近年来,光子学器件的微型化已经成为科学研究和技术应用的重要趋势之一。光子器件的研究源于超大量数据传输的光纤通信行业。目前光子器件的尺寸普遍比较大,微型光子学器件的设计与集成成为光子学研究领域的重要课题。微腔谐振器与作为耦合波导的微纳光波导是微纳集成光学中的基本单元,是研究微纳光学现象和构筑光子学器件的基石。微球激光器作为一种重要的微腔谐振光学器件,具有体积小、Q值高、阈值低、线宽窄等诸多优点,在集成光学系统和激光器领域极具应用价值。铋掺杂材料具有超宽带近红外发光特性,在研制特殊波段、多波长激光器方面极具潜力。本论文基于玻璃微球谐振腔器件极高的品质因子和铋掺杂玻璃材料的超宽带近红外发光特点,设计了一种铋掺杂锗酸盐玻璃微球激光器件并研究其发光特性,为新波段微型激光器的开发提供一种新的思路,为集成光学系统提供一种新型的窄线宽光源。本论文主要包括以下内容:1、制备了铋掺杂锗酸盐玻璃并测试其光学性能。设计了一种GeO₂-Ga₂O₃-BaO-Bi₂O₃体系玻璃组分,采用传统的高温熔融淬冷法进行玻璃融制、均化、成型制得铋掺杂锗酸盐玻璃,并测试其吸收光谱、光致发光光谱和发光寿命。通过测试曲线获得最佳铋掺杂浓度和超宽带发光效率的玻璃组分。2、以铋掺杂锗酸盐玻璃为基质采用提拉法制备玻璃丝,用CO₂激光器局部加热玻璃丝,烧制铋掺杂锗酸盐玻璃微球。测试微球的光学性能并调整制备工艺,利用X射线衍射仪通过XRD图案鉴定玻璃、玻璃丝和玻璃微球中的非晶态和结晶相,保证其具有较好的光学质量,制备出无析晶、光学性能良好的铋掺杂玻璃微球。3、搭建铋掺杂玻璃微球激光器件并研究其光学性能。搭建锥形光纤的制备平台,使用火焰扫描法制备锥形光纤。利用光谱分析仪检测锥形光纤的损耗特性,确保其有足够的光强耦合进微球。以铋掺杂玻璃微球同时作为增益介质和谐振腔,泵浦光和输出激光通过锥形光纤与微球耦合,实现铋掺杂玻璃微球激光器件。调整耦合条件和微球参数,在808nm的泵浦光激发下,光谱分析仪检测到1305.8nm波长的激光,其阈值泵浦功率为30mW。利用频率扫描法测量该激光透射谱线宽为0.61GHz。通过吸收泵浦功率和输出功率曲线可知吸收阈值泵浦功率为215μW,观察到其最高输出激光功率为3.56μW,没有出现饱和现象,这些工作为进一步开发集成型的微型铋掺杂激光器打下了基础。