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本论文以Y2O3为基质，采用共沉淀制备工艺，合成出不同稀土离子(Er3+/Yb3+，Er3+/Yb3+，Ho3+/Yb3+/Nd3+)掺杂的Y2O3纳米粉体；结合氢气氛烧结技术，实现了块体材料的透明化。研究了Y2O3纳米粉体和块体材料的上转换发光性能，并探索了Y2O3透明陶瓷作为固体激光介质的可能性。
本研究发现，，Nd3+：Y2O3透明陶瓷有可能在激光核聚变领域获得重要应用，Yb3+：Y2O3透明陶瓷非常适合用于940nmLD泵浦的固体激光器；发射光谱测试结果表明，其1031nm和1076nm处的发射线宽分别为13nm和17nm，宽的发射线宽使其在实现锁模超短脉宽激光输出方面有很大的潜力。在Yb3+：Y2O3透明陶瓷体系中，发生了“浓度猝灭”现象，主要原因是在高的Yb3+离子掺杂浓度下，从Yb3+离子到其他稀土离子杂质的能量传递效率大大提高的缘故。通过光谱性能的表征，确认Yb3+：Y2O3透明陶瓷在940nmInGaAsLD激发下的上转换荧光来源于Y2O3基质中带入的微量Er3+离子。