固体激光器因具有体积小巧、便于携带使用和输出功率大的特点,自问世以来,就得到了人们的广泛青睐。激光材料和谐振腔是决定固体激光器性能和效率的关键构成部分。Nd:Y2O3具有优异的综合性能,尤其热导率是Nd:YAG单晶的两倍左右,并且能够获得更高的激光效率,因此成为最有可能取代Nd:YAG单晶的激光材料。以氧化钇为原料制备光子晶体结构,用于激光器谐振腔,可大幅度提高激光的亮度和单色性。本文主要应用改进的焰熔法,通过智能精确的控制升降温速率和下料速度制备高熔点的Nd:Y2O3单晶,并通过自组装的方法制备氧化钇光子晶体的蛋白石模板。采用(Y0.991Nd0.009)2O3粉体为原料,用固相法合成Nd:Y2O3粉料,在不同温度煅烧并采用不同的保温时间,经过对比后,确定在煅烧温度为1550℃,保温时间为24h条件下合成粉料综合性能最好,得到流动性为30.02s/50g,压缩度为13.29%,均齐度为1.9418,并且结晶性和发光性能优异的粉料。采用ANSYS有限元分析软件模拟了焰熔法生长晶体的温场,分析了氢气氧气流量、喷嘴尺寸和观察孔高度对温场的影响;以模拟得出的结论指导实践,确定喷嘴尺寸为5mm,观察孔位于距离喷嘴110mm处,氢气流量为24L/min,氧气流量为9.5L/min时,晶体出现尖锐多晶核,并逐步完成形成籽晶以及扩肩等径生长,能够得到直径为4mm长约15mm的无裂纹晶体,晶体优先沿<1 1 1>晶向方向生长,呈淡蓝色,密度为5.0154g/cm3,维氏硬度为1556.6Hv;在531nm、588nm、750nm、808nm和879nm附近有吸收峰,并以588nm、750nm和879nm三处的吸收峰最明显,这与Nd的标准吸收峰的位置是一致的,而且这三处的吸收带较强较宽,能与LD发射波长更好的匹配,对半导体激光二级泵浦是有利的。对晶体的缺陷进行了分析,发现微裂纹、包裹物以及位错是存在的主要缺陷,在大尺寸晶体的制备过程中,提高粉料的均匀程度,扩大喷嘴尺寸,对晶体品质的改善有重要意义。采用尿素均匀沉淀法合成了球形氧化钇前驱体,分析了反应物浓度对胶体颗粒尺寸和均匀性的影响,确定当硝酸钇浓度为0.015mol/L,尿素浓度为1mol/L,溶液总体积是500mL时,粒度分布范围较小,均一化标准差为0.13461;分析了分散剂和pH对氧化钇前驱体悬浮液稳定性的影响,确定以柠檬酸铵为分散剂,并当其浓度为0.5wt%时,氧化钇前驱体悬浮液稳定性最佳;探究了制备方法、蒸发速率和悬浮液浓度对光子晶体结构排列的影响,确定浓度为0.5wt%的氧化钇前驱体悬浮液,采用垂直沉降法在50℃的蒸发速度下能够制备出周期性排列的单层光子晶体结构,为制备氧化钇光子晶体的蛋白石结构奠定了基础。