近年来，在新型功能材料的研究方面，稀土功能材料的研究成为一个热点，这是因为稀土因其独特的4f亚层电子结构、大的原子磁矩、很强的自旋．轨道耦合、多变的配位数和晶体结构，表现出十分丰富的光、磁、电等性质，是许多高新技术材料中不可替代的关键元素。 本文首先简单介绍了稀土离子能级和跃迁的基本理论，然后应用段昌奎等提出的简化模型研究了掺杂晶体YPO<,4>、LiYF<,4>、CaF<,2> 中Nd<3+>离子 4f→5d 跃迁的零声子线和相对线强，发现其研究结果与实验观测值能够很好的吻合，从而将简化模型的应用从最初的研究近半满4f电子壳层掺杂稀土离子4f→5d跃迁扩展到可以应用到任何一个具有N个4f电子壳层 (N=2至7) 的稀土离子的激发组态中；最后，简要介绍了热光电转换系统的基本原理，并从微观动力学角度推导了在热光转换过程中选择高性能的掺稀土离子热发射器材料与材料的微观作用参数的依赖关系，为选择高性能的热发射器材料指明了方向。