玻璃结构基因模拟法可以实现在有限数据下对玻璃性质及玻璃成分的准确模拟及设计。针对碱金属（Li₂O、Na₂O）改性的磷酸盐钕玻璃，笔者采用玻璃结构基因模拟法，建立了玻璃红外结构基团（S）、玻璃成分（C）与多种性质（P）间的结构‐性质（S‐P）模型、成分‐结构（C‐S）模型及成分‐结构‐性质（C‐S‐P）模型。模拟结果显示，受激发射截面（σ_emi）、有效线宽（Δλ_eff）、荧光寿命（τ_f）及Judd‐Ofelt参量（Ω₂、Ω₄、Ω₆）等关键性质的模拟精度皆较为理想。采用混合碱样品PLN对模型进行了实验验证，结果表明，样品各项性质的预测值与实测值匹配较好且二者之间的相对误差均小于0.6%。

Yb∶CaGdAlO4(简写为Yb∶CALGO)晶体具有部分无序的结构、优秀的热学和光谱性质、吸收发射带宽，适合采用商用高功率InGaAs二极管泵浦以实现高功率超快激光运转，其较高的非线性折射率系数有利于对锁模激光器的优化。该晶体还具有能级结构简单、本征量子缺陷低、辐射量子效率高等优点，是近年来新一代紧凑型、高效率、低成本激光二极管(LD)泵浦飞秒激光增益介质。本文简要介绍Yb∶CALGO的晶体结构、晶体生长、缺陷分析、热学性质和光谱性质等，并综合国内外学者近期的一些研究成果，重点综述了Yb∶CALGO晶体在半导体可饱和吸收镜、克尔透镜锁模的超快激光器及再生放大器超快激光技术中的最新研究进展。

掺镱石英光纤是高功率光纤激光器的核心元件, 其纤芯材料是掺镱石英玻璃。掺镱石英光纤的性能与掺镱石英玻璃纤芯材料的性质密切相关。本文总结了应用溶胶-凝胶法结合高温粉末烧结的方法制备系列Al、P、F、B、Ce共掺杂的掺镱石英玻璃, 以及不同共掺元素对掺镱石英玻璃的光学、光谱及结构的影响等方面的进展, 为优化掺镱石英光纤的激光性能提供了参考, 并指出未来应将重点关注掺镱石英玻璃微观结构与掺镱石英光纤激光性能之间的关联。

采用溶胶凝胶法合成了荧光粉CaMoO4∶Ho3+。借助X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪进行表征并利用Rietveld方法对其结构进行精修。研究了Ho3+的掺杂量对其光谱性质的影响并计算了CaMoO4∶Ho3+的色坐标。结果表明: Ho3+最佳掺杂量为2%(摩尔分数)，浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。该系列荧光粉的色坐标范围为x=(0.298 7~0.317 7)，y=(0.664 4~0.689 7)，属于绿色发光区域。CaMoO4∶Ho3+荧光粉在450 nm处可被有效激发，是一种有潜在价值的白光LED用绿色荧光粉。

采用高温固相法合成了一种新型近红外发光材料Mg2-xSnO4∶xCr3+。利用X射线粉末衍射仪对样品的结构进行了表征, 证明所得到的荧光粉具有单一尖晶石结构, 掺杂离子的加入并没有改变晶体结构。利用荧光光谱和荧光衰减光谱对荧光粉的发光性质进行了研究。当被470 nm的蓝光激发时, 荧光粉在700 nm处出现一个尖锐的发射峰(R锐线)和中心发射在750 nm处的宽带发射峰, 分别归属于Cr3+的2E→4A2和4T2(4F)→4A2跃迁。研究不同浓度Cr3+掺杂对样品发光性质的影响, 发现样品的发光强度随着Cr3+浓度的增加而增大。当Cr3+掺杂浓度x=0.02时达到最大值, 之后出现发光强度的猝灭, 猝灭机理为多极相互作用。样品的荧光寿命随着Cr3+掺杂浓度的增大逐渐减小, 从而证明Cr3+之间存在着能量传递现象。Mg2-xSnO4∶xCr3+系列荧光粉还表现出了近红外长余辉发光性质。

