采用高温固相法成功制备了Ca3Y2Si3O12∶Tm3+,Yb3+上转换蓝色发光材料。在980 nm 红外激光器激发下, 发光粉呈现强烈的蓝光(475 nm)和近红外光(810 nm)以及较弱的红光(650 nm)发射, 分别归因于Tm3+离子的1G4→3H6、3H4→3H6和1G4→3F4能级跃迁。随着Yb3+离子浓度的增加, 发光粉上转换发射强度和发光亮度均呈现先增强后减弱的变化趋势。在最佳掺杂浓度下(Yb3+摩尔分数为15%), 蓝、红光强度分支比为12∶1, 色坐标为(0.129 2, 0.152 3)。在3.9 W/cm2激发功率密度下, 发光亮度可达6.8 cd/m2。上述结果证实, 所制备发光粉呈现优异的蓝光上转换发射特性并具有潜在的应用价值。发光强度和激发光功率关系表明, 所得上转换发射为三光子和双光子吸收过程。借助Tm-Yb体系能级结构详细讨论了上转换发射的跃迁机制。

采用温和的溶剂热法制备较强红光发射的NaErF4∶Yb,Gd上转换纳米晶, 控制Gd3+的掺杂浓度实现了晶相和尺寸可控以及上转换荧光的增强。X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜图像(TEM)和上转换发射光谱结果分析表明, Gd3+掺杂可以有效地促进NaErF4纳米晶的晶相由立方相向六角相转变, 并且减小纳米粒子的尺寸。随着Gd3+掺杂浓度的上升, 上转换荧光强度明显增大。当Gd3+摩尔分数为25%时, 样品的上转换荧光强度达到最大。同时, 研究了在980 nm 近红外激光激发下, Yb3+与Er3+间有效的能量传递以及上转换发光机制。

采用共沉淀法制备了四方相锆石型结构YVO4∶Yb3+,Er3+纳米粒子。粒子表面光滑，结晶良好，呈类球状，粒径~80 nm。在980 nm和1 550 nm红外激发下，粒子呈现类似的特征发射，峰位位于634～706 nm的红光和513～573 nm的绿色分别归因于Er3+离子4F9/2→4I15/2和2H11/2,4S3/2→4I15/2能级间的辐射跃迁。通过激发光波长控制，在同组分粒子中实现了颜色可控的高色纯度绿、红色发光，对应的绿红光和红绿光分支比分别高达29.5和37.97。借助能级跃迁模型，详细讨论了不同激发条件下的纳米粒子上转换发光的跃迁和变化机制。

对脉冲Nd:YAG激光(355 nm)在H2和H2: He-Ar混合气体中的受激拉曼散射(SRS)进行了研究。在0.5 MPa的氢气中,同时测量到从二级反斯托克斯到三级斯托克斯的多波长输出,其总转化效率达88%;而高压下只剩下一级和二级斯托克斯输出,其中二级斯托克斯最大能量转化效率达44%(对应量子效率为63%)。由于高级斯托克斯的竞争,纯氢气中一级斯托克斯的最大能量转换效率不超过43%。通过向3 MPa氢气中掺入2 MPa Ar气后,很好地抑制了二级斯托克斯的产生,从而获得了能量转换效率高达71%(对应量子效率为83%)的一级斯托克斯输出。对四波混频和级联受激拉曼散射在氢气多级斯托克斯产生中的作用以及惰性气体对它们的影响进行了讨论。

