随着激光的出现，人们开始致力于对激光材料的研究与探索。稀土掺杂上转换发光材料在许多新的领域有着巨大的潜在应用前景，稀土掺杂铌酸锂晶体更是集非线性光学性能和稀土离子的丰富光谱特性等优秀特点于一身的发光材料。由于在单一泵浦光的激励之下，稀土掺杂上转换发光材料就可以实现从近红外到可见光波段的发光。因此，开展掺杂稀土离子上转换发光材料的研究具有重要的意义。本论文以提拉法生长的钪铒双掺铌酸锂（Sc:Er:LiNbO3）晶体作为研究对象，测试了不同浓度Sc3+掺杂的Sc:Er:LiNbO3晶体的红外、紫外-可见吸收以及上转换荧光光谱，系统地分析了掺杂浓度对Sc:Er:LiNbO3晶体的光谱特性和上转换荧光性能的影响，为研制高质量的上转换发光材料提供了实验依据和理论指导。本文首先分析了同成分LiNbO3晶体的结构特点以及缺陷结构。测试了Sc:Er:LiNbO3晶体的红外透射光谱和紫外-可见吸收光谱，得出了稀土Er3+离子的吸收峰位置以及对应的能级；通过红外OH-吸收峰位置的移动以及紫外吸收边的移动，分析了掺杂离子在铌酸锂晶体内部的占位情况。其次对三种Sc:Er:LiNbO3晶体样品在常规激光和飞秒激光激发下的上转换荧光光谱进行比较，发现样品在飞秒激光激发下的上转换发光强度明显提高。同时发现，在低于阈值浓度时，随着Sc离子掺杂浓度的增加，上转换发光强度增强，但当Sc离子掺杂浓度超过阈值浓度时，上转换荧光强度被抑制。此外，在800nm飞秒激光激发下还观察到了400nm处的倍频光。最后结合光谱理论以及光谱测试结果对引起上转换发光强度变化的原因进行了理论上的分析，对产生倍频光的机理进行了详细的探讨，并对引起倍频光强度变化的因素进行了讨论。