稀土离子掺杂的上转换发光材料在红外探测、制冷、激光器件、三维立体显示等领域具有巨大的应用潜力。特别对于以三维立体显示为代表的上转换显示领域而言,对红、绿、蓝三基色的调控尤为重要。上转换发光在三基色的显示上有其独特的优势,如较高的色纯度等。目前,上转换发光颜色可调的方法主要有：多种稀土离子的掺杂,稀土离子浓度的改变,或使用不同泵浦激发功率激发。这些方法的共同缺点在于无法对上转换发光过程进行有效调控。而光子晶体,作为一种新兴的光电功能材料,可以利用其独有的光子带隙性质,通过带隙抑制,以及带边增强的方式对上转换发光进行调制,从而达到颜色可调的目的。磷酸盐材料早已在光电功能材料领域得到了广泛的应用。其较好的稳定性以及便利的制备手段使其成为上转换发光材料基质的良好选择。本实验研究了具备多种光子带隙的磷酸盐类反蛋白石光子晶体,观察多种稀土离子在980nm激光激发下的上转换发光特性,研究光子带隙对上转换发光的影响,调控上转换发光并实现颜色可调的目的。本文首先概要地介绍了上转换发光概念,包括机理、影响因素以及应用以及上转换发光颜色可调研究的现状以及当前存在的问题,从而引入光子晶体的概念并进行了相关描述,并阐述了利用光子晶体调控上转换发光的目的和意义。同时对实验部分进行了描述,主要介绍了蛋白石及反蛋白石光子晶体的制备方法,以及对反蛋白石光子晶体上转换发光的各种表征手段进行了叙述。在实验结果部分,我们首先对Tb3+/Yb3+共掺磷酸盐反蛋白石光子晶体的上转换发光调制进行了研究。在对蛋白石模板的性能进行表征检测的基础上,利用光学显微镜与扫描电镜观察了反蛋白石的微观结构,并通过透射光谱确定带隙位置为552nm。最后在980nm激光器激发下观察到了光子带隙对该位置上转换发光的抑制效应,实现了对上转换发光颜色的调制。之后我们对Er3+、Tm3+单掺磷酸镱反蛋白石光子晶体的上转换颜色可调性质进行了研究。在制备得到两种反蛋白石光子晶体样品的基础上,分别对其微观结构、光子带隙,以及上转换发光特性进行了表征检测。在YbPO4:Tm3+反蛋白石光子晶体样品中观察到了480nm和550nm两处带隙,分别抑制,增强了对应Tm3的1G4→3H6跃迁的上转换发射峰,分别通过带隙及带边实现了对上转换发光的调控。另外通过改变激光功率,对其上转换机理进行了研究,证明了Tm3在YbPO4:Tm3+反蛋白石光子晶体的1G4→3H6的跃迁是三光子吸收过程,而3F3,2→3H6的跃迁是双光子吸收过程。而YbPO4:Er3+反蛋白石光子晶体样品中能够观察到475nm、548nm和680nm三处带隙。其中475nm和548nm处带隙分别增强,抑制了对应Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→I15/2跃迁的上转换发射峰；680nm处带隙抑制了对应Er3+的4F9/2,→4I15/2跃迁的上转换发射峰。最后通过计算得到了反蛋白石样品的CIE色坐标,通过光子带隙及带边调控上转换蓝、绿、红三基色的发光,达到了调控上转换发光的目的。紧接着前一部分工作,我们研究了Tb3+/Yb3+共掺氟磷酸钙反蛋白石光子晶体的上转换发光颜色可调性质。在制备得到的Ca5(PO4)3F:Tb3+/Yb3+中检测到了489nm和543nm处的光子带隙。在980nm激光激发下,可观察到Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、上转换发射峰在带隙作用下受到了抑制。另外通过对样品CIE色坐标的计算,证实了上转换发光的调控以及蓝、绿光的颜色可调工作。此外还通过激发光功率的变化,对其上转换机理进行了研究,证明了Tb3+在Tb3+/Yb3+共掺氟磷酸钙反蛋白石光子晶体中的上转换发光均为双光子吸收过程。最后我们对论文工作进行了总结,并指出了实验中的不足,以及今后的研究方向。