激光晶体、生长装置和方法及由该晶体制成的激光工作元件

摘要

本发明公开了一种掺铥钬的钇铝石榴石晶体，制备该晶体的生长装置、方法，及由该晶体制备而成的激光器工作元件。该晶体的化学式为Tm，Ho:Y

说明书

技术领域

本发明涉及激光晶体领域，具体而言，涉及一种掺杂铥、钬的钇铝石榴石晶体激光，制备该激光晶体的生长装置、方法以及利用该晶体制备而成的激光工作元件。 

背景技术

激光晶体是可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光的晶体材料，是晶体激光器的工作物质。激光晶体由发光中心和基质晶体两部分组成。大部分激光晶体的发光中心由激活离子构成，激活离子部分取代基质晶体中的阳离子形成掺杂型激光晶体。激活离子成为基质晶体组分的一部分时，则构成自激活激光晶体。 

激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用，使晶场对其作用减弱，但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能，产生窄带的吸收和荧光谱线。所以，三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。目前常用的三价稀土离子为铥或钬，以掺铥、钬的钇铝石榴石晶体(Ho，Tm:YAG)作为激光晶体的激光器可发射2.09～2.12μm范围连续可调谐激光输出，在国内外受到了广泛的重视。它的主要用途在军事方面，主要用于对抗红外制导的新型红外对抗系统(ATIRCM)。另外，由于其输出的激光与水的吸收峰相接近，人体对这种钬激光吸收率很高，而靶点之外的细胞组织则几乎不受热损伤，因此，此类激光器也成为理想的手术激光光源，并已经成功地用于眼科、外科、内科、妇科、耳鼻喉科、心血管科、皮肤科、泌尿外科、椎间盘突出、肾结石等众多领域。 

但是遗憾的是，目前制备得到的掺铥、钬的钇铝石榴石晶体的晶体毛坯直径比较小，寿命短，光学质量不均匀，而且容易开裂，依此晶体材料很难获得尺寸较大、性能稳定的激光器用工作元件，从而导致激光器的功率较低，不能实现大功率连续输出。 

发明内容

为了解决现有技术中存在的晶体直径较小，寿命短等问题，本发明提供一种激光晶体，并提供了一种制备该晶体的设备，方法以及利用该晶体制备的激光器工作元件。 

本发明提供的晶体化学式为Tm，Ho:Y₃Al₅O₁₂，空间群为Ia3d，立方晶系晶体，其中，Tm的掺杂浓度为1.99～2.01×10²¹个/cm³，Ho的掺杂浓度为Ho：5.00～5.05×10¹⁹个/cm³。优选地，Tm的掺杂浓度为2.00×10²¹个/cm³，Ho的掺杂浓度为5.00×10¹⁹个/cm³。 

本发明还提供了制备上述晶体的生长装置，包括籽晶杆，籽晶，熔体，坩埚以及电阻加热器，与现有设备不同的是，该装置上还设置氧化铝泡沫砖，并且在氧化铝泡沫砖观察孔相应的高度上增加了散热孔。优选地，散热孔的孔径为10mm，数量为4个。 

本发明提供了制备该晶体的方法，该方法包括：将纯度大于99.999％的Tm₂O₃和Ho₂O₃，与Y₂O₃和Al₂O₃制得成型料块后，放入单晶生长装置中，然后抽真空，充保护气体，加热充分溶解熔体；待熔体充分溶解后进行提拉生长，在整个提拉生长过程中温度波动控制在±1℃以内。 

在本发明提供的具体实施方式中，采用的高纯度Tm₂O₃和Ho₂O₃是经过加温加压制备工艺制备得到的。 

在本发明提供的具体实施方式中，提拉生长步骤中晶体拉速为1.0～1.5mm/hr，晶体转速为10～30rpm，炉内气压控制在0.025～0.050Mpa，晶体直径控制在55～76mm。优选地，籽晶的提供方向为(111)。 

本发明还提供了一种激光器工作元件，该激光器工作元件由本发明提供的晶体经过扩散键合工艺制备而成，尺寸为6-8mm×100-140mm。优选地，扩散键合工艺在单晶炉或硅钼棒炉中进行，键合温度为1400～1600，恒温时间48～72小时。 

