稀土离子具有特殊的4f电子层结构,掺杂稀土离子上转换发光材料在近红外区域吸收两个或多个光子,并在近红外或可见光区域发射更高能量的光子。与其他发光物质相比,稀土离子发光具有荧光特性好、发光色度纯、物化性质稳定、转换效率高等特点。在稀土离子掺杂材料中,掺杂的稀土离子形成发光中心,其发光特性受配位的基底材料离子影响。对于顺磁性基底材料,通过外加磁场可以调控掺杂离子的发光情况。本论文围绕稀土纳米晶体上转换发光的外场调控开展了如下研究工作:利用水热法制备了GdF3:Er3+纳米颗粒,并在室温条件下研究了中等强度静磁场（～1T）对797 nm激光激发下Gd F3:Er3+纳米颗粒上转换发光的影响。实验研究表明,通过改变外加磁场的大小（0-1.3 T）,相应的稀土纳米颗粒上转换发光强度动态变化范围高达1-2个数量级。激发光的透射测量表明,外加磁场作用下激发光的吸收减少是其发光强度受到严重抑制的主要原因。这种对磁场高度灵敏的发光纳米颗粒可用于对中等强度磁场在纳米尺寸区域的光学探测和传感,以及磁场调控下的发光成像研究。采用条纹相机和光谱仪相结合的方法研究了1%Er3+掺杂Na YF4微晶玻璃在800 nm飞秒超短脉冲激发下的上转换发光行为。实验结果表明,在宽频超快激光脉冲照射下,低浓度Er3+掺杂Na YF4微晶玻璃样品中,共振介导的双光子吸收是上转换发光的主要激发机制,而激发态吸收和能量转移上转换等成为次要的激发机制。同时,研究了上转换双光子激发效率与激光脉冲频谱宽度的依赖关系。实验结果表明,对于所研究的样品存在一个最佳的脉冲频谱宽度,对应最大的双光子激发效率。基于双光子吸收的理论模型很好地解释了实验观测结果。