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激光钕玻璃是高功率激光聚变装置的核心增益介质。磷酸盐钕玻璃具有声子能量适中、稀土离子溶解度高、非线性系数小等优点，被广泛应用于大型激光装置中。铝酸盐钕玻璃因具有超宽的荧光线宽，可被应用于脉冲放大技术中。激光玻璃的光谱性质如受激发射截面、辐射寿命和有效线宽等是评价激光性能的重要参数。这些光谱性质与基质玻璃结构具有密切的关系。虽然非晶态材料的结构和光谱性质的关系非常复杂，但研究两者之间可能的对应关系，对进一步探索提高激光玻璃性能具有重要意义。本课题分别研究了掺钕的磷酸盐和铝酸盐玻璃的光谱性质与玻璃结构。 本论文共包括五章:第一章为引言，第二章为实验方法和理论基础，第三章为磷酸盐钕玻璃光谱性质与玻璃结构的研究，第四章为铝酸盐钕玻璃光谱性质与玻璃结构的研究，第五章是结论。 第一章介绍了钕玻璃的研究历史，Nd3+离子的能级结构和光谱性质，磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃的结构特征，以及本文的研究内容。 第二章介绍了玻璃的制备方法、性质测试和结构测试、光谱理论基础和偏最小二乘法。 第三章分别研究了Al2O3含量、P/Al比和K2O含量的变化对P2O5-Al2O3-K2O-Nd2O3（简写为P-Al-K）磷酸盐玻璃的光谱性质和玻璃结构的影响，以及不同温度下红外光谱的变化。1.熔融法制备60P2O5-xAl2O3-(40-x)K2O-2Nd2O3 (x=3，6，9，12，15)玻璃;研究了玻璃化转变温度、折射率和密度随Al2O3含量的变化;计算并讨论了Judd-Ofelt参数、受激发射截面、有效线宽和辐射寿命等的变化;应用拉曼光谱研究了玻璃结构变化;采用偏最小二乘法建立了玻璃性质和玻璃结构的回归模型。经过分析得出，Q21 Al基团（2表示两个桥氧键，1Al表示非桥氧与1个Al连接）是影响玻璃荧光性质的重要因素，随着Q21 Al基团的相对含量和对称伸缩振动频率的增加，受激发射截面下降，而有效线宽和辐射寿命增大。2.熔融法制备了(60-x)P2O5-xAl2O3-40K2O-0.5Nd2O3(x=5，P/Al=11; x=10，P/Al=5;x=15，P/Al=3)玻璃;研究了玻璃化转变温度、折射率和密度随P/Al比的变化;计算并讨论了Judd-Ofelt参数、受激发射截面、有效线宽和辐射寿命等的变化;应用拉曼光谱、X射线光电子能谱研究了网络结构的变化;应用电子顺磁共振研究了P/Al对Nd3+离子配位环境的影响。结果表明:Nd3+离子周围主要是31P和27Al，并随着P/Al的减小，Nd3+离子周围的27Al数目增加。随着P/Al减小，受激发射截面减小，而有效线宽和辐射寿命增大。3.熔融法制备了3xP2O5-xAl2O3-(100-4x)K2O-0.5Nd2O3 (x=15, K2O=40; x=22.5, K2O=10; x=25, K2O=0)玻璃;研究了玻璃化转变温度、折射率和密度随K2O含量的变化;计算并讨论了Judd-Ofelt参数、受激发射截面和有效线宽等的变化;应用拉曼光谱和X射线光电子能谱研究了网络结构的变化;采用电子顺磁共振研究了K2O含量对Nd3+离子的配位环境的影响。结果表明，Nd3+离子周围主要是31P和27Al，且随着K2O含量增加，Nd3+离子周围的27Al数目减少。4.研究了60P2O5-3Al2O3-37K2O-2Nd2O3玻璃的高温红外光谱，玻璃化转变温度为318.5℃，温度最高升至400℃。在升温过程中，当温度升高至400℃时，红外光谱信号消失。降温过程中测得的红外光谱和升温过程中测得的红外光谱不同，玻璃结构发生了改变。本实验结果还表明，当升温至高于玻璃化转变温度约100℃时，玻璃可能发生脱羟基。 第四章分别研究了Al2O3含量和网络形成体变化对Al2O3-CaO-Nd2O3(简写为Al-Ca)铝酸盐钕玻璃的光谱性质和玻璃结构的影响。1.熔融法制备了xAl2O3-(30-x)Ga2O3-55CaO-15PbO-0.2Nd2O3 (x=0，10，15，20，30)玻璃。研究了玻璃化转变温度、折射率和密度随Al2O3含量的改变;计算并分析了Judd-Ofelt参数、受激发射截面、有效线宽、辐射寿命的变化;应用固态核磁共振、拉曼光谱、红外光谱研究了玻璃结构的变化;应用电子顺磁共振研究了Al2O3含量对Nd3+离子配位环境的影响。实验结果表明，随着Al2O3含量增加，玻璃中[AlO4]基团不断增加而[GaO4]基团不断减小，且Nd3+离子的配位环境从富Pb的环境向富Al环境转变。随着Al2O3含量增加，有效线宽和辐射寿命增加，而受激发射截面减小。2.熔融法制备了(36Al2O3-64CaO)-x(B2O3或SiO2或Ga2O3)-1Nd2O3 (x=0，2，4，6，8，10)玻璃。研究了玻璃化转变温度、折射率和密度随网络形成体(B2O3或SiO2或Ga2O3)含量的改变;计算并讨论了Judd-Ofelt参数、受激发射截面、有效线宽和辐射寿命的变化;应用核磁共振、拉曼光谱研究了玻璃结构的变化;应用电子顺磁共振研究了Nd3+离子配位环境的变化。核磁共振结果表明，B主要是三配位，而Al、Si和Ga均是四配位。电子顺磁共振的结果表明，随着B2O3含量增加，Nd3+离子配位环境从富Al环境向Al/B混合环境转变。 第五章对全文进行了总结，同时指出本研究存在的不足和对今后工作的建议。