中红外激光在科学前沿、光电对抗、医疗卫生、材料加工和环境监测等领域的重要应用背景和极大需求,使得它已经成为国防和民用竞相研究开发的重要领域,尤其是在高性能和多功能中红外光电器件以及光通讯方面。稀土离子能级丰富,同一离子有多个发射峰便于实现多波长运转,这使得稀土掺杂光功能玻璃一直以来占据着激光泵浦材料行业的主导地位。碲酸盐玻璃基质因较低的声子能量,稳定的物化性能以及高稀土离子掺杂能力而受到关注。虽然过去几十年碲酸盐玻璃在组分设计、掺杂能力、拓扑结构调整及其光纤制备技术等方面取得了较大的进步,但是碲酸盐玻璃的发射功率、转换效率和光谱带宽仍不够理想。优化稀土掺杂玻璃基质和提升能量传递效率过程是解决该问题的关键。本课题制备了多种新型体系碲酸盐玻璃,利用氟化物和氯化物作为修饰体探求具有优异光学特性的新型碲酸盐玻璃。提出了通过在碲酸盐基础上设计玻璃微环境混合结构波动来增强红外和上转换发射强度的方法。此外,为了进一步改善激活离子的微环境以及实现能量传递的有效控制可以将功能性光学玻璃从纯无定形结构转变为部分纳米结构。将具有独特性能的纳米晶体单元集成到具有高透射率和无限延展性以及低熔点的非晶碲酸盐玻璃框架中,通过调控掺杂离子周围的局域结构环境对稀土离子间的能量传递及敏化作用进行探索,实现红外发射的增强,从而为红外高增益激光材料领域提供新的选择。本论文共分为六章。论文第一章概述了中红外激光的应用、中红外技术、稀土元素及其红外发光性质,综述了稀土掺杂光学玻璃基质材料的类型、特点、应用和研究状况,及稀土掺杂碲酸盐玻璃的研究进展,最后阐述了本课题的研究目的和研究内容。论文第二章介绍了本课题中所有样品制备需要的原料以及规格、实验设备信息、制备方法及具体试验操作、各种表征方法及性能测试手段、光谱学理论及计算、分析方法等。论文第三章掺杂稀土离子的玻璃基质由于具有优异的光学和热性能而被广泛研究,成为高性能光纤激光器的备选材料。本章成功制备了两个系列的基于氧化物和氟化物多组分氟碲酸盐玻璃,对其成玻璃能力和光谱性能进行了研究。结果表明,氟碲酸盐玻璃比纯氧化物玻璃和氟玻璃具有更好的抗结晶性能。值得一提的是,在氟碲酸盐玻璃中获得了相对良好的发光性能,发射横截面分别为3.49×10-21（TZNF）和6.27×10-21 cm~2（AYF-T）。因此,考虑到物理化学和热学性质,氟碲酸盐玻璃作为MIR区域的激光材料是有利的。论文第四章,提高稀土离子在光学固体中的发光效率是近几十年来一个重要而富有挑战性的研究领域。在光学玻璃中,通过控制氯离子的量,调整玻璃结构向有利的方向变化,在具有稳定玻璃形成能力的前提下,增强Er3+离子的发光性能。拉曼和XPS结果表明,Te O4→Te O3+δ→Te O3的转化和Zn Cl4单元的出现明显有利于Er3+离子的可见、1.5μm和2.7μm的发射。因此,这种包含氯氧杂化结构的非晶态固体,突破了传统的玻璃形成的概念。此外,对于掺杂稀土的固态激光器来说,它可能是一种很有希望的增益介质,并为研究玻璃结构对掺杂激活离子发光的影响提供了一种方法。论文第五章,由于高性能和多功能中红外光电器件的应用不断增加,实现高发射效率和宽带可调发光非常重要。在这项研究中,具有独特性能的纳米晶体单元被集成到具有高透射率和无限延展性的非晶框架中,以实现增强的MIR发射。在单活性离子掺杂系统中,由于晶体的较低声子能量,晶格的固定位置和玻璃透明性的结合,红外荧光强度显著提高。尤其是在稳定的复合材料实现了优异的3μm发光。在共掺杂系统中,采用了自下而上的策略来实现2μm MIR大气窗口的完全覆盖,结果证实了玻璃框架中光学活性纳米晶体单元的空间分布有效地控制了能量转移过程。在此基础上,提出了一种点到面ET策略,打破了玻璃基质中敏化剂对激活剂的ET限制,从而实现了对MIR大气窗整个带宽的有效控制。第六章是本论文的结论部分,概述了全文的实验研究结果,同时指出了本课题的不足之处和需要完善的部分。