上转换发光是一种反斯托克斯发光，目前已被广泛应用于光纤通信、数据存储等光学器件，同时也可以应用于固态激光器和太阳能电池等领域。Er3+离子作为稀土离子由于其特殊的能级结构而被广泛地应用于上转换发光材料，同时，TiO2薄膜因其较低的声子能量和较好的机械光电性能而被视为稀土掺杂上转换发光薄膜的合适基质材料。因此Er3+掺杂TiO2上转换发光薄膜的研究也得到了较为广泛的关注。Yb3+作为Er3+的敏化离子可以大幅提高上转换发光效率，两者经常作为一个共掺杂体系而被广泛应用于上转换发光材料中。　　本文通过射频磁控溅射法制备得到了不同浓度Er3+掺杂和Er3+/Yb3+共掺杂TiO2薄膜，确定了最佳掺杂浓度，同时也对其退火工艺进行了研究。在此基础上，利用980 nm红外光泵浦源作为激发光源，进行了上转换发光强度测试。观察得到了490 nm绿光和670 nm红光的上转换发光，并对影响上转换发光的因素和上转换发光机制进行了分析。得到的具体结论如下:　　(1) Er3+掺杂的TiO2薄膜上转换红绿光强度大小取决于生成的Er2Ti2O7烧绿石晶体相对于基质材料的含量，最有利于上转换发光产生的条件是Er2Ti2O7烧绿石晶体与TiO2晶体含量接近。当Er3+掺杂浓度为1.0 mol％，退火温度控制在900℃并保持退火时间150 min时得到的上转换发光强度最大。过高浓度的掺杂容易引起浓度猝灭，不利于上转换发光。上转换发光得到的红绿光光强相对强度也受Er2Ti2O7烧绿石晶体的影响。　　(2) Er3+/Yb3+共掺杂TiO2薄膜在980 nm的红外激光泵浦源作用下可上转换发出490 nm的绿光和670 nm的红光，加入Yb3+后上转换发光大大增强。Er3+/Yb3+掺杂浓度的变化以及退火条件会影响薄膜中ErxYb2-xTi2O7烧绿石晶体的形成，进而影响到上转换红绿光强度。当1.0 mol％Er3+/5.0 mol％Yb3+共掺杂时，上转换发光强度达到最强，与未掺杂Yb3+的1.0 mol％Er3+掺杂TiO2薄膜比较，490 nm的绿光光强提高了9.6倍，670 nm红光光强提高了4.3倍。　　(3)通过对上转换发光机制的分析，发现射频磁控溅射法制备得到的稀土掺杂TiO2薄膜中Er2Ti2O7晶体和ErxYb2-xTi2O7晶体的形成使得最大声子能量声子态密度大大减小，减弱了多声子弛豫过程，这是发出490 nm绿光以及红光强度大于绿光强度的根本原因。　　(4)薄膜厚度对于上转换发光的影响主要体现为薄膜表面反射率不同引起的入射光强度改变，吸收泵浦源激发光集中在薄膜表层。增加基底粗糙程度，从而增加漫反射，可以提高薄膜对泵浦源光子的吸收与利用。使用声子能量较低的氟化物基质材料有利于上转换发光。