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本论文的研究内容由两部分组成，分别为Yb3+离子掺杂的硼酸盐晶体的生长、光谱及其激光性能的研究和UV激发的单离子掺杂单基质LED用白光荧光粉的制备、表征与发光性能研究。 为了通过简单迅速地调谐方法获得功率较高、线宽较窄、波长比较接近、可连续调谐的双波长激光，本论文选择Yb3+离子掺杂的低对称性Ca4LaO(BO3)3和Ca3Gd2(BO3)4晶体作为研究对象。采用提拉法生长出大尺寸、高质量的系列单晶。对定向后的晶体切割和器件加工，获得可用于荧光光谱测试和激光性能研究的晶片和器件。分析了晶体的物相、光学性能和晶体中Yb3+离子浓度。在室温下分别对这些晶体进行了吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线等光谱测试研究。根据光谱数据对晶体进行光谱理论计算，得到一些重要的光谱参数。对于5 at％ Yb3+∶ Ca4LaO(BO3)3晶体，E∥Y方向的光谱和激光性能最优，其吸收跃迁截面为0.92×10-20 cm2(976 nm)，发射跃迁截面为0.34×10-20 cm2(1029nm)，最小泵浦功率密度Imin为0.44 kw/cm2，荧光寿命为2.88 ms。对于不同掺杂浓度的Yb3+∶ Ca3Gd2(BO3)4晶体，其最佳的吸收跃迁截面和发射跃迁截面都表现在偏振态E∥X上。10 at％ Yb3+∶ Ca3Gd2(BO3)4晶体E∥X方向的吸收跃迁截面和发射跃迁截面分别为1.84×10-20 cm2(977 nm和0.84×10-20 cm2(1023 nm)，荧光寿命为1.14 ms，最小泵浦功率密度Imin为0.6 kw/cm2。 采用平-凹谐振腔，以976 nm LD激光器作为泵浦源，在连续泵浦模式，不同输出耦合率下，实现了Yb3+离子掺杂Ca4LaO(BO3)3和Ca3Gd2(BO3)4晶体的连续高效激光输出。对于5 at％ Yb3+∶ Ca4LaO(BO3)3晶体， X-cut晶体在输出镜的透过率为T=5％时，斜率效率最佳，为82.3％。在此激光输出条件下，通过调节晶体的俯仰、左右以及输出镜的位置，实现了5 at％ Yb3+∶ LaCOB晶体的连续稳定的双波长激光输出。在吸收泵浦功率为6.7 W下，输出镜的透过率T=5％时，Y-cut晶体的双波长激光输出功率为2.46 W，斜率效率为67.5％。双波长的中心分别位于1029和1036nm，波长间隔7nm。对于10 at％Yb3+∶ Ca3Gd2(BO3)4晶体，研究了输出镜透过率分别为T=3％和5％下该晶体的激光性能。实验结果表明，X-cut和Y-cut晶体的激光输出功率受输出镜透过率的影响不大。Z-cut晶体的激光输出功率在T=3％和5％下有较大的差别。在注入泵浦功率10.5 W，输出镜透射率为T=5％时，Z-cut晶体的激光输出功率为3.11W，斜率效率分别为34.1％，为相同实验条件下激光输出功率最大的方向。以10 at％ Yb3+∶ Ca3Gd2(BO3)4晶体作为激光增益介质也实现了双波长激光输出。 为了探索新型高效的紫外激发单离子掺杂单基质白光荧光粉，本文采用溶胶凝胶燃烧法制备出颗粒均匀、几十纳米的Dy3+、Pr3+离子掺杂的六方相YAlO3荧光粉。通过XRD、TEM、FT-IR和荧光光谱测试，对所制样品进行了物相鉴定、形貌分析和发光性能研究。采用色度学知识，对各离子在不同掺杂浓度下的白光发射性能进行计算和分析。研究结果表明，对于Dy3+离子掺杂六方相YAlO3荧光粉，浓度为0.5，1.0，1.5，2.0和3.0mol％所对应的色度坐标值都落在色度坐标图的白光区域。对于Pr3+离子掺杂六方相YAlO3荧光粉，除了0.5 mol％浓度对应的色度坐标值不在色度坐标图的白光区域里，1.0，1.5，2.0，3.0和5.0 mol％浓度所对应的色度坐标值都落在色度坐标图的白光区域。所以，Dy3+离子、Pr3+离子单掺的六方相YAlO3荧光粉在紫外光激发下，可以获得白光输出。控制掺杂浓度可以调节白光的显色性能。落在白光区的色度坐标值都与白光的标准色度坐标值(0.33，0.33)很接近。所以，该系列荧光粉可以作为非常有潜力的LED白光发射材料。