目前掺铒激光玻璃的发展已趋于成熟。在许多铒激光器的实际应用中，都要求高峰值功率的调Q脉冲。近几年来，掺Co2+透明微晶玻璃被动调Q材料的研究发展迅速，其被动调Q性能甚至优于掺Co2+尖晶石类晶体。掺Co2+透明微晶玻璃存在的一个问题是通常需要在1550-1650C的高温下熔制，导致制备工艺过程有一定困难，也较难获得很好的光学均匀性和较低的光学损耗。　　 另一方面，自调Q激光材料具有结构紧凑、表面反射损耗低等优点，对调Q激光器的高效化、集成化和小型化具有十分重要的意义。尤其对于调Q输出铒激光器，工作波段为1.5-1.6μm的自调Q材料对于拓展在军事、通讯和医学等领域的应用将具有极大的推动作用。但到目前为止，仍无Er3+离子与可饱和吸收离子共掺材料实现自调Q输出的报导。　　 本文的研究目标包括:一、通过加入La2O3降低硅酸盐玻璃的粘度，以提高微晶玻璃的光学质量;二、探索以Er3+离子作为增益离子、Co2+离子作为可饱和吸收离子的新型1.5-1.6μm波段自调Q材料。　　 第1章首先综述了微晶玻璃的发展历程及研究进展，重点介绍了Co2+掺杂透明微晶玻璃的研究进展和存在的主要问题，在此基础上提出了本论文的研究内容。　　 第2章介绍了实验方法和理论基础，包括性能表征和测试方法，以及与本文相关的被动调Q和光谱方面的理论基础。　　 第3章对掺钴La2O3-MgO-Al2O3-SiO2(LMAS)玻璃和微晶玻璃进行了较为全面的性能研究。主要探讨了La2O3对掺钴LMAS玻璃的物化性能、热学性质、微晶化机理的影响，以及微晶化后结构和光谱性能的变化。结果表明随着La2O3含量的增加，玻璃的密度和硬度增加，而玻璃的转变温度Υg变化较小。La2O3未参与晶相的形成，而是存在于玻璃相中，当La2O3的含量高于5wt.％时，对MgO-Al2O3-SiO2玻璃系统的析晶过程具有较大影响，玻璃中镁铝钛酸盐相的析出温度大幅升高，并且已不能够析出MgAl2O4尖晶石相。掺钴LMAS微晶玻璃中的大部分Co2+离子由基质玻璃中进入了析出的MgAl2O4纳米晶内并占据四配位格位。掺钴LMAS微晶玻璃4Tl(4P)→4A2的发射强度随温度变化，当温度从10K升至150K时，发射强度随温度的升高而增强，而当温度从150K升至350K时发射强度逐渐减弱，这种变化趋势是由热激发和激发态的无辐射跃迁两种相互竞争的机制决定的。最后进行了掺钴LMAS微晶玻璃的被动调Q激光实验，获得了脉冲能量32mJ、脉宽253ns的调Q输出。　　 第4章首先制备了钴镱铒共掺透明微晶玻璃，其中大部分Co2+离子进入了析出的MgAl2O4纳米晶中，四配位Co2+离子的4A2→4T1(4F)吸收带使其可以作为Er3+离子1.5-1.6μm波段激光发射的可饱和吸收离子;吸收光谱和发射光谱表明大部分Er3+离子和yb3+离子仍然存在于微晶玻璃残余的硅酸盐玻璃相中。与La3+离子相比，yb3+离子对MgAl2O4尖晶石析出的抑制作用减弱。随着yb3+/Er3+浓度比的增加，由于yb3+→Er3+的能量转移效率提高，不论是在玻璃中还是微晶玻璃中，Er3+离子4I13/2→4I15/2的发光强度都逐渐增强。此外，还制备了钴铒共掺透明微晶玻璃，大部分Co2+离子进入了析出的MgAl2O4纳米晶中，而大部分Er3+离子仍然存在于微晶玻璃残余的硅酸盐玻璃相中。钴镱铒共掺和钴铒共掺透明微晶玻璃分别满足商用980nmLD和1480-1500nmLD泵浦、1.5-1.6μm波段自调Q激光输出材料的光谱需求。　　 第5章是本文的结论部分，概括了本文的主要研究结果，同时指出了存在的不足及需要进一步研究的问题。