蓝绿波段激光在高密度数据存储、半导体芯片检测、彩色打印、海底通信、大屏幕显示、生命科学和激光医疗等领域有着广泛的应用价值。目前典型的蓝绿光波段的激光器是氩离子激光器，它输出的波长为488nm和514.5 nm。但是这种气体激光器存在着体积大、寿命短和工作不稳定的缺点。另外，它通过连续方式工作，很难利用激光调制技术获得高的峰值功率。目前，在全固态激光器中欲获得蓝绿激光输出，主要有以下三种方法：(1)利用宽禁带半导体材料直接制作蓝光波段的半导体激光器；(2)利用非线性频率变换技术对固体激光进行倍频；(3)利用上转换技术在掺稀土的晶体、玻璃或光纤中实现蓝绿激光输出。对于可见波段的半导体激光二极管(LD)，蓝绿光LD的研制需要昂贵的设备和衬底材料，同时LD的光束质量不尽人意，在许多应用领域受到了限制。由LD泵浦的倍频固体激光器，需要非线性晶体材料进行频率转换，虽然光束质量很好，输出功率也很高，但系统较复杂。近年来，人们利用频率上转换机制，大力发展具有蓝绿光输出的上转换发光材料，所采用的泵浦源一般为比较普遍的近红外半导体激光器。另外，利用上转换发光材料制作的光纤激光器还具有结构简单、寿命长、效率高、成本低、可靠性好的优点。国外对蓝绿光上转换光纤激光器研究很活跃，并且其商业化进程也相当迅速。但是，由于上转换蓝绿光纤激光器所采用的增益光纤一般为氟化物玻璃基质，在高功率红外泵浦光作用下，往往会在光纤内部产生光致变色破坏，造成光纤内部损耗逐步加大，在这种情况下很难获得高功率激光输出，这就导致上转换蓝绿光纤激光器在需要大功率的蓝绿光应用领域受阻，并且氟化物玻璃较差的化学稳定性和较低的机械强度也为其制备和实际应用带来了困难。因而，开发上转换光纤激光器用高强度和高效率的有源玻璃和光纤对实现较高功率蓝绿激光输出具有重要意义。增强。最后，我们还系统研究了掺铥重金属氧卤铋锗酸盐玻璃光谱性质，并对上转换机制进行了简单的阐述。　　 论文的第四章也是本文的核心之一，重点研究了掺铒和掺铥重金属氧卤锗酸盐玻璃结构和光谱性质。通过对氧氟、氧氯锗酸盐玻璃的红外光谱和拉曼光谱分析，可知卤化物引入到锗酸盐玻璃体系中会对玻璃网络中的主要振动单元的局域环境产生影响，从而导致玻璃网络中的键振动削弱。同时，锗酸盐玻璃的析晶稳定性随着卤化物的逐步加入明显下降。PbCl2替代PbO，锗酸盐玻璃上转换荧光的明显增强应归因于玻璃最高声子能变小、OH-含量下降、基质玻璃网络键振动变弱及Er3+离子局域配位环境变化四个因素，并且这四个因素对上转换发光的增强效应要强于可见波段透过率下降对上转换发光的影响。Er3+和Tm3+掺杂锗酸盐玻璃的上转换荧光要强于同样掺杂的碲酸盐玻璃，主要原因是氧卤锗酸盐玻璃比碲酸盐玻璃具有更好的可见波段透过性能、更弱的网络键振动强度和更低的OH-含量。通过对Er2O3、Er2F6和Er2(NO3)6掺杂的氧氟锗酸盐玻璃的1.5μm荧光性能的研究，可知玻璃中稀土离子的局域环境会直接影响到Er3+激发态能级寿命，进而影响到光谱性质。通过对上转换荧光现象的研究可知在Er2O3、Er2F6和Er2(NO3)6掺杂的氧氟锗酸盐玻璃中，Er3+离子非近程的环境可能存在相似性，这种相似性表现在2H11/2到4I15/2的发射峰位发生轻微红移，同时Er3+离子近程环境在三种掺杂条件下是各不相同的，这种不同导致了三者的绿光发射变化无统一的规律。通过对荧光性能的讨论，我们得到以下两条结论：1)稀土引入方式的不同的，会导致光谱性质存在差异，稀土离子在近程键合可能仍然保持了晶体时的近程键合方式；2)稀土的光谱性质受近程配位环境及非近程环境的共同制约，研究稀土发光行为必须综合考虑稀土的近程和非近程配位环境情况。　　 论文的第五部分是全部实验的总结。