镧系元素掺杂的上转换发光材料是一种可以将低能量的近红外光转化为高能量的紫外或可见光的无机晶体材料。由于其独特的光学性质,在3D显示技术、温度传感器、上转换（UC）激光器、生物医学成像等领域有潜在的应用,而引起了广泛关注。然而,较低的上转换发光效率限制了这些材料在诸多领域的应用。与氧化物基体系相比,氟化物具有低声子能量,从而降低稀土离子激发态的猝灭。本博士论文针对上述问题,以稀土掺杂的三种典型的氟化物BaLiF₃、NaLuF₄和NaGdF₄为研究对象,以提高上转换发光强度为切入点。从而推进上转换材料在多色显示、温度传感、光学加热等方面的应用。本文的主要研究结果如下:1通过湿化学合成了一系列xmol%Yb,1mol%Ho/1mol%Er/1mol%Tm共掺BaLiF₃微晶,研究不同反应条件对基质成相、形貌尺寸和发光性能等特性的影响。研究在不同pH值下样品的溶解再结晶的过程及其对形貌的影响。研究其可能的生长机理。研究Yb³⁺浓度掺杂对BaLiF₃:xmol%Yb,1mol%Ho上转换发光的影响。并研究Li⁺离子掺杂增强Er³⁺-Yb³⁺共掺的BaLiF₃微晶的上转换发光机制。为BaLiF₃微晶在生物以及多色发射的微米器件领域的应用打下基础。2研究Li⁺掺杂对NaLuF₄:Ln（Ln=Yb,Ho,Er and Tm）纳米/微米晶体、形貌和尺寸的影响。探究通过Gd³⁺离子的掺杂和制备工艺两条路径,合成良好的NaLuF₄:10mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Li（0≤x≤20）单相样品。研究NaLuF₄:10mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Li（0≤x≤20）样品的发光强度与温度的依赖关系,探究异常增强的红光（695nm）发射机制。在Li⁺掺杂的NaLuF₄:10mol%Yb,1mol%Er,xmol%Li（0≤x≤18）晶体中,探究占据位点的情况和对样品形貌的影响,Li⁺掺杂浓度对提高稀土离子上转换发光效率的机制。3.研究了Mn²⁺离子掺杂对基质形貌尺寸、发光性能、温度传感和光学加热等特性的影响。主要包括NaGdF₄:20mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Mn、NaGdF₄:20mol%Yb,1mol%Er,xmol%Mn与NaGdF₄:20mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Mn样品,其发光颜色覆盖了从蓝光到近红外光的区域。系统研究了Mn²⁺对这三种材料上转换发光性能的影响。同时,探究其能量传递的机制。研究由激发功率引起的FIR变化和光学加热性能,为上转换纳米颗粒在光谱调控,多色输出、温度传感中的应用提供了有效的指导。