稀土掺杂的上转换材料在很多领域都有广泛的应用,例如在光学数据存储、生物医疗诊断、立体的三维展示和光通讯等。本文主要研究Er³⁺单掺和Er³⁺/Yb³⁺共掺钨酸钇钾晶体KY（W04）2（KYW）的光谱及上转换特性,为稀土掺杂KYW晶体在激光放大器件和上转换器件等方面的研究提供有益实验依据和理论基础。具体研究内容有：1.对Er³⁺:KYW晶体的光辐射特性和上转换特性进行了深入的分析,用Er³⁺:KYW晶体的吸收光谱计算得到Judd-Ofelt（J-O）参量,用强度参量计算得到Er³⁺离子各主要能级间跃迁的辐射几率。以此为基础,结合Er³⁺离子能级分布,分析980nm抽运下的Er³⁺离子间的跃迁过程,利用速率方程理论建立了描述Er³⁺离子在各能级间跃迁的上转换动力学的模型。通过求解速率方程并拟合1550 nm和980 nm荧光衰减实验曲线,获得上转换系数C22（4I13/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2）和C33（4I11/2+4I11/2→4I15/2+4F7/2）。2.研究了Er³⁺/Yb³⁺:KYW晶体三个折射率主轴方向上吸收光谱和荧光光谱的各向异性特性。测量和分析了Er³⁺/Yb³⁺:KYW晶体三个折射率主轴方向上的吸收光谱和荧光光谱,用修正的J-O理论计算Er³⁺/Yb³⁺:KYW晶体中Er³⁺离子在三个折射率主轴方向上强度参量Ωt（t=2,4,6）和各吸收谱带的电偶极跃迁振子强度,同时计算了yb³⁺离子在三个轴向上980 nm波长处的积分吸收截面。最后分析、比较所得结果,得到Er³⁺/Yb³⁺:KYW激光晶体的最佳泵浦轴向。3.测量了Er³⁺/Yb³⁺:KYW晶体的上转换光谱和荧光衰减曲线。分析了Er³⁺/Yb³⁺:KYW晶体在980 nm激发下的上转换荧光特性和能量传递过程。利用速率方程理论,建立了描述上转换动力学的模型。通过求解速率方程和拟合1550 nm和980 nm荧光衰减曲线,获得上转换系数C22（4I13/2+4I13/2→I9/2+4I15/2）和C33（4I11/2+ 4I11/2→4I15/2+4F7/2）和能量传递系数P(Yb³⁺（2F5/2）→Er³⁺（4I11/2）)。