探索高性能抗辐射的激光晶体材料是空间科学和辐射环境应用的需要，不仅具有重要的科学意义，而且对于发展我国LD泵浦的适合于空间应用的全固化激光器也具有重要的实用价值。　　 本论文对新型抗辐射晶体Nd:GYSGG的生长、性能等进行了研究，并对Er:GSGG、Er，Yb:GSGG的上转换特性及其对2.7～3μm激光发射的影响等进行了研究，主要内容如下：　　 一、采用提拉法成功生长出了直径为φ45mm的优质Nd:GYSGG晶体，在LD纵向泵浦的条件下，实现了1.061μm激光输出，斜效率达46.5％，目前国内外尚未见到该晶体的生长、性能及激光输出的报道。　　 二、对Nd:GYSGG晶体的折射率色散关系、晶体结构、热导率特性、理论及实验密度等进行了研究，这些参数为激光器件的设计及光谱参数的计算提供了重要的参考依据。　　 三、研究了Nd:GYSGG晶体的抗辐射性能，获得了晶体在110-Mradγ射线辐照前后的相关光谱参数，结果表明，γ射线辐照产生的色心似乎对晶体起到了敏化作用，增强了晶体的荧光特性，即使在110-Mradγ射线辐照下，晶体在激光波段的吸收损耗依然非常小。　　 四、对Nd3+在GYSGG晶体中的分凝效应进行了研究，获得了其有效分凝系数约为0.59，在808nm处的吸收截面约为5.844×10-20cm2。　　 五、采用Judd-Ofelt理论研究了Nd:GYSGG晶体的光谱性能，确定了强度参数Ω(t=2，4，6)，给出了跃迁几率、荧光分支比及辐射寿命等重要的光谱参数，从理论上表明了该晶体是一种非常有希望输出0.9μm波段激光的晶体材料。晶体在808nm处的吸收带宽达7nm，有利于实现LD高效泵浦。　　 六、研究了Nd:GYSGG晶体在四种不同温度下的荧光特性，表明该晶体的上能级寿命高于Nd:YAG，且随温度的变化比较小。计算获得了晶体的发射截面，室温下1.061μm处的发射截面为1.58×10-19cm2。　　 七、对抗辐射晶体Er:GSGG及Er，Yb:GSGG在940nm及808nm半导体激光器泵浦下的上转换特性进行了研究，表明在808nm激光泵浦时，除能级4I13/2上的ESA过程外，其它几种上转换过程均对2.7～3μm激光发射不利。940nm激光泵浦时，上转换过程CR6:2.4I13/2(Er3+→4L9/2(Er3+)+4I15/2(Er3+)及ET2过程对该波段激光发射有利，Yb3+离子的敏化显著增强了Er:GSGG晶体在966nm附近的光吸收，吸收带宽增加了约50nm，但过高的Yb3+离子掺杂增加了合作敏化几率，不利于2.7～3pm激光发射。