1.晶體的光學應用

    隨著科技的發展，光感技術，激光技術得到越來越廣泛的應用。生活水平的提高也使得人們對傳統的晶體光學折變特性提出了更高的要求，例如偏振鏡，濾光鏡等等應用場合越來越多。此外光存儲光傳輸等技術也以驚人的速度在普及。因此光學儀器和材料成為了一個非常具有前景的發展領域。

    在光學領域中關鍵材料是光學晶體，按照用途可以分成光電晶體、聲光晶體、激光晶體、光折變晶體、非線性晶體等。光學晶體主要是指應用于光學回路中的晶體，如棱鏡，透鏡，濾鏡，偏光以及相位補償鏡等，在光學回路中的發射，處理和接收等多個環節都有廣泛應用。

2.光學晶體材料

    光學晶體的類型很多，從材料本質上說通常是金屬鹵化物晶體，氧化物晶體等。例如常見的氟化鎂晶體用于透過紫外光，氟化鈣晶體對于紅外光有良好的透過率，此外還有半導體硅晶體，砷化鎵，CdTe，YAG，二氧化硅，藍寶石等。特別是藍寶石晶體化學性質穩定，機械強度高，抗沖擊能力強，大量用于精密測量儀器，高功率激光，導彈制導，通訊導航以及光傳感等，應用非常廣泛。

    為了保證較高的光透過率，減少色散等，用作光學介質材料的晶體材料通常以單晶為主，要求盡可能少的缺陷，特別是在激光領域以及精密光感儀器和測量領域，較少的缺陷就會對光透過質量和結果產生嚴重影響。

3.FEMAG解決方案

    工業上晶體的生長多采用熔體生長法，例如光學晶體中應用比較廣泛的藍寶石，砷化鎵，硅等晶體，可以通過提拉法，泡生法，坩堝下降法，區熔法等晶體生長工藝進行生產，工藝的條件控制和爐體熱場流場分析對保證晶體質量有重要作用。

    FEMAG軟件是一款專業的晶體生長模擬軟件，對于典型的晶體生長工藝，例如提拉法、區熔法、定向凝固法以及坩堝下降法等，軟件都能提供世界領先的仿真精度，能夠優化單晶硅，砷化鎵，YAG，藍寶石等光學晶體的生產質量，并提高生產效率和成品率。

利用FEMAG可以實現：

（1）全局的熔體氣體對流與熱場分析

    利用FEMAG/CZ在不同氣體流量下（500，1500，3000，4500L/h）對直拉法單晶硅的全局對流模擬，其中（a）（b）是熱場圖（c）（d）是流場圖。利用FEMAG可以優化晶體生長工藝，優化熱場，提高晶體質量，減小能耗。

（2）晶體缺陷預測分析

    利用FEMAG可以分析晶體生長過程的含氧量分布以及空位和缺陷濃度預測，為晶體生長質量優化提供依據。

（3）熔體特殊流場分析

    FEMAG軟件具有先進的流體分析算法，對定向凝固等工藝中復雜流體模式（例如Marangon效應）能夠獲得精確的分析結果。

（4）磁場與流場耦合分析

    對于晶體生長工藝中常用的坩堝旋轉與外加磁場優化，FEMAG也能夠提供復雜耦合場作用下晶體生長過程的精確模擬，為工藝優化提供參考。

除此以外，FEMAG軟件還支持晶體生長爐體優化設計，摻雜物濃度預測分析，熱應力分析等功能。FEMAG能夠全面優化晶體生長工藝，解決光學晶體生長的關鍵技術，為提高企業經濟效益提供可靠的服務與支持。（轉）