2.0-3.0μm以及大于3.0μm中红外激光有着许多重要的潜在应用，包括人眼安全的激光雷达、遥感化学传感器、激光制导、空气污染控制、低压气体的高分辨率光谱和激光手术医疗等。为了从掺Ho3+光纤激光器中获得高效的中红外激光输出，需要低声子能量的基质材料。氟化物和硫属化物等材料由于具有低声子能量而成为人们追逐的主要材料之一。然而氟化物的化学稳定性和机械性能差，硫属化物的稀土离子溶解浓度低(～1wt％)，且两者与标准石英光纤熔接困难。因此寻找合适的掺Ho3+基质材料，对于实现高效实用的掺Ho3+光纤激光器，具有非常重要的意义。碲酸盐玻璃的声子能量虽然比氟化物玻璃稍高，但是碲酸盐玻璃不仅具有稀土离子溶解能力较高、化学稳定性好、机械强度高，而且与标准石英光纤熔接更容易。本论文结合当前对掺Ho3+光纤激光器的需求和研究发展趋势，研究了Ho3+离子在碲酸盐玻璃中的光谱性质，并利用相关的理论模型分析了玻璃中稀土离子之间的能量传递机制，预测了中红外激光性能，为其在掺Ho3+中红外光纤激光器用基质材料的潜在应用提供科学依据和理论基础。 论文首先简要介绍了中红外激光器，综述了中红外激光器的研究进展和激光玻璃的研究现状，介绍了碲酸盐玻璃的结构。在此基础上，提出了本文的研究方向和内容。 论文第二章介绍了本文研究所涉及的实验方法和理论原理，包括样品制备过程、性能测试原理和仪器以及各种理论计算依据。 论文第三章研究了Tm3+/Ho3+共掺碱碲酸盐玻璃光谱性能。二元碱碲酸盐玻璃中Ho3+离子5I7能级的自发辐射几率Ar值、峰值吸收截面σa(λp)和峰值发射截面σe(λp)值均十分接近，然而2.0μm发光强度按照Li、Na和K的顺序递减。这主要是由于玻璃中严重的OH吸收损耗按照Li、Na和K的顺序递增造成的。 论文第四章系统地讨论了Tm3+/Ho3+共掺钨碲酸盐玻璃光谱性能和能量转换机理。研究表明虽然钨碲酸盐玻璃中Ho3+离子5I7能级的η(1.16)值和σe(λp)×τm(4.12×10-27m2s)值大于其它氧化物玻璃且比氟化物玻璃小，但是钨碲酸盐玻璃具有比氟化物玻璃更大的Ar值(257s-1)和σe(λp)值(9.15×10-21cm2)。钨碲酸盐玻璃有望成为2.0μm激光器的一种重要基质材料。由于受到快速能量扩散的影响，对于钨碲酸盐玻璃的1.47μm发光而言，玻璃中适宜掺杂较低的Tm3+离子浓度。虽然氟化物玻璃中Tm3+离子的1.47μm荧光寿命τrad和泵浦效率ηp分别约是碲酸玻璃的4倍和2.8倍，但是碲酸盐玻璃的FWHM值明显大于氟化物玻璃，并且Ar、σe(λp)和带宽评估FOM(σe(λp)×FWHM)值均是氟化物玻璃中相应值的2倍以上。这些特征表明Tm3+/Ho3+共掺钨碲酸盐玻璃在宽带放大器领域也具有很大的发展前景。 利用Dexter模型计算了Tm3+/Ho3+共掺钨碲酸盐玻璃中Tm3+与Ho3+离子之间的正反向能量转换常数之比CDA/CAD≈0.95，表明反向能量传递导致了大约5％的Tm3+离子仍滞留在3F4能级上。利用速率方程分析了Tm3+与Ho3+离子各能级粒子集居数，并根据增益公式计算了增益系数。结果表明在掺杂0.5mol％Tm2O3和0.15mol％Ho2O3钨碲酸盐玻璃能获得最高的增益。利用Vila等人修正过的Inokuti—Hirayama能量转换模型研究了能量转换机理。发现Tm2O3和Ho2O3的掺杂浓度较低于2.4mol％时，I-H相互作用方式占据主导地位；当掺杂浓度更高时，局部相互作用逐渐加强而成为主要作用方式。 论文第五章研究了Tm3+与Ho3+共掺碱土金属碲酸盐玻璃光谱性能。Tm3+与Ho3+共掺碱土碲酸盐玻璃中Ho3+离子的Ar值(357s-1)和σe(λp)值(11.41×10-21cm2)均比钨碲酸盐玻璃大。Tm3+与Ho3+共掺碱土碲酸盐玻璃还具有高的增益系数，出现增益时的泵浦功率约为960W/cm2，低于镓铋酸盐和钨碲酸盐玻璃。Ho3+离子的积分发射截面均大于10-18cm2，表明发射2.0μm激光的可能性较大。这些表明碱土碲酸盐玻璃比钨碲酸盐玻璃更容易实现2.0μm激光输出。 论文第六章探索了Yb3+/Ho3+共掺钨碲酸盐玻璃的中红外发光性能。Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃中，获得2.0μm荧光的Yb2O3和Ho2O3适宜掺杂浓度分别为1.2mol％和0.15mol％；但是单一波长(808nm或980nm)泵浦下，Yb3+/Tm3+/Ho3+三掺碲酸盐玻璃的2.0μm红外荧光强度并没有超过Yb3+/Ho3+或Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的2.0μm红外荧光强度。使用双波长(980nm和808nm)LD同时泵浦，有可能提高能量转换效率。 Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃中，获得3.0μm荧光的Yb2O3和Ho2O3适宜掺杂浓度分别为1.5～1.8mol％和0.3～0.6mol％。Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃在2.5～5.0μm范围内的荧光曲线为一宽峰。