稀土离子掺杂的光子晶体在低阈值激光器、太阳电池、生物传感和显示等方面具有巨大的应用前景。但由于稀土离子吸收和发射截面小等问题导致发光效率不高,严重限制了其实际应用。因此稀土离子掺杂的光子晶体的发光调控和增强的研究具有重要的科学意义和应用价值。本论文提出通过反蛋白石和光子晶体异质结来调控Er³⁺的上转换发光,金和银纳米颗粒表面等离子体共振来增强发光中心的发光。实验采用胶晶模板法制备了不同稀土离子掺杂的磷酸盐反蛋白石光子晶体,研究其发光的性质和机理,探讨了光子带隙和金和银纳米颗粒对光子晶体发光性质的影响。通过模板辅助工艺制备了YbPO₄:Er³⁺反蛋白石和聚苯乙烯蛋白石组成的光子晶体异质结,研究证实光子晶体异质结显示出两个光子带隙。研究了光子晶体异质结构的两个光子带隙对YbPO₄:Er³⁺反蛋白石上转换发光的影响;观察到了来自YbPO₄:Er³⁺在反蛋白石和蛋白石的光子带隙分别能抑制Er³⁺的上转换发射;反蛋白石和蛋白石组成的光子晶体异质结的两个光子带隙重叠效应可以强烈抑制YbPO₄:Er³⁺上转换发光。通过测试YbPO₄:Er³⁺光子晶体异质结构的上转换发光寿命分析了上转换发光的调控机理,结果表明被上转换发光的抑制归因于光子晶体异质结构的布拉格反射引起的光子捕获。提出了一种简便的Au纳米颗粒嵌入LaPO₄:Eu³⁺反蛋白石的制备方法。在制备过程中,包含HAuCl₄的透明LaPO₄:Eu³⁺溶胶渗入蛋白石模板中,烧结后,在LaPO₄:Eu³⁺反蛋白石纳米尺寸的内壁中形成10-20nm的Au纳米颗粒,获得Au纳米颗粒包埋的LaPO₄:Eu³⁺反蛋白石。研究了Au纳米颗粒的LaPO₄:Eu³⁺反蛋白石的发光性能,观察到Eu³⁺离子的593,618和698 nm的发射峰,嵌入LaPO₄:Eu³⁺反蛋白石的Au纳米颗粒可以增强593,618和698nm的发光,这是由于金纳米颗粒局域表面等离子体共振导致其激发场增强引起的。制备了Au和Ag纳米颗粒包埋的YbPO₄:Er³⁺反蛋白石光子晶体,研究了Ag或Au纳米颗粒对YbPO₄:Er³⁺反蛋白石上转换发光的影响,研究证实由于Ag或Au纳米颗粒增强了激发场导致Er³⁺的上转换发光增强。制备了YbPO₄:Er³⁺和YbPO₄:Nd³⁺/Er³⁺反蛋白石光子晶体,研究了其光子带隙对YbPO₄:Er³⁺和YbPO₄:Nd³⁺/Er³⁺反蛋白石上转换发光和近红外发光的影响。结果表明,当Er³⁺发射峰和光子带隙重叠时,由于光子带隙抑制了Er³⁺的自发辐射,会使得Er³⁺的可见光能级的电子弛豫到近红外能级,导致其近红外发光增强。