铒离子(Er~(3 ))作为典型的上转换发光材料激活剂,被广泛地应用于光学温度传感器、生物光学成像等方面。但不同应用领域对材料光学特性的要求不尽相同,有效地调控Er~(3 )掺杂上转换荧光材料的发射光谱可丰富其功能、拓宽其应用。Er~(3 )的荧光源自其内层4?电子的跃迁,由于受到外围5s和5p电子层的屏蔽作用,其发射波长基本不发生变化,但各发射峰的强度会随荧光粉的化学组分、晶格结构参数以及外部环境等因素的改变而变化。因此,本文拟通过改变掺杂剂浓度、共掺离子及浓度、合成条件和环境温度等,改变掺杂剂离子间的能量传递、交叉弛豫与无辐射弛豫等过程,从而影响Er~(3 )各激发态能级上的电子布居,造成各发射峰强度的变化,最终实现对Er~(3 )掺杂上转换荧光材料光谱的调控。首先,以氧化物Gd_2MgTiO_6:Yb~(3 )/Er~(3 )体材料荧光粉为研究对象,通过改变荧光粉的化学组分实现对Er~(3 )上转换发射光谱的调控。首先通过调节Yb~(3 )/Er~(3 )掺杂浓度成功实现对Gd_2MgTiO_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉光学特性的调控,其机理是调控Er~(3 )各激发态能级上的电子布居数,进而改变各能级对应的发射峰的相对强度。基于上述调控思路,本章工作还从Gd_2MgTiO_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉基质的结构特性出发,利用Er~(3 )的~2H_(11/2)/~4S_(3/2)能级向Mn~(4 )的~4T_(2g)能级的能量传递过程,通过共掺Mn~(4 )减少Er~(3 )的~2H_(11/2)/~4S_(3/2)能级上的电子数目,降低Er~(3 )上转换发射光谱中绿光发射峰的强度,同样实现了对Gd_2MgTiO_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉光学特性的调控。化学组分调控技术较为成熟,荧光粉的光谱可调范围宽,但调控效果不可逆且可控性差,具有明显的局限性。此外,本文以氟化物NaBiF_4:Yb~(3 )/Er~(3 )微米球荧光粉为研究对象,探索新型的Er~(3 )上转换发射光谱调控方案。首先,探究了合成温度引起的NaBiF_4:Yb~(3 )/Er~(3 )上转换微米球的颗粒形貌与尺寸的变化对其上转换发射光谱的调控作用。并通过对基质NaBiF_4自身水解特性的研究,发现NaBiF_4:Yb~(3 )/Er~(3 )和其水解产物BiF_3:Yb~(3 )/Er~(3 )的光学特性的差异,通过调节NaBiF_4:Yb~(3 )/Er~(3 )微米球周围环境的含水量,改变样品水解产物中NaBiF_4:Yb~(3 )/Er~(3 )与BiF_3:Yb~(3 )/Er~(3 )的含量占比,成功实现对Er~(3 )上转换发射光谱的调控。这种调控方案的操作简单,可控性较好,但调控效果仍不可逆。为了进一步优化调控效果,本文以氟化物Rb_2KInF_6:Yb~(3 )/Er~(3 )纳米球荧光粉为研究对象,利用基质材料Rb_2KInF_6随环境温度改变发生可逆相变的特性,通过调控Rb_2KInF_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉所处的环境温度实现了对其上转换发射光谱的调控,这种方案具有响应速度快、调控效果可逆等优点。研究发现,上述调控过程的机理是:温度诱导的相变造成Rb_2KInF_6晶格参数、掺杂剂离子间距以及晶体结构对称性的变化,从而影响掺杂离子间的相互作用,导致Er~(3 )上转换发射光谱中各发射峰强度的变化,最终实现对其光谱的调控。此外,本文通过使用离子尺寸较大的Cs~ 部分取代Rb~ ,通过改变Cs~ 取代Rb~ 的比例,同样实现了对Rb_2KInF_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉上转换发射光谱的调控,同时也更次证明通过改变温度调控Rb_2KInF_6:Yb~(3 )/Er~(3 )荧光粉光谱的实质是温度诱导的基质Rb_2KInF_6的可逆相变。