Neodymium oxíð hefur breitt úrval af forritum á sviði ljósfræði, fyrst og fremst vegna einstakra ljósfræðilegra eiginleika þess. Það er mikilvægt hráefni í framleiðslu leysiefna og neodymium oxíð kristallarnir sem myndast hafa háa leysiþversnið og langan líftíma. Þessir eiginleikar gera neodymium oxíð tilvalið til framleiðslu á sjóntækjabúnaði eins og laserum og trefjamagnara.
Neodymium oxíð er einnig notað til að framleiða neodymium gler. Neodymium jónirnar í þessu gleri eru mikilvægar til að búa til orkumikla leysigeisla, sem magna verulega veika leysiorku. Þetta gerir það að einum öflugasta leysimiðli sem völ er á, sem getur gefið frá sér hæstu orku á jörðinni. Neodymium gler gegnir mikilvægu hlutverki í notkun leysis í vísindarannsóknum, iðnaði og öðrum sviðum, þar á meðal leysisskurði og leysisuðu.
Að auki er neodymium oxíð notað til að búa til sérstakar sjónlinsur sem sía ákveðnar bylgjulengdir ljóss. Þessar linsur eru almennt að finna í leysibúnaði, svo sem strikamerkjaskönnum, lækningatækjum og leysibendingum.
Ennfremur hafa neodymium-dópaðir fosfórar verulega notkun í ljósfræði. Þegar þeir eru spenntir fyrir tilteknum bylgjulengdum eða orkugjöfum gefa þessir fosfórar frá sér ljós og eru mikið notaðir við framleiðslu á hágæða sjónvarpsskjám, tölvuskjáum og flúrperum. Þeir hjálpa til við að framleiða björt, skær skjááhrif en viðhalda orkunýtni.