由于Zr O₂具有高熔点（2716℃）以及优异的物理化学性能,使得Zr O₂在高温传感器、固态氧化物燃料电池、精密光电子器件、氧敏元件、光学器件等方面应用广泛。本文主要通过光学浮区炉生长氧化钇稳定氧化锆晶体记为YSZ。将YSZ作为基质,进行不同浓度的Er₂O₃单掺杂和Er₂O₃、Yb₂O₃双掺杂,分别记为Er₂O₃:YSZ,Yb/Er:YSZ晶体。通过XRD和Raman光谱测试晶体的微观结构,并对晶体的物相结构进行确定与分析。通过紫外-可见-近红外吸收光谱（UV-Vis-NIR）、光致发光光谱（PL）以及色坐标对晶体的光学性能进行表征并对晶体样品色坐标以及色纯度进行计算。分析离子之间的能量传递的过程,并确定上转换发光机制。通过J-O理论计算得到晶体样品的强度参数、跃迁几率、荧光分支比和能级寿命等。对于掺杂不同浓度的Er₂O₃:YSZ晶体的XRD测试分析表明:Er₂O₃:YSZ晶体为立方相。通过Raman光谱测试Er₂O₃:YSZ晶体中只存在一个Raman谱峰,因此,Er₂O₃:YSZ晶体为立方相结构,这与XRD测试结果一致。在980 nm激光激发下,Er₂O₃:YSZ晶体成功的实现了上转换发光,发射峰分别是位于547 nm(²H_11/2→⁴I_15/2)、561 nm(⁴S_3/2→⁴I_15/2)的绿光发射峰和位于679 nm(⁴F_9/2→⁴I_15/2)的红光发射峰。当Er₂O₃的含量为1.50mol%时,绿光发射强度最强,其中最强峰位于561 nm处。通过对Er₂O₃:YSZ晶体的上转换功率曲线进行分析,得到Er₂O₃:YSZ晶体的上转换发光机制是激发态吸收与能量传递上转换。通过J-O理论计算得到强度参数Ω_t（t=2、4、6）分别为Ω₂=9.90×10^-20cm²、Ω₄=2.92×10^-20cm²、Ω₆=3.32×10^-20cm²,光谱质量因子Ω₄/Ω₆为0.88,这一结果表明了YSZ晶体有应用于激光输出的潜能。1.50mol%Er₂O₃:YSZ晶体的色纯度为95.3%,表明Er₂O₃:YSZ晶体在绿光输出方面有着较大的应用潜力。固定Er₂O₃掺杂浓度为1.50mol%,改变Yb₂O₃掺杂浓度双掺杂的YSZ晶体的XRD的测试结果表明,所有晶体均为立方相结构。通过测试Yb/Er:YSZ晶体,使用980 nm激光测试上转换发射光谱得知,敏化剂Yb₂O₃的加入使发射峰的强度得到了显著的提高,上转换光谱存在544 nm、561nm、678 nm三个发射峰,且当Yb₂O₃的含量达到2.00mol%时,发射强度达到最大;下转换发射光谱在1539、1639、1691、1811 nm处共有四个发射峰,其中最高的发射峰位于1690 nm,当Yb₂O₃浓度为1.50mol%时,发射强度达到最大。通过对Er₂O₃:YSZ晶体与Yb/Er:YSZ晶体进行比较,可知Yb/Er:YSZ晶体的红光发射峰的强度远远高于1.50mol%Er₂O₃:YSZ晶体的红光发射峰的强度,发射强度提升了约30倍。通过J-O理论计算,Yb/Er:YSZ晶体的强度参数Ω₂=3.73×10^-20cm²,Ω₄=1.62×10^-20cm²,Ω₆=1.07×10^-20cm²,光谱质因子Ω₄/Ω₆=1.51,这表明,Yb/Er:YSZ适合用于激光输出材料的基质。在980 nm激光激发下,对Yb/Er:YSZ晶体,Yb³⁺、Er³⁺能量转换传递过程进行分析。2.0 Yb/Er:YSZ晶体的色纯度高达91.4%,说明Yb/Er:YSZ单晶体适合应用于红光输出。