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氟化钙(CaF2)晶体应用于光学已经有很悠久的历史了。早在人工生产出光学质量的CaF2晶体之前，天然的高质量CaF2晶体——萤石就已经应用于光学领域。随着科技的发展，CaF2晶体以其优异的物化性能在军工和民用高技术领域有了新的发展点，用途更加广泛。CaF2晶体的生长方法很多，如：Cz(Czochralski)法、BS(Bridgman-Stockbarger)法、TGT(Temperature Gradient Technology)法和SCT(Single Crystal Technology)法等，本文选择BS法和TGT法生长CaF2光学晶体。生长炉内温场的控制对晶体生长极为重要，由于测量监视手段的限制，对炉内晶体生长过程进行的是推测性的描述，这正是困扰晶体生长行业发展的一个重要原因。计算机模拟给出了一个更为贴近实际的温场描述方法，对于实际问题的解决指导意义重大。
本文从CaF2晶体的基本性能、生长方法选择、原料制备、光学性能影响、BS法的数值模拟以及BS法和改进的TGT法生长CaF2光学晶体生长实验几方面入手，对CaF2光学晶体生长技术进行了研究。主要创新之处在于：从实际CaF2晶体生长实验结果出发，采用有限元法，在分析软件ANSYS10.0环境下，对生长炉结构和工艺过程进行分析，对BS法的温场进行了描述。并对进一步改善晶体生长方法进行了探讨，取得了一定的成果。用Bridgman-Stockbarger法和改进的温梯法生长CaF2晶体；生长出CaF2晶体最大尺寸达φ210mm×200mm，对温梯法进行了改进，生长出了φ135mm×150mm的CaF2晶体。