氟氧化物玻璃和微晶玻璃既有氧化物好的机械性能和稳定性,又有氟化物的低声子能量优势,是一类性能优越的稀土发光基质材料。目前对于该材料的研究主要集中于发光和微晶结构方面,对其玻璃基质微结构的研究较少,并且对其组成、结构及发光之间关系的认识并不十分令人满意。本论文在对玻璃结构及硅氧四面体基本单元振动模式研究的基础上,通过傅立叶变换红外透射谱和拉曼光谱,研究氧化物A1203对稀土掺杂氟氧化物玻璃微结构的影响,重点研究A1203在玻璃网络形成中与硅氧四面体桥氧的键合作用,从原子层面分析玻璃网络微结构。针对长期争论的重金属离子Cd的作用问题,系统研究重金属离子在稀土掺杂氟氧化物玻璃和微晶玻璃形成过程中的作用,分析Cd在氟氧化物玻璃基质中的占位机理。该结果将对控制和调整氟氧化物玻璃网络结构,设计和改善材料性能,制备性能优良的氟氧化物微晶玻璃提供理论依据。在对玻璃网络结构可调控制备的基础上,进一步研究稀土掺杂氟氧化物微晶玻璃的成核和析晶特性。通过对材料热稳定性和析晶动力学过程分析,研究氧化物A1203和氟化物CdF2含量的改变对稀土掺杂氟氧化物微晶玻璃成核过程和晶核生长的影响,从而为微晶玻璃的可控析晶过程提供理论指导,以制备高透过率的稀土掺杂氟氧化物微晶玻璃。最后在对玻璃和微晶玻璃微结构实现可控制备基础上研究该类材料在不同领域的应用。针对具有不同能级结构的稀土离子在玻璃和微晶玻璃中的发光特性,以提高发光效率为前提选择适合不同稀土离子的不同能级辐射跃迁的基质材料。重点研究掺Nd3+氟氧化物玻璃的发光特性和激光参数,以扩大该类材料在固态激光器领域的应用。同时研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧化物微晶玻璃的上转换发光特性,其高效的上转换红光将使氟氧化物微晶玻璃成为具有实际应用价值的上转换发光材料,用于生物荧光探针、上转换三维显示和激光等领域。