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本论文研究了Er3+掺杂的含LiYbF4纳米晶和HO3+/Yb3+共掺的含YF3纳米晶氟氧化物玻璃陶瓷制备和性能，探讨了稀土离子的能量传递和发光机理。同时也研究了Yb3+：Ca3Y2(BO3)4晶体的生长、光谱及激光性能。
首先采用熔体急冷法及后续热处理分别制备了Er3+掺杂的含LiYbF4纳米晶的和Ho3+/Yb3+共掺的含YF3纳米晶氟氧化物玻璃陶瓷，采用X射线粉末衍射、高分辨电子显微镜等分析手段，对玻璃陶瓷进行了表征，研究了材料的晶化行为和显微结构，证明了LiYbF4、YF3纳米晶的析出。然后测试研究了玻璃陶瓷的吸收和荧光光谱。
研究了Er3+掺杂的含LiYbF4纳米晶的氟氧化物玻璃陶瓷在980nm激发下的上转换发光性能，结果表明Er3+离子进入到LiYbF4晶格中，高浓度的Yb3+离子使得Er3+/Yb3+之间的能量传递概率提高了，与玻璃样品相比，玻璃陶瓷具有更强的上转换荧光。同时研究了Er3+掺杂的含LiYbF4纳米晶的氟氧化物玻璃陶瓷在紫外光激发下的上转换发光性能，探讨了Er3+对Yb3+之间的能量反传递机理。
还研究了Ho3+/Yb3+多种离子浓度掺杂的含YF3纳米晶的氟氧化物玻璃陶瓷体系在750nm及976nm激发下的荧光发射光谱，探讨了能量传递和荧光发射机理。
采用提拉法生长出大尺寸优质的Yb3+：Ca3Y2(BO3)4晶体，测试了晶体的吸收光谱和荧光光谱，并采用976nm半导体泵浦源抽运Yb3+：Ca3Y2(BO3)4晶体，同时采用声光调Q开关进行了主动调Q激光实验。在主动调Q激光实验中，当吸收的泵浦功率为6．1W时，对应于1％透过率的凹面输出镜和5．0KHz的声光调Q开关，最大的激光输出为201mw；对应于5％透过率的凹面输出镜和10．0KHz的声光调Q开关，最大的激光输出为530mW。在主动调Q锁模激光实验中，对应于1％和5％透过率的两个凹面输出镜，激光平均输出功率分别为64mW和87mW，当重复频率为1．7KHz，脉冲能量都是最高的，对应于5％透过率的凹面输出镜，脉冲能量为48uJ。周期锁模激光脉冲的重复频率可以达到118MHz。