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光(波长532 nm，线宽0.003 cm-1，脉宽(半峰全宽，FWHM)6.5 ns)抽运H2/He气体，观察到很强的后向一阶斯托克斯(BS1)受激拉曼散射。在H2的分压分别为1.0 MPa和1.5 MPa的H2/He(体积比)(3/7)混合气体中，当抽运能量为92 mJ时，后向一阶斯托克斯光的量子转换效率高达69%左右，而在纯H2中后向一阶斯托克斯光的量子转换效率分别只有15%和18%。这是因为加入He增强了后向拉曼散射多普勒线宽的Dicke压窄效应，使后向一阶斯托克斯光的拉曼增益系数与前向一阶斯托克斯(FS1)光的拉曼增益系数的比率提高，而且因为后向一阶斯托克斯光与抽运光在反方向传播，它可以提取大部分抽运光的能量，并且脉冲被压窄到1.1 ns，使后向一阶斯托克斯光峰值功率达到了抽运光的2.6倍。从激光光斑的强度分布可以观察到后向一阶斯托克斯光呈现为抽运光的相位共轭波。

用单纵模Nd∶YAG二倍频激光[波长532 nm，线宽Δνp<100 MHz，脉宽(半峰全宽)6.5 ns]抽运CH4气体，观察到很强的后向一级斯托克斯(BS1)受激拉曼散射，这与前人采用脉宽30 ns的单纵模抽运激光得到的绝大部分为后向受激布里渊散射(SBS)完全不同，其原因是脉宽6.5 ns与本实验条件下CH4的受激布里渊散射声子寿命接近，受激布里渊散射处于瞬态。理论计算表明，这时的受激布里渊散射瞬态增益系数已略小于后向一级斯托克斯的增益系数，而被其竞争抑制。当脉冲重复频率为2 Hz，抽运能量为95 mJ时，在1.1 MPa CH4中，后向一级斯托克斯的量子转换效率高达73%，其时间波形出现张弛振荡，脉宽被压窄到1.2 ns，从而使后向一级斯托克斯峰值功率达到了抽运激光功率的2.7倍，而且其光束质量要大大优于抽运激光的光束质量。用编制的准二维计算机模型程序相当好地再现了实验中后向一级斯托克斯的时间波形张弛振荡。

Nd:YAG二倍频激光(532 nm)泵浦H₂中的受激喇曼散射产生多级斯托克斯.其中一级、二级和三级斯托克斯的最高量子转换效率分别可达66%,60%和19%.在0.44 MPa下,可同时获得1 579 nm(19%),954 nm(30%),683 nm(33%),532 nm(14%),436 nm(3.7%)和368 nm(1.4%)的多波长输出.H₂压力对多级斯托克斯转换有显著影响:高气压有利于产生高效的一级斯托克斯,而低气压则适合于高级斯托克斯和反斯托克斯的产生.

报道了三倍频脉冲Nd∶YAG激光(355 nm)在两种不同带宽模式下抽运氧气中受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)的实验研究。在宽带(约1 cm-1)抽运模式下,只测到了前向受激拉曼散射,而没有观察到后向散射,其一级和二级斯托克斯最大能量转换效率可达22%和8%。在窄带(约0.003 cm-1)模式下,前向、后向受激拉曼散射和受激布里渊散射都测量到了,但大部分抽运能量都转换到受激布里渊散射,其转换效率可达67%。测量了两种带宽模式下各散射组分在它们最佳转换时的波形;窄带情况下后向受激拉曼散射和受激布里渊散射的脉宽分别可压窄至1.5 ns和2.3 ns,不到抽运脉宽的三分之一,使得受激布里渊散射峰值功率可大大高于抽运功率。对氧气中前向、后向受激拉曼散射和受激布里渊散射之间的竞争进行了讨论。

研究了脉冲Nd:YAG激光(355 nm)泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响,其中一级和二级Stokes光的最大能量转换效率分别可达71%和38%(对应量子效率为79%和48%),大大高于已往文献报道的20%.在0.5 MPa下,可同时获得322 nm(3.6%),355 nm(24.5%),396 nm(24.3%),448 nm(22.3%)和515 nm(9.3%)的多波长输出.甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响:高气压利于产生高效的一级Stokes光,而低气压则适合于高级Stokes光的产生.根据级联受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)理论对实验结果进行了分析,结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果.加入的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率,而氩气的作用恰恰相反,利用热透镜效应可以很好地解释这些现象。