通过本发明提供的晶体，解决了现有晶体寿命短，毛坯直径比较小，寿命短，光学质量不均匀，容易开裂的问题。由该晶体制得的激光器工作元件解决了现有工作元件尺寸较小、性能不稳定的缺陷。 

附图说明

图1本发明提供的一种晶体制备方法的流程示意图； 

图2本发明提供的“加温加压”离子交换制备工艺； 

图3示出了现有技术采用的单晶生长装置； 

图4示出了本发明提供的单晶生长装置； 

图5a示出了现有生长装置与本发明提供的生长装置的纵向温度分布变化曲线图； 

图5b示出了现有生长装置与本发明提供的生长装置的径向温度分布变化曲线图。 

具体实施方式

下面将对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。 

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。 

为了解决现有技术中存在的晶体直径小，寿命短，光学质量不均匀，容易开裂等问题，本发明提供了一种掺铥、钬的钇铝石榴石(Tm，Ho:YAG)晶体，该晶体的化学式为Tm，Ho:Y₃Al₅O₁₂(简称为Tm，Ho:YAG)，原料配方化学式为Y_3(1-x-y)Tm_3xHo_3yAl₅O₁₂。该晶体为立方晶系，其空间群为Ia3d，本发明所提供的掺铥钬钇铝石榴石(Tm，Ho:YAG)晶体，Tm的掺杂浓度可以控制在1.99～2.01×1021个/cm3范围，Ho的掺杂浓度可以控制在5.00～5.05×1019个/cm3。优选地，晶体中Tm的掺杂浓度为2.00×10²¹个/cm³，Ho的掺杂浓度为5.00×10¹⁹个/cm³。 

本发明还提供了一种制备上述晶体的方法，该方法的具体流程如图1所示： 

1.用“加温加压”离子交换技术制备高纯度的Tm₂O₃和Ho₂O₃原料，制得的原料纯度保持在99.999％。 

图2示出了“加温加压”离子交换技术的制备过程：首先将待提纯的稀土元素以离子状态吸附在阳离子交换树脂上，在吸附过程中三价的稀土离子与树脂的亲和力大于二价的Ca2+、Mg2+等非稀土离子，因此吸附-水洗过程完成后可以除去料液中的绝大部分Ca2+、Mg2+等离子，为了保证非稀土杂质彻底除去，可以让稀土离子适度过量进料，吸附在树脂相上的主体稀土离子与其他待除去的稀土杂质的分离； 

然后，采用乙二胺四乙酸(EDTA)作淋洗剂将稀土离子从阳离子树脂上解吸下来，在解吸下来的稀土溶液中加入适当的硝酸调准酸度使EDTA全部析出，然后用草酸沉淀稀土同时可除去非稀土杂质Fe、Ti、Zr等杂质，最后在850度下灼烧，草酸稀土变成稀土氧化物产品。 

在该制备过程中采用的仪器设备有： 的分离柱、 分离柱、 不锈钢离子交换柱，加压采用自动报警、自动关机的计量加压泵。工作压力6MPa；加温采用电加热。分离过程在既定的温度60℃下完成，溶料在搪瓷反应罐中完成。后处理设备由不锈钢反应罐及有机玻璃过滤系统组成。整个系统基本在一个封闭系统内完成，最大限度地减少非稀土元素对产品的二次污染。 

2.原料配比的计算及制备 

在晶体形成过程中，各原料之间的反应方程式为： 

3(1-x-y)Y₂O₃+3xTm₂O₃+3yAl₂O₃+5Tm₂O₃＝2Y_3(1-x-y)Tm_3xHo_3yAl₅O₁₂

众所周知，在Tm，Ho:YAG单晶体晶格中，Y³⁺离子处于氧离子配位数为8的正十二面体中心。稀土离子Tm³⁺和Ho³⁺离子部分取代Y³⁺离子的位子。因此，在计算Y₂O₃用量时，应减去相应于替代加入的Tm，Ho的离子数的Y₂O₃的质量。 

