上转换发光是指连续吸收两个或两个以上低能光子的能量,发射一个高能光子的过程。近年来,稀土离子掺杂的上转换发光材料广泛应用于激光器件、三维显示和荧光探针等方面。上转换发光的研究大多数围绕着近红外光激发产生的红、蓝光发射,对紫外发射的研究较少。本文主要研究了在B区紫外（UVB,290-320 nm）产生发射的上转换发光材料,通过光谱学分析了上转换发光的具体过程,探索了UVB在光学标记方面的潜在应用。本文具体开展以下两部分工作:（1）白光手电筒首次作为上转换激发源,在Lu₃Al₅O₁₂:Pr³⁺（LuAG:Pr）材料中实现了UVB的发射。研究了上转换发射强度对激发源功率密度的依赖性,表明Pr³⁺离子的上转换发射过程是双光子过程:Pr³⁺离子连续吸收两个可见光子的能量,发射一个UVB的光子。通过光谱学分析确定了Pr³⁺离子的³P₀和¹D₂能级共同作为上转换发光的中间态。考虑到UVB人眼不可见的特性,利用紫外成像相机观察到LuAG:Pr材料在白光激发下产生的UVB发射信号,并能够对UVB信号进行高对比度、高灵敏度的标记,进一步探索了UVB在光学标记方面的潜在应用。（2）由于紫外成像相机的光灵敏范围集中在窄带UVB（310-313 nm）,本文进一步设计了更容易被紫外相机观察到的上转换发光材料。在单掺Pr³⁺离子的基础上,引入了Gd³⁺离子作为发光中心,将材料体系拓展到Y₂GdAl₂Ga₃O₁₂:Pr³⁺（YAGG:Pr,Gd）。在YAGG:Pr,Gd材料中,能够有效的实现Pr³⁺离子向Gd³⁺离子的能量传递。通过光谱学分析得到,Pr³⁺离子通过白光激发的上转换过程吸收能量,吸收的能量能够达到Gd³⁺离子在UVB的激发态进而产生窄带UVB的发射。在进一步的工作中,调节了发光材料基质的组分,实现了不同强度的窄带UVB发射,极大地提高了Gd³⁺离子的发射强度。