Технологические параметры выращивания монокристаллов KY_1–x Yb_x(WO₄)₂ модифицированным методом Чохральского

Представлены результаты по выращиванию кристаллов KY_1–xYb_x(WO₄)₂ (KYW:Yb) из раствора-расплава модифицированным методом Чохральского. Разработана и изготовлена термоустановка для полуавтоматического выращивания, определены методические особенности и температурные условия выращивания кристаллов на ней. Установлены основные параметры выращивания: температурный диапазон 985–900 °С, диапазон скоростей вращения 85–15 об/мин, скорость снижения температуры 0,5–6,0 °С/сут, температура переохлаждения 0,5–2,0 °С. Исследованы условия эффективного тепломассопереноса для выращивания кристаллов высокого качества. Разработана методика наплавления шихты для выращивания кристаллов с постоянным весовым контролем. Изучены температурно-концентрационные поля кристаллизации для осуществления управляемого выращивания кристаллов KYW:Yb модифицированным методом Чохральского. Установлено, что осевой градиент температур над поверхностью раствора-расплава должен быть 5–7 °С/см. Результаты исследования могут быть использованы для разработки технологии выращивания монокристаллов KYW и создания на их основе элементной базы для лазерных систем, излучающих на длине волны около 1,0 мкм.

1. Generation of 150-fs pulses from a diode-pumped Yb:KYW nonlinear regenerative amplifier / J. Pouysegur, M. Delaigue, C. Hönninger [et al.] // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Iss. 8. – Р. 9414–9419. https://doi.org/10.1364/OE.22.009414

2. Efficient high-power femtosecond Yb3+:KY(WO4)2 laser / A. A. Kovalyov, V. V. Preobrazhenskii, M. A. Putyato [et al.] // Laser Physics Letters. – 2015. – Vol. 12, № 7. – P. 075801. https://doi.org/10.1088/1612-2011/12/7/075801

3. Growth, optical characterization, and laser operation of a stoichiometric crystal KYb(WO4)2 / M. Pujol, M. Bursukova, F. Güell [et al.] // Physical Review B. – 2002. – Vol. 65, Iss. 16. – Art. ID 165121. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.165121

4. Features of the KGd(WO4)2:Nd3+ single-crystal growth control / S. A. Guretskii, A. M. Luginets, I. M. Kolesova [et al.] // Journal of Crystal Growth. – 2009. – Vol. 311, Iss. 6. – P. 1529–1532. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2009.01.085

5. Tm3+:KY(WO4)2 single crystals: Controlled growth and spectroscopic assessment / S. A. Guretskii, E. L. Trukhanova, A. V. Kravtsov [et al.] // Optical Materials. – 2021. – Vol. 120. – Art. ID 111451. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2021.111451

6. Crystal growth, optical and spectroscopic characterisation of monoclinic KY(WO4)2 co-doped with Er3+ and Yb3+ / X. Mateos, R. Solé, Jna. Gavalda [et al.] // Optical Materials. – 2006. – Vol. 28, Iss. 4. – Р. 423–431. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2004.12.024