采用溶胶-凝胶法结合纳米粉体高温烧结工艺制备了Yb-Al、Yb-Al-P和Yb-P三个体系共掺石英玻璃,系统探究了Al ³⁺和P ⁵⁺的含量变化对掺Yb ³⁺石英玻璃在1018 nm处吸收和荧光性能的影响规律。通过对比不同掺杂体系在1018 nm处的光谱性能发现,随着P ⁵⁺掺杂浓度的提高,1030 nm附近的荧光次峰蓝移至1018 nm附近,Yb-P掺杂石英玻璃系列样品在1018 nm处的归一化荧光强度明显优于其他系列。利用Raman光谱结合超低温电子顺磁共振(EPR, 4 K)从原子尺度上对Yb ³⁺的配位环境进行了精确解析。Al ³⁺和P ⁵⁺的引入使得Yb ³⁺的配位环境迥异,这与Al ³⁺、P ⁵⁺对Yb ³⁺在1018 nm处光谱性质的影响规律相符。

选取Si-Na-Zn-Al体系作为玻璃基质,Ce ⁴⁺和Ag ⁺分别作为光敏因子和热敏因子;通过优化紫外曝光剂量与热处理条件,研究了光热敏折变玻璃中Ag ⁰团簇的析出及其对玻璃透过率、析晶等性能的影响。结果表明:通过控制紫外曝光剂量和热处理条件可以调控Ag ⁰团簇的结构和NaF晶体的析出;当紫外曝光剂量为4 J/cm ²@315 nm、成核温度为580 ℃、析晶温度为650 ℃时,可以获得均匀的Ag ⁰团簇及NaF晶体。

利用水热法制备了新型氟化镧掺钕（LaF3Nd）纳米材料，其结构为六方晶型，纳米尺寸在25 nm左右；利用超声波分散技术，制备成了一系列具有不同稀土分散浓度的纳米分散液。其钕离子浓度可达到1×1020 cm-3。可见近红外透射光谱表明，对于5 mm光程的纳米分散液，其在1053 nm处的透射率大于85%，与掺钕透明陶瓷的透射率相当。荧光寿命测试结果显示，该稀土纳米材料（La0.95Nd0.05F3）在分散液中的寿命值为200 μs，与粉末相比，降低了3.8%，表明这种低荧光猝灭率、高离子浓度、高透射率的纳米分散液将是一种可用于高重复率、高功率、超短脉冲的流体激光工作物质。