Неодимијум оксид има широк спектар примене у области оптике, пре свега због својих јединствених оптичких својстава. То је важна сировина у припреми ласерских материјала, а резултујући кристали неодимијум оксида имају високе ласерске попречне пресеке и дуг животни век. Ова својства чине неодимијум оксид идеалним за производњу оптичких уређаја као што су ласери и појачивачи са влакнима.
Неодимијум оксид се такође користи за производњу неодимијумског стакла. Јони неодимијума у овом стаклу су кључни за генерисање високоенергетских ласера, значајно појачавајући слабу ласерску енергију. Ово га чини једним од најмоћнијих доступних ласерских медија, способним да произведе највећу енергију на Земљи. Неодимијумско стакло игра виталну улогу у ласерским применама у научним истраживањима, индустрији и другим областима, укључујући ласерско сечење и ласерско заваривање.
Поред тога, неодимијум оксид се користи за стварање специјалних оптичких сочива која филтрирају одређене таласне дужине светлости. Ова сочива се обично налазе у ласерским апликацијама, као што су скенери бар кодова, медицинска опрема и ласерски показивачи.
Штавише, фосфори допирани неодимијумом имају значајну примену у оптици. Када су побуђени одређеним таласним дужинама или изворима енергије, ови фосфори емитују светлост и широко се користе у производњи висококвалитетних телевизијских екрана, компјутерских екрана и флуоресцентних лампи. Помажу у стварању светлих, живописних ефеката екрана уз одржавање енергетске ефикасности.