本文综述了聚焦放电等离子烧结技术制备光功能玻璃及玻璃陶瓷的研究进展。放电等离子烧结是实现粉体材料快速致密化的一种重要技术，将其用于制备光功能玻璃及玻璃陶瓷材料不仅可以简化制备工艺，缩短制备时间，还有望拓宽光学玻璃陶瓷的研究领域。然后，概述了放电等离子烧结技术制备光功能玻璃及玻璃陶瓷的材料体系。并基于最新的研究进展，重点介绍了温度、压力、烧结保温时间等不同工艺参数对玻璃收缩率、最终致密化和透明度的影响，以及这些参数对玻璃材料其他性能的影响。最后，探讨了未来可能的发展方向，包括深挖烧结机理、减轻甚至避免碳污染、优化制备工艺、发展新型光功能复合玻璃、新应用探索等。

采用高温熔融法制备了Tm 3+离子单掺杂及Ho 3+/Yb 3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃,并研究了其在2 μm波段的发光性能。在808 nm激光二极管泵浦下,在Tm 3+单掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了1.81 μm波长的荧光,荧光的半峰全宽达211 nm,发射截面为6.32×10 -21 cm 2。在980 nm激光二极管泵浦下,在Ho 3+/Yb 3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了2.03 μm波长的荧光,荧光的最大半峰全宽为170 nm,发射截面为3.2×10 -21 cm 2。研究结果表明,稀土离子掺杂的碲锗酸盐玻璃不仅具有优良的物化性能,而且具有优良的中红外2 μm发光性能,在中红外超短脉冲激光玻璃光纤材料领域具有潜在的应用价值。

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+, Ce3+, K+ 荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析, 结果表明:Ce3+和 K+离子的掺杂没有改变 Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试, 发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰, 是 Eu2+离子5d-4f 电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和 K+离子的掺杂, 发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时, 荧光粉的发光强度达到最大值, 是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。

采用高温固相法和筛分法合成了YAG∶Ce3+系列黄色荧光粉。采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、激光粒度分布仪及荧光分光光度计对所制备样品进行了表征。结果表明: 所得3种样品形貌规则成球形, 粒度分布集中, 其中心粒径(D50)分别为29.59, 17.40, 9.56 μm, 粒径分布离散度分别为0.85, 0.80和0.87。通过Reitveld精修拟合发现, 随着荧光粉粒径大小的变化, 基质的晶格常数并未发生明显变化。随着中心粒径(D50)逐渐变小, 其荧光发射强度逐渐降低, 且发生明显的蓝移, 同时对蓝光的吸收逐渐减弱。通过对荧光粉与蓝光芯片配合所得白光LED的发光效率、显色指数及色温进行测试发现, 当使用相同粉胶比浓度、相同点胶量时, 随着荧光粉粒径的减小, 所得白光LED的流明效率从109.95 lm/W降低到了99.85 lm/W, 而显色指数和色温同时升高。

采用高温固相法合成了一种新型单基质Sr3-2xLi1+xMgV3O12∶xEu3+荧光粉, 研究了其在不同的合成温度及Eu3+掺杂浓度等条件下的发光性能。 利用X射线衍射仪(XRD)、 扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)等对样品进行表征。 荧光光谱表明Sr3-2xLi1+xMgV3O12∶xEu3+荧光粉具有与近紫外芯片相匹配的激发光谱, 其宽阔的发射光谱(450～630 nm)使得该类物质具有作为白光LED用单基质荧光粉的巨大优势。

采用高温熔融法制备了一系列Ce3+/Sm3+共掺透明微晶玻璃，并研究了其发光特性。在微晶玻璃中Ce3+呈现出基于4f-5d跃迁的较强的宽带蓝光发射，通过调节Ce3+/Sm3+离子的掺杂浓度，Ce3+/Sm3+离子共掺微晶玻璃发光的色度逐渐发生变化，当CeO2/Sm2O3掺杂的量比为1∶1时，制得的微晶玻璃发光色坐标为(0.315, 0.296)。通过光谱和荧光衰减曲线，研究了Ce3+离子到Sm3+离子的能量传递，在SAZKNGC0.6S0.6微晶玻璃中，Ce3+离子向Sm3+离子传递能量效率约为20%。结果表明,Ce3+/Sm3+共掺微晶玻璃是白光LED的一种潜在基质材料。

采用高温熔融法制备了一种新型的Ce3+/Tb3+共掺BaYF5 微晶玻璃。测试了微晶玻璃的Ｘ射线衍射图(XRD)谱、激发光谱和发射光谱。研究发现: 660 ℃热处理2 h后的玻璃基质中析出BaYF5纳米晶相, 根据XRD结果用Scherrer 公式计算得到晶粒大小约为27 nm; 在近紫外光(338 nm)激发下, 观察到BaYF5 微晶玻璃宽带蓝光(425 nm)发光对应Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2能级跃迁, 蓝光(487 nm)、绿光(541 nm)、橙光(582 nm)和红光(620 nm)发光对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)能级跃迁。通过调节Ce3+和Tb3+的掺杂浓度, 得到色坐标为(0.287,0.336)的白光发光微晶玻璃, 并系统分析了Ce3+和Tb3+离子的发光机理和能量传递过程。研究结果表明: Ce3+／Tb3+ 共掺的BaYF5微晶玻璃是制作白光LED的一种潜在基质材料。

制备了Ti4+掺杂硼硅酸盐玻璃, 根据玻璃样品的差热分析(DTA)进行微晶化处理, 测试了Ti4+掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的X射线衍射(XRD)谱、透射电镜(TEM)图像、吸收光谱和发射光谱。根据Scherrer公式计算了BaYF5微晶的平均晶粒尺寸并与TEM图像进行比对。在紫外光激发下, 观察到Ti4+掺杂BaYF5硼硅酸盐微晶玻璃强烈的宽带发光(300～800 nm), 对应于Ti4+(3d0)-O2-(2s2 3p6)的电荷迁移跃迁, 与未经热处理玻璃样品相比, 微晶玻璃的发光强度增强。通过优化热处理温度和掺杂浓度, 得到了紫外光激发下发白光的Ti4+掺杂BaYF5 硼硅酸盐玻璃, 对应的色坐标为 (0.261,0.351)。

采用高温固相法合成了白光LED用荧光粉Ca1-x-ySi2O2N2 xCe，yTb。利用X射线衍射仪测量分析其物相结构，结果表明稀土离子的掺入并没有改变其主晶相，仍为单斜结构。通过荧光分光光度计测试并分析其激发光谱和发射光谱，在360 nm波长光激发下，观察到样品在410 nm和542 nm处存在发射谱带，该发射分别归因于Ce3+的5d-4f的电子跃迁和Tb3+的f-f跃迁；分别监测Ce3+，Tb3+特征发射，在360 nm附近观察到很宽的激发谱带，而且光谱几乎完全重叠，分析得知Ce3+离子对Tb3+离子有能量传输作用。对样品色坐标分析，结果得到Ca0.995-ySi2O2N2 0.005Ce3+，yTb3+(y=0.06, 0.08, 0.10)是一种性能良好的单一基质白光发光LED用荧光粉。