发明人根据晶体的热缺陷平衡浓度理论计算各原料的投料比，并将上述反应方程式中的掺杂配比设置在x＝0.03～0.12，y＝0.001～0.06的范围内进行了大量的实验。根据热缺陷平衡浓度理论，格位浓度(每立方厘米有多少个激活离子)可以表示为：n＝(d％×mh×Nv×p)/Mh。在本发明提供的晶体中，对于基质晶体，Tm的掺杂浓度可以控制在1.99～2.01×10²¹个/cm³范围，Ho的掺杂浓度可以控制在Ho：5.00～5.05×10¹⁹个/cm³。本发明提供的一个具体实施例中，为使得最终掺杂浓度为Tm：2×10²¹个/cm³，Ho：5×10¹⁹个/cm³，可通过格位浓度进行计算各原料投料比。其中，YAG，mh＝3，Nv为常数6.02×1023g/mol，p＝4.56g/cm³，Mh为基质摩尔质量593.7g/mol，所以Tm：d％＝14.42％(at)，Ho：d％＝0.36％(at)，配料比为：Y₂O₃∶Tm₂O₃∶Ho₂O₃∶Al₂O₃＝235∶40∶1∶460(at％)＝343.8∶100∶2.448∶303.9(wt％)。通过上述计算可知，在该具体实施例中，稀土原料的总摩尔数与Al₂O₃的摩尔数之比为3∶5。 

为了保证准确的化学计量比，在称量前须将各种原料分别灼烧，以驱除水分及其他易挥发物质。将各种原料在硅碳棒炉中进行的灼烧，灼烧条件可以是常压，温度为800℃下，恒温时间10小时。用精密天平称量各种原料，精度在毫克级，将按照预定比例称取的原料在玛璃钵中研磨混合，然后装入塑料瓶中，在转速为5转/分的混料机上旋转混合20小时，再将原料装入多层(优选为3～5 层)的乳胶袋中，捆扎好以严防加压时油料进入原料中。乳胶袋的形状与坩埚相似但尺寸更大些，使加压后的原料形状尺寸能保证方便地放入坩埚中；加入油压机内预压成形，最后放入等静压机中加压，使用压力为800～1000kg/cm2，制得成型料块。 

3.单晶的形成 

3.1单晶生长装置：本发明不同于现有技术的一个重要方面在于，本发明采用的单晶生长装置不同于现有技术采用的单晶生长装置。图3示出了现有技术采用的单晶生长装置，图3中1是籽晶杆，2是籽晶，3是晶体，4是熔体，5-7是钼上保温屏，8是坩埚，9是坩埚托，10-12是钼侧保温屏，13是内屏筒，14是电阻加热器，15是托盘，16是电极板，17是钼台罩，18是连接片，19是氧化铝垫片。本发明采用的单晶生长装置如图4所示，其与现有生长装置的不同在于，装置上还设置了射频感应圈20，ZrO₂盖21、ZrO₂粉22、石英管23、氧化铝泡沫砖24，更特别的是，本发明所采用的氧化铝泡沫砖24观察孔相应的高度上增加了散热孔，散热孔的孔径为10mm，数量为4个。晶体杆1可按照最顶端箭头指提拉和旋转。 

因为采用了该单晶生长装置，在氧化铝泡沫砖观察孔相应的高度上增加散热孔，增大了界面附近晶体的散热保温，形成二次或三次对称分布，由此建立了合理的温场，实现了晶体生长参数的综合匹配设计。该装置不但保持了机械传动系统的高度稳定性，而且保证温度控制系统具有高精度(波动小于±1℃)。 

图5a，图5b分别示出了图3所示的现有装置和图4所示的本发明采用的装置的温度分布曲线图，图5a表示纵向温度分布变化，图5b表示径向温度分布的对称性。

从图5a可以看出本发明采用的生长装置其纵向温度的变化较小，没有温度突变；从图5b可以看出本发明采用的生长装置形成了较理想的温场，径向温度分布变化平滑，纵向温度分布对称性大为改善，而现有生长装置的温度变化较大，本发明提供的生长装置在整个单晶生长过程中实现了对温度的高精度控制。 

