硼酸铋玻璃具有熔解温度低，玻璃形成范围宽，折射率较大，物理和化学性能良好等优点，是一种有前景的固体激光基质材料。在本工作中，采用熔体冷却法分别制备了系列Tm3+浓度和系列Bi203含量的硼酸铋玻璃样品，研究了Tm3+浓度和基质组成与光谱性能的关系。　　 通过分析Tm3+浓度与光谱性能的关系，发现当玻璃中Tm2O3含量高于1.0mol％时，激发到1G4和3H4多重态的Tm3+离子均存在着较强的荧光浓度猝灭效应。分析了Tm3+离子荧光浓度猝灭效应的产生机制，发现主要是由Tm3+之间的交叉弛豫引起的，而不是Tm3+向玻璃中杂质和缺陷的能量传递。通过荧光动力学分析，得知Tm3+向杂质和缺陷的能量传递几率与Tm3+浓度呈线性关系，表明材料中的杂质和缺陷主要与基质原料Bi2O3和H3BO3及制备工艺有关。因此可以预测如果采用更高纯度的原料，并进一步优化玻璃的制备工艺，可以提高材料的荧光量子效率。　　 通过分析基质组成与光谱性能的关系，发现随着玻璃中Bi2O3含量的增加，所有荧光上能级的辐射跃迁几率均增大，来自于1G4和3H4多重态的荧光强度增强，荧光量子效率提高，而交叉弛豫和多声子弛豫几率均减小，表明在Tm3+激活硼酸铋玻璃能够形成的组成范围内，Bi2O3含量越高，越有利于提高其光辐射性能。　　 研究结果表明，硼酸铋玻璃中Tm3+的最佳激活浓度在2.0 mol％左右；在本工作的实验条件下，Tm3+激活硼酸铋玻璃的最佳基质组成为45Bi2O3-55B2O3。