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近年来,稀土掺杂的上转换发光荧光粉由于其在光电子学、生物光子等领域的应用而获得了越来越多的关注。钇铝石榴石(YAG)是综合性能较好的材料,具有稳定的物理和化学性能,以YAG为基质材料的稀土掺杂发光材料也备受关注。本文以YAG作基质材料,采用化学共沉淀法在1000℃的温度下煅烧制备镓铟取代稀土掺杂的YAG系列荧光粉,并详细地研究了荧光粉的合成机理、发光性能和发光机理等内容。(1)首先合成了镓取代的YAGG:Ce3+荧光粉,可以观察到镓离子的掺杂没有引起YAG晶相发生变化。荧光粉的激发波长和发射波长分别位于450nm和527nm处,且镓离子的最佳掺杂浓度为15%。随着镓离子掺入量的增加,样品会发生浓度猝灭现象,结晶度和发光强度都有所降低。当Ga3+取代基质中的A13+离子后,荧光粉发射光谱发生蓝移现象。(2)基于上转换材料合成镓铟取代的Er3+/Yb3+:YAG上转换荧光粉,可以看到镓铟离子的掺杂没有引起YAG晶相发生变化。在980nm激光激发下,荧光粉的绿光和红光的发射波长分别位于543nm和662nm处。Ga和In取代Al导致蓝移发射,且发光强度随铟的掺杂浓度而增强。从荧光寿命图中发现Ga3+、In3+的掺杂对样品中Yb3+和Er3+之间的能量传递产生了影响。(3)通过镓铟取代的Ho3+/Yb3+:YAG上转换荧光粉的合成,同样也观察到镓铟离子的掺杂没有引起YAG晶相发生变化。在980nm激光激发下,荧光粉的绿光和红光的发射波长分别位于549nm和659nm处。随着Ga3惨入量的增大,样品发射峰的形状没有发生变化；而相对发光强度先增强后减弱,且当Ga3+的掺杂浓度达到15%时达到最佳。(4)在合成镓铟共同取代的Tm3+/Yb3+:YAG上转换荧光粉的实验中,可以明显观察到荧光粉都是纯YAG相,镓铟离子的掺杂没有引起YAG晶相发生变化。在980nm激光激发下,荧光粉的蓝光和红光发射波长分别位于475nm和650nm处。随着Ird3+掺入量的增大,样品发射峰的形状没有发生变化；而相对发光强度先增强后减弱,且当In3+的掺杂浓度达到15%时达到最佳。从荧光寿命图中发现Ga3+、In3+的掺杂对样品中Yb3+和Tm3+之间的能量传递产生了影响。化学共沉淀法具有粉体纯度高、化学均匀性良好等优点,本文采用化学共沉淀法在1000℃的温度下合成了一系列不同浓度的镓铟共同取代的稀土掺杂的YAG上转换荧光粉。通过分析合成过程中失重变化对荧光粉的合成工艺进行研究,样品在245℃时发生激烈反应,在500℃之后逐渐处于晶化过程。结构测试表明基质中Ga和In取代Al没有影响YAG晶相的形成。相对于对应稀土掺杂YAG, Ga和In取代Al导致发射峰形没有产生变化,且发射强度随镓铟的掺杂浓度的增加而增强。荧光粉在980nm激光激发下实现了上转换,荧光粉发射光谱发生蓝移现象,并且取得了适合的共掺量,此时其相对发光强度最大。