金宁昌

（广州半导体材料研究所，广东 广州 510610）

目前，单晶炉生长Nd：YAG晶体都是采用铱-铱铑热电偶测温[1]，通过3504过程控制器自动控制中频电源的输出功率，从而达到控制炉温的目的。但是多年的生产实践中发生了因热偶故障而影响产品质量甚至中途被迫停炉的情况。原因有如下几方面：

（1）热偶测温端松动。因为热偶测温端是固定在炉内保温材料上的，当保温材料发生变形、开裂等情况时，会导致热偶测温端的位移，从而产生虚假的温度波动传输到过程控制器，过程控制器将立即控制中频电源使电源功率产生较大的调整，晶体生长因温度波动而受到严重的干扰。

（2）热偶冷端因环境温度偶尔的较大温差干扰同样会触发过程控制器对中频电源的意外控制，后果与上述相同。

（3）热电偶断裂。热电偶测温端焊接点由于多次使用后易脆，由于保温材料的变形收缩等导致热电偶自焊接处断裂。热偶断开后，失去测温功能，只能手动降温停炉。

基于以上原因，本文开展了晶体炉控温方式的研究，取消了铱-铱铑热电偶测温装置，采用电源功率模拟量控温，消除了热电偶测温系统故障引起的干扰。

1 实验准备

晶体生长设备为DJL-800型全自动单晶炉，中频电源为AtceF系列感应加热电源，温控器采用3500系列可编程回路调节器。

2 实验过程和讨论

2.1 热电偶测温过程

我们使用的是铱-铱铑丝焊接而成的热偶，一端从单晶炉侧面预留孔穿入炉内作为测温端，另一端通过屏蔽线与调节器相连，为了使冷端处于温度相对稳定的环境中，一般将冷端放入保温瓶中，并在保温瓶中注满水。……