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由于激光二极管泵浦全固态激光器的结构紧凑、效率高和寿命长等特点,已经成为当前激光器发展的前沿,在科学研究、军事、工业和医疗等方面得到了广泛的应用。目前,全固态激光器的一个发展方向是向着微型化发展。激光材料是设计和制备全固态激光器的关键因素之一,其性质决定着激光器的性能和应用。目前,应用最广泛的激光材料是以钕为激活离子的激光晶体。为了实现激光器的小型化,要求激光晶体中单位体积内要有较高的钕离子浓度。然而,在晶体中增加钕离子的掺杂浓度会发生浓度猝灭。因此,具有高钕浓度和低猝灭特点的自激活激光晶体引起了人们的兴趣。本论文是围绕自激活晶体-NdPO4晶体的生长和性质表征开展工作的,由于NdPO4晶体是不一致熔融化合物,在熔化前即分解,故只能采用助熔剂法生长。本文从NdPO4晶体的助熔剂法生长探索开始,分别用Li2CO3-2MOO3和Li2CO3-2WO3体系得到了NdPO4单晶,对晶体进行了物相分析和结构测定,并利用助熔剂顶部籽晶生长技术,生长出达厘米级尺寸的NdPO4晶体,并对晶体的基本物理化学性质进行了研究,主要研究工作和结果如下：1. NdPO4晶体的助熔剂法生长：采用助熔剂自发成核技术,探索了NdPO4晶体生长的助熔剂体系,发现采用Li2CO3-2MoO3和Li2CO3-2WO3体系都能够生长出NdPO4晶体；为了得到尺寸较大的晶体,我们利用前期自发成核探索出的助熔剂体系和生长出的籽晶,采用顶部籽晶技术生长晶体,实验结果发现,Li2CO3-2WO3体系为适合生长大尺寸NdPO4晶体的助熔剂体系,确定晶体生长合适的溶液浓度为18wt%,晶体转速为30rpm,最终我们获得了尺寸达20×10×5mm3的NdPO4晶体；讨论了在生长过程中影响晶体生长和晶体质量的主要因素,例如温场、降温速率和籽晶等。2. NdPO4晶体的结构与缺陷：采用X射线单晶衍射仪(四圆衍射仪)在室温下解析了NdPO4的单晶结构,得出NdPO4晶体属于单斜晶系,P2l/n空间群,晶胞参数为a=6.7417(2)A,b=6.9570(2)A,c=6.4084(2)A,β=103.6838(13)°,晶体的理论密度为5.441g·cm-3；采用X射线粉末衍射法解析了室温下NdPO4晶体的结构,并用Fullprof程序和二分法中的DICVOL算法拟合出了晶体的晶胞参数为a=6.7453A,b=6.9584A,c=6.4068A,p=103.703。,与单晶解出的结果相近；采用光学显微镜观察了NdPO4晶体的缺陷,并探讨了缺陷形成机制,提出了减少缺陷的相应方法。晶体主要存在开裂、生长条纹和包裹体等宏观缺陷,可以通过优化籽晶质量,提高原料纯度,采用合理的降温速率等方法有效避免缺陷的产生。3. NdPO4晶体的基本物理化学性质：主要包括NdPO4晶体的密度、硬度,NdPO4晶体的热稳定性、比热、热膨胀,NdPO4晶体的吸收光谱和荧光光谱。采用浮力法测得了晶体在20-C下的密度,得到NdPO4晶体的密度为p=5.429g·cm-3；采用显微硬度计测量了晶体的平均维氏硬度为HV635,并根据维氏硬度和莫氏硬度的转换关系,计算出其莫氏硬度值大约为5.8；NdPO4晶体的热稳定性较好,在室温到1500℃范围内没有发生任何变化；比热测试结果显示晶体在常温下的恒压比热约为0.41J·g-1·K-1；通过高温X射线粉末衍射实验,发现NdPO4晶体具有较为独特的热膨胀性质,从常温到700℃左右,晶体沿(200)和(020)方向收缩,从700℃向上升温,晶体产生膨胀,对此现象可以用刚性单元模式机理进行解释；测量了NdPO4晶体的室温吸收光谱和荧光光谱,分析了该晶体的的吸收和发光特性。从晶体的吸收光谱图可以发现,该晶体在523nm,578nm,677nm,745nm,800nm和867nm等位置有吸收峰,这些位置的吸收峰分别对应着Nd3+从基态向各激发态的跃迁。从晶体的荧光谱图可以看出,NdPO4晶体在850nm～1500nm范围内有两组发射峰,发射峰中心波长分别为1060nm和1339nm。4. NdPO4晶体的掺杂研究：分别生长了掺有La3+和Yb3+的NdPO4晶体,并对所获得的掺杂晶体的光谱进行了比较研究。通过助熔剂自发成核方法生长出了La0.5Nd0.5PO4晶体和Yb:NdPO4晶体,采用X射线粉末衍射技术对这两种晶体的物相进行了表征,分别运用X射线荧光分析和EDX能谱分析对这两种晶体的成分进行了分析,测量了La0.5Nd0.5PO4晶体的红外光谱图,并将其与NdPO4晶体的红外光谱图进行了比较,发现二者的红外谱图基本一致。研究了NdPO4晶体和Yb:NdPO4晶体的光谱性质,分别测量了这两种晶体的吸收光谱和透过光谱。通过对比发现,La0.5Nd0.5PO4晶体的吸收光谱与NdPO4晶体的吸收光谱基本一致,并未发现有其它峰出现。而Yb:NdPO4晶体的透过光谱在1000nm处比NdPO4晶体的多了一个弱峰,经证实应该是Yb3+的吸收峰,由此可说明晶体中含有Yb3+离子。分别测量了这两种晶体的荧光光谱,发现La0.5Nd0.5PO4晶体的荧光光谱在1059rnm处有一强发射峰；对于Yb:NdPO4晶体,由于离子间发生能量转移(室温下能量转移的方向为Nd3+→Yb3+),使得荧光谱图中最强峰为995nm处的Yb3+离子的发射峰,而1059nm处的Nd3+离子的发射峰强度较弱。