该文第一部分阐述了稀土离子上转换基本原理、历史背景和研究现状,并简单介绍了J-O理论.对于稀土离子辐射跃迁的理论模型,由于每种稀土离子都有其不同于其它离子的确定能级位置,因此不同的稀土离子的上转换发光过程是不同的.相应的不同的稀土离子一般具有不同的上转换机制,常见的稀土离子上转换的泵浦机制有三种类型:激发态吸收、能量迁移、光子雪崩.文章对这几种上转换机制做了较为详细的介绍.在有关上转换过程中,如何有效的提高稀土离子的上转换发光效率是上转换研究的核心问题.影响上转换发光效率的因素很多,包括:发光中心的能级结构、基质材料特性、离子的掺杂浓度、环境温度等.该文重点介绍了影响上转换发光效率的一个因素---上转换的基质材料研究的发展过程,以及各种不同材料的优、缺点.近年来,玻璃态基质材料以其独特的特点在上转换材料中占有重要的地位,其中组分为ZrF<,3>-BaF<,4>-LaF<,3>-AlF<,3>-NaF的玻璃是性能最优的材料之一,简称为ZBLAN玻璃.该文第二部分是双频上转换三维立体显示研究.随着上转换材料研究的深入和激光技术的发展,对有关上转换的研究重点被转移到拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品上,双频上转换三维立体显示就是其中的一个重要方面.目前,双频上转换三维立体显示的研究工作主要集中在上转换材料的选择与制备、光学泵浦方案的优化、扫描系统的选择和数据处理等方面上.频率上转换的三维立体显示材料的选取原则是两级泵浦激光的波长都在红外,同时还要求相对这两级泵浦激光的单频双光子或单频多光子的上转换发光效率很低,这样才能避免产生非寻址点的暗亮线.保证图像有一定的清晰度.该文实验中选用Pr<3+>,Yb<3+>:ZBLAN玻璃作为频率上转换发光材料,并详细说明了选取这种材料的原因;分析了上转换发光强度与泵浦光强度和离子掺杂浓度的关系.利用上转换发光实现三维立体显示的想法已经有很长一段时间了,但是由于技术和材料等多方面的限制,在实验室至今还未实现对运动物体实时的动态的三维立体显示,该文在前人研究的基础上,通过计算机软件,对双频上转换三维立体显示的静态和实时动态显示过程进行了模拟.