通过实验和理论相结合的方式,从热透镜效应角度研究了Er ³⁺,Yb ³⁺∶glass在激光二极管(LD)端面抽运条件下的激光输出能量,建立起LD抽运重复频率、Er ³⁺,Yb ³⁺∶glass热光系数与空腔运转斜率效率、调Q输出脉冲能量之间的关系。采用平凹腔结构,并以Co ²⁺∶MgAl₂O₄作为调Q开关,设计了LD端面抽运被动调Q激光器,实验结果发现,当热焦距大于前腔面光斑半径最小值对应的热焦距时,空腔运转斜率效率与材料的热光系数呈负相关,调Q输出脉冲能量与热光系数及抽运重复频率均呈负相关。基于理论研究,通过热焦距公式、稳定谐振腔的矩阵计算法以及被动调Q的速率方程进行数值模拟,解释并验证上述实验现象。结果显示,可通过降低抽运重复频率和选择低热光系数的Er ³⁺,Yb ³⁺∶glass等方式降低热透镜效应实现高脉冲能量的输出。

报道了磷酸盐激光钕玻璃的连续熔炼线，以及采用连续熔炼工艺获得的400 mm 口径N31 钕玻璃的主要性能。连熔所制备的N31-35 钕玻璃的掺杂离子浓度为3.47(±0.02)×1020 cm-3；1053 nm 处的折射率为1.5336±0.0005；400 nm 处的吸收系数平均值为0.098 cm-1；1053 nm 处的激光波长损耗为0.13~0.15% cm-1；3000 cm-1 处的吸收系数平均值为0.83 cm-1。400 mm 口径连熔N31 钕玻璃的透射波前畸变在633 nm 处小于λ/3 波长。采用1053 nm、脉冲为3 ns激光作用下连熔钕玻璃的体破坏阈值大于40 J/cm2。结果表明，在N31 钕玻璃的连续熔炼工艺中，除铂金和除水都取得了很好的效果。

研究了新型掺钕磷酸盐激光玻璃在高能量闪光灯抽运条件下的热破坏性质。激光输出实验表明这种为重复频率激光工作设计的钕玻璃，具有与高峰值功率应用类型的钕玻璃基本相近的激光输出能力，高于早期设计的高能量应用类型的钕玻璃。分析了新型重频工作钕玻璃的热膨胀性质，比较了酸蚀和离子交换前后激光输出性质，测定了重复频率高能量抽运下的极限抽运阈值，并讨论了它们对于耐抽运破坏极限的影响。

研究了组分为55Bi2O3-25B2O3-10SiO2-(10-x)Ga2O3-xYb2O3（x=0.5,2.0,5.0）掺镱铋酸盐玻璃在1 μm近红外波段发光的温度特性。测定了9 K低温到350 K高温条件下975 nm和1003 nm主次荧光峰，它们的半峰全宽基本没有大的变化，表明铋酸盐玻璃基质对镱离子的非均匀加宽是谱线加宽的主要原因。另外，电子声子耦合对镱离子荧光光谱和荧光寿命也有一定程度的影响。对于荧光寿命的温度特性，本身具有较大荧光俘获效应的镱离子的寿命受到明显影响，其中在高温区的影响比在低温区的更强。

在概述国内外高功率激光钕玻璃的发展及其主要性质的基础上，重点论述了上海光学精密机械研究所在大口径N31高功率激光钕玻璃半连续熔炼工艺、连续熔炼工艺、包边工艺等方面的研究进展。报道了半连续熔炼工艺制备的不同Nd2O3浓度N31钕玻璃的光吸收损耗和荧光寿命及小信号增益系数，并给出了这些钕玻璃坯片小信号增益系数的波动范围。通过对半连续熔炼和连续熔炼工艺制备的N31激光钕玻璃主要性能的比较，证明连续熔炼工艺制备的N31钕玻璃的主要性能指标与半连续熔炼的性能相当。对于400 mm大口径N31钕玻璃坯片的包边进行了模拟考核，结果表明,采用现有包边工艺的钕玻璃可以承受1 000次高功率氙灯辐射。

选取55Bi2O3-25B2O3-10SiO2-7Ga2O3-3Yb2O3系统铋酸盐玻璃，研究了在不同温度(9~350 K)下Yb3+离子的发射光谱和荧光寿命变化情况，计算了不同温度下Yb3+离子在976和1020 nm的有效线宽Δλeff，比较了不同温度下Yb3+离子的光谱特性和荧光寿命变化情况。发现随着测试温度的降低，测得的荧光寿命值以及荧光光谱半峰全宽(FWHM)和1020 nm处的有效线宽Δλeff却在增加。结果表明，在100 K温度以下时，Yb离子在铋酸盐玻璃中下能级的粒子主要集中于最低能级上，使得Yb离子的运转状态由准三能级系统变为四能级系统。

以提高磷酸盐激光钕玻璃耐热冲击性能为目的,研究了一种用碱和酸缓冲液相结合处理磷酸盐激光钕玻璃表面的方法。通过对比该方法与303砂细磨、混合强酸处理和化学机械抛光3种方法处理后的表面形貌和机械性能,发现该表面处理方法可以减少玻璃表面的显微缺陷,从而显著提高表面显微硬度、抗折强度。实验结果表明采用该表面处理方法可提高磷酸盐激光钕玻璃在重复频率氙灯抽运下的热破坏阈值和激光效率。

The energy transfer and cooperation upconversion processes are investigated in Yb³⁺/Er³⁺ codoped phosphate glass. Based on the measured curves of output power versus incident power, the laser and spectroscopic parameters of the glass are fitted and analyzed. We focus on the resonant energy transfer constant k from Yb³⁺ to Er³⁺ as well as the cooperation upconversion coe±cient C_up from ⁴I_13/2 of Er³⁺. The fitted k and C_up can give almost the same results for different thicknesses of glass disk with the same doping concentrations. The determination of these parameters is helpful for the development of Yb³⁺/Er³⁺codoped laser glass.

The emission properties of 2 \mu m region fluorescence of Tm³⁺-Ho³⁺ co-doped tellurite glasses are investigated. Introducing F^- ions to the composition of tellurite glasses plays a positive effect on the 2 \mu m emission. A maximum intensity of 2 \mu m emission is achieved when 1.5-mol% Tm₂O₃ and 1-mol% Ho₂O₃ concentration are doped in the glasses. The emission cross section and gain coefficient of the ⁵I₈-⁵I₇ transition of Ho³⁺ are calculated. The emission cross section has a maximum of 1.29×10^-20 cm² at 2048 nm wavelength. The results indicate that Tm³⁺-Ho³⁺ co-doped tellurite glasses are suitable for 2 \mu m application.