随着光信息技术的飞速发展和光谱学的深入研究,特别是激光技术和激光材料的进一步发展,稀土离子作为重要的离子光谱发光中心在新的科学现象和领域中不断出现。稀土离子在信息处理、数据存储、水下通讯、视频显示及表面处理等技术中起着重要的作用,已成为国际上光谱技术发展的重点。稀土离子的更多特性和应用有待人们进一步地探索和发现。　　 本文的第一部分主要对稀土离子应用前景和基本发光特性进行阐述,包括前两章。稀土离子独特的离子结构和丰富的能级跃迁,使其成为作为离子发光的中心。而稀土离子发光主要以频率上转换发光为主,本部分主要介绍稀土离子频率上转换的基本原理、基本分类以及光谱测定的几种方法。　　 本文第二部分介绍稀土离子发光的主要内部机制,包括第三章和第四章。第三章主要分析稀土离子的内部离子组态和能级结构,以及在晶场作用下和自由离子状态下的离子相互作用模型。第四章介绍晶体中稀土离子的发光过程和相应计算理论,包括电偶极跃迁的J-O理论、振子强度参数、自发辐射、受激吸收和受激辐射过程、多声子无辐射弛豫过程等。　　 第三部分包括第五章,主要通过实验和计算机模拟运算对GEV稀土材料的光谱性质进行分析。首先,根据稀土离子计算方法和相应程序,计算GEV材料中稀土Er3+离子的辐射跃迁的振子强度、辐射速率、荧光分支比等基本光谱参数,从而解释本材料的基本光谱性能；其次,研究本材料的光致发光情况,分析其在显示、发光等材料中的应用价值。另外,本章通过分析Er:FOG材料在频率上转换特性以及三维立体显示的应用,对GEV晶体在显示中的应用拓展有一定的指导意义。