硼酸盐材料具有丰富多样的结构、良好的热稳定性、较宽的禁带,较低的制造成本,合成工艺简单等特点,在发光材料中获得广泛重视。阳离子掺杂是改变稀土离子发光中心周围的反演对称性或者晶体中氧配位的晶体场强度的重要手段。本论文分别合成了不同阳离子取代的BaZr（BO₃）₂:Eu荧光粉和Eu³⁺,Er³⁺,Pr³⁺掺杂的BaO-（x/2）Al₂O₃-（1-x）SiO2- B2O3玻璃材料,重点讨论了晶格结构对稀土离子电子跃迁的影响。1.采用高温固相法合成了BaZr（BO₃）₂:Eu荧光粉,通过Al³⁺,Si4+阳离子取代Zr离子改善晶体微结构,从而改善发光效率,结果表明:适量的Al³⁺,Si4+离子掺杂会增强BaZr（BO₃）₂:Eu荧光粉中紫外吸收,使在紫外区的激发光强度大幅提高,并使激发峰值发生蓝移。用Judd-Ofelt理论分析了发射光谱,计算了强度参数和发光效率,认为由于Al³⁺,Si4+离子半径比Zr4+稍小,取代后使Eu³⁺离子所处格位的对称性发生较大变化,导致Eu³⁺能级的跃迁几率发生变化。2.采用高温熔融法合成了Er³⁺或Pr³⁺掺杂的BaO-（x/2）Al₂O₃-（1-x）SiO2- B2O3玻璃材料。通过吸收光谱计算了强度参数,结果表明Ω2值随着SiO2的浓度的增加而增大,说明在Si浓度较大的基质里,Er离子所处的局域环境有较大的无序性或非对称性。光谱研究显示Er³⁺掺杂玻璃在980nm光激发下观察到了541nm的绿光跃迁(⁴S_3/2—⁴I_15/2)和659nm的红光跃迁（4F9/2—4I15/2）的上转换发光,同时还存在1550nm的近红外发射跃迁（4I13/2—4I15/2）。对Pr³⁺掺杂的1.3μm （¹G₄—³H₅）的红外辐射的计算结果表明,积分发射截面超过了2.5*10-18cm2。在红绿蓝波段,3P0能级的（3P0—3F4 （718 nm） ）,（3P0—3F2 （635 nm） ）,（3P0—3H6 （608 nm） ）以及（¹G₄—³H₅（1300nm） ）, （³P₁—³H₄ （482 nm） ）这几个辐射跃迁都有较大振子强度和积分发射截面,有希望成为优良的激光玻璃或光放大器材料。3.用Eu³⁺离子做探针对BaO-Al₂O₃-B₂O₃和BaO-SiO₂-B₂O₃两种玻璃材料中声子能量进行了研究,发现BaO-SiO₂-B₂O₃玻璃样品中稀土离子的格位对称性较差,Eu³⁺离子的⁵D0—⁷F₂跃迁几率较大。分别通过多声子弛豫几率和Judd-Ofelt理论计算了无辐射跃迁几率,两者得到的结果相符。对Eu³⁺之间的电偶极相互作用引起的能量传递进行了计算,发现当掺杂浓度较低时,与⁵D0—⁷F₂的辐射跃迁几率相比可以忽略。