作为一类重要的光电功能材料，稀土离子掺杂的透明玻璃陶瓷在太阳能电池、三维固态显示、激光、光通讯等领域有着广阔的应用前景。基于稀土离子之间能量传递的光频转换是实现这些光学技术应用的基础，因此，如何有效操控具有不同频率的光子发射在近数十年里一直是光学领域的研究热点。本工作选择氟氧/硫卤化物玻璃陶瓷作为基体材料，重点研究新颖稀土离子对的光频转换过程和相关机理；结合热分析、X射线粉末衍射、高分辨电子显微镜、吸收光谱和荧光光谱等技术手段，研究材料的晶化行为和显微结构及其对发光性能的影响。取得的主要研究结果如下：　　 (1)在Nd3+/Yb3+/Tm3+/Ho3+：β-YF3透明玻璃陶瓷中，在796 nm光源激发下同时获得红光(Ho3+：5F5→5I8)、绿光(Ho3+：5S2，5F4→5I8)、蓝光(Tm3+：1D2→3F4和1G4→3H6)三色上转换发光。实验证明Yb3+作为桥接中心将能量由Nd3+向Tm3+和Ho3+传递；通过改变掺杂稀土离子种类和浓度，可轻易地获得包括明亮白光在内的多色发光。　　 (2)在Yb3+/Tm3+/RE3+(RE=Gd or Eu)：β-YF3透明玻璃陶瓷中，在976 nm光源泵浦下，观察到Yb3+/Tm3+共敏化的Gd3+(6IJ，6PJ→8S7/2)和Eu3+(5H3-7，5G2-6，5L6→7F0)的紫外上转换发光，玻璃陶瓷样品中的上转换强度远高于玻璃样品。　　 (3)在Ho3+/Yb3+：β-YF3透明玻璃陶瓷中，首次发现了基于Ho3+向Yb3+连续能量传递的一阶近红外量子剪裁过程。当一个蓝光光子激发施主离子Ho3+，施主离子Ho3+和受主离子Yb3+将各自发射一个光子；计算的理论量子效率为159％。　　 (4)在Eu2+/Yb3+：CaF2透明玻璃陶瓷中，我们实现了基于Eu2+紫外区宽带激发的共合作下转换发光。一个320 nm紫外光子激发Eu2+至5d能级后，将同时获得两个Yb3+976 nm光子发射。同时，还研究了材料的可见-近红外发射强度、寿命、量子效率与Yb3+掺杂浓度的关系；计算得到的最大的能量传递效率和量子剪裁下转换量子效率分别为51％和151％。　　 (5)在透明Ga2S3-GeS2-CsCl硫卤化物玻璃中，研究了Nd3+敏化的Er3+：4I11/2→4I13/2中红外发光。值得注意的是，Nd3+的存在大大增强了Er3+2.7μm发射(达20倍)；同时，Nd3+还有助于Er3+：4I13/2发射下能级的退布居，从而有利于实现粒子数反转；基于Judd-Ofelt理论进行计算，Er3+2.7μm发射的发射截面高达0.66×10-20 cm2，大于其在氧化物或氟化物基体中的数值；对Er3+：4I11/2→4I13/2的增益性质的评估表明粒子数反转的发生可具有较低的泵浦阈值。为了提高该类材料的力学和中红外光学性能，以晶化动力学理论为指导，采用长时间低温热处理工艺对其进行晶化处理，结果表明：粒径约3.5 nm的立方相硫化镓在玻璃基体中均匀析出，使得材料在力学性能大幅提升的同时，其中红外发光性质基本保持不变。该类材料有望应用于光纤放大器和中红外激光器。