随着高新技术的发展和兴起,稀土掺杂上转换发光材料在显示技术、光储存、光学信息、防伪产业以及全固态紧凑激光器等方面有着日益重要的应用价值。如何提高上转换效率是上转换研究的重中之重。在本文中,我们以上转换发光的相关理论为依据,采用单掺杂和双掺杂的方法制备了一系列上转换发光材料,研究了组织结构、基质组分和掺杂稀土离子浓度对其上转换发光性能的影响,具体内容如下:1.采用高温固相法制备了Er³⁺单掺杂的Bi₂O₃玻璃。在980nm激光器激发下Bi₂O₃玻璃的红光(⁴F_9/2→⁴I_15/2),绿光(²H_11/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2)发光较强,而在808nm激光器激发下,红光光强变得非常弱,以至于仪器无法测量出657nm的红光发射峰,这表明能级⁴F_9/2上的粒子数布居主要来自于能量传递过程。2.通过吸收光谱的测试,应用Judd-Ofelt理论计算了Bi₂O₃玻璃的J-O参数,分别为Ω₂ =3.35×10^-20cm²,Ω₄ =1.34×10^-20cm²,Ω₆ = 0.67×10^-20cm²。根据McCumber理论,计算了能级⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁的受激发射截面(FWHM×σ_e^peak),其值为6.0×10^-21cm²,这表明铋酸盐玻璃的带宽特性优于硅酸盐、磷酸盐、锗酸盐等玻璃。3.通过高温固相法制备了Yb³⁺/Er³⁺共掺杂的SrF2体系上转换发光材料,在980nm激光器激发下,逐渐增大Yb³⁺/Er³⁺掺杂离子的浓度比,其蓝光Ⅰ（480nm）与蓝光Ⅱ（449nm）的比值以及红绿比单调减小,这是因为蓝光Ⅰ主要是由两个Yb³⁺离子合作上转换能量传递过程产生,而蓝光Ⅱ是由Er³⁺/ Yb³⁺合作上转换产生的。Er³⁺浓度逐渐减少时,蓝光Ⅰ与蓝光Ⅱ的比值则相应递减。红绿荧光比减少是由于Yb³⁺的摩尔浓度很高,⁴F_7/2(Er³⁺)能级的粒子数增多, ⁴S_3/2/²H_11/2(Er³⁺)能级上的粒子数比⁴F_9/2(Er³⁺)能级上的粒子数增加得快而导致的。4.通过分析其XRD和SEM,随着SrF2浓度的增大,样品中SrF₂晶体的沉淀相增多,样品的荧光强度增大。我们得出立方相SrF₂晶体有利于提高上转换发光效率,是一种良好的上转换基质材料。