目前,高功率固体激光器技术的迅速发展带动了优质大尺寸激光晶体的发展并成为研究热点,传统的Nd:YAG晶体由于受到吸收带位置和宽度的限制,使其在短波长泵浦光的利用中效率偏低,并且Nd3+在YAG晶体中较小的分凝系数（仅0.2左右）,也同样限制激光效率的提高,亟待开发出一种具有转换效率高的新激光晶体材料。随着科学技术的进步,激光应用在遥感、光学探测以及空间通信等领域中对于1.5～1.67μm波段的激光带的需求日益增加。其中,得益于~4I13/2-~4I15/2跃迁,激活离子Er3+能够产生在1.50～1.67μm之间的激光波段,而成为当今用于近红外激光最具有潜力及价值的激活离子。在众多的Er3+掺杂激光晶体中,Er:YAG晶体由于具有优良的物理化学性能得到了最广泛的研究和应用,但是面对生长大尺寸、高浓度Er离子掺杂YAG晶体的制备目前仍然存在技术壁垒,对于高品质的Er:YAG晶体的研究相对较少。基于上述背景,本论文通过提拉法生长技术获得了大尺寸的Nd,Ce:YAG晶体以及中红外Er:YAG激光晶体,并细致地研究了生长条件对于晶体缺陷结构、光谱以及激光性能的影响。具体的研究主要如下:1.Nd,Ce:YAG晶体的生长研究。首先通过提拉法成功获得高质量的Nd,Ce:YAG晶体,晶体直径在50mm左右。研究发现可通过改善温场环境、工艺参数等条件来克服晶体生长过程中裂纹和包裹物的形成,通过与标准YAG晶体对比发现,所获得的Nd,Ce:YAG晶体的XRD衍射图谱与其一致,掺杂的Nd,Ce离子对于YAG晶格的畸变影响较小。2.Er:YAG晶体的生长研究。采用中频感应加热铱金坩埚提拉法成功生长出高质量Er:YAG单晶,晶体毛坯直径?40 mm,总长150 mm。通过XRD图谱研究发现,Er离子的引入对晶体基质结构的影响较小,获得的Er:YAG具有优异的物相纯度。3.Nd,Ce:YAG晶体的缺陷结构研究。通过对产物的表征和晶体生长的理论分析,探究了大尺寸Nd,Ce:YAG晶体生长过程中的出现晶体开裂和包裹物等缺陷结构的原因。通过研究发现:生长中的组分过冷是造成晶体生成包裹物的主要原因,可通过提高和改善生长界面的温度梯度分布和生长工艺来抑制包裹物缺陷结构的出现;保温系统中的较高温度梯度是造成晶体开裂的主要原因,可通过改善保温系统的保温能力减少晶体开裂结构的产生。另外,可通过多段式缓慢降温降低冷却过程中晶体开裂的几率。4.Nd,Ce:YAG晶体光学特性。Nd,Ce:YAG晶体的吸收光谱具有与Nd:YAG晶体相对应的吸收峰,在370nm和460nm处有较强的吸收带,这是由于Ce3+的4f-5d2和4f-5d1跃迁所致;在370nm和460nm波长激发下,Nd,Ce:YAG晶体在1066nm处有比Nd:YAG晶体更强的近红外发射峰,这归因于Ce3+向Nd3+的能量转移,研究结果表明Ce3+向Nd3+的能量传递主要由非辐射和辐射两部分组成;掺杂后的晶体能够显著降低激光阈值,更充分地利用泵浦能量和激光输出能量。研究结果表明,掺入YAG晶体中的Ce3+对Nd3+具有良好的敏化作用。双掺杂Nd,Ce:YAG晶体有望在制造高能、小型化固体激光器方面发挥重要作用。5.Er:YAG晶体光学性能研究。（1）表征了Er:YAG晶体吸收光谱,结果表明晶体表现出两个强的吸收峰分别位于380nm(~4I15/2→~4G11/2)和523nm(~4I15/2→~2H11/2)波段左右,并对应于激发光谱的激发峰;在940-1030nm波段之间(位于~4I11/2能级),位于967.5nm波段表现出最强吸收峰,表明其可以用于940-970nm LD泵浦源。（2）研究了Er:YAG晶体的荧光光谱,结果表明分别在380nm和523nm的激发下,对应的发射主峰位于1528nm(~4I13/2→~4I15/2)左右;经970nm波长的激光作用下,探究了Er3+的~4I11/2-~4I15/2跃迁活跃度,研究表明在1.50-1.67μm波段范围之间内有1516nm,1533nm,1573nm,1620nm四个强发射峰。（3）通过监测由380nm及1528nm获得的单晶荧光衰减曲线图谱,计算其寿命约为4.56ms。