激光晶体材料在军事、工业、医疗以及科研领域的应用越来越广泛,在其他领域的应用也将随着技术的发展不断地拓宽。随着科学技术的发展,人们对激光晶体提出了更高的要求,对激光晶体的研究也主要集中在增宽晶体的吸收线、增大晶体的发射界面、增长荧光发射寿命以及提高激光功率等方面。ZnWO₄晶体易于生长和获得光学质量的单晶,并且其具有化学性能稳定、抗辐射和强光损伤能力强等优点,比较适合作为激光晶体的基质材料进行研究。本论文通过大量实验并结合理论分析,设计了合适的温场,适宜的提拉速度和旋转速度等晶体生长的工艺参数,采用提拉法生长出一系列掺杂ZnWO₄激光晶体,包括Eu:ZnWO₄、Nd:ZnWO₄和Tm:ZnWO₄系列;并对晶体进行了定向、切割、抛光,加工成晶体样品。运用X射线衍射光谱对所生长的ZnWO₄激光晶体进行晶体结构表征,测试结果表明掺杂ZnWO₄激光晶体的晶格结构没有发生改变;Ce³⁺、Nd³⁺和Eu³⁺进入晶格后将会取代Zn2+形成缺陷[RZn]+,锌空位[VZn]2-作为电荷补偿,于是在晶体内部形成了缺陷集团{2[RZn]+―[VZn]2-}。根据掺杂Ce³⁺离子的ZnWO₄晶体的紫外可见吸收光谱图中可发现Ce³⁺离子的5d→4f的跃迁所产生的吸收峰宽而且很强,吸收截面大,如Ce:Eu:ZnWO₄（0.3mol%）晶体的吸收截面达到1.34×10-18cm2,这说明Ce³⁺离子可以非常有效的吸收泵浦光能量,这满足了敏化离子高泵浦利用效率的要求。对J-O理论进行了详细的介绍;根据J-O理论以及吸收光谱图,对Nd:ZnWO₄激光晶体中的Nd³⁺离子进行了计算分析,并得到了Nd:ZnWO₄激光晶体中Nd³⁺离子的三个强度参量:?2=6.8202×10-20cm2,?4=0.4633×10-20cm2,?6=0.4435×10-20cm2,这三个强度参量对Nd³⁺离子的其他光谱性能有很重要的作用。根据Ce:Nd:ZnWO₄晶体的Ce³⁺离子以及Nd³⁺离子的荧光光谱,对晶体中Ce³⁺离子对Nd³⁺离子Eu³⁺离子的敏化作用进行了研究,研究结果发现Ce³⁺离子与Nd³⁺离子以及Eu³⁺离子之间存在较明显的能量转移,使Nd³⁺离子在中心位于474nm、572nm的上转换荧光以及Eu³⁺离子在中心位于613nm处的荧光强度明显增强,并根据能级结构对它们之间的能量转移的具体过程进行了解释;研究中还发现Ce³⁺离子对Nd³⁺离子的敏化效果比对Eu³⁺离子的要明显许多,分析原因可能是Ce³⁺离子的5d能级和Eu³⁺离子的5D0能级差较大,使能量转移效率不高造成的。