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近年来，随着稀土发光材料在LED照明、生物标记、三维立体显示、荧光探针等领域需求量的增大，对于新型稀土发光材料的开发及实现其发光性能的最优化设计受到了科研工作者和生产商家的广泛关注。因此，大力推广试验优化技术对促进我国科研、生产和管理等各项事业健康发展具有重要的理论研究意义和应用潜力，更具有迫切性。 本文利用试验设计的方法对Tm3+/Yb3+和Y3+/Dy3+共掺荧光粉的离子掺杂浓度进行了优化设计，并对其发光性质进行了研究。 一、Tm3+/Yb3+共掺BaY2ZnO5荧光粉的优化设计及其发光性质研究。采用正交试验设计与二次通用旋转组合设计相结合的方法，建立了BaY2ZnO5∶ Tm3+/Yb3+荧光粉蓝光上转换发光强度与Tm3+/Yb3+离子掺杂浓度的数学模型，利用Mathematica数学软件计算出该数学模型的最大解，得到最大蓝光发光强度荧光粉的离子掺杂浓度。采用高温固相法制备出最大解样品，通过XRD测试，证明最优样品为纯相。通过980 nm激发下上转换光谱的测量发现，实现蓝色上转换为三光子过程;对于变温上转换光谱测量，根据积分算得了最优样品在不同温度下的蓝光发光强度，发现其随着温度的升高呈现下降趋势，即发生了温度猝灭现象，最终计算出激活能为0.602 eV。 二、Y3+/Dy3+共掺Bi2ZnB2O7荧光粉的优化设计及其发光性质研究。采用均匀设计与二次通用旋转组合设计相结合的方法，建立Bi2ZnB2O7荧光粉黄色下转换发光强度与Y3+/Dy3+离子掺杂浓度的数学模型，利用Mathematica数学软件计算出模型的最大解，得到实现最大黄光发光强度的离子掺杂浓度。采用高温固相法制备出最优样品，并对其结构进行了表征，结果为纯相，Dy3+在Bi2ZnB2O7基质中占据非中心对称的晶格格位。此外，测得最优样品中Dy3+的荧光寿命为0.427ms。