3.2单晶生长过程 

将成形的料块放入单晶生长装置的铱金坩埚，进行单晶生长。将预压成形的原料装入坩埚，然后置于上述生长装置中，关闭炉门按照一般的引上生长的要求和方法进行抽真空，充保护气体。然后逐渐加热，待熔体充分溶解后，逐渐下降籽晶。籽晶接触熔体并稳定后，开始提拉生长。在下籽晶到开始提拉生长的过程中，需要适当地调整温度。可以用任何方向的籽晶来生长本发明提供的晶体，本发明优选(111)方向。在生长过程中，晶体拉速控制在1.0～1.5mm/hr，晶体转速控制在10～30rpm，炉内气压控制在0.025～0.050Mpa(1.5kg/cm²)，晶体直径控制在55～76mm。温度控制精度为±1℃以内，在该单晶生长过程中，还需要关注以下几个方面： 

影响晶体开裂的步骤：在生长的早期，晶体放肩适当缓慢，让转肩去果度缓慢平滑，避免抽肩形成，从而消除此部位的应力集中；等径生长结束后，均匀缓慢升温，并将晶体直径逐渐收缩小到∮10mm左右；在不让晶体脱离熔体的情况下缓慢降温停炉。 

生长界面状态控制：温场设计是固液界面形状控制的关键因素。温场是保证引上法单晶生长正常的极关键条件。固液界面宏观形状就是其温度分布的重要体现。增大液面上径向温度梯度有利于形成更凸(向熔体)的界面。为此，必须增大界面附近晶体的散热。为了解决这一问题，本发明采取的措施是：在保温砖观察孔相应的高度上增加散热孔，使成二次或三次对称分布。 

晶体尺寸的控制：收颈与扩肩，等径生长。在引上法生长过程中，晶体直径的大小是通过调整加热功率(即温度)来实现的。开始提拉后，均匀缓慢升高温度，将籽晶直径缓慢收细，最小处一般比籽晶小1mm左右。颈部长度一般在10mm以内。以后，逐渐降低温度，让晶体直径逐渐扩大，以形成“肩”部。收细颈的目的在于：有效排除存在于籽晶中的位错，以保证等颈部的晶体有较高的质量。在放肩中，晶体直径达到预定的尺寸前，陆续改变升温程序让晶体转入等径生长阶段。 

通过上述方法制得的晶体最大长度可达241mm，等径部最大长度可达141mm，最大直径可达76mm。 

4.激光器工作元件的制备 

将上述制备工艺得到的晶体经过样品选形设计、晶体后处理、晶体质量初检、晶体加工、激光工作元件质量检测、晶体镀膜、工作元件性能测试等步骤完成激光器工作元件的制备工艺。 

样品选形设计：根据用户要求的形状和尺寸，选择晶体毛坯，平行切去晶体首尾部，对两切割面研磨、抛光，然后在应力仪上观察晶体中的应力分布情况；再对两端面已抛光的晶体按用户要求的形状和尺寸切割成块。 

晶体后处理：Tm，Ho:YAG晶体在生长的全过程中，颅内都是惰性气氛。在高温条件下，晶体中常会缺氧，进而形成色心(点)缺陷；同时，晶体是在较大热梯度条件下生长的，原始晶体中也存在热应力。这两种情况都对Tm，Ho:YAG晶体在激光器件中的应用造成不利影响。因此，必须对晶体进行高温热处理。把切割好的晶体放入硅碳棒炉中，在大气中进行高温热处理，最高恒温温度为1200～1250℃，恒温时间为48～72小时。 

晶体质量初检：①外观：观察晶体的颜色及外形是否规整，晶体是否有开裂；②散射颗粒：借助检测手段a检测仪器：波长6328AHe-Ne激光器观察，检测条件：He-Ne激光器功率21mW，将He-Ne光从头至尾横向移动射入Tm，Ho:YAG晶体棒，观察晶体中有无散射颗点。室温温度23℃，湿度65％。b用聚光强电筒；③核心和生长条纹：长出的晶体用偏光检查“核心”和生长条纹；④应力检测：型号为WYL-2型应力仪，检测条件：将Tm，Ho:YAG晶体平放在应力仪的平板玻璃上，旋转观察整根晶体中有无高应力区。室温温度23℃，湿度65％。 

