利用频率上转换技术获得短波长固体激光器是目前非常热门的一个课题。价格因素是限制短波长固体上转换激光器普及应用的一个重要因素,分别利用昂贵的单晶材料和较长波长固体激光器作为基质材料和泵浦源是上转换激光器价格居高不下的主要原因。本文以降低上转换激光器价格为宗旨,分别选用廉价的氟氧化物玻璃和980 nm半导体激光器作为基质材料和泵浦源,研究在980 nm半导体激光泵浦下钬和铒掺杂的SiO₂-PbF₂玻璃（SOPF）的发光性质。利用熔体急速冷却法制备了0.2%Ho³⁺/16%Yb³⁺共掺和3%Er³⁺单掺的SiO₂- PbF2玻璃样品。对样品的XRD测试结果表明,SOPF: 0.2%Ho³⁺/16%Yb³⁺样品是完全玻璃态的,而SOPF: 3%Er³⁺样品却出现了β-PbF2相的衍射峰,发现在没有经过后期热处理的情况下,也能形成微晶玻璃,我们称之为直接合成法。利用J-O理论对两样品进行了光学性质表征,计算得到了三参量振子强度参数Ωλ,并利用Ωλ计算出了在SiO₂-PbF₂玻璃体系中,Ho³⁺离子和Er³⁺离子各能级间的跃迁几率,荧光分支比及理论辐射跃迁寿命等信息。在980 nm半导体激光泵浦下,对SOPF: 0.2%Ho³⁺/16%Yb³⁺样品上转换发光性质进行了研究。观察到在较低功率激光泵浦下,红光远强于绿光的现象。运用时间分辨光谱、荧光强度随激光泵浦功率依赖关系等手段,结合理论辐射跃迁寿命信息,分析了上转换发光机制,认为5F5能级主要通过5I6能级快速无辐射弛豫到5I7能级,紧接着经由ETU过程而布居的。发现SOPF: 0.2%Ho³⁺/16%Yb³⁺样品的无辐射速率非常大,并且红色荧光在较大激光功率下n值趋于0。利用简单的三能级系统,建立速率方程,从理论上研究荧光强度随激光泵浦功率的变化关系。研究表明:随着激光泵浦功率增加,发光中心温度上升,引起无辐射弛豫速率增大,从而导致上转换荧光先增强后减弱,表现为n值减小。这个解释得到了实验结果支持。在980 nm半导体激光泵浦下,对SOPF: 3%Er³⁺样品的发光性质进行了研究。利用时间分辨曲线、荧光强度随激光泵浦功率变化曲线等手段分析了各上转换荧光峰的发光机制。认为4F9/2能级是经由:4I11/2+4I11/2+4I11/2→4I15/2 +4F9/2+4F9/2过程布居的;证明了504 nm荧光是由Er³⁺离子的4G11/2能级向4I13/2能级辐射跃迁产生的;发现4F9/2能级的荧光量子效率达到了95.4 %;发现1550 nm荧光的半峰宽FWHM为69 nm,发射截面σe为0.55×10-20 cm²,荧光寿命τm为8.93±0.03 ms,荧光量子效率η为100 %;定义了增益参数C= FWHM×σe×τm,以表征光放大材料的增益带宽和放大本领;计算得到SOPF: 3%Er³⁺样品的C=338.9×10^-6 nm3-ms,是目前我们所知材料的最高值。