Nd³⁺ 900 nm激光可用于泵浦掺Yb³⁺激光材料和大气探测，其倍频产生的深蓝激光在面向水下通信、原子冷却、生物医学、激光存储、激光显示及激光加工等领域具有重大意义，但实现Nd³⁺ 900 nm激光必须要解决Nd³⁺ 1060 nm 跃迁竞争的问题。本文介绍了各类掺Nd³⁺激光材料900 nm激光的研究发展历程，并简单总结了抑制1060 nm激光的方法。结合本课题组研究工作，指出进一步提高Nd³⁺ 900 nm激光输出功率，关键是保证较低浓度猝灭几率并提高材料自身900 nm荧光分支比。通过向Nd³⁺石英玻璃中掺入非氧阴离子基团调节Nd³⁺微观配位环境，大大提高了Nd³⁺ 900 nm荧光分支比，将该玻璃拉制成芯包比为20/125 μm光纤，初步主振荡功率放大实验结果显示，该光纤对1060 nm放大的自发辐射具有很好的抑制效果，为实现Nd³⁺ 900 nm高功率激光输出提供了新的技术方案。

以掺杂光子晶体光纤为介质的光纤激光器一直受到科研工作者的广泛关注, 应用于光子晶体光纤纤芯的掺稀土元素玻璃的制备成为研制掺杂光子晶体光纤的关键问题。 利用高温熔融工艺制备钕离子掺杂的40SiO2-14Al2O3-(40-x)CdO-2Li2O-2K2O-2Na2O-xNd2O3(x=0.07, 0.14, 0.21, 0.35, 0.42, 0.56 mol)重金属硅酸盐玻璃系统, 测试了其吸收光谱和荧光光谱。 采用Judd-Ofelt理论, 计算了玻璃样品的强度参数Ωt(t=2, 4, 6)以及钕离子的自发辐射概率、 荧光分支比、 荧光辐射寿命等参数。 利用测得的荧光光谱计算了钕离子能级跃迁4F3/2→4I11/2的受激发射截面及荧光有效线宽。 结果表明: 当掺Nd2O3的摩尔分数为0.42时, 制备的镉铝重金属硅酸盐玻璃具有较大的受激发射截面和比较宽的荧光有效线宽, 且与相关文献中的钕离子掺杂玻璃相比, 具有良好的激光性能和增益性能, 有望在研制掺杂光子晶体光纤中得到应用。

全固态激光器被动锁模是产生超短脉冲的一种有效方法。在基于Nd3+掺杂激光材料被动锁模产生超短脉冲的研究中，无序晶体成为研究的热点。结合相关工作，总结了Nd3+掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状，展望了Nd3+掺杂无序晶体在超强超短脉冲制备中的发展前景。

生物组织对980nm波长的光有较强的吸收,限制了Yb/Er或Yb/Tm共掺的NaYF4上转换纳米颗粒在生物方面的应用范围.通过对NaYF4∶Yb,Er/Tm纳米颗粒进行Nd掺杂,获得可在800 nm波长的激光激发下产生荧光的纳米颗粒.对多种不同形貌的Nd掺杂纳米颗粒的荧光光谱的研究表明,具有核壳结构的NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%@NaYF4∶Nd3+20%纳米颗粒在800 nm激光激发下的荧光强度最高,基本上与NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%纳米颗粒在980 nm激光激发下的荧光强度相当,其强度比NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%,Nd3+20%纳米颗粒提高了600倍以上.分析表明,Nd掺杂导致的淬灭效应主要来自于Nd和光敏剂Yb之间的作用,而不是与活化剂Er/Tm 之间的作用.

用熔融淬冷法制备了0.5 wt.% 掺杂Nd3+:75GeS215Ga2S30CsI（0.5wt.% Nd GGSI）硫卤玻璃.在此基础上以玻璃粉料漂浮熔融法制备出粒径为50~300 μm高折射率(n≈2.1)玻璃微球，并在显微镜下选出表面质量高的硫卤微球用于后续实验.将火焰法拉制出的直径1~2 μm间的双锥形石英微纳光纤与硫系微球进行近场耦合.相位匹配条件下测试结果表明光纤锥倏逝场将激发球内径向高阶回音壁模式.实验测量了在808 nm LD激光泵浦下直径110 μm微球的荧光光谱特性，结果表明：掺Nd3+硫卤微球在输出端1 075 nm波段附近产生了等间距分布的荧光回音壁模式的光学谐振，共振峰间隔为1.80 nm.实验结果与微球腔回音壁模式谐振的理论模型有较高的符合度.

用高温熔融法制备了Nd3+(物质的量分数2%)掺杂40B2O3-(15-χ)Nb2O5-45BaO-χLa2O3玻璃,测量了样品的吸收光谱、发射光谱和差热分析(DTA)曲线.根据Nd3+光学跃起矩阵的特点,应用Judd-Ofelt理论,从吸收光谱获得了Nd3+光学跃起的强度参数.并计算了Nd3+离子的自发辐射跃迁几率、总自发辐射几率、荧光分支比、辐射能级寿命和受激发射截面.结果表明:该体系玻璃中,随着Nb2O5 含量的增加和La2O3含量的减少,强度参数Ω2增大,说明材料的对称性降低;而Ω6减小,说明Nd-O键的共价性和键强增强;受激发射截面减小.DTA实验表明,随着Nb2O5含量的增加,材料的热稳定性提高.

采用传统熔融及退火技术,引入合适的添加剂于相对低温下成功制备出掺钕锂铝硅玻璃,通过控制成核和析晶工艺制备出锂铝硅玻璃陶瓷。采用差热分析、X射线衍射、扫描电镜、紫外可见近红外分光光度计和荧光光谱仪对材料进行表征。三个发光谱带中心波长位于890 nm,1065 nm和1330 nm处,分别对应于4F3/2→4I9/2,4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2跃迁。玻璃陶瓷晶相及晶粒大小对Nd3+离子发光性能影响很大。当Nd3+离子进入晶粒尺寸为10～20 nm的β--锂霞石固溶体时,发光强度与基质玻璃相比明显增强,在1065 nm处的受激发射截面σin达1.931×10-21 cm2,比基质玻璃受激发射截面提高了约8％。当β--锂霞石固溶体晶粒尺寸接近可见光波长时钕离子发生荧光猝灭。而当β--锂霞石固溶体晶型转变为β--黝辉石固溶体时,荧光猝灭消失。