藍(lán)寶石玻璃有著廣泛的應(yīng)用，如GaN藍(lán)綠半導(dǎo)體二極管實(shí)用的襯底材料、高功率激光器理想的窗口材料和激光基體材料等?？刹捎脺囟忍荻确ê蜌馀莘ㄉa(chǎn)，如80公斤級(jí)、120公斤級(jí)、150公斤級(jí)。

藍(lán)寶石生長過程中，晶體內(nèi)部不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。特別是對(duì)于藍(lán)寶石晶體棒，在挖棒過程后會(huì)引入額外的加工應(yīng)力，帶應(yīng)力的藍(lán)寶石晶錠在切割時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)電弧弧度大、切割精度低等問題。這些問題可能會(huì)增加晶片切割表面的應(yīng)力，導(dǎo)致切割后晶片出現(xiàn)更大的翹曲和弓形。另外，晶片經(jīng)過常規(guī)退火處理（1400℃左右）后，晶片內(nèi)部的應(yīng)力無法釋放。因此，晶片在后續(xù)的研磨、倒角加工過程中，很容易出現(xiàn)崩邊、裂紋、翹曲、像散等問題，這將進(jìn)一步降低良率。因此，為了提高晶片加工的良率，需要及時(shí)消除內(nèi)應(yīng)力。另外，在使用鎢籠作為加熱元件的生長爐中，鎢原子（W）和少量鉬原子（Mo）可能以固態(tài)擴(kuò)散、滲透等形式隨機(jī)進(jìn)入熔體。

將通過溫度梯度法（TGT法）生長的藍(lán)寶石玻璃在中高溫氧化氣氛（1600℃空氣氣氛）和高溫還原氣氛（1900℃氫氣氣氛）中放置120小時(shí)。經(jīng)過去應(yīng)力和去色退火處理，即“兩步”退火處理后，晶體變得無色透明。經(jīng)過測試，藍(lán)寶石的完整性和光學(xué)透過率都有了顯著的提高。然而，采用兩步法進(jìn)行退火時(shí)，時(shí)間成本和退火工藝成本較高。一種“一步式”高溫退火工藝，即在1750~1800℃的空氣氣氛中直接高溫退火。保溫時(shí)間取決于晶體質(zhì)量（一般不超過40小時(shí)）。將藍(lán)寶石原料中可能含有的低價(jià)雜質(zhì)離子（如Cr3、Ti3）充分氧化成高價(jià)態(tài)（Cr4、Ti4），進(jìn)一步減小晶棒的色差，增加晶棒的色差。水晶棒的質(zhì)量。其次，鎢、鉬原子被氧化生成WO3和MoO3，它們?cè)诟邷叵氯菀咨A，鎢、鉬原子以氣體形式離開晶棒。高溫退火是消除晶體內(nèi)應(yīng)力的適宜方法，且溫度越高，退火時(shí)間越短。與現(xiàn)有的兩步工藝相比，該工藝縮短了退火周期。

本工藝使用的高溫退火爐，放置藍(lán)寶石玻璃送入退火爐退火，按既定升溫曲線升溫至1750-1800℃，恒溫40小時(shí)左右，然后按規(guī)定降溫至室溫。整個(gè)工藝顯著縮短了退火周期，節(jié)省了退火時(shí)間和工藝成本，退火前后的外觀顏色發(fā)生了根本性的變化。退火前，藍(lán)寶石顯得略顯渾濁，顏色較深；退火后，藍(lán)寶石內(nèi)部清晰透明。