稀土离子中，Pr³⁺离子高能态具有特殊性质，4f²组态中¹S₀是最高能级，如果¹S₀在4f5d组态最低之下则可能出现量子剪裁现象，此外，电子能从4f5d直接向下跃迁，这些特性使得Pr³⁺离子可以作为无机发光和激光材料中一种非常重要的激活剂、紫外可调谐激光器及快速闪烁体。Nd³⁺离子的能级丰富，适合作为激光介质，Nd³⁺很早就被应用在激光器中。本论文研究了铝酸锶掺Pr³⁺离子在真空紫外光激发下的热激发、同一基质中不同格位的Pr³⁺离子的4f5d的性质，同时也研究了Nd³⁺离子的浓度与跃迁的关系。通过对以上两种稀土离子的研究，得到如下结论：1．在VUV光激发下，在光谱的短波端出现了随温度升高而相对增强的宽带发射。根据掺杂在SrAl₁₂O₁₉中Pr³⁺的能级结构特点，应用能级的热平衡模型，拟合理论值与实验值，证明光谱中的宽带发射来源于Pr³⁺4f5d组态能级。热激发降低了通过光子分步发射获得可见光的效率，这为选择量子剪裁材料时增加了一个必须考虑的因素。2．在KLu₃F₁₀：Pr³⁺和NH₄Lu₂F₇：Pr³⁺中，Pr³⁺占据两种不同的格位，它们可以通过发射光谱和衰减特性来区分开。一种格位中的离子可以被182 nm的光激发，发生4f5d和¹S₀的发射，而另外一种格位中的Pr³⁺离子可以被209 nm的光激发，只产生4f5d的发射。为进一步证实结论，测量了样品中Pr³⁺离子能级寿命衰减曲线，拟合实验曲线发现在KLu₃F₁₀：Pr³⁺中Pr³⁺离子同一能级存在两种不同的能级寿命，证实Pr³⁺存在两种不同的格位，从能级结构来看一种是4f5d最低能级在¹S₀能级之上；另一种是4f5d最低能级在¹S₀能级之下。3．在YAG：Nd³⁺中，监测398 nm的发光时可以观察到基质（YAG）的吸收和Nd³⁺离子的4f³→4f²5d的吸收，这主要是自陷激子（STE）复合时产生398 nm的发光，和Nd³⁺的发光。当基质被激发时，要么形成SET，要么把能量传递给Nd³⁺离子，因此会产生基质的吸收和Nd³⁺离子的吸收。当浓度增加时，Nd³⁺离子发生浓度猝灭，导致Nd³⁺离子的4f³→4f²5d吸收减弱，而基质的发射是常数，因此保持不变。