اکسید نئودیمیم کاربردهای گسترده ای در زمینه اپتیک دارد که در درجه اول به دلیل خواص نوری منحصر به فرد آن است. این ماده خام مهمی در تهیه مواد لیزری است و بلورهای اکسید نئودیمیم حاصله دارای سطح مقطع لیزری بالا و طول عمر طولانی هستند. این ویژگی ها اکسید نئودیمیم را برای ساخت دستگاه های نوری مانند لیزر و تقویت کننده های فیبر ایده آل می کند.
از اکسید نئودیمیم برای تولید شیشه نئودیمیم نیز استفاده می شود. یونهای نئودیمیم موجود در این شیشه برای تولید لیزرهای پرانرژی بسیار مهم هستند و انرژی ضعیف لیزر را به طور قابلتوجهی تقویت میکنند. این آن را به یکی از قدرتمندترین رسانه های لیزری موجود تبدیل می کند که قادر به تولید بالاترین انرژی روی زمین است. شیشه نئودیمیم نقش حیاتی در کاربردهای لیزر در تحقیقات علمی، صنعت و سایر زمینهها از جمله برش لیزر و جوشکاری لیزر دارد.
علاوه بر این، اکسید نئودیمیم برای ایجاد لنزهای نوری ویژه ای استفاده می شود که طول موج های خاص نور را فیلتر می کند. این لنزها معمولاً در کاربردهای لیزری مانند اسکنر بارکد، تجهیزات پزشکی و نشانگرهای لیزری یافت می شوند.
علاوه بر این، فسفرهای دوپ شده با نئودیمیم کاربردهای قابل توجهی در اپتیک دارند. این فسفرها هنگامی که توسط طول موجهای خاص یا منابع انرژی برانگیخته میشوند، نور ساطع میکنند و به طور گسترده در تولید صفحهنمایش تلویزیون با کیفیت بالا، نمایشگرهای رایانه و لامپهای فلورسنت استفاده میشوند. آنها با حفظ بهره وری انرژی، به تولید جلوه های نمایشگر روشن و واضح کمک می کنند.