稀土在光學(xué)玻璃中的應(yīng)用起始于19世紀(jì)末,，主要是用CeO2作玻璃的脫色劑，上世紀(jì)二十年代后期,，摩萊（Morey）開(kāi)始研究稀土元素氧化物的硼酸鹽玻璃,，以后各國(guó)都進(jìn)行了鑭系硼酸鹽光學(xué)玻璃的研究,。1925年美國(guó)莫里（G.N.Morey）開(kāi)始研究稀土硼酸鹽玻璃，1938年美國(guó)柯達(dá)公司首次制造出具有高折射率,、低色散特性的含鑭光學(xué)玻璃,，從而擴(kuò)大了光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)范圍。光學(xué)玻璃組成中引入較多稀土氧化物的稀土玻璃具有高折射率,，低色散的特點(diǎn),，是制造大孔徑、寬視場(chǎng)攝影物鏡,、長(zhǎng)焦距,、變焦距鏡頭以及高倍顯微鏡等不可缺少的光學(xué)材料，它對(duì)于改善光學(xué)儀器特別是照相機(jī)物鏡的成像質(zhì)量和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)有重要意義,，因而在國(guó)防軍工用光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中成為關(guān)鍵材料,。
　　目前在世界范圍內(nèi)采用稀土金屬氧化物制得的光學(xué)玻璃多達(dá)300多種，它們被廣泛地用在航天,、航海,、軍工、電視電影,、天文,、地質(zhì)和照相等方面。國(guó)外有許多國(guó)家都能夠生產(chǎn)稀土光學(xué)玻璃,，主要生產(chǎn)國(guó)家有日本,、美國(guó),、德國(guó)、俄羅斯,、英國(guó),、法國(guó)等。近20年來(lái),，我國(guó)對(duì)稀土光學(xué)玻璃的研究已經(jīng)取得了不少成果,，在硅酸鹽系統(tǒng)、硼酸鹽系統(tǒng),、磷酸鹽系統(tǒng),、鹵化物系統(tǒng)等方面都取得了很大進(jìn)展。至今中國(guó)鑭系光學(xué)玻璃的生產(chǎn)能力已超過(guò)2500噸/年,，居世界首位,，標(biāo)志著我國(guó)稀土光學(xué)玻璃的先進(jìn)水平。
　　稀土激光玻璃
　　在稀土激光玻璃的制造中,，Nd3-離子是最普遍,，采用的諧振腔工作物質(zhì)之一。主要是由于Nd3-離子能引起吸收和發(fā)光,，它是諧振腔的發(fā)光中心,，4f-電子在Nd3-離子中某種程度上的隔離作用，是玻璃狀結(jié)晶格子對(duì)輻射帶的高度與寬度產(chǎn)生影響的原因,，也是對(duì)能級(jí)混合以能級(jí)局部分裂產(chǎn)生影視的原因,。
　　自1961年首次使用摻釹的硅酸鹽玻璃獲得脈沖激光，開(kāi)辟了稀土玻璃激光材料與器件的研究,。在玻璃中目前已知可以產(chǎn)生激光的稀土離子有Nd3+,、Er3+、Ho3+,、Tm3+,、Yb3+等。由于稀土玻璃激光材料具有易于制備,，利用熱成型和冷加工可制備不同大小尺寸和形狀的玻璃,。玻璃組分可在很大的范圍內(nèi)變化，從而可以改變玻璃對(duì)激光長(zhǎng)的折射率,，并可調(diào)節(jié)折射率的溫度系數(shù),、熱光系數(shù)和非線性折射率等光學(xué)性質(zhì)，獲得光學(xué)質(zhì)量和光學(xué)均勻性好的激光材料,。1963年長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所成功地研制出摻釹激光玻璃,，并研制出釹玻璃激光器。1964年,，開(kāi)發(fā)出的硅酸鹽釹玻璃和磷酸鹽釹玻璃,，高增益,、高量子效率、低非線性折射率,、低損耗系數(shù),，機(jī)械性質(zhì)優(yōu)異，并具有很強(qiáng)的沖擊能力,。這些玻璃已成功地應(yīng)用于我ICF大型激光裝置上,，成為除美國(guó)、日本,、德國(guó)和俄羅斯等國(guó)之外能制備用于ICF激光釹玻璃的國(guó)家,。
　　稀土光纖玻璃
　　由稀土光纖玻璃制成的光導(dǎo)纖維，在光通訊中發(fā)揮重要作用,。稀土光纖具有傳光效率高,、集光能力強(qiáng)、信息傳遞量大,、速度快、分辨率高,、抗干擾,、耐腐蝕、可彎曲,、保密性好,、資源豐富、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),。
　　自1997年NTT公司首先提出摻Er3+碲酸鹽光纖可用于寬帶放大器以來(lái),，碲酸鹽玻璃光纖的實(shí)用化進(jìn)程相當(dāng)快。NTT公司在1997年報(bào)道的摻鉺碲酸鹽光纖的損耗為3dB/m,，1998年減小到0.5dB/m,，1999年又減小到0.05dB/m，現(xiàn)在損耗為0.02dB/m,。之后,，有關(guān)摻稀土碲酸鹽玻璃光纖的專利申請(qǐng)急劇增加，申請(qǐng)單位涉及日本NTT公司,、美國(guó)Corning公司,、Lucent公司及Bell實(shí)驗(yàn)室等，其中的一個(gè)重要原因在于大家都認(rèn)識(shí)到碲酸鹽玻璃光纖在光纖通信和增益帶寬方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),。
　　2000年日本Asahi公司和日本京都大學(xué)首先提出鉍酸鹽玻璃可以用作光纖放大器材料,，一年后Asahi公司研制出摻Er3+鉍酸鹽玻璃光纖，他們?cè)谘芯繄?bào)告中指出,，摻Er3+鉍酸鹽玻璃光纖能在C+L波段同時(shí)工作,，另外,，鉍酸鹽玻璃光纖在強(qiáng)度、防潮和抗裂三個(gè)方面明顯優(yōu)于碲酸鹽和氟化物光纖,，且制備成本低,。但是有關(guān)摻Er3+鉍酸鹽玻璃光纖構(gòu)成的EDFA在增益平坦、噪聲指數(shù)方面的研究還有待進(jìn)一步深入,。
　　基于氟化物玻璃的低聲子能量以及氟化物光纖成熟的制造技術(shù),，摻Tm3+氟化物光纖目前廣泛應(yīng)用于TDFA或GS-TDFA。這種光纖主要以ZBLAN,、ZBLAL,、ZBAN等玻璃系統(tǒng)為主。摻Er3+磷酸鹽玻璃光纖與碲酸鹽,、鉍酸鹽,、氟化物玻璃光纖相比，帶寬并不占優(yōu)勢(shì),，但磷酸鹽玻璃對(duì)Er3+離子的溶解度很高,，單位長(zhǎng)度增益極高。美國(guó)Kigre公司利用自己在磷酸鹽激光釹玻璃生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ),，研制出摻Er3+磷酸鹽玻璃光纖,。在OFC’2001會(huì)議上報(bào)道了5.1cm光纖長(zhǎng)度下獲得15.5dB增益的結(jié)果，單位長(zhǎng)度增益約為3.0dB/cm,，這個(gè)數(shù)值近期又提高到了5.4dB/cm,。