稀土掺杂上转换发光材料在激光防伪、三维立体显示、生物荧光成像、免疫和DNA检测等领域都有着广泛的应用。加强基础理论研究，研究新的制备方法和基质材料，进一步提高发光效率是现阶段该领域的研究热点。本论文研究利用溶胶-凝胶法制备稀土离子掺杂TiO2上转换发光材料。具体研究内容如下：（1）采用溶胶-凝胶法制备了Er3+离子掺杂和Er3+/Yb3+离子共掺的TiO2上转换荧光粉。利用980nm激光器研究了样品的上转换发光性能。研究发现，Er3+、Yb3+掺杂浓度对发光效率有很大影响。随着稀土离子掺杂浓度的增加，样品发光强度逐渐增加，当Er3+掺杂浓度为1mol%，Yb3+浓度为10mol%时，样品的上转换发光效率最高，继续增加稀土掺杂浓度，发光强度减小。（2）在制备TiO2纳米晶时，加入油酸作为表面修饰剂。研究发现，油酸的加入量对合成的材料的形貌和发光效率有影响。随着油酸加入量的增加，纳米粒子的表面形貌逐渐从大面积团聚到分散均匀，但样品的上转换发光强度减弱。（3）大功率激光照射时，灼烧温度远高于马弗炉额定温度。使用大功率激光器灼烧干凝胶，制备TiO2荧光粉。研究发现，当激光器的驱动电流为2.0A时，制备出的发光材料为锐钛矿晶型的TiO2与金红石晶型TiO2的混合体。当电流升高到5.0A时，制备的发光材料为单一晶型的金红石结构。观察样品的SEM照片发现，所用激光器的驱动电流越大，粒子团聚性越强。测试样品的上转换性能发现，随着激光功率的增大，合成的样品的发光强度先升高后减弱，当激光器驱动电流为3.0A时，合成的材料发光效率最高。