高效的光调制能够显著提高光转换效率和调节光响应速率，在光电子学领域中表现出巨大的应用潜力。然而，光子之间的弱相互作用对操纵光子-光子相互作用造成了巨大的障碍。本文采用850 nm和1 550 nm激光同时激发含有Er³⁺∶NaYF₄纳米晶体的氧氟化物微晶玻璃，可以实现绿色上转换荧光的快-慢光调制。与两束单波长激发的发光强度之和相比，双波长同时激发的绿色上转换发光强度明显提高了一个数量级。值得注意的是，绿色上转换发光快-慢响应速率依赖于双波长激发的泵浦策略，显示出高达4倍的快-慢响应差异。研究表明，双波长激发绿色上转换发光的快-慢光调制在新型的全光开关中具有广阔的应用前景。

为了丰富当前可用红外材料的种类，满足新一代红外成像光学系统的轻薄化设计需求，充分利用硫系玻璃组分可调和色散参数可选两大特殊优势，开发了新型硫系玻璃材料，并且在同一系统指标要求下，分别对基于传统红外材料和基于新型硫系玻璃设计的红外光学系统进行了性能对比。基于高折射率硫系玻璃的中波双视场红外光学系统，有效实现了去锗化设计，与基于传统红外材料的红外光学系统相比较，光学系统质量减轻了35%，长度减少了15%，透过率提高了10%。基于叠层梯度折射率(gradient refractive index, GRIN)硫系玻璃的共光路、共焦面双波段红外光学系统，在非制冷型中/短波红外成像光学系统中首次实现了胶合透镜的设计，与基于传统红外材料的双波段红外光学系统相比较，光学系统质量减轻了40%，长度减少了30%，透过率提高了15%；在制冷型中/长波红外光学系统中，具有不同折射率差值Δn的GRIN硫系玻璃展现出卓越的色差校正能力，与基于传统红外材料的双波段红外光学系统相比较，光学系统质量减轻了20%，长度减少了20%，透过率提高了18%。设计结果表明，新型硫系玻璃的出现，是对现有红外材料的有益补充，为新一代红外成像光学系统提供了更为丰富的材料选择和更多的设计自由度，是实现轻薄化透射式红外光学系统的重要技术途径。

采用高温浮粉熔融法制备了组分为60TeO₂?10GeO₂?20BaF₂?9Y₂O₃?1Er₂O₃的Er³⁺掺杂氟碲酸盐玻璃微球，并对其品质因子（Q）、近红外激光特性以及温度传感进行了细致研究。结果发现微球腔的Q值可高达 ~10⁶。在980 nm激光泵浦下，在直径为44.58 μm的微球中实现了阈值为54 μW、光学转换效率为0.050%的 1 607 nm激光输出。通过研究不同直径对微球腔激光性能的影响规律，可知随着微球腔直径的减小，激光阈值逐渐降低，光学转换效率逐渐提高，这主要归因于较小的微球腔具有更高的能量密度和更强的光与物质相互作用。此外，研究了微球腔的温度传感特性，其灵敏度为14 pm/℃。以上实验结果表明，所制备的Er³⁺掺杂氟碲酸盐玻璃微球腔在低阈值激光器和高灵敏度温度传感器领域具有潜在的应用。