稀土发光材料因其特殊的轨道能级一直是发光材料研究的重点，上转换发光的研究也有了很大的突破。同时，如何提高上转换发光效率成为研究的重点。实验研究发现，通过掺杂非稀土元素，如碱金属元素或者其他金属元素对发光强度有很明显的增强效果。碱金属通过掺杂离子进入晶格格点和晶格间隙，从而减弱发光中心的局域对称性来达到对发光强度的增强。NaLuF4具有较高热稳定性和较低声子能量，因而是一种优良的上转换基质材料。随着计算机水平的提高与在各领域的运用，理论计算低成本高效率的优良特点逐渐明显，第一性原理可以用来对晶体的电子结构与光学性质进行计算。稀土掺杂氟化物荧光特性与第一性原理结合，通过分析电子结构预测发光性能，为设计新材料与理论指导实验提供参考。　　利用水热法制备了Er3+掺杂NaLuF4纳米晶样品并测量其在980nm激光泵浦下的上转换荧光特性，发现掺杂浓度为8.3%的样品发光最强。利用第一性原理，对NaLuF4基质的X衍射谱进行实验与理论的对比研究，结果符合很好。理论模拟了Er3+掺杂NaLuF4晶体结构f轨道态密度，计算发射峰波长与实验结果误差在10nm左右。　　制备了Li+与K+掺杂NaLuF4:Er3+纳米晶样品材料，均对上转换发光有很好的增强效果。研究发现Li+离子掺杂比K+离子掺杂对NaLuF4：Er3+上转换发光增强效果更明显。根据Er3+发光中心的结构对称性，对Li+、K+掺杂后对Er3+周围的对称性进行比对，发现Li+离子对Er3+周围的键长影响更大，金属掺杂增强了Er3+周围的不对称性，从而解释了掺杂非稀土离子能够提高发光强度。　　模拟计算了Ce3+掺杂NaLuF4的f和d轨道态密度，利用Ce3+的4f和5d能级之间的能级差，计算获得激发和发射峰值波长，与实验值相比偏高，主要原因是模拟计算时低估了能带带隙导致发射峰偏大。同时计算分析了Ce3+掺杂NaLuF4的光学性质，模拟得到不同Ce3+掺杂浓度的吸收谱，与实验结果得到很好地吻合。