料棒，即晶体棒的制备工艺较为复杂，制备成本较高，因此亟需一种能够简化制备晶体棒工艺的方法和装置。
技术实现思路
1、本公开提供一种晶体棒的制备装置、晶体棒的制备方法以及通过该制备方法制备得到的晶体棒，以解决相关技术中的不足。
2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种晶体棒的制备装置，所述制备装置包括加热装置和送料装置；所述加热装置包括激光发射装置、束变环装置和光聚焦装置；所述激光发射装置朝向所述束变环装置设置；所述激光发射装置用于发射激光光束，所述束变环装置用于将所述激光光束转变为第一环形光束，所述光聚焦装置用于聚焦所述第一环形光束；所述送料装置包括供料装置、晶体支撑棒和电机；所述供料装置包括用于容纳制备晶体棒所需的粉末原料的腔体和位于所述供料装置底部的出料口；所述电机用于驱动所述晶体支撑棒沿竖直方向进行运动；所述晶体支撑棒设置于所述出料口的正下方。
3、根据本公开实施例的一个方面，所述束变环装置包括主光轴重合的第一锥透镜和第二锥透镜。
4、根据本公开实施例的一个方面，所述第一锥透镜用于将所述激光光束转变为第二环形光束，所述第二锥透镜用于对所述第一锥透镜所得到第二环形光束进行准
5、根据本公开实施例的一个方面，所述光聚焦装置包括至少一个用于聚焦所述第一环形光束的反射镜。
6、根据本公开实施例的一个方面，当所述光聚焦装置包括转向镜和抛物面反射镜时，所述转向镜设置于所述晶体支撑棒的正下方，所述转向镜用于将所述第一环形光束导向所述抛物面反射镜，所述抛物面反射镜用于聚焦所述第一环形光束；在初始状态下，所述抛物面反射镜将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心。
7、根据本公开实施例的一个方面，当所述光聚焦装置包括离轴抛物面反射镜时，在初始状态下，所述离轴抛物面反射镜接收所述第一环形光束并将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心。
8、根据本公开实施例的一个方面，所述晶体支撑棒和所述光聚焦装置同中心线设置。
9、根据本公开实施例的一个方面，在初始状态下，所述晶体支撑棒与所述出料口接触。
10、根据本公开实施例的一个方面，所述晶体支撑棒的直径选自1~2 mm。
11、根据本公开实施例的一个方面，所述晶体支撑棒和通过所述制备装置得到的晶体棒具有相同的材料组成。
12、根据本公开实施例的第二方面，提供一种晶体棒的制备方法，所述制备方法使用前述晶体棒的制备装置，所述制备方法包括以下步骤：
13、将制备晶体棒所需的粉末原料装入供料装置的腔体中；
14、打开激光发射装置，激光发射装置发射激光光束，所述激光光束通过束变环装置和光聚焦装置后聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心；
15、启动电机并且开启供料装置，使晶体支撑棒匀速竖直下降，所述腔体中的制备晶体棒所需的粉末原料匀速落于所述晶体支撑棒的上顶面的中心并且受到聚焦后的激光光束的加热而熔化；
16、随着所述晶体支撑棒的下降，熔化的粉末原料冷却结晶生成晶体，得到晶体棒。
17、根据本公开实施例的一个方面，所述晶体支撑棒匀速竖直下降的速度选自0.5~2mm/min。
18、根据本公开实施例的一个方面，所得到的晶体棒具有和所述晶体支撑棒相同的直径。
19、根据本公开实施例的一个方面，所述晶体支撑棒和所得到的晶体棒具有相同的材料组成。
20、根据本公开实施例的一个方面，所得到的晶体棒的直径选自1~2 mm。
21、根据本公开实施例的一个方面，所得到的晶体棒的长度选自50~200 mm。
22、根据本公开实施例的第三方面，提供一种晶体棒，所述晶体棒通过前述制备方法得到。
23、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
24、由上述实施例可知，本公开所提供的制备晶体棒的装置极大简化了制备工艺，减少了制备成本。
25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
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1.一种晶体棒的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括加热装置和送料装置；
2.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述束变环装置包括主光轴重合的第一锥透镜和第二锥透镜；
3.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述光聚焦装置包括至少一个用于聚焦所述第一环形光束的反射镜。
4.根据权利要求3所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，当所述光聚焦装置包括转向镜和抛物面反射镜时，所述转向镜设置于所述晶体支撑棒的正下方，所述转向镜用于将所述第一环形光束导向所述抛物面反射镜，所述抛物面反射镜用于聚焦所述第一环形光束；在初始状态下，所述抛物面反射镜将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心。
5.根据权利要求3所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，当所述光聚焦装置包括离轴抛物面反射镜时，在初始状态下，所述离轴抛物面反射镜接收所述第一环形光束并将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心。
6.根据权利要求3~5任一项所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述晶体支撑棒和所述光聚焦装置同中心线设置
7.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，在初始状态下，所述晶体支撑棒与所述出料口接触。
8.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述晶体支撑棒的直径选自1~2 mm，所述出料口的直径小于等于所述晶体支撑棒的直径。
9.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述晶体支撑棒和通过所述制备装置得到的晶体棒具有相同的材料组成。
10.一种晶体棒的制备方法，其特征在于，所述制备方法使用权利要求1~7任一项所述的晶体棒的制备装置，所述制备方法包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下条件中的至少一者：
12.一种晶体棒，其特征在于，所述晶体棒通过权利要求10或11所述的制备方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种晶体棒的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括加热装置和送料装置；
2.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述束变环装置包括主光轴重合的第一锥透镜和第二锥透镜；
3.根据权利要求1所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，所述光聚焦装置包括至少一个用于聚焦所述第一环形光束的反射镜。
4.根据权利要求3所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，当所述光聚焦装置包括转向镜和抛物面反射镜时，所述转向镜设置于所述晶体支撑棒的正下方，所述转向镜用于将所述第一环形光束导向所述抛物面反射镜，所述抛物面反射镜用于聚焦所述第一环形光束；在初始状态下，所述抛物面反射镜将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面的中心。
5.根据权利要求3所述的晶体棒的制备装置，其特征在于，当所述光聚焦装置包括离轴抛物面反射镜时，在初始状态下，所述离轴抛物面反射镜接收所述第一环形光束并将所述第一环形光束聚焦于所述晶体支撑棒的上顶面...
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