大尺寸YVO4晶体的自动控径提拉法生长

曾宪林,陈 伟，张 星，陈秋华

(福建福晶科技股份有限公司，福州 350003)

0 引 言

钒酸钇(YVO4)晶体具有四方晶系结构，空间群为D4h-I41/a，其晶胞参数为a=b=0.711 92 nm，c=0.628 98 nm[1-2]。该晶体是一种具有优良光学性能的双折射材料，具有透光范围宽、透光率高、双折射系数大的光学性能，且具有易于进行冷光学加工的材料特性，因而YVO4晶体被广泛应用于制作光纤通信系统的无源器件，是制作光隔离器、旋光器、延迟器、偏振器的关键材料，多年来该晶体产品在国内外光纤通信产业领域有着甚为可观的市场需求。

近年来上称重提拉法在多种常用光学晶体生长方面得到推广应用，该生长工艺应用于生长YAG、GGG、TGG、LT和LN等光学晶体[3-6]，在改善晶体产品均一性以及节约生长成本等方面显示出良好效果。然而，长期以来钒酸钇晶体大多采用人工调控提拉法生长，尚未见采用自动控制直径条件下生长钒酸钇晶体的研究报道。光纤通信产业已多年普遍应用钒酸钇双折射晶体，下游客户对晶体光学质量的技术要求越来越高，而连年上涨的人工成本使得产品利润越来越低，近年来高温晶体生长专用铱金坩埚器材价格大幅上涨，这些技术经济因素都使得钒酸钇晶体产业面临很大成本压力，因此实现自动化生长是钒酸钇晶体产业的重要研究课题。

近年来本技术团队开展了大尺寸YVO4晶体的自动控径生长工艺的研究开发，通过分段控制方式实现了大尺寸钒酸钇晶体自动化生长，分析了热场、车间温度、循环冷却水温度和压力等对自动控制直径生长的工艺影响，对应用提拉法晶体生长炉进行自动控径生长的技术可靠性进行了验证。……