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由于既具有氧化物玻璃机械强度高,化学稳定性好的特点,又有氟化物声子能量低,发光效率高的性能,稀土掺杂透明氟氧化物玻璃陶瓷在激光、显示和光通信领域具有很好的应用前景,从而引起研究者的密切关注。本文采用高温熔融法制备了Tm3+/Yb3+共掺的Na2O-La2F6-Al2O3-SiO2透明玻璃陶瓷,主要研究了其荧光特性和波导性能。(1)结合X射线衍射、透射电镜、吸收光谱和荧光光谱等方法讨论了不同热处理工艺对稀土掺杂玻璃陶瓷的微结构和发光性能的影响。结果表明,热处理后的玻璃基质中生成了LaF3纳米微晶,均匀分布于基质之中。随着热处理温度的升高(650、670、700℃),LaF3微晶的尺寸逐渐增大(14.2、20.7、24.4 nm),玻璃基质透明度出现相应的下降(86、84、79%),当温度达到750℃C时,出现失透现象。在980 nm LD激发下玻璃陶瓷在中心为475、650、796 nm处出现明显上转换荧光,分别对应于Tm3+的1G4→3H6、1G4→3F4和3H4→3H6能级跃迁。热处理后的稀土离子大量富集于声子能量较低的LaF3微晶之中,所以能够观察到明亮的蓝色上转换发光。对上转换发光机制的讨论表明蓝光(475 nm)发光属于三光子吸收,而红光(650 nm和796 nm)属于双光子吸收。在980 nm LD激发下同时检测到了玻璃陶瓷1.47μm的红外发光,对应于Tm3+的3H4→3F4能级跃迁,其带宽约为100 nm,但发光强度相对于上转换发光要弱很多,因为Tm3+在1.47μm和796 nm的发光存在竞争,其发光分支比为0.083：0.893。(2)通过采用离子交换法制备了玻璃和玻璃陶瓷平面光波导,通过棱镜祸合法对比研究了两者的m-线图谱、折射率分布和扩散深度,测试结果表明两种基质都具有较好的离子交换特性。在KNO3和AgNO3(摩尔比99.5：0.5)混合熔盐中,340℃下分别交换3min、3.5min、4min、4.5min,玻璃和玻璃陶瓷波导折射率变化An分别为0.0116±0.00095和0.0121±0.000925,扩散系数分别为0.054μm2／s和0.071μm2／s。本文研究表明稀土掺杂透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷在上转换发光和离子交换方面具有优异的性能,使其在上转换激光材料和光通信方面具有潜在的应用价值。