量子剪裁指的是荧光发光材料吸收一个高能量光子，继而发射出两个或多个低能量光子的物理过程。在这一过程中，由于体系发射出的光子数大于其吸收的电子数，所以在理论上可能实现量子效率大于1的发光，尤其是在1999年，Wegh等人在Science上报道了真空紫外激发下LiGdF4: Eu3+体系中实现的高效可见光量子剪裁发射，经实验和理论计算，其内量子效率高达195%，掀起了人们对可见量子剪裁研究的高潮。这类研究将对无汞荧光灯和等离子平板显示器的设计及发展提供理论基础和技术支持。后来，伴随着未来的能源危机和严重的环境问题，人们通过光伏效应高效转换太阳光辐射能为电源的需求也是日趋迫切，基于近红外量子剪裁材料作为理想下转换层在提高光伏太阳能电池光电转换效率的潜在应用，掺稀土的多光子近红外量子剪裁材料也逐渐发展成为一个研究热点。本文选用物化性能稳定，在紫外波段具有宽带吸收的钒酸盐作为基质，研究了一系列的稀土离子掺杂的钒酸盐荧光粉材料的发光性能，探讨和证实了相应的近红外量子剪裁发光和能量传递机理。第一章介绍了量子剪裁的研究背景和近红外量子剪裁发光材料的研究现状，交代了本课题研究的意义和内容。第二章阐释了关于无机荧光发光材料的典型能量传递机理，浓度猝灭现象及其产生的原因，以及能量传递效率与量子效率的计算方法等理论知识。同时介绍了本文中样品的合成方法，测试方法的相关理论，和实验所用的原料和测试设备。第三章采用高温固相法合成了Tm3+单掺和Tm3+/Yb3+共掺YVO4样品，研究和证实了Tm3+离子的三光子级联发射近红外量子剪裁机理，即：Tm3+:1G4激发态的能量分别以3H4和3F4作为中间能级，相继发生三步近红外发射，依次为①1G4→3H4(1180nm)；②3H4→3F4(1479nm)；③3F4→3H6(1800nm)。另外，我们通过高效紫外激发吸收的[VO4]3-阴离子基团实现了对Tm3+离子的三光子近红外发射的宽带敏化和增强。第四章通过传统的高温固相法合成了YVO4:2%Ho3+, x%Yb3+(x=0,1,3,6,10,20,30)系列多晶荧光粉样品，研究其可见和近红外发光性能，并在此基础上探讨Ho3+, Yb3+离子之间的能量传递过程，建立Ho3+/Yb3+离子对掺杂体系的近红外下转换能量传递机理模型。第五章通过高温固相法制备出了GdVO4:1%Tm3+, x%Yb3+(x=0,1,5,10,20)和GdVO4:x%Yb3+(x=0,1,5,10,20,30)系列多晶荧光粉样品，测试了其可见和近红外发光性能，探讨了单掺和共掺体系中可能的能量传递机理，证明了GdVO4: Tm3+, Yb3+体系中以[VO4]3-向Yb3+高效能量传递为主导的近红外发光机理。