本发明涉及晶体加工，具体涉及一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法及系统。
背景技术：
1、翠宝石晶体制作的激光器，应用范围很广，涉及科学研究、军事、医疗、大气测量、光电子技术等领域。
2、翠绿宝石晶体生长较为困难，难以获得高质量大尺寸的晶体。目前国外仅美国有公司采用提拉法生长翠绿宝石晶体，现有技术中，翠绿宝石晶体生长工艺尚不完善。生长的翠绿宝石晶体质量差，晶体形状扁平，利用率低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决前述技术问题之一，提供一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法及系统。
2、现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，包括以下步骤：
4、将原料加热熔化；
5、待原料开始进入熔融状态后，对原料腔引入超声波，此时超声波频率为第一振动频率；此处所述的开始进入熔融状态，是指晶体生长原料刚刚开始熔化；
6、待原料完全熔化后，将籽晶移动到原料的上方靠近原料液面的位置，旋转籽晶，预热籽晶；此处所述的原料完全熔化，是指炉体内的晶体生长原料全部熔化。
7、将超声波频率降低为第二振动频率，将籽晶下降至原料内，开始提拉晶体生长；
8、晶体生长结束后，关闭超声波。
9、本发明一些实施例中，所述晶体生长的过程包括：
10、接种、放肩生长、等径生长和收尾生长；
11、收尾生长结束后，关闭超声波。
12、本发明一些实施例中，等径生长过程中，超声波的振动频率为第三振动频率；所述第三振动频率大于第二振动频率，小于第一振动频率；第三振动频率下的超声波振幅，大于第二振动频率下的超声波振幅。
13、本发明一些实施例中，收尾生长结束后，降低原料温度至室温，获得翠绿宝石晶体。
14、本发明一些实施例中，还包括以下步骤：采用图像采集装置采集原料的图像，进行图像分析，以判断晶体的生长状态，所述生长状态包括生长速度、晶体尺寸。
15、本发明一些实施例中，采用图像采集装置采集原料的图像，并进行图像分析，以判断原料的熔化状态。
16、一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的系统，包括：
17、坩埚：用于盛放晶体生长用原料；
18、籽晶提拉旋转机构：籽晶安装在所述籽晶提拉旋转机构上，能够被所述籽晶提拉旋转机构拉动靠近原料，或者从原料中脱出，或转动；
19、超声机构：包括超声波信号发生器及传动杆，所述传动杆连接超声波信号发生器的输出端，并连接至坩埚，用于将超声波振动传送至坩埚。
20、本发明一些实施例中，所述坩埚底部设置有氧化锆垫片，所述传动杆连接至氧化锆垫片。
21、本发明一些实施例中，还包括图像采集装置和控制器，所述图像采集装置用于采集生长中晶体的图像、原料的图像，并将图像传递至控制器，所述控制器基于晶体的图像分析晶体的生长状态，基于原料的图像分析原料的熔化状态。
22、本发明一些实施例中，所述超声波的频率为300khz-1000khz。
23、较现有技术相比，本发明的技术优势在于：
24、1.本发明采用超声波辅助生长晶体，可以改善晶体原料熔体的混合和传热性能，加速固液界面的对流，有助于生长界面的排杂，抑制固液界面处包裹体、气泡的形成，提高了晶体内部质量，提高晶体的光学质量和利用率，具有生长速度可控、生长尺寸大、重复性好的优点，适合工业化生产翠绿宝石晶体。
25、2.根据各个生长阶段的特点，通过调整超声波振动的参数，如频率、振幅和振动模式，可以实现对晶体生长过程的精确控制。这种技术可以用于生长各种类型的晶体，包括半导体材料、光学材料和宝石等。
26、3.本发明提供的晶体生长方法操作方法简单、成本低，适于产业化。
1.一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，所述晶体生长的过程包括：
3.如权利要求2所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，等径生长过程中，超声波的振动频率为第三振动频率；所述第三振动频率大于第二振动频率，小于第一振动频率；第三振动频率下的超声波振幅，大于第二振动频率下的超声波振幅。
4.如权利要求2所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，收尾生长结束后，降低原料温度至室温，获得翠绿宝石晶体。
5.如权利要求1所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，还包括以下步骤：采用图像采集装置采集原料的图像，进行图像分析，以判断晶体的生长状态，所述生长状态包括生长速度、晶体尺寸。
6.如权利要求1所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，采用图像采集装置采集原料的图像，并进行图像分析，以判断原料的熔化状态。
7.一种超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的系统，用于执行权利要求1-6中任意一项所述的超声波辅助提拉法生长翠绿宝石晶体的方法，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述坩埚底部设置有氧化锆垫片，所述传动杆连接至氧化锆垫片。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括图像采集装置和控制器，所述图像采集装置用于采集生长中晶体的图像、原料的图像，并将图像传递至控制器，所述控制器基于晶体的图像分析晶体的生长状态，基于原料的图像分析原料的熔化状态。
10.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述超声波的频率为300khz-1000khz。
