采用高温固相法制备了一系列不同掺杂浓度的稀土离子LiTaO₃多晶。X-射线衍射测试结果表明,掺杂LiTaO₃多晶样品是单相的。结合X-射线衍射及紫外-可见光谱,Ho³⁺、Yb³⁺和Ce³⁺离子是以替位的形式存在于LiTaO₃晶格中,而不是晶格间隙。在980nm泵浦光源的激发下,在LiTaO₃:Ho³⁺/Yb³⁺系列多晶样品中均观察到可见光区较强的上转换绿光和很弱的上转换红光发射。且随着Ho³⁺和Yb³⁺离子浓度的增加,上转换红、绿光的发射强度均有相应的增加,然而,Ho³⁺或Yb³⁺离子的掺杂浓度过高时会减弱上转换绿、红光的发射强度。在LiTaO₃:Ho³⁺/Yb³⁺体系的基础上加入了Ce³⁺离子,发现了增强上转换绿光并同时抑制上转换红光的新途径,可以有效的提高上转换绿光的单色性。XRD衍射谱结果表明制备粉体仍为三方晶系。在980nm泵浦光源的激发下,在LiTaO₃:Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺系列多晶样品中,发现上转换绿光发射强度随Ce³⁺离子掺杂浓度增加而增强,并在Ce³⁺离子掺杂浓度达到15mol%时,实现上转换单色绿光输出,此时Ho³⁺、Yb³⁺,Ce³⁺掺杂浓度分别为1mol%,10mol%,15mol%。Ce³⁺离子与Ho³⁺离子间的交叉驰豫过程:5F3 (Ho³⁺) + 2^F_5/2 (Ce³⁺)→5F4/5S2 (Ho³⁺) + 2^F_7/2 (Ce³⁺)和5I7 (Ho³⁺) + 2^F_7/2 (Ce³⁺)→5I6 (Ho³⁺) + 2^F_5/2 (Ce³⁺)大幅度增强上转换绿光发光强度。而高掺Ce³⁺离子时产生的新的交叉驰豫过程5F5 (Ho³⁺) + 2^F_7/2 (Ce³⁺)→5F4/5S2 (Ho³⁺) + 2^F_5/2 (Ce³⁺)是增强绿光并同时抑制红光的有效途径。