由于半导体激光技术的日趋成熟和人们对紧凑型全固态蓝绿激光器在发展光盘技术、信息处理、彩色显示、彩色打印、医学诊断和水下光通讯等技术领域的迫切需要,利用大功率半导体激光抽运通过上转换方案实现紧凑型固态蓝绿激光的研究取得了令世人瞩目的成就,但是就目前而言,通过该方案实现高效蓝绿激光输出的激光工作物质尚很缺乏.因此,对稀土掺杂的基质材料的探索和对上转换发光机制的深入研究就显得尤其重要.我们在探讨基质材料对稀土离子的上转换发光的影响时,从基质材料的声子能量、基质材料的类场参数(<->M)和稀土化合物的(M)系数的关系分析了基质对稀土离子的上转换发光效率的影响,认为选择低的截止声子能量和类场参数<->M和稀土化合物的M系数接近的化合物作为基质材料是获得高效上转换发光材料的重要前提,保证激发光光子能量与稀土离子和敏化离子的能级之间的匹配,是获得高效上转换发光的一个基本条件.运用速率方程分析了Er<3+>-Yb<3+>和Ho<3+>-Yb<3+>共掺杂系统的上转换过程,分析认为,在Er<3+>-Yb<3+>共掺杂系统中,其上转换过程主要是直接敏化上转换实现的.在Ho<3+>-Yb<3+>共掺杂系统中,我们发现,可以利用某一特定光源对某一能级实现粒子数布居,抑制上能级向该能级的辐射跃迁,从而可以提高这一特定辐射通道的跃迁效率.很有趣的是,我们首次发现了Yb<3+>离子的多条新颖的谱线,制备并得到了几个系列发光很强的Yb<3+>单掺杂样品.并利用类氢原子模型计算了它的准能级值,同时利用碰撞机制模型解释了Yb<3+>离子的这些谱线的产生.为了寻找基质中合适的稀土掺杂浓度,我们还研究了几种基质中的浓度猝灭效应,找出该基质中最佳掺杂浓度的大致范围.