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近似自由离子的水合稀土离子的能级、波函数和哈密顿量是分析晶场光谱的基础，Nd：GSAG晶体、Yb：Sc2O3透明陶瓷则分别是942nm全固态激光、超短脉冲激光的优良的工作物质，在近年来受到了人们的重视，论文进行了这三个方面的工作，具体内容如下：
(1)在已有文献的基础上，加入了更多的哈密顿参量，重新拟合了三价水合稀土离子的能级，除了Eu3+外，其余三价水合稀土离子的能级拟合的标准偏差都有了明显的减小，通过拟合得出详细的中间耦合波函数，算出了各个稀土离子不同中间态之间的约化矩阵元u(λ)(<ψJ||u(λ)||ψJ>(ψJ≠ψJ))，同时也计算了相同中间耦合态间的约化元数据<ψJ||U(λ)||ψJ)，这些为稀土离子的晶场光谱计算提供了更详细的数据。
(2)对Nd：GSAG晶体的透射光谱进行了研究，拟合出了其晶场参数以及较为详细的能级。
(3)利用共沉淀方法制备了Yb：Sc2O3纳米粉体；研究了前驱物在煅烧过程中的结构变化以及Yb：Sc2O3纳米粉体的发光特性，初步探索了Yb：Sc2O3透明陶瓷的制备工艺。利用简单重叠模型计算了Yb：Sc2O3中C2格位的晶场参数以及能级，结果显示理论计算与实验吻合的很好。为制备优质Yb：Sc2O3透明陶瓷以及其光谱特性的研究奠定了良好的基础。