Hiện nay việc tìm kiếm vật liệu mới để sử dụng trong lĩnh vực quang tử
đã và đang là một hướng nghiên cứu của các nhà khoa học và công nghệ trong
nước và quốc tế. Trong đó, một đối tượng quan trọng phải kể đến là thủy tinh
pha tạp đất hiếm, vì đây là loại vật liệu quan trọng để sử dụng trong thực tế như
truyền thông, vật liệu laser, thiết bị khuếch đại, phát quang chiếu sáng, thiết bị
hiển thị [1-10].
Khác với mạng nền tinh thể, mạng nền thủy tinh tồn tại sự phân bố ngẫu
nhiên các cấu trúc cục bộ, điều này dẫn tới các tính chất đặc trưng quang học
của ion đất hiếm như cường độ, vị trí và độ rộng của vạch phổ cũng bị ảnh
hưởng bởi sự phân bố ngẫu nhiên của môi trường lân cận. Tuy nhiên, công nghệ
chế tạo thủy tinh thường đơn giản hơn so với chế tạo vật liệu tinh thể, các thông
số của quy trình chế tạo như áp suất, nhiệt độ, thời gian v.v. không đòi hỏi khắt
khe và dễ dàng thay đổi để đạt được tính chất của vật liệu như mong muốn.
Việc lựa chọn vật liệu thuỷ tinh còn tận dụng được sự phát triển của công nghệ
sol-gel. Trong vài thập kỷ gần đây, nó cho phép chế tạo các mẫu thuỷ tinh sạch,
khối lượng lớn ở nhiệt độ tương đối thấp và dễ dàng pha tạp [11-13]. Bên cạnh
đó, phương pháp nóng chảy truyền thống được thực hiện ở nhiệt độ cao, sản
phẩm thu được ở dạng khối kích thước lớn so với các vật liệu dạng bột đa tinh
thể. Đây là phương pháp được sử dụng lâu đời, nhưng đến nay vẫn áp
dụng và được phát triển rộng rãi do điều kiện công nghệ phát triển. Các thiết bị
lò nung ứng dụng trong phương pháp này ngày càng đa dạng về chủng loại,
chất lượng cao và được điều khiển chính xác bằng chương trình đã giúp nâng
cao được chất lượng của sản phẩm thủy tinh.