近年来，激光玻璃在激光技术领域中得到了广泛应用，它快速推动着激光器件的发展，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料，如近年来引人瞩目的高功率掺镱双包层光纤激光器。 针对高功率激光器的强烈需求，本文设计了基质材料的结构、组成和制备工艺参数，研制了具有优良激光性能的稀土掺杂硅酸盐激光玻璃主动材料；采用Judd-Ofelt理论计算了材料的光谱参数；采用美国PerkinElmer公司制造的Lambda900UV／VIS／NIR Spectrometer测定吸收光谱，采用法国JobinYvon公司的Triax320型光谱仪记录荧光光谱，荧光寿命衰减曲线由美国Tektronix公司出品的TDS3012B示波器采集记录。通过理论计算和材料的激光性能实验分析，揭示了硅酸盐系统中，稀土离子和玻璃结构对材料光谱特性的作用机制；设计制备了双包层光纤所需的纤芯玻璃材料和内包层玻璃材料。取得的主要结果如下： 1) Judd-Ofelt理论计算和实验研究结果均表明随Er³⁺掺杂浓度的增加，Er³⁺离子的光谱强度参数Q_λ（λ=2，4，6）、跃迁振子强度、谱线强度、自发辐射几率、荧光分支比等在增加，并在Er₂O₃浓度为0.25mol％时达到最大值，表明实验中玻璃体系的最佳Er₂O₃掺杂浓度为0.25mol％。 2) 掺Yb³⁺玻璃的饱和泵浦强度I_sat，最小粒子数β，最小泵浦强度I_min和增益分别为14.7 KW·cm^-2，0.1398，2.05 KW·cm^-2和2.63 ms·pm⁴，优于其它的掺Yb³⁺硅酸盐玻璃性能，达到或超过部分磷酸盐激光玻璃性能；表明通过设计介于层状和链状之间的玻璃结构，可以有效地提高掺Yb³⁺硅酸盐玻璃的光谱性能，改善玻璃的增益系数，实验结果达到了设计目的，最佳Yb₂O₃浓度为2mol％。 3) 随Yb³⁺浓度的增加，Fuchtbauer-Ladenburg和Reciprocity Method两种方法计算Yb³⁺离子的发射面积在增大，且由F-L计算的σ_e要大于用RE计算的σ_e。分析认为是荧光俘获效应引起的误差，所以在计算掺Yb³⁺激光玻璃的受激发射截面时，通常是采用RE方法。