微晶玻璃是用可控的方法在玻璃基质中可控地析出微晶。这种材料结合了晶体和玻璃的性能,在显示、激光、传感等多个领域都有重要的应用前景。回音壁模式微腔具有高品质因子（Q值）、小模式体积、结构简单等优点,其通过全内反射的方式将光限制在环形腔内产生共振,极大增强光与物质的相互作用,可用于实现低阈值激光器、高灵敏度传感器等重要应用。目前,尚未有将微晶玻璃制备成高Q值回音壁模式微腔,并研究其光学性能的工作报道。本文首次尝试将微晶玻璃与回音壁模式谐振腔相结合,探讨其设计原则,探究其制备方法,研究其光学性能。具体的研究内容包括以下几个方面:1、高Q值微晶玻璃回音壁模式谐振腔的设计与制备。高Q值是回音壁模式微腔应用的基础。微晶玻璃回音壁微腔中,微晶的析出会造成损耗的增加,进而降低微晶玻璃回音壁模式微腔的Q值。结合回音壁模式谐振腔的Q值计算理论和瑞利散射理论,我们探究了制备高性能、高Q值的微晶玻璃回音壁模式微腔的条件是微晶与玻璃基质折射率差≤0.05。同时确定了通过CO₂激光器熔融制备回音壁模式微球腔的方法,这种方法可以最大程度上降低加工因素对微腔Q值的影响。2、Er³⁺掺杂氟氧化物微晶玻璃回音壁模式微腔光学性能研究。我们制备了符合上述条件的Er³⁺掺杂氟氧化物微晶玻璃,经适当热处理可析出Na YF₄晶体,与玻璃基质的折射率差仅为0.05。且Na YF₄晶体为Er³⁺离子提供了低声子能量的的环境,使其发光性质得到提升。用此成分玻璃制备的前驱体玻璃微球腔的Q值高达10⁶。随着热处理温度升高,Na YF₄晶体析出及长大,微晶玻璃微球腔的Q值逐渐下降,但都超过了10⁵。经测试,所有微球腔都能实现1.5μm波段激光输出,且460 ℃热处理10 h后的微晶玻璃微球腔可以实现最低阈值和最高效率的激光输出,阈值低至350μW,比前驱体玻璃微球腔的低了2.5倍,斜率效率为1.57%,比前驱体玻璃微球腔的高了7倍。3、倍频微晶玻璃回音壁模式微腔光学性能研究。高Q值回音壁模式微腔内光场能量密度高,非常适用于研究非线性光学现象。Ba O-Ti O₂-Si O₂体系微晶玻璃经热处理可析出Ba₂Ti Si₂O₈非线性微晶,且可以通过增加Si O₂的掺量使玻璃由体析晶转变为面析晶。制备得到的体析晶及面析晶倍频微晶玻璃微球腔输出的倍频强度较相应的块状玻璃都有数量级的提高。且面析晶微晶玻璃微球腔倍频效率最高,这主要的原因是在面析晶微球腔中,光场与微晶的反应更加彻底,从而实现了更高的倍频光输出。