本发明属于单晶厚膜制备，具体地涉及一种高温场均匀性的垂直液相外延系统。
背景技术：
1、稀土铁石榴石（rig）厚膜作为磁光隔离器的核心器件决定了无源光器件性能、激光武器作战效能和光纤通讯传输效果。目前液相外延法（lpe）是生长rig厚膜的主流技术。液相外延法是在熔融物中，通过降温使固体物质析出在衬底上成核继而反应成膜的单晶生长技术。相较于分子束外延（mbe）和金属有机化学气相沉积（mocvd）外延技术，液相外延法技术具有成本低、生长速率快、掺杂元素种类灵活等优点，适合化合物半导体单晶材料、稀土石榴石磁性材料的生长。现阶段适用于磁光隔离器件主流的bi:rig或ce:rig厚膜材料，其所需的厚度往往在340μm-370μm之间，考虑薄膜后续的打磨抛光过程，lpe生长薄膜厚度应当大于500μm。
2、然而，目前lpe装置能够获得的磁光薄膜主要集中于直径2-3英寸、膜厚在1μm-100μm范围内，无法满足实际使用需求。公开号为cn114752997a的中国专利，通过第一炉体与第二炉体内部的坩埚连续调换进而实现液相外延生长薄膜的连续生长的方式解决上述问题。由于第一炉体与第二炉体的温度梯度不同，坩埚从第二炉体调换至第一炉体的过程中，坩埚内溶体温度会发生变化相应变化，因此会导致第一坩埚和第二坩埚中溶液的析出速率变化，容易造成析出的（rig）厚膜粗细不均匀的现象，影响（rig）厚膜品质，增加后处理难度。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，以解决现有技术中的技术问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其包括炉体，所述炉体内部安装感应加热器，炉体内壁安装保温层，炉体顶端分别安装移动组件和气瓶，炉体内部安装有可转动升降的替换组件；
3、所述移动组件的输出端安装单晶衬底，所述替换组件包括平台和可转动的输送管，且输送管安装在平台内部，平台内分别转动安装双向齿环和固定安装单向齿环，输送管与双向齿环传动配合；
4、所述平台上开设替换槽和存放槽，替换槽和存放槽通过过渡板连接，过渡板上转动安装坩埚一，双向齿环和单向齿环之间安装传动齿轮二，且传动齿轮二分别与双向齿环和单向齿环啮合，传动齿轮二上安装坩埚二，所述单晶衬底正对坩埚一。
5、作为本方案进一步的优化或者改进，所述输送管上同轴安装主动齿，主动齿通过从动齿与双向齿环的内部齿啮合，所述传动齿轮二分别与双向齿环的外部齿和单向齿环的内部齿啮合；当输送管带动主动齿转动时，主动齿会通过从动齿带动双向齿环转动，此时传动齿轮二上的坩埚二在双向齿环的作用下沿着替换槽移动并自转。
6、作为本方案进一步的优化或者改进，所述过渡板上安装放置台一，坩埚一放置在放置台一上，放置台一底部同轴安装传动齿轮一，传动齿轮一仅与双向齿环的外部齿啮合；当输送管带动双向齿环转动时，双向齿环带动坩埚一自转。
7、作为本方案进一步的优化或者改进，所述替换组件上安装推送组件，推送组件包括进埚槽和沿着进埚槽移动的推杆，所述进埚槽与替换槽连通，进埚槽上开设进埚口，进埚口与输送管连通。
8、作为本方案进一步的优化或者改进，所述炉体底部安装支架，支架上安装升降组件，所述升降组件包括气缸二、连接板和电机，气缸二的输出端连接安装台，安装台上安装连接板和电机，电机与输送管传动配合，所述连接板连接输送管和安装台。
9、作为本方案进一步的优化或者改进，所述安装台内安装内置气缸，内置气缸输出端连接放置盘，放置盘位于输送管的正下方。
10、作为本方案进一步的优化或者改进，所述进埚槽内安装推动齿轮，推动齿轮的一端与推杆传动配合，推动齿轮另一端与主动齿啮合。
11、作为本方案进一步的优化或者改进，所述移动组件包括气缸一，气缸一的输出端连接工作杆，工作杆上安装单晶衬底。
12、本发明的有益效果：
