一种铌酸锂晶体的新型单畴化工艺

摘要

本发明属于晶体加工技术领域的一种铌酸锂晶体的新型单畴化工艺，包括在硅碳棒退火炉中放置直径及高度均大于铌酸锂晶棒30mm的99氧化炉坩埚，将铌酸锂晶棒放置在99氧化铝坩埚中部，在铌酸锂晶棒上、下端均覆盖8～11mm厚多晶料块体层，在上下多晶料块体层上覆盖极性相反的第一电极片和第二电极片，使硅碳棒退火炉的炉温升至1150～1200℃并保温12个小时，保温过程中以铌酸锂晶棒的光轴方向按2mA/cm2施加电流；开始降温并停止施加电流，使硅碳棒退火炉的炉温降至室温。本发明工艺简单，生产成本低，可使铌酸锂晶体的单畴化完成度由60％提高至100％；同时避免了金属离子的侵入和晶体共融问题，晶体光电特性较好。

说明书

技术领域

本发明属于晶体加工技术领域，尤其涉及一种铌酸锂晶体的新型单畴化工艺。

背景技术

铌酸锂晶体是一种集压电、铁电、热释电、非线性、电光、光弹、光析变等性能于一体的多功能材料，具有良好的热稳定性和化学稳定性。铌酸锂晶体制备时需要通过单畴化使晶体宏观上整个晶体极化方向一致。现有的铌酸锂晶体单畴化工艺存在如下技术问题：1)单畴化不完善，影响晶体的光电性能；2)用金属片直接做电极，对晶体会造成污染；3)单畴化工艺复杂，成本过高。为此，亟需加以改进。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供了一种铌酸锂晶体的新型单畴化工艺，包括以下步骤：

1)在硅碳棒退火炉中，放置直径及高度均大于铌酸锂晶棒30mm的99氧化铝坩埚；通过采用直径及高度均大于铌酸锂晶棒30mm的99氧化铝坩埚，使铌酸锂晶棒受热更加均匀，且99氧化铝坩埚的耐高温性较好，有利于保证铌酸锂晶棒在单畴化过程中的稳定性。

2)在99氧化铝坩埚的底部放置第一电极片，在第一电极片上覆盖第一铌酸锂多晶料块体层，将铌酸锂晶棒放置在99氧化铝坩埚中部且使铌酸锂晶棒的底部压在第一铌酸锂多晶料块体层上，使第一铌酸锂多晶料块体层与第一电极片接触良好，在铌酸锂晶棒的顶端覆盖第二铌酸锂多晶料块体层，所述第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层的厚度均为8～11mm；通过在铌酸锂晶棒的顶部和底部分别设置8～11mm厚的第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层，该参数条件下，可防止第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层在施加电流时被电流击穿，保证铌酸锂晶棒单畴化过程中结构的稳定性，从而有利于保证铌酸锂晶棒单畴化的效率和完成度。

3)在第二铌酸锂多晶料块体层顶端覆盖第二电极片，使第二电极片与第二铌酸锂多晶料块体层接触良好，所述第二电极片与第一电极片极性相反，以便向铌酸锂晶棒的光轴方向施加电场。

4)将硅碳棒退火炉的炉温升至1150～1200℃并保温12个小时，保温过程中，以铌酸锂晶棒的光轴方向按2mA/cm

5)保温结束后开始降温，同时停止施加电流，以撤掉电场。

6)使硅碳棒退火炉的炉温降至室温，即可完成铌酸锂晶棒的单畴化。

优选的，步骤2)中，所述第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层的厚度均为10mm，经现场反复试验，该参数条件下，铌酸锂晶棒单畴化效率较高。

优选的，步骤4)中，硅碳棒退火炉的炉温升至1150℃时开始保温，且以铌酸锂晶棒光轴方向按2mA/cm

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明工艺简单，生产成本低，解决了现有技术中铌酸锂晶体单畴化不完善的技术问题，使铌酸锂晶体的单畴化完成度由60％提高至100％；同时解决了铌酸锂晶体在单畴化过程中被金属离子侵入造成的晶体光电特性受损问题和铌酸锂晶体单畴化过程中的晶体共融的问题。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

本发明提供了一种铌酸锂晶体的新型单畴化工艺，包括以下步骤：

1)在硅碳棒退火炉中，放置直径及高度均大于铌酸锂晶棒30mm的99氧化铝坩埚；通过采用直径及高度均大于铌酸锂晶棒30mm的99氧化铝坩埚，使铌酸锂晶棒受热更加均匀，且99氧化铝坩埚的耐高温性较好，有利于保证铌酸锂晶棒在单畴化过程中的稳定性。

2)在99氧化铝坩埚的底部放置第一电极片，在第一电极片上覆盖第一铌酸锂多晶料块体层，将铌酸锂晶棒放置在99氧化铝坩埚中部且使铌酸锂晶棒的底部压在第一铌酸锂多晶料块体层上，使第一铌酸锂多晶料块体层与第一电极片接触良好，在铌酸锂晶棒的顶端覆盖第二铌酸锂多晶料块体层，所述第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层的厚度均为10mm；通过在铌酸锂晶棒的顶部和底部分别设置10mm厚的第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层，可防止第一铌酸锂多晶料块体层和第二铌酸锂多晶料块体层在施加电流时被电流击穿，保证铌酸锂晶棒单畴化过程中结构的稳定性，从而有利于保证铌酸锂晶棒单畴化的工作效率和完成度。

3)在第二铌酸锂多晶料块体层顶端覆盖第二电极片，使第二电极片与第二铌酸锂多晶料块体层接触良好，所述第二电极片与第一电极片极性相反，以便向铌酸锂晶棒的光轴方向施加电场。

4)将硅碳棒退火炉的炉温升至1150℃并保温12个小时，保温过程中，以铌酸锂晶棒的光轴方向按2mA/cm

5)保温结束后开始降温，同时停止施加电流，以撤掉电场。

6)使硅碳棒退火炉的炉温降至室温，即可完成铌酸锂晶棒的单畴化。

本发明制备的铌酸锂晶棒中晶体的单畴化完成度由60％提高至100％；同时避免了金属离子的侵入和晶体共融问题，晶体光电特性较好。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。