采用有限差分法(FDM)对使用Cz(Czochralski)法生长Nd:YAG激光晶体过程中熔体内和晶体内Nd 3+浓度场进行数值模拟研究。首先给出了Nd:YAG晶体生长系统的数学模型，然后对上述数学模型进行无量纲化处理，最后给出相应的边界条件，使用有限差分法求解上述方程。应用上述方法编制仿真程序，仿真了改变工艺条件后熔体内和晶体内Nd3+浓度场的变化情况，分析了各种工艺条件对上述场量变化的影响。

用温度梯度法生长了直径为75mm大尺寸的Nd∶YAG激光晶体,通过退火排除了生长过程中进入晶体的碳原子.用正交偏光显微镜观察了晶体的核心分布以及生长条纹.测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布.比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别.

采用有限元模型对大尺寸Nd：YAG晶体生长过程中温度梯度技术（TGT）炉中的热环境进行了分析。 所得结果表明，当坩埚位于加热器内部的下部位置时，建立了较平坦的固-液界面，这使得更容易获得无核的Nd：YAG晶体。 同时，较低的坩埚位置会引起较高的轴向温度梯度，这有利于潜热的释放。