13、（1）本发明通过输送管带动双向齿环转动，双向齿环转动带动坩埚二沿着替换槽移动并自转，同时双向齿环还会带动坩埚一自转。当单晶衬底将坩埚一内溶体单晶析出时，坩埚一自转将单晶衬底上残留熔体甩落，同时坩埚二沿着替换槽移动并且自转，使坩埚二熔体持续均匀混合，直至坩埚二将坩埚一替换，在此过程中，坩埚二和坩埚一均处于同一温度梯度，进而保证单晶衬底析出单晶的速率相同，避免析出的（rig）厚膜粗细不均匀的现象，提高（rig）厚膜品质。
14、（2）本发明通过在输送管底部安装内置气缸和放置盘的方式，将装有原料粉末的坩埚放置到放置盘上，接着启动内置气缸，内置气缸将坩埚通过输送管和进埚口送入进埚槽内，在此过程中，坩埚内部原料粉末熔融，随着输送管带动主动齿转动，主动齿会通过推动齿轮带动推杆将坩埚推送至替换槽，使单晶衬底能够持续生长薄膜，同时方便更换坩埚操作，通过气缸二移动坩埚在炉体内的位置，实现对坩埚温度的调控。
1.一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：包括炉体（1），所述炉体（1）内部安装感应加热器（5），炉体（1）内壁安装保温层（6），炉体（1）顶端分别安装移动组件（2）和气瓶（3），炉体（1）内部安装有可转动升降的替换组件（10）；
2.根据权利要求1所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述输送管（101）上同轴安装主动齿（103），主动齿（103）通过从动齿（104）与双向齿环（105）的内部齿啮合，所述传动齿轮二（111）分别与双向齿环（105）的外部齿和单向齿环（106）的内部齿啮合；当输送管（101）带动主动齿（103）转动时，主动齿（103）会通过从动齿（104）带动双向齿环（105）转动，此时传动齿轮二（111）上的坩埚二（113）在双向齿环（105）的作用下沿着替换槽（115）移动并自转。
3.根据权利要求1所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述过渡板（107）上安装放置台一（109），坩埚一（110）放置在放置台一（109）上，放置台一（109）底部同轴安装传动齿轮一（108），传动齿轮一（108）仅与双向齿环（105）的外部齿啮合；当输送管（101）带动双向齿环（105）转动时，双向齿环（105）带动坩埚一（110）自转。
4.根据权利要求1所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述替换组件（10）上安装推送组件（11），推送组件（11）包括进埚槽（1101）和沿着进埚槽（1101）移动的推杆（1102），所述进埚槽（1101）与替换槽（115）连通，进埚槽（1101）上开设进埚口（1104），进埚口（1104）与输送管（101）连通。
5.根据权利要求1所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述炉体（1）底部安装支架（4），支架（4）上安装升降组件（8），所述升降组件（8）包括气缸二（81）、连接板（84）和电机（85），气缸二（81）的输出端连接安装台（82），安装台（82）上安装连接板（84）和电机（85），电机（85）与输送管（101）传动配合，所述连接板（84）连接输送管（101）和安装台（82）。
6.根据权利要求5所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述安装台82内安装内置气缸83，内置气缸83输出端连接放置盘86，放置盘86位于输送管101的正下方。
7.根据权利要求4所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于：所述进埚槽（1101）内安装推动齿轮（1103），推动齿轮（1103）的一端与推杆（1102）传动配合，推动齿轮（1103）另一端与主动齿（103）啮合。
8.根据权利要求1所述的一种高温场均匀性的垂直液相外延系统，其特征在于，所述移动组件（2）包括气缸一（21），气缸一（21）的输出端连接工作杆（22），工作杆（22）上安装单晶衬底（9）。
