稀土元素具有丰富的能级和亚稳态,由于其结构的特殊性,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种吸收和辐射。稀土离子发光具有很多优异性能,可广泛应用于发光和激光材料,使得稀土离子发光研究具有重要的理论意义和应用价值。本文分为以下三个部分：　　 第一部分包括前两章。第一章介绍了稀土发光材料在国内外的研究进展,重点介绍稀土发光材料的特点、合成方法、技术应用,以及稀土发光材料生产现状和未来发展前景展望。第二章介绍了掺稀土离子液体激光器的主要发展历程,分析了研究过程中需要解决的主要问题,包括降低无辐射跃迁、增大溶解度和减少热致折射率梯度引起的光偏折损耗等。这些内容对于我们的实验具有重要的参考价值。　　 第二部分包括第三、四章,具体介绍稀土离子发光的基础理论。第三章介绍了稀土离子的基本结构,包括处于自由状态和晶场作用下的稀土离子及离子问的相互作用模型；第四章介绍稀土离子发光的基本理论,包括研究稀土离子电偶极跃迁的Judd-Ofelt理论、磁偶极、电四极理论。着重介绍了用于描述自发辐射、受激辐射和受激吸收、多声子无辐射驰豫、能量传递等这几个量子过程的理论模型和具体定量计算这几个量子过程速率的方法和公式。这些理论是我们编写计算机程序的重要依据。　　 第三部分首先介绍了用于分析计算光谱性质的基本理论。我们通过实验分析了稀酸溶液中Er3+离子的吸收强度随溶液浓度的变化关系,接着运用计算机程序首次分析计算了稀酸溶液中Er3+离子的光谱强度参量、跃迁振子强度、自发辐射速率、荧光分支比和积分发射截面等重要的光谱参数,为研究新型高能液体激光器提供了理论和实验依据。我们发现特别是4G11/2→4I15/2和2H11/2→4I15/2两个跃迁,它们的高能级对应的吸收振子强度均在1×10-6以上,积分发射截面均在1×10-18以上,容易实现激光输出,因此跃迁4G11/2→4I15/2和2H11/2→4I15/2很有可能成为激光发射的通道。本文通过实验和计算证明了在溶液中Er3+离子良好的发光特性,这使其具备充分的条件成为新型高能液体激光器的发光中心,具有可观的应用前景。