晶体加工：在无散射质点生长条纹淡而均匀的非“核心”区切去激光棒。晶体元件的扩散键合是所需的晶体元件无法从晶体毛坯中直接切割加工制备时而采用的一种备选方式，也是国际上最新发展起来的技术，受同行广泛重视，难度很大。主要表现在大键合面的精密加工(使之达到光胶程度)及晶体对接面的特殊处理。本发明采用激光棒的扩散键合技术制备出了大的元件。键合是在单晶炉或硅钼棒炉中进行，采用的扩散键合装置与单晶生长装置相近，只是在坩埚中装入的不是原料而是表面清洗干净的光胶好的待键合组件，上保温罩采用平板ZrO₂即可。键合温度在1400～1600℃之间。若温度过低会连接不好；过高则可能造成晶体组件融化，或与坩埚发生粘接。键合时，恒温时间48～72小时。 

通过上述加工方法，制得的棒状激光工作元件尺寸可达(6-8)mm×(100-140)mm，加工的板状尺寸为(3-5)mm×(50-71)mm×(60-105)mm。 

5.激光工作元件质量检测：对制得的晶体进行晶体激光上能级荧光寿命，晶体激光损伤，Tm，Ho:YAG晶体中Tm，Ho离子浓度等进行测试。 

5.1晶体激光上能级荧光寿命(2.0974um) 

检测原理及方法：使用脉冲半导体激光器，波长785nm，谱线宽度2.7nm，脉冲宽度200us，脉冲能量～10mJ，将光束整形聚焦，腰斑尺寸约200×200um，泵浦光直接打在晶体的中心，测试样品直接贴在单色仪的输入狭缝上，单色仪的波长调在2.0974um，在单色仪输入狭缝后安装InAs光电探测器，探测信号有100MHz的数字示波器存储，用光标读出脉冲后沿下降到峰值的时1/e的时间Δt，多次平均就得到该晶体的激光上能级荧光寿命。检测装置由以下部分组成：脉冲半导体激光器、整形聚焦系统、样品台、单色仪、InAs检测器、数字示波器. 

5.2晶体激光损伤 

检测原理及方法：使用调Q脉冲Nd:YAG激光器，波长1064nm，脉冲宽度10nS，将光束扩展到Φ25mm，用10×10mm的光栏卡出一个方光斑，经过10∶4的空间滤波器，在空间滤波器的后像面上得到4×4mm均匀无调制的光斑，将样品放在该位置，调整激光器输出脉冲能量，达到检测功率密度1GW/‰cm2，并超过20％，每个样品连续照射100个脉冲，最后在400倍显微镜下观察晶体表面及内部是否有损伤。检测装置有以下几个部分组成：激光器、扩束镜、空间滤波器、真空系统、样品、能量计、显微镜。 

5.3Tm，Ho:YAG晶体中Tm，Ho离子浓度 

检测样品为Φ22×5mm晶体，实验室温度为22℃，湿度60％，采用X-线荧光分析仪(XRF)，检测得到的晶体中稀土元素的函令 

6.晶体镀膜：对晶体镀增透膜(防反射损耗)，全反射膜，部分反射膜及半反射膜，镀膜的方法均为常规手段，在此不再赘述。

7.工作元件性能测试：对Tm，Ho:YAG晶体进行了LD泵浦的2μm室温激光实。原理实验使用的数据如下：①LD泵浦源的激光波长为：785nm；②LD泵浦源的功率为：30W；③Tm，Ho:YAG晶体的掺杂浓度分别为：Tm：2×10²¹，Ho：5×10¹⁹④激光腔设计数据：全反镜反射率为99.95％，输出镜反射率为30％；⑤工作温度：25℃。在应用中，Tm，Ho:YAG晶体在1000HZ重复频率，泵浦时间为1ms时达到12W的2um激光输出。光-光转化率达30％。 

经过上述工艺过程，完成整个工作元件的加工过程。 

本发明还提供了采用上述工作元件的激光器，这种激光器可实现室温下连续输出12W。本发明提供的技术方案解决了785nm激光二极管的批量生产问题，Tm，Ho:YAG晶体必将在全固态激光器中(特别是军事领域)获得大量应用。 

实施例1 

用“加温加压”离子交换技术制备高纯度Tm₂O₃，Ho₂O₃原料，采用的树脂为阳离子交换树脂，多元柱为两根吸附柱、四根分离柱，淋洗剂为EDTA，工作压力6MPa制得的高纯稀土产品经过ICP-MS仪器检测其纯度为99.9992％。。 

