吸收系数较低的介电微球（直径从几微米到几百微米之间）是品质因数很高的光学微腔。这类介电微球对光的辐射压、瑞利散射、拉曼散射、荧光发射、吸收系数及消光系数等存在波长依赖效应，展现在光谱中都存在很窄的共振峰，这些峰的位置（波长）依赖于微球的形貌（尺寸、形状和折射率）。这类介电微球可被用于低阈值微球激光器、室温烧孔存储器、窄带信道下载滤波器、腔量子电动力学效应等现象的应用和研究。本论文全面系统地研究了玻璃微球的腔量子电动力学效应、玻璃微球内稀土材料和基质材料的荧光光谱（含上转换发光）和拉曼光谱的形貌共振、玻璃微球对其外表面附近荧光光谱的调制，在这个领域取得了若干新结果： 1．首先从理论上分析了影响微球腔量子电动力学效应的因素，得出：对于直径大于20μm的微球腔，在其自然共振频率处，光子自发辐射速率相对于自由空间中的增强因子（即腔量子电动力学效应增强因子）随尺寸参量的增大而减小，随材料折射率的增大而增加。 2．首次测量了高钡玻璃微球的荧光发射光谱和TiBa玻璃微球的喇曼光谱，并对测量结果进行了分析，得出高钡玻璃微球材料在760nm处的折射率为1.874，微球腔内TE₈₈²形貌共振腔模的腔量子电动力学效应增强676倍，即获得了自发辐射速率增强高达676倍的胶量子电动力学增强效应。 3．首次制备了掺稀土Er³⁺以及Er³⁺/Yb³⁺共掺的高折射率BTS玻璃微球，使用633nm和976nm激光激发，测量了BTS玻璃以及该材料微球的上转换绿光发光，绘出了荧光发射强度随泵浦光功率的变化曲线并进行了拟合，证实其发光为双光子吸收发光。在微球的荧光光谱上发现了很强的形貌共振峰。 4．首次发现，使用976nm激发时，Er³⁺/Yb³⁺共掺BTS玻璃的525nm发光峰强度与548nm发光峰强度的比值随泵浦功率的变化而变化，在低泵浦功率（小于30mW）时，525nm峰强度小于548nm峰强度，而当泵浦功率大于30mW（面功率密度1000W/cm²）时，525nm峰的强度大于548nm峰的强度，其强度差越来越大。我们对此现象进行了研究，发现是被测材料吸收泵浦光能量后的温度升高导致²H_11/2和⁴S_3/2两能级中布居数比值变化而引起的。 5．测量并分析了玻璃微球外表面oxazine1液体染料荧光的发射光谱和玻璃微球外包有恶嗪染料薄层的染料的荧光光谱。结合实验，对H.Fujiwara等人提出的介电微球外表面附近荧光材料发光调制机理的解释进行了讨论，指出他们解释的不完整性，我们指出：荧光形貌共振峰是与微球产生作用的荧光被微球散射而形成的形貌共振峰。未进入微球内共振模而从微球射出的荧光以及被微球散射的荧光中不满足形貌共振条件的部分直接照向探测器，共同形成荧光背底，因此我们测量到的荧光背底比从易逝场理论出发估计的值要大得多。