一种掺铒钇铝石榴石晶体及光学元件的生产方法与流程

本发明涉及光学元件的制备，特别涉及一种用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法及一种光学元件的制备方法。

背景技术：

1、er3+:yag晶体（er-doped yttrium aluminum garnet，掺铒钇铝石榴石晶体）属于立方晶系，是一种很有前途的中红外波段固体激光材料，在室温下可输出三种波长的激光：1.64μm、1.78μm和 2.94μm，其中1.64μm和1.78μm处于人眼安全波段，2.94μm处于羟基吸收峰、能被生物组织强烈吸收，因此在激光医疗、激光通讯、激光测距等方面有很好的应用前景。

2、目前国内外主要采用中频感应加热炉，提拉法生长er3+:yag晶体，然而该种方法存在生长成本高，生长周期较长，晶体利用率较低等缺点，且生产出的er3+:yag晶体制成的光学器件能量值相对较低。

3、上述背景技术是为了便于理解本发明，并非是申请本发明之前已向普通公众公开的公知技术。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明提供一种用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，该方法生产成本较低，生产周期较短，晶体利用率较高，达90%，电光斜率提高了20%。

2、技术方案是：一种用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，包括以下步骤：

3、s1：原料处理，包括以下步骤：

4、s11：取氧化铝、氧化钇及氧化铒；

5、s2：形成掺铒钇铝石榴石晶体，包括以下步骤：

6、s21：将s1处理后的料装入钼坩埚，装入真空电阻加热炉；

7、s22：装炉后封闭炉门，使用真空泵扩散泵将炉内空气抽出，使其达到真空；

8、s23：将炉内充入氩气和二氧化碳；

9、s24：启动电源进行加热至1200-1800℃；

10、s25：控制籽晶位置至溶液表面；

11、s26：开始拉晶，拉速1-10 mm/h，转速50-200rpm；

12、s27：等到晶体放肩完成，进行界面翻转，转速30-80r/min,拉速1-3mm/min生长；

13、s28：晶体达到设定长度，收尾，然后晶体冷却至常温，取出晶体。

14、进一步地，s1还包括以下步骤：

15、s12：将氧化铝、氧化钇、氧化铒各自置于刚玉坩埚煅烧，温度800-1300℃；

16、s13：将煅烧过的原料进行配料，er掺杂浓度为1-50at%；

17、s14：按照钼坩埚的大小整形，在100-300mpa下定型。

18、进一步地，s1还包括以下步骤：

19、s12：将氧化铝、氧化钇、氧化铒各自置于刚玉坩埚煅烧，温度800-1300℃；

20、s13：将煅烧过的原料进行配料，er掺杂浓度为1-50at%。

21、进一步地，s1还包括以下步骤：

22、s13：将氧化铝、氧化钇、氧化铒进行配料，er掺杂浓度为1-50at%；

23、s14：按照钼坩埚的大小整形，利用液压机在100-300mpa下定型。

24、进一步地，s1还包括以下步骤：

25、s12：将氧化铝、氧化钇、氧化铒进行配料，er掺杂浓度为1-50at%；

26、s13：按照钼坩埚的大小整形，利用液压机在100-300mpa下定型；

27、s14：将定型后的定型体置于刚玉坩埚煅烧，温度800-1300℃。

28、进一步地，所述氩气与二氧化碳体积比为10：10-1。

29、进一步地，所述氩气与二氧化碳体积比为10：2-1。

30、进一步地，所述er掺杂浓度为15at%。

31、本发明还提供一种光学元件的制备方法。

32、技术方案是：一种光学元件的制备方法，包括以下步骤：

33、s3，镀膜，包括以下步骤：

34、s31，取上述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法生产出的掺铒钇铝石榴石晶体，切割，形成光学元件原件；

35、s32，将光学元件原件固定至夹具上，放置真空室，抽真空，加热工件，保温；

36、s33，用离子源轰光学元件原件；

37、s34，蒸镀形成膜层，包括以下步骤：

38、s341，打第一低折射率膜料ybf3；

39、s342，打第一高折射率膜料zns材料；

40、s343，蒸镀第二低折射率膜料al2o3；

41、s344，蒸镀第二高折射率膜料hfo2；

42、s345，重复s341~ s344；

43、s4，镀膜结束，真空室冷却；

44、s5，取出光学元件原件，得光学元件。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

46、本发明生产成本较低，生产周期较短，晶体利用率较高，达90%，电光斜率提高了20%。

技术特征：

1.一种用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，s1还包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，s1还包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，s1还包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，s1还包括以下步骤：

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，所述氩气与二氧化碳体积比为10：10-1。

7.根据权利要求6所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，所述氩气与二氧化碳体积比为10：2-1。

8.根据权利要求2-5任一项所述的用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法，其特征在于，所述er掺杂浓度为15at%。

9.一种光学元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种用于光学元件的掺铒钇铝石榴石晶体的生产方法及一种光学元件的制备方法，属于光学元件的制备，包括以下步骤：S1：原料处理，包括以下步骤：S2：形成掺铒钇铝石榴石晶体，包括以下步骤：S21：将S1处理后的料装入钼坩埚，装入真空电阻加热炉；S22：装炉后封闭炉门，使用真空泵扩散泵将炉内空气抽出，使其达到真空；S23：将炉内充入氩气和二氧化碳；S24：启动电源进行加热至1200‑1800℃；S25：控制籽晶位置至溶液表面；S26：开始拉晶，拉速1‑10 mm/h，转速50‑200rpm；S27：等到晶体放肩完成，进行界面翻转，转速30‑80r/min,拉速1‑3mm/出晶。本发明生产成本较低，生产周期较短，晶体利用率较高，达90%，电光斜率提高了20%。技术研发人员：刘和平,郑然,杨淦受保护的技术使用者：成都沃达惠康科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29