将高纯度的原料按照质量比Y₂O₃∶Tm₂O₃∶Ho₂O₃∶Al₂O₃＝2406∶700∶17∶2127称取，使得稀土原料与Al₂O₃的摩尔比严格控制为3∶5，并使得最终掺杂浓度为Tm：2×10²¹，Ho：5×10¹⁹个/cm³，将称取好的原料放入研磨机中研磨24小时，然后装入乳胶袋中，加入油压机内预压成形。 

将预压成形的原料装入坩埚，然后置于如图4所示的生长装置中，关闭炉门抽真空，充保护气体。然后逐渐加热，关闭炉门后启动真空泵以抽出炉内原有的空气。待真空度达到实验要求后启 动中频发生器进行加热，并继续抽真空。在保持较高真空度(10^-3mmHg)以下，当加热功率达到原料熔化时功率的60％时，停止抽真空，并迅速充入惰性气体(Ar)，压力一般控制在0.04～0.06Mpa.。在充入惰性气体后，继续升温让原料熔化，其过程是先快后慢。原料全熔化后一般需继续保温1小时左右。 

待原料充分熔化后，逐渐下降籽晶。籽晶接触熔体，在下籽晶到开始提拉生长的过程中，需要适当地调整温度(也即功率)使籽晶端部大小合适，温度的波动小于±1℃。继续维持这个功率数0.5小时后即可开始提拉生长。籽晶的提供方向为(111)，在生长过程中，晶体拉速控制在1.0mm/hr，晶体转速控制在10～30rpm范围， 

在生长的早期，晶体放肩适当缓慢，让转肩去果度缓慢平滑，避免抽肩形成；等径生长结束后，均匀缓慢升温，并将晶体直径逐渐收缩小到∮10mm左右；在不让晶体脱离熔体的情况下缓慢降温停炉。 

在保温砖观察孔相应的高度上增加散热孔，使成二次或三次对称分布，增大了液面上径向温度梯度，有利于形成更凸的界面。 

在引上法生长过程中，开始提拉后均匀缓慢升高温度，升温的速度控制在400℃/h范围内，将籽晶直径缓慢收细，最小处一般比籽晶小1mm左右。颈部长度一般在10mm以内。以后，逐渐降低温度，降温的速度控制在250℃/h范围内，让晶体直径逐渐扩大，以形成“肩”部。在放肩中，当晶体直径达到预订尺寸前，陆续改变升温程序让晶体转入等径生长阶段，等径生长结束后，逐渐升温让晶体直径收小至某一尺寸(10mm左右，该过程叫收尾)，晶体停止旋转和提拉，但不脱离液面，再降温停炉。开炉后，从侧轻敲晶体，晶体就会容易地在与凝固熔体的连接处断开。制得晶体样品1。 

将通过上述制备工艺得到的晶体样品1经过样品选形设计、晶体后处理、晶体质量初检、晶体加工、激光工作元件质量检测、晶体镀膜、工作元件性能测试等步骤完成激光器工作元件的制备工艺。 

其中在晶体加工工艺中，采用本发明提供的扩散键合装置。键合温度在1400℃，恒温时间52小时。通过上述加工方法，制得的棒状激光工作元件尺寸可达6mm×100mm。 

工作元件性能测试：可通过肉眼观察以及用手扳动判断是否已键合上；在5～10mW He-Ne激光下观察键合面有否散射点空穴和气泡等；在应力仪下观察其应力分布；在干涉仪中观察干涉图。 

将上述测试合格的工作元件应用到激光器中，实现了室温下连续输出12W。 

实施例2和实施例3 

其制备方法与实施例1近似，只是原料的比例不同，晶体拉速、晶体转速、炉内气压有所不同，制得晶体样品2和3，具体比例及生长参数如表1所示： 

表1 

从以上描述可以得出，本发明提供的激光晶体，具有晶体体积较大，寿命较长的优点；提供的制备晶体的设备，建立了合理的温场，实现了晶体生长参数的综合匹配设计，即不但保持了机械传动系统的高度稳定性，而且保证温度控制系统具有高精度(波动小于±1℃)；本发明提供的方法，其具有容易操作，适于工业化生产的优点；利用本发明提供的激光晶体制成的工作元件，其大小可达6-8mm×100-140mm，可实现激光器的大功率连续输出。 

以上说明仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。