本论文研究了掺杂两种稀土离子的碱土金属硫化物材料CaS：Eu，Sm及CaS：Ce，Sm的光致荧光剂量学特性，建立了与实验结果比较吻合的光致荧光模型，并用实验与数值模拟的方法研究了材料的总剂量特性、剂量率特性，时间退火特性。测试了光致荧光材料的激励光谱，并通过求解病态方程组算出了材料的缺陷分布。由于这种光致荧光辐射剂量计剂量响应特性好、体积小、耗能低、可在线清零等优点，有望推广应用于空间辐射剂量测量、集成电路辐射效应的剂量检测、大型加速器高能粒子辐射剂量检测、个人剂量监测等领域、放射医学领域等，具有广泛的应用推广前景，因此对于材料的辐射剂量特性必须有充分的认识。　　 通过数值模拟建立了光致荧光的理论模型。整个光致荧光过程可以分为三个阶段，即辐照阶段，时间退火阶段和光激励阶段。每一个过程都用组微分方程组来表示，通过求解此微分方程组可以得出材料的辐射特性。结果表明，理论计算出的光致荧光衰减曲线与实际测出的曲线很好的吻合，电子和空穴的复合率在不同的阶段不同。　　 利用透射式固定激励源系统测试时间退火特性和温度退火效应，并用数值计算分析了此过程。结果表明，材料经辐照过后放置一段时间，光致荧光信号会衰减，但不会衰减到零，大约6个小时后会保持稳定。温度越高，衰减的越多。理论计算和实验表明热释光造成了这种衰减，衰减不到零可以通过引入深能级来解释。　　 利用透射式固定激励源系统和数值模拟的方法研究了材料的剂量率特性。实验和理论计算结果表明，材料不存在剂量率特性。　　 利用荧光分光光度计测量了材料的光致荧光的激励光谱，通过求解病态方程组的计算出了材料的缺陷分布。结果表明曲线按高斯分布，且计算缺陷分布时，光谱测量过程中的载流子衰减不可以忽略。