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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:胡杰
研究生(外文):Hu, chieh
論文名稱:離子晶體浮區熔解過程中熱輻射,熱流與相界面
論文名稱(外文):thermal radiation, heat flow and phase interface during
指導教授:陳志臣
指導教授(外文):jye-chen chen
學位類別:博士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:150
中文關鍵詞:熱輻射相界面
外文關鍵詞:thermal radiationphase interfaces
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摘要
光電科技日益發展,對於所使用之元件晶體的品質要求漸增,故於晶體生
長中所有生長環境條件的了解與控制更顯重要。本文為深入探討實際長晶
中所需面臨之 環境,乃自行開發一套利用雷射加熱於微小浮熔區之長晶
設備,主要是將雷射光束 透過一組圓錐式透鏡而轉成光環,再藉由反射
鏡將此光環均勻地聚焦於小圓棒上,運用緩慢步進增加雷射功率的方式,
以了解材料棒由表面初熔、熔透、熔區長度增加及最後整個熔斷的過程,
同時於不同之雷射功率下,藉由紅外線熱影像儀偵測在 3-5 um、5 um
、10.6 um 及 8-12 um 等波長之熱輻射量。 本文所
選擇之材料乃屬離子晶體中已被廣泛研究應用之鈮酸鋰 (LiNbO3) 及氟化
鋰(LiF) 藉由熱輻射之量測可發現此兩種材料於高溫下皆屬於半穿透性(
semi-transparent) 之材料,在 3-5 um 及 5 um 波長具有體輻射特性,
而 10.6 um 及 8-12 um 波長具有表面輻射特性。由氟化鋰晶體熔解過程
中未發現液體輻射特性與 固體輻射特性有重大差別,但鈮酸鋰晶體之熔
解過程中發現液體體輻射特性與固體 不同,由此可顯現出兩種材料在固
液相變化中,鈮酸鋰的分子結構會有所變化,但 由正向放射率隨波長及
溫度之變化中,可推測鈮酸鋰材料光譜吸收邊於高溫下仍存 在且與室溫
時相近,在於其他研究文獻中亦發現,鈮酸鋰於熔解時會有部分分解及
解離的產生,而此結果與本研究之發現十分吻合。
本文中利用離子晶體的體輻射及表面輻射特性,分別找出熔解過程中熔區
的表 面外型、表面固液氣界面、表面溫度、固液界面形狀及氣泡大小等
位置,進而也可 分析熔區中熱張力對流之現象,由實驗結果分析中發現
鈮酸鋰及氟化鋰等兩種材料 熱張力對流都相當強,當外來熱源進入熔區
表面時,會經由表面液體流動將熱量帶 到兩旁固區,而使表面溫度於加
熱區呈現之溫度梯度很低,且固液界面於熔解過程 中始終為凸向液區,
此時外加熱源無法再提高液區溫度而是增加熔區長度,因此可 藉由上下
熔區長度隨雷射功率之變化,了解熱張力流與熔區體積及形狀之關係。經
由本研究之發展可進一步了解離子晶體於熔態之熱輻射特性,所發展之技
術與方法 可更易於掌握長晶的環境與動力。
封面
目錄
摘要
符號說明
第一章 緒論
1. 前言
2. 浮熔區中之物理特性
A.引言
B.熔區長度與外型
C.表面度分布
D.熔區固液相界面
E.熔區熱對流
3. 研究方式與目的
附圖
附表
第二章 熱輻射特性與理論
1.前言
2.基本熱輻射觀念
3.聲子光譜吸收理論
4.多聲子光譜吸收理論
5.熱輻射四個基本參數
附圖
第三章 研究設備與實驗材料
1. 光學雷射熱源
2. 光熱源轉換系統
3. 紅外線熱輻射量測系統
4. 實驗材料
附圖
第四章 熱輻射特性觀察
1. 引言
2. 單點熱輻射隨熔解過程之變化
3. 線熱輻射輪廓隨熔解過程之變化
4. 熔區等輻射線像圖
5. 結論
附圖
第五章 固區及熔區的特徵物理量
1. 引言
2. 浮熔區相界面外型
3. 表面溫度與表面雷射反射
4. 熱射正向放射率
5. 熔區內熱流
6. 結論
附圖
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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