三价稀土离子有丰富的能级，其上转换发光在光学温度传感器、短波长激光器和白光模拟等领域展现了巨大的应用潜力。　　 首先，溶胶凝胶法制备氧化铝，选取乙酰丙酮、异丙醇、异丙醇铝、高纯水等化学原料按照特定的比例发生鳌合、水解反应生成基质材料氧化铝溶胶。在此基础上按照实验设计加入稀土硝酸盐Er(NO3)3、Yb(NO3)3、Nd(NO3)3和Dy(NO3)3等。将得到的稀土掺杂氧化铝凝胶经过干燥，制备出不同掺杂参数的镱铒钕共掺、镱镝共掺氧化铝系列样品，给出优化的工艺参数，如退火时间、退火温度等。　　 其次，用978nm半导体激光器作为泵浦源，常温下测量了Dy3+:Yb3+共掺氧化铝样品在350-950nm区间的光致发光特性，讨论分析了主要发光峰的上转换机制。实验观测到6个较强的光致发光谱：378nm、408nm、527nm、544nm、663 nm和883nm。功率谱测量和上转换机制分析表明378nm和408nm上转换发光为三光子过程，而527nm是两光子和三光子共同作用过程，544nm和663 nm主要为两光子过程。　　 再次，讨论了yb3+:Er3+Nd3+共掺氧化铝温度传感材料的原理，并对813nm和887nm发射光谱跃迁机制及对应的能级结构进行了分析。当温度由375K升高到887K，钕离子在813nm和887nm的发射光谱随温度升高而增强，并且813nm光谱强度增强的速度明显超过887nm光谱，两光谱分别对应着4F5/2+2H9/2→4I9/2和4F3/2→4I9/2能级的跃迁，整个钕离子发射光谱的布局数是铒离子二次敏化过程。利用荧光强度比法对不同温度时两光谱强度进行处理，得到yb3+:Er3+:Nd3+共掺氧化铝温度传感材料灵敏度最高精度达到0.0015K-1。　　 最后，对本论文工作进行了总结，并对掺杂稀土上转换发光材料的研究方向进行了展望。