人工晶体学报

作者：刘小虎, 朱昭捷, 涂朝阳, 王燕

单位：1.中国科学院福建物质结构研究所，功能晶体与器件全国重点实验室，福州 350002；2.福州大学化学学院，福州 350106；3.福建学院，福州 350002

关键词：Yb∶CALGO,大尺寸晶体,生长工艺,激光晶体,提拉法,光学质量,

基金：科技部国家重点研发计划项目(2022YFB3605704);福建省科技计划引导性项目(2022H0043);福建省科技计划引导性项目(2024H0033);国家自然科学基金(51832007);国家自然科学基金(51872286);国家自然科学基金(U21A20508)

本文从固相反应温度、晶转速率、生长速率及降温速率几个方面，探索分析了采用提拉法生长大尺寸Yb∶CALGO晶体的工艺。通过对比不同温度下烧结反应后的多晶料XRD图谱发现，原料在1 350 ℃可以充分反应，根据所生长晶体的开裂截面形貌与晶体表面光滑度来优化晶转速率和生长速率，通过变温拉曼光谱分析降温速率导致开裂的成因，结合不同降温速率获得了不同方向的晶面应力分布图，发现对于沿着c轴生长的Yb∶CALGO晶体来说，降温速率过快更容易导致（001）面的热应力积累，这也是导致晶体在退火过程中开裂的主要诱因。采用多种手段优化晶体生长工艺后，实现了?50 mm×110 mm Yb∶CALGO晶体的稳定生长，晶体具有较低的散射损耗（0.001 796 cm-1）和较高的光学均匀性（4.21×10-5），可以实现多种尺寸和形状的晶体元件加工，为进一步研制Yb∶CALGO板条激光器和超快激光器提供技术支撑。

来源：2025年第10期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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