基于荧光转换材料的激光光源由于具有高功率、紧凑和节能等优点,在超高亮度照明和显示应用中展现了其巨大潜能。与此同时,高功率密度的激光激发条件对荧光转换材料的设计和制备均提出了更高的要求。本论文通过材料组分和结构调控对荧光转换材料的光学性能进行剪裁设计,结合计算模拟和实验数据,定量分析了荧光材料的组成与饱和性能、发光均匀性之间的关系,并优化制备高亮度和高光学品质的荧光转化材料。（1）针对高亮度光源应用:以石榴石体系荧光陶瓷为研究对象,从考虑材料的产热、散热和抗热之间的平衡关系出发,系统地研究了激光驱动荧光材料的热致发光饱和的问题及其关键影响因素。研究发现,由于产热占主导作用,随着铈离子浓度的增加（0.0167→0.433%）,YAG荧光陶瓷的饱和阈值而发生下降（35.86→13.46 Wmm-2）。由于基质组成可影响荧光材料的抗热特性和产热能力,随着基质组成的改变,石榴石体系荧光陶瓷的饱和阈值可在2～49 Wmm-2范围内进行调控。荧光陶瓷的厚度也对饱和性能有一定的影响作用,但受制于荧光陶瓷的产热和散热（温度分布曲线的宽化）之间存在的竞争关系。（2）基于热致发光饱和的研究结果,设计了适用于激光驱动白光光源的黄色YAG:Ce荧光陶瓷,在31.94 Wmm-2蓝光激光激发下,其光通量高达2347.9 lm。除此之外,也制备了适用于高亮度激光显示光源的绿色LuAG:Ce荧光陶瓷,其发光饱和阈值高达49 Wmm-2,最高输出流明达3967.3 1m,有望应用于激光显示。（3）针对高光学品质光源应用:设计了一系列YAG:Ce-Al2O3荧光玻璃薄膜,全面分析了A12O3对薄膜的散射、散热和光效稳定性等的影响作用。综合考虑了光效和光均匀性之间的平衡关系,通过组成优化制备了高光学品质的YAG:Ce-A12O3荧光玻璃薄膜,其照度接近余弦曲线且色温均匀,最高输出流明效率达 155.07 lmW-1。综上,本文研究了在高功率密度激光激发下荧光材料的组成和结构对光源发光饱和和均匀性的影响规律,为选择荧光转换材料提出了设计建议和准则,加速了激光照明和激光显示光源的发展进程。