采用高温固相法制备了一系列不同掺杂浓度的Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶。首先运用3因素3水平无交互作用正交试验进行Ho，Yb，Tm掺杂元素浓度的初选，并发现元素间交互作用不可忽略。在此基础上进行了3因素2水平有交互作用正交试验，考察元素间交互作用对上转换发光性能的影响。最后运用单因素实验调节掺杂离子浓度，为实现Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶体系中上转换白光的输出奠定基础。　　测试Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶的上转换发光光谱，并在此基础上得到了上转换功率曲线，用以分析Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶体系白光输出的上转换机制。根据实验结果，我们推测在Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶体系中，由于Ho3+离子的5I7能级以及Tm3+离子的3F4能级发生布局粒子饱和现象，以及Ho3+和Tm3+之间的交叉弛豫现象，导致红光和绿光的上转换发光过程为单光子过程，蓝光的上转换发光过程为双光子过程。　　在前期试验的基础上，不断调节掺杂离子浓度，实现980nm激光器激发下，Ho:Yb:Tm:LiNbO3多晶体系上转换白光的输出。此时Ho3+，Yb3+，Tm3+掺杂浓度分别为0.1mol％，2.0mol%，0.2mol%。　　X-射线衍射结果表明，Ho:Yb:Tm:LiNbO3晶体仍保持LiNbO3晶体原有的晶格结构，只是晶格常数和晶胞体积发生微小变化。而且实验结果表明，掺杂离子的进入使得晶胞体积较未掺杂有所减小。并结合紫外-可见吸收光谱分析了离子在晶体中的占位情况。