稀土掺杂低声子能量光学玻璃在红外固体激光器、光学放大器、上转换激光器和可见显示器件等方面具有广阔的应用前景，一直是人们研究的热点和焦点。特别是随着980nm和800nm LD的商品化，稀土离子掺杂玻璃的上转换荧光和红外辐射发光越来越受到广泛关注。许多三价稀土离子如Er³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺, Pr³⁺, Nd³⁺等在玻璃基质中可以作为吸收和发光中心，其中，Ho³⁺因其独特的1.66和2.0m发射成为颇具诱惑力的一种稀土离子。由于2.0m波段的Ho³⁺固体激光器具有穿透深度浅、组织吸收系数大等优点，目前已成功应用于骨科、眼科、神经外科、妇科、普外科、消化科等领域。基于Ho³⁺丰富的能级和在红外与可见区的良好应用，Ho³⁺越来越受到人们的关注。众所周知，影响稀土发光效率的主要因素是基质材料的声子能量，最大声子能量越小，非辐射弛豫速率就越小，发光效率也就越高。在氧化物玻璃中，碲酸盐玻璃的声子能量小于硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和磷酸盐玻璃，加入氧化铋后，不仅有助于进一步降低玻璃的声子能量，同时有利于提高玻璃的折射率，获得大的发射截面，实现高效Ho³⁺红外跃迁发射，从而保证了玻璃的优良性能和稀土离子的高效跃迁发射。基于这种考虑，我们设计合成了重金属碲酸盐和镓酸盐玻璃，测试解析其荧光特征参数，研究稀土离子在其中的光学与光谱特性，取得以下成果与进展：1.制备了高折射率Ho³⁺单掺和Ho³⁺/Yb³⁺共掺低声子能量重金属碲酸盐玻璃。根据Judd-Ofelt理论对吸收光谱进行拟合，求得Ho³⁺强度参数t（t=2,4,6）分别为4.373×10^-20,1.906×10^-20和1.451×10^-20cm²，并进一步计算了Ho³⁺在红外区各能级跃迁的振子强度、自发辐射跃迁概率、辐射寿命和荧光分支比等光谱参数。982nm激发下，铋碲酸盐玻璃中Yb³⁺直接敏化Ho³⁺，在红外区产生有效红外发射。Ho³⁺吸收与发射截面在1.95和2.05m处分别高达5.631021和6.241021cm²，大于Ho³⁺掺杂磷酸盐和氟化物玻璃，这有利于降低激光抽运阈值，实现高效Ho³⁺激光输出。较低的声子能量和较大的发射截面表明，Ho³⁺/Yb³⁺共掺杂铋碲酸盐玻璃有望成为良好的红外激光工作物质。2.制备了高折射率Ho³⁺/Yb³⁺掺杂重金属镓酸盐玻璃，用Brewster原理测量玻璃的折射率为2.296。用倒易法计算了Yb³⁺的发射截面，其发射截面为2.109×10^-20cm²。室温下，用974nm激光器激发玻璃样品，观察并记录到强烈的双光子上转换荧光。对铋镓酸盐玻璃中Yb³⁺直接敏化Ho³⁺的上转换机理进行分析，其发光的激发过程归因于Yb³⁺到Ho³⁺的高效能量传递。上转换过程中红光相对强度较强的原因为：玻璃特有声子能量、最大能量声子密度和玻璃绿光区强吸收三方面因素增加了⁵F₅能级上的粒子数布居，使⁵F₅→⁵I₈能级的跃迁几率升高，导致红光强度大于绿光强度。上述所获得的研究成果，为新型的彩色显示器件及上转换器件的合成提供了良好的理论依据和基础。