本论文由两部分组成。第一部分，也是论文的主要部分，研究了Pr³⁺，Mn²⁺共激活的几种铝酸盐和硼酸盐材料中的量子剪裁现象，着重讨论了LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺，Mn²⁺中Pr³⁺→Mn²⁺能量传递过程。第二部分，研究了长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺及Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺的发光及余辉性能，重点讨论了Eu²⁺，Dy³⁺在Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光过程中的作用。在第一部分中，首先回顾了可见光量子剪裁研究的现状及存在的问题，指出目前量子效率较高的材料如：LiGdF₄：Eu³⁺、LiGdF₄：Er³⁺，Tb³⁺等，都采用了氟化物作为基质材料，从而限制了它们的应用前景。为此，我们将研究氧化物量子剪裁材料，并选用“Pr³⁺，Mn²⁺”对作为激活离子。第三章研究了Pr³⁺激活的SrA₁₂O₁₉，SrB₄O₇，LaB₃O₆及LaMgB₅O₁₀材料的低温光谱性质。从发射谱上看，在这四种材料中都存在量子剪裁现象（光子级联发射）。从激发谱上看在这四种材料中Pr³⁺能够直接有效的吸收VUV光子的能量，而不需要来自基质的能量传递。另外在SrA₁₂O₁₉：Pr³⁺，LaB₃O₆：Pr³⁺及LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺的激发谱上观测到了Pr³⁺宇称禁戒的³H₄→¹S₀跃迁，从而确定了在这三种材料中Pr³⁺-¹S₀能级分别位于最低的4f5d能级下2052cm^-1，1815cm^-1和1348cm^-1。随后，研究了Mn²⁺激活的SrAl₁₂O₁₉，SrB₄O₇，LaB₃O₆以及LaMgB₅O₁₀的光谱性质。在LaB₃O₆中，由于Mn²⁺难以取代La³⁺或B³⁺的格位，所以在LaB₃O₆：Mn²⁺中没有观测到Mn²⁺的发光。而另外三种材料都有来自Mn²⁺的绿光或红光发射。在SrAl₁₂O₁₉和SrB₄O₇中，由于Mn²⁺取代的是半径较大的阳离子Sr²⁺从而处在较弱的晶场中，所以在这两个材料中Mn²⁺的发光为波长较短的绿光（515nm左右）。而在LaMgB₅O₁₀中，Mn²⁺取代的是半径较小的Mg²⁺从而处在较强的晶场中，导致Mn²⁺的发光为615nm红光。测量了SrAl₁₂O₁₉：Mn²⁺，SrB₄O₇：Mn²⁺以及LaMgB₅O₁₀：Mn²⁺VUV-VIS区的激发光谱，指出在300-550nm范围内一些分立的激发峰来自Mn²⁺-3d⁵→3d⁵跃迁，而VUV区的两个激发带分别来自基质吸收和“Mn²⁺-O^2-”的电荷迁移态吸收。第五章研究了Pr³⁺，Mn²⁺共掺杂的SrAl₁₂O₁₉，SrB₄O₇以及LaMgB₅O₁₀中Pr³⁺→Mn²⁺能量传递。由于SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺的发射光谱和SrAl₁₂O₁₉：Mn²⁺的激发光谱上并没有光谱重叠存在，所以SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺，Mn²⁺中并没有能量传递发生。而SrB₄O₇：Pr³⁺和LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺的发射光谱分别与SrB₄O₇：Mn²⁺和LaMgB₅O₁₀：Mn²⁺的激发光谱存在较多光谱重叠，使得在SrB₄O₇：Pr³⁺，Mn²⁺以及LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺，Mn²⁺中Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递成为可能。通过Pr³⁺，Mn²⁺双掺样品的发射、激发光谱以及比较Pr³⁺单掺和Pr³⁺，Mn²⁺双掺样品中Pr³⁺-¹S₀发射的衰减时间，证实了上述能量传递过程。这种能量传递转化了部分Pr³⁺紫光或紫外光为Mn²⁺的绿光或红光发射，提高了量子剪裁过程中可见光发射的比例。以LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺，Mn²⁺为例研究了LaMgB₅O₁₀中Pr³⁺→Mn²⁺能量传递的类型及途径。结果表明共振能量传递在材料中起主要作用。计算和讨论了LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺，Mn²⁺中共振能量传递的临界传递距离，发现对于电偶极-电偶极相互作用，临界距离R_C^dd=4.78（?）；而电偶极-电四极相互作用，临界距离R_C^dq=9.46（?）；若是交换相互作用，临界传递距离R_C^ex也只有几个埃，都小于最大掺杂浓度下样品中Pr³⁺和Mn²⁺间的平均距离R_Pr-Mn～17（?）(Pr³⁺，Mn²⁺在样品中任意分布)。由于Pr³⁺，Mn²⁺离子半径分别小于和大于所替换的阳离子半径，所以我们认为：Pr³⁺，Mn²⁺在替换晶格阳离子的过程中可能成为近邻，从而降低系统的能量，这就使得LaMgB₅O₁₀：Pr³⁺，Mn²⁺中Pr³⁺→Mn²⁺能量传递的产生有了合理的解释。在第二部分中，研究了长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺和Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺的光谱性质和余辉性能。实验结果指出这两种长余辉材料的余辉发光主要来Eu²⁺-4f⁶5d→4f⁷允许跃迁产生的465nm蓝光。通过余辉光谱以及余辉衰减曲线的测量发现，Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺余辉性能远优于Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺。两种长余辉材料热释光曲线的拟合结果显示，这是因为Dy³⁺的加入在材料中产生了深度合适，浓度较高的陷阱能级所致。我们在真空紫外激发下Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺的发射光谱上，同时测到了Eu²⁺和Dy³⁺的发光。并结合Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺具有余辉性能的事实，说明Eu²⁺和Dy³⁺都既是陷阱也是发光中心。只不过UV激发下在Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺中突显了Eu²⁺作为发光中心和Dy³⁺作为陷阱的作用。通过Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺中余辉机理的讨论，认为Dy³⁺在这种长余辉材料中作为电子陷阱而不是目前普遍认为的空穴陷阱，而Eu²⁺可能是起空穴陷阱的作用。