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氟化钇锂(YLF)是一种优良的激光基质材料，具有良好的热学、机械、化学稳定性、低声子能量、透过率高等综合性能。氟化钇锂中Y3+具有和许多稀土离子相近的离子半径，因此，氟化钇锂适合掺入不同的三价稀土离子。Er3+是一种理想的中红外发射离子，发光中心为2.7μm，对应于4I11/2→4I13/2的能级跃迁，但是4I13/2的荧光寿命大于4I11/2能级的荧光寿命，因此获得较为理想的中红外激光比较困难。为了增强Er3+的2.7μm荧光输出，掺入Tm3+, Nd3+可以有效的减低4I13/2能级粒子数。本论文拟采用坩埚下降法生长Tm3+, Er3+/Tm3+,和Er3+/Nd3+掺杂的氟化钇锂单晶，并对它们的光谱性质进行了研究，了解各自的发光特性。论文第一章对激光晶体特别是氟化物晶体进行了介绍。详细的介绍了氟化钇锂晶体的性质，并分别对晶体的生长方法，掺杂的稀土离子的性质，稀土离子在晶体中的分凝系数，晶体生长中遇到的问题进行了阐述。论文第二章对Tm3+:LiYF4单晶发光特性进行了详细的研究。计算了在1800nm荧光处的吸收和发射跃迁截面，阐述了Tm3+:LiYF4单晶在2μm波段固体激光器的应用上将具有潜在的应用前景。论文第三章的主要工作是详细介绍了Er3+/Tm3+:LiYF4单晶的制备过程，分析了Er3+单掺和Er3+/Tm3+双掺下发光特性，得出2.7μm荧光的最佳Er3+，Tm3+浓度比。通过对荧光寿命的研究充分掌握了Er3+，Tm3+之间的能量转换。论文第四章研究了在800nm光激发下Er3+/Nd3+:LiYF4单晶的发光特性。分别研究了吸收、透过、荧光光谱，得出2.7μm荧光的最佳Er3+，Nd3+浓度比，并讨论了使2.7μm荧光淬灭的原因。重点分析了Er3+和Nd3+之间的能量转换，分别计算了从Er3+到Nd3+和从Nd3+到Er3+的能量转换效率。并用I-H模型研究了能量传递过程，确定Er3+与Nd3+离子间为电偶极相互作用。论文的第五章是结论与展望。总结了本文的实验研究结果以及对未来研究简单的展望。