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本论文报告了纯的和稀土离子(Tm3+，Ho3+)掺杂的Gd3Ga5O12晶体的生长、热学性能和光学性能以及不同敏化离子Yb3+，Cl+敏化Tm3+； Yb3+敏化Ho3+；Cr3+，Tm3+，Ho3+双掺或者三掺的Gd3Ga5O12晶体的光谱性能和能量传递机理。
采用提拉法生长出大尺寸纯的和稀土离子(Tm3+，Ho3+)掺杂的Gd3Ga5O12晶体。对晶体的生长习性进行了讨论，利用XRD对晶体进行了相分析，测试了晶体的热膨胀特性，得到了晶体的热膨胀系数。在室温下分别对Tm3+，Ho3+掺杂的Gd3Ga5O12晶体进行了吸收光谱、荧光光谱、荧光衰减曲线等一系列的光谱测试研究，利用Judd-Ofelt理论对晶体的室温吸收光谱进行光谱理论计算，得到一系列光谱参数，包括三个J-O强度参数、辐射几率、辐射寿命和荧光分支比等。我们测定了掺杂离子个别能级的荧光寿命，研究结果表明：稀土离子(Tm3+，Ho3+)掺杂的Gd3Ga5O12晶体具有较高的荧光效率。
同时采用提拉法生长了不同敏化离子Yb3+，Cr3+敏化Tm3+； Yb3+敏化Ho3+； Cr3+，Tm3+，Ho3+双掺或者三掺的Gd3Ga5O12晶体，在室温下测试了这些晶体的吸收光谱，荧光光谱，掺杂离子主要能级的荧光寿命，并且探讨了Yb3+，Cr3+和Tm3+，Ho3+之间的敏化效应和能量传递机理。
我们通过光谱分析对晶体的潜在光学应用前景进行了讨论，发现稀土离子(Tm3+，Ho3+)掺杂的Gd3Ga5O12晶体的是一种潜在的红外可调谐激光晶体材料。