赵衡煜,侯文涛,薛艳艳，王庆国，董建树，雷震霖，徐晓东，徐 军

(1.同济大学物理科学与工程学院，上海 200092;2.中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司，沈阳 110179；3.江苏师范大学物理与电子工程学院，徐州 221116)

稀土倍半氧化物晶体基质(Lu2O3、Sc2O3、Y2O3)具有一系列优点：立方晶系、无双折射。关于倍半氧化物的晶体学研究最早可以追溯到1928年。自20世纪60年代初以来，就有大量关于倍半氧化物物理性质的研究。科学家们发现，它们不仅具有与Y3Al5O12(YAG)晶体相当的机械性能和光学性能，还具有较高的导热率。其中，氧化钪的热导率为16.5 W/(m·K)，透光波段为0.23～8 μm。氧化钪具备较高的抗冲击因子和高破坏阈值，使其在高功率、微片、超快、中红外和可见光波段激光等方面具有重要应用前景。

晶体学家们尝试了多种晶体方法来获得倍半氧化物晶体，然而氧化钪晶体的熔点(2 470 ℃)已经高于大部分传统的金属坩埚材料的熔点，不仅生长成本昂贵，而且高温环境下会给英寸级的晶体生长带来一系列挑战。光学浮区晶体生长法是一种高效的研究稀土离子倍半氧化物晶体性能的方法，但是由于固熔界面处的温度梯度极大，所生长的倍半氧化物晶体难以突破φ20 mm的尺寸上限。目前，国际上最大的倍半氧化物晶体是德国汉堡大学在2008年获得的尺寸φ35 mm×40 mm的Yb/Er∶Lu2O3晶体[1]。最近山东大学尹延如用导模法成功生长了φ25 mm×30 mm的Er∶Lu2O3晶体[2]，填补了我国在英寸级尺寸的倍半氧化物晶体生长能力的空白。

图1 (a)氧化钪晶体与(b)双面抛光的氧化钪晶体侧……