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激光二极管泵浦源的技术进步，极大的推动了固体激光器件、技术及应用的发展，使得激光器向着全固化、小型化、可调谐、高效率方向发展。钒酸钇晶体作为钒酸盐晶体中的典型代表，得到广泛而深入的研究。然而，与目前广泛应用的钒酸钇晶体相比，以钒酸钆晶体为基质的激光晶体具更大的受激发射截面；在泵浦波段有宽吸收带；对泵浦波长和二极管温度控制依赖低；高热传导率。这表明，钒酸钆晶体是具有潜在应用价值的优良激光基质材料。
本文系统研究了Yb3+、Sm3+和Dy3+三种稀土离子掺杂GdVO4激光晶体的生长、结构特性和光谱性能，主要结论如下：
1.采用提拉法生长了10at.％Yb：GdVO4、2at.％Sm：GdVO4和5at.％Dy：GdVO4三种晶体，通过优化生长工艺，得到透明、高光质量、完整不开裂的晶体。通过XRD分析确定了它们的晶体结构及掺杂对晶胞参数的影响，并计算了其晶胞参数，通过ICP技术测定了Yb3+、Sm3+和Dy3+三种离子在GdVO4晶体中的分凝系数，并通过激光脉冲法测量了10at.％Yb：GdVO4晶体不同轴向的热导率，与Yb：YAG晶体相比，随Yb离子掺杂浓度增加Yb：GdVO4晶体的热导率下降慢。
2.研究了Yb：GdVO4晶体在室温下的偏振吸收、偏振发射光谱和荧光寿命，笔者发现Yb：GdVO4晶体具有很强的偏振特性，π偏振吸收截面、发射截面和荧光强度都远大于σ偏振，π偏振荧光寿命较长。与相同浓度Yb：YAG晶体相比，Yb：GdVO4晶体具有大的吸收、发射截面，具有更宽的吸收带宽，宽的吸收带有利于InGaAs LD有效抽运，并且降低了对LD泵浦源温度控制的要求，容易实现激光振荡；同时Yb：GdVO4晶体具有宽的荧光线宽，适合于飞秒激光领域的应用。
分析了Yb：GdVO4晶体上转换荧光，笔者认为除496nm处荧光峰是由Yb3+离子的合作发光造成外，其它所有荧光峰是由Yb3+离子与Tm3+、Eu3+和Ho3+杂质离子的能量传递发光产生，文中对上转换荧光光谱中所有荧光峰做了解释，并阐述了Yb3+离子与它们之间的能量传递机制。
3.测量了室温下Sm：GdVO4晶体和Dy：GdVO4晶体的吸收光谱、激发光谱和荧光光谱。运用JO理论，通过吸收光谱获得跃迁强度参数Ωi，由此计算了跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命、发射截面等光谱参数。
Sm：GdVO4晶体中三个强度参量分别为：Ω2=2.75×10-19cm2，Ω4=3.22×10-20cm2，Ω6=4.97×10-20cm2，在408nm处收吸收截面为3.87×10-20cm2，以此激发获得604nm最强荧光峰，对应于4G5/2→6H7/2跃迁，发射截面为7.62×10-21cm2，是Sm：YAP晶体的4.4倍，στ=4.11×10-21cm2ms，结果表明Sm：GdVO4晶体中4G5/2→6G7/2是比较有可能实现红光激光输出的跃迁。
Dy：GdVO4晶体中三个强度参量分别为：Ω=2.48×10-18cm2，Ω4=1.21×10-18cm2和Ω6=2.08×10-19cm2，对应于4F9/2→6H13/2的跃迁575nm的荧光半峰宽为7.6nm，其发射截面为25.9×10-20cm2，容易实现黄光激光输出。理论上计算了1.8μm的6H11/2→6H15/2跃迁、2.9μm的6H13/2→6H15/2跃迁的激光参数。
与其它掺同种稀土离子材料相比，掺Sm3+和掺Dy3+离子的GdVO4晶体Ω2都要大很多，这说明在掺稀土离子的GdVO4晶体中，RE3+-O键的共价性很强。同时给出了室温下Sm：GdVO4和Dy：GdVO4晶体中的跃迁机制。