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。

旋光玻璃广泛用于激光的调制、偏转、开关和高功率激光系统的隔离器。旋光玻璃的主要性质为费尔德常数。含高顺磁离子的旋光玻璃具有大的费尔德常数,可见区高透过等优点。具有较大磁矩和较低f-d跃迁能隙的顺磁离子铽应具有大的费尔德常数。本工作以高Tb2O3含量的Tb2O3-B2O3-Al2O3-SiO2为基本系统。研究玻璃的形成;测定了不同Tb3+离子浓度时的费尔德常数,符合线性关系;调整玻璃组成以避免析晶,发展了波长632 nm的费尔德常数为75.1-116.4 rad/(T·m)的TG20,TG28,TG32旋光玻璃系列。建立了10升规模铂坩埚高温熔炉,成形和退火设备。形成口径30 cm旋光玻璃的生产能力。产品的1054 nm光吸收小于0.008 cm-1,1 ns的激光破坏阈值大于8 J/cm2,透过波前畸变小于五分之一波长。所制造的旋光玻璃已用于美国Lawrence Livermore国家实验室,中国“神光Ⅱ”升级,英国Rutherford实验室的Vulcan Laser System和CNRS CEA Luli等高功率激光系统。

测量了线性升温热处理后Li2O-Al2O3-SiO2系统零膨胀微晶玻璃V02的性质变化.在一个较小的温度区间内,玻璃物理性质由于相变而出现显著变化.折射率增加175×10-4、密度增加0.094 g/cm3、热膨胀系数降低 41×10-7 /℃、努普(Knoop)硬度增加18.6 MPa、线收缩达1.12%.短波区透射率随着热处理温度的升高先出现下降而后再次上升.实验结果为大尺寸微晶玻璃毛坯的晶化工艺过程提供有实用意义的建议.

研究了N21和N31二种磷酸盐激光玻璃中铂金在不同温度、不同通气条件下的溶解情况.通过对玻璃在400nm光吸收的测试及比较,总结了铂金在这两种激光玻璃中的溶解速率与通气气体流量、温度、时间的变化规律,计算并比较了两种激光玻璃中铂金溶解过程中Pt离子扩散速率,Pt溶解激活能,Pt溶解度与温度、时间及通气气流量大小的关系.为实际制定不含铂金颗粒的激光钕玻璃的生产工艺提供了重要参考.

介绍了高Verdet常数法拉第旋光玻璃的研究结果。选择了Tb2O3-B2O3—Al2O3—SiO2系统为基础,研究玻璃形成.得到了高Tb2O3含量下稳定的玻璃组成TG28,并获得了0.5L规模下高质量的玻璃样品。研究了TG28玻璃的物理化学性质及熔制工艺,实验表明TG28玻璃的Verdet常数可高达—97.44 Rad/T·m。此结果表明了进一步提高Verdet常数的可能性。

与硅酸盐激光玻璃不同,玻璃液对铂坩埚的作用是磷酸盐激光玻璃中的铂的主要来源.本文报道了确定铂和氧反应进入玻璃的制约过程,测定了各种熔制条件对玻璃中铂浓度的影响。

给出了Li-Al磷酸盐玻璃中Er~(3+)离子发射特性(Ar、σρ、β、τγ)的计算结果。报道了Cr3+→Yb3+→Er3+的一种有效能量转移,并获得了室温下3J 1.54μm波长的激光输出。

本文在研究各组分对玻璃光谱及物理性质影响的基础上,制定了实用玻璃组成及工艺.结果表明,氟磷玻璃具有良好的激光和物化性能.唯一遗留的问题是玻璃中的夹杂物,正努力解决.

研制了Li2O-Nd2O3-La2O3和R2O-RO-Nd2O3两种系统的高钕浓度磷酸盐激光玻璃,并测定了它们的物理化学、光谱性质和激光特性.制成(?)4×60mm激光棒,输入32J时,输出448mJ.

研制了三种具有高受激发射截面、热光稳定的磷酸盐激光玻璃.给出主要光谱参数和激光性能.该玻璃已获应用.