由于锌(Zn)离子和镱(Yb)离子均能增强钬(Ho)离子的上转换发光性能,其中锌离子还可强化铌酸锂(LiNbO3)晶体的抗光损伤能力,因此本文设计以Zn、Yb和Ho三种离子同时掺入同成分LiNbO3晶体中制得Zn、Yb和Ho三掺杂LiNbO3晶体。本实验采用提拉法生长了不同掺锌量的Zn(1,3,5,7和9mol.%):Yb(0.5mol.%):Ho(1mol.%):LiNbO3晶体,利用X射线粉末衍射谱和紫外-可见-近红外吸收光谱研究掺杂铌酸锂晶体的缺陷结构,同时利用Kr离子476nm蓝光为光源,采用透射光斑畸变法测试晶体的抗光损伤能力。测试结果显示:随着Zn掺杂浓度的增加,晶胞体积发生变化,但Zn:Yb:Ho:LiNbO3晶体仍然保持LiNbO3晶体原有的晶格结构,说明掺入的Zn和Yb,Ho是以取代Li或Nb的方式进入晶体;由紫外-可见-近红外吸收光谱分析可得,当Zn2+浓度较低时,Zn2+以取代Li+和反位铌离子(NbLi4+),当Zn2+浓度继续增加,反位铌被完全取代,Zn2+以取代正常位置的Li+和Nb5+为主;同时根据Ho3+能级图对Ho3+的紫外可见吸收峰对应的跃迁光谱项进行了解释,利用Judd-Ofelt理论计算出Ho3+的强度参数、自发辐射几率等光谱参数,确定易于实现激光发射的跃迁为I7→5I8,5I6→5I8,5I5→5I7,5I5→5I7,5F5→5I7,5F5→5I8,5F4→5I8,5S2→5I7,5S2→5I8;透射光斑畸变测试结果显示,相对于Ho:LiNbO3晶体,Zn(9mol%):Yb:Ho:LiNbO3晶体的抗光损伤能力有较大地提高,达到5.82×104W/cm2,提高了3个数量级。由此可见,新型的三掺Zn:Yb:Ho:LiNbO3晶体是一种有前景的上转换发光材料。