三价稀土离子的能级结构非常丰富,稀土掺杂光学材料在激光器、光学温度传感器、光存储和光信息处理等领域具有巨大的应用潜力。本文中,用高温固相烧结法制备了单掺钕、钕铒共掺、钕镱铒共掺,单掺钬,钬铒共掺、钬镱共掺、钬镱铒共掺,单掺铕、铕铒共掺、铕镱铒共掺等系列硼硅酸盐玻璃样品,优化了掺杂浓度和工艺参数。其次,用Judd-Ofelt理论讨论了钕、镱、铒共掺硼硅酸盐玻璃的光谱信息。在计算了J-O参数?k（k=2,4,6）的基础上,分析了该系列玻璃样品钕离子跃迁能级的自发辐射寿命τrad、自发辐射几率A、荧光分支比β和振子强度。结果表明,钕、镱、铒共掺硼硅酸盐玻璃的J-O参数?2随Nd³⁺离子浓度的增加而减小,在802nm（Nd:4F5/2→4I9/2）,1057nm（Nd:4F3/2→4I11/2）处,跃迁的自发辐射几率Amd小,辐射寿命τ大。同时,用McCumber理论计算了钕离子在673nm,751nm和813nm波段处的发射截面。813nm发射截面（0.878×10-20cm2）明显大于吸收截面（0.394×10-20cm2）,与673nm,751nm两个波长的发射截面比较,813nm处最大。再次,测量了单掺钬,钬铒共掺、钬镱共掺,钬镱铒共掺硼硅酸盐玻璃的激发光谱和发射光谱,实验数据分析显示,钬离子浓度增大,光谱强度减弱。这是因为随钬离子浓度增加,钬离子间距减小,引起浓度淬灭;当加入铒离子后,钬离子的发射光谱减弱,原因是部分钬离子将能量传递给铒离子,降低了钬离子的上转换发光强度;但是随着Yb³⁺离子的掺入,Ho³⁺离子的光谱强度增强,原因是镱离子能级简单,对978nm吸收截面大等。详细地分析了520nm⁵50nm处宽带谱的发光机制。最后,室温下978nm半导体激光器抽运Eu³⁺:Yb³⁺:Er³⁺共掺等样品,观测到橙红色590nm(Eu³⁺:5D0→7F1),红色610nm(Eu³⁺: 5D0→7F2),695nm(Eu³⁺:5D0→7F4),以及绿色552nm(Er³⁺: 4S3/2→4I15/2, Ho³⁺:5S2→5I8)等波段的上转换光致发光光谱,深入讨论了镱离子的敏化作用及镱铒铕和镱铒钬离子间的上转换机制,包括能量传递、交叉弛豫和激发态吸收等。