随着社会的发展、科技的进步和应用技术的拓展，稀土发光材料在显示、照明和信息产业中得到了广泛的应用。我国是世界稀土资源最丰富的国家，因此在当今的发光材料和激光材料的研究和实际应用中，稀土发光和激光材料占最重要地位。进入新世纪后，随着一些高新技术的发展和兴起，稀土发光材料科学技术又步入—个新的活跃期。上转换现象是稀土元素激光材料具有的特性。通过对上转换的研究可以得到效率更高的激光器，而提高上转换效率是当前研究的重中之重。 由J-O理论可知，上转换效率跟基质材料有很大关系。目前研究的比较高效的上转换基质材料主要是以ZBLAN玻璃为代表的氟氧化物，但是它们本身具有机械强度差、吸湿性强、稳定性差等缺点，而氧化物在这些方面都显示出了明显的优势。本文以寻找高效的氧化物上转换基质材料为目标，简要介绍了稀土掺杂氧化物的上转换发光特性，主要对980nm激发下稀土掺杂ZrO2多晶粉末的上转换发光特性做了详细分析，得到一些有意义的结论。 本文第一章简单回顾了上转换研究的发展历史，给出了常用的上转换发光的几种模型，介绍了本课题组在这方面的研究情况。第二章首先介绍了上转换研究中最常用到的J-O理论，然后给出了我们进行研究的基本流程及实验手段，总结了提高上转换效率的可行的途径。第三章主要报道了Er3+/Yb3+共掺杂的CaO-Al2O3- SiO2在980nm激发下的上转换发光特性，分析了氧化物基质和氟（氧）化物基质之间的光谱特性的区别。第四章讨论了Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3多晶粉末在980nm激发下的上转换发光特性，在可见光范围内观测到了强的红光，文中对这种系统中的上转换发光机制做了详细的分析，通过速率方程对上转换的阶数的判别做了说明，并且研究了这种材料的微结构，发现ZrO2和Al2O3在适当的条件下形成的固溶结构有利于提高上转换效率。第五章报道了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO在980nm激发下的上转换发光现象，观察到了波长位于760nm附近的近红外光，670nm左右的红光以及540nm 左右的绿光，分别对应Ho3+的如下跃迁辐射：5F4/5S2→5I7、5F5→5I8、5F4/5S2→5I8，其中又以540nm的绿光为最强。通过对发光特性的分析发现，Yb3+掺杂浓度的改变能够较大的影响被测样品的测试温度，从而引起发光特性的改变，这种现象以往报道得比较少。第六章重点对稀土掺杂ZrO2-CaO粉末的上转换发光特性做了分析。和前面介绍的相比较，这种材料只要在较低温度下烧结就可制备，在Tm3+/Yb3+共掺杂ZrO2-CaO系统中观察到了强的蓝光（上转换阶数为3），在Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-CaO系统中观察到了强的绿光，荧光强度与高温烧结的ZrO2-Al2O3和ZrO2-ZnO系统中观察到的最强荧光峰强度相当。文中还对Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-CaO系统的上转换发光特性和Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3系统的上转换发光特性做了比较，发现前者发射强的绿光而后者发射强的红光，通过激发功率随发光强度的变化关系发现，这是由于在ZrO2-CaO系统中，处于4I11/2能级的Er3+离子发生无辐射弛豫的几率更小，处于该能级的Er3+更有利于继续接收激发光的能量而实现上转换过程。第七章对本文的工作做了总结，并且对以后的研究方向和目标做了展望。