对5-苯基-2-(4-甲氧基)-2H-1,2,3-三氮唑-4-羧酸乙酯(Ethyl 2-(4-methoxyphenyl)-5-phenyl-2H-1,2,3-triazole-4-carboxylate, 简称EMPC)进行了理论光谱及结构计算, 并与实验光谱作对比。设计合成了其罗丹明B衍生物REMPC, 用荧光和紫外吸收光谱法研究了REMPC与15种金属离子的作用, 在DMF(N, N-二甲基甲酰胺)-水溶液 (pH=7.4, 体积比1∶1)中, 肉眼可观察到REMPC仅对Hg2+有粉红色的快速显色反应, 使其在相应波长处的荧光强度及紫外吸收增强, REMPC与Hg2+的络合比为1∶2, 显色机理为Hg2+诱导REMPC中的罗丹明螺环开环。在HeLa细胞中的荧光成像实验表明: REMPC探针可成功用于生物体内的Hg2+标记。

用高温熔融法制备了Er3+/Tm3+共掺杂无铅铋硅酸盐玻璃.测试了玻璃的吸收光谱和荧光光谱, 分析和表征了Er3+、Tm3+离子之间的能量传递机制和传递效率, 结果表明：在800 nm和1 550 nm光源泵浦下, Er3+的掺入能够增强Tm3+离子1.8 μm发光, 相应的最大发射截面分别为6.7×10－21 cm2和7.3×10－21 cm2, 荧光带宽达到250 nm.根据Dexter-Foster模型, 得到Er3+：4I13/2能级到Tm3+：3F4能级的直接能量传递系数为16.8×10－40 cm6/s, 为1 550 nm泵浦下获得较强的1.8 μm发光奠定了基础.

稀土螯合物的制备是均相时间分辨荧光免疫分析中的关键部分, 为了合成理想的稀土螯合物, 以2,6-二(溴甲基)吡啶-3,5-二甲酸二乙酯为原料, 首先优化合成了Li+2,6-{N,N’,N,N’-［二(2,2’-联吡啶-6,6’-二甲基)］二(氨甲基)}-吡啶-二羧酸乙酯, 使其产率明显提高。 进一步选择乙腈和甲醇两种反应体系合成铕螯合物, 并比较了不同反应体系下合成的铕螯合物的光谱性质。 研究表明, 乙腈和甲醇两种反应体系所得铕螯合物的激发光谱(最大激发波长为310 nm)、 发射光谱(最大发射波长为616 nm)、 量子产率基本相同, 荧光强度在10-8～10-5 mol·L-1范围内与Eu3+浓度均成线性, 相关系数分别为0.993 73和0.986 65, 两种铕螯合物(c=2.5×10-5 mol·L-1)的荧光强度略有差异, 荧光寿命分别为825和830 μs。 因此, 两种反应体系所得铕螯合物具有斯托克斯位移大、 荧光强度强以及荧光寿命长等优点, 并且此种穴状螯合剂结构中的吡啶-2,2-联吡啶可保护铕离子免受其他物质的干扰, 是理想的稀土螯合物, 可用于蛋白质、 核酸等生物分子的标记。 本研究不仅拓展了合成新型稀土螯合物的方法, 而且为进一步建立均相时间分辨荧光免疫分析奠定了基础。

用高温熔融法制备了Tm₂O₃掺杂的55GeO₂-15PbO-5PbF₂-10BaO-10ZnO-5K₂O锗酸盐玻璃,测试了该玻璃的热稳定性和结构,得到其热稳定性参数大于180 ℃。通过红外光谱测试了该玻璃的羟基含量,得到羟基吸收系数小于0.51 cm ^-1。测试了不同Tm₂O₃掺杂浓度下样品的吸收光谱和荧光光谱。研究结果表明,随着Tm₂O₃质量分数的增加,Tm ³⁺之间的交叉弛豫速率增大。当Tm₂O₃的质量分数为5%时,1880 nm处的荧光强度最强, ³F₄到 ³H₆能级跃迁的峰值发射截面高达5.84×10 ^-21 cm ²。

通过高温固相法合成了一系列Ba3Y4-xO9∶xDy3+荧光粉材料。利用X射线粉末衍射、荧光光谱和荧光寿命对样品进行了表征。实验表明，样品的激发光谱由一系列线状峰组成，峰值分别位于328，355，368，386，427，456，471 nm。在355 nm激发下，荧光粉在490 nm(4F9/2→6H15/2)和580 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射，发射光谱的色坐标位于黄光区域。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发光性质的影响，发现样品的发光随着Dy3+浓度的增大而增强，但光谱形状基本保持不变，表明Dy3+占据了基质中低对称性的Y3+格位。当Dy3+摩尔分数x=0.08时出现发光强度猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。样品的发光寿命随着Dy3+浓度的增大逐渐减小，进一步证明了Dy3+离子之间存在着能量传递现象。Ba3Y4O9∶Dy3+荧光粉的发光位于黄光区域，有较好的热稳定性，是潜在的白光LED用荧光粉材料。