氟化铽锂(LTF)晶体具有大的维尔德常数、低的吸收系数，是一种性能优良的磁光晶体材料，适合用作高功率、大能量激光系统用磁光器件的磁光材料。本文以高纯TbF3和LiF为原料，采用电阻加热提拉法，在Ar气和CF4混合气体保护下，成功生长出了直径达2英寸的大尺寸LTF晶体。该晶坯外观完整，具有良好的光学均匀性和较低的残留应力，He-Ne激光照射下无肉眼可见散射颗粒。该晶体还加工出了直径为10 mm的LTF晶体元件，测试其单程损耗系数、消光比、透过波前畸变和弱吸收系数等参数，结果表明生长的LTF晶体具有良好的光学质量，其维尔德常数约为市售商用TGG晶体的98%。

Tb3ScxAl5-xO12(TSAG)晶体是一种性能优异的磁光晶体材料，解决大尺寸TSAG晶体生长过程中开裂问题对高功率磁光隔离器的应用有着重要的意义。本文采用提拉法晶体生长技术，考察了稀土离子Dy、Lu在晶体生长过程中的分凝规律，分析了Dy、Lu掺杂对TSAG晶体性能的影响。结果表明，Dy、Lu掺杂有助于解决大尺寸TSAG晶体的开裂问题，生长的TSAG晶体均具有良好的内部质量，且所得晶体消光比均大于33 dB。Lu掺杂对TSAG晶体的维尔德常数有一定提升，而Dy掺杂则对TSAG晶体的维尔德常数提升无明显作用。Dy、Lu共掺的TSAG晶体磁光性能与TSAG基本相近，所制备晶体均满足高功率激光隔离器生产要求。

本文以2, 6-二甲氧基苯酚和硝酸铽为原料, 成功合成了一例新型九核铽簇合物{Tb9(L)4(μ4-OH)2(μ3-OH)8(μ2-OCH3)4(NO3)8(H2O)8}(OH)·2H2O(1), 其中HL为2, 6-二甲氧基苯酚。通过X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重和磁性测试对该簇合物进行表征。X射线单晶衍射分析结果表明, 簇合物属于正交晶系, 空间群为I222, 晶胞参数为a=1.532 8(3) nm, b=1.796 9(4) nm, c=1.863 5(4) nm, α=β=γ=90°, V=5.132 6(19) nm3。簇合物中九个金属中心由μ4-OH和μ3-OH相互连接, 形成的骨架呈现出有趣的沙漏状拓扑结构, 其中, 中心Tb离子呈现出稍微扭曲的四方棱锥几何构型, 其他Tb离子均为稍变形的十二面体构型。磁性测试结果表明, 簇合物1中的金属离子之间存在弱的反铁磁相互作用, 由于快速的磁量子隧穿效应, 其未表现出慢磁弛豫行为。

可见光波段激光在科研、工业、医疗以及通信领域应用广泛, 可通过半导体激光器、稀土离子掺杂激光器和非线性频率变换技术产生, 其中可见光稀土离子掺杂激光器近年来受到广泛关注。首先介绍了可见光波段激光的几种典型应用, 然后分析了目前可以产生可见光激光的稀土离子(镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥)的发射吸收光谱和激光特性, 最后综述了其中较有潜力的镨离子和铽离子在可见光固体激光器方面的最新研究进展。

Tb3Ga5O12晶体是一种具有良好磁光性能的主流商用材料，但生长过程中存在严重的氧化镓挥发问题，导致晶体难以满足高功率应用的发展需求，而菲尔德常数较大的Tb3Al5O12晶体的不一致熔融特性使该晶体难以生长，因此亟需探索新型高质量磁光晶体以满足高功率应用需求。基于此，本文采用微下拉法在高纯氩气和二氧化碳混合气氛下生长了Tb3AlxGa5-xO12(TAGG)系列高掺铝磁光晶体。摇摆曲线测试结果表明TAGG磁光晶体拥有高结晶质量。透过光谱和磁光特性测试结果表明，与传统Tb3Ga5O12晶体相比，TAGG磁光晶体具有更高的透过率和更大的菲尔德常数，是一种非常有潜力的可应用于高功率激光系统的低成本磁光材料。

由于离子检测中荧光信号的单向变化经常受到光漂白、光散射、光源的不稳定性等因素的影响，导致了识别系统的可靠性极大降低。因此本文设计了一种由稀土铽配位引导的纳米级复合材料(S,N-CQDs@GMP/Tb)，实验在硫、氮双掺型碳量子点基础上组装了铽离子(Tb3+) 和鸟苷单磷酸(GMP) 。材料在305 nm的激发波长激发下，能呈现出稀土离子5D4→7FJ(J=6,5,4,3) 4个跃迁信号和碳点自身蓝光发射并存的结果。汞离子的引入使得稀土的绿光减弱，碳点的蓝光增强;荧光滴定实验表明绿/蓝光比值与汞离子浓度呈线性对应关系，检测限低至7.04 nmol·L-1，线性范围10~110 nmol·L-1(R2=0.982 9)。为了解决粉末材料取用困难的问题，实验采用滤纸为基底，得到了一种简易的固相检测器件，为实现污染离子的特异性识别提供了新思路。

儿茶酚胺(Cas)作为神经递质和激素对人体的生理功能发挥着重要作用。 它是一类分子中包含一个胺基和一个邻苯二酚基团的有机化合物, 其中邻苯二酚基团由苯环和3, 4位两个羟基组成。 生理条件下, 儿茶酚胺主要指多巴胺(DA)、 去甲肾上腺素(NE)和肾上腺素(E)三种物质。 儿茶酚胺性质不稳定, 遇光或空气易氧化分解。 镧系敏化发光是一种很有前途的临床和药物分析工具, 在镧系敏化发光中, 镧离子与有机化合物形成络合物, 这些络合物具有良好的发光特性, 主要用于有机分析物的测定。 因此, 利用镧系金属离子铽敏化发光法测定儿茶酚胺的关键是待测物与中心离子易形成稳定的络合物。 儿茶酚胺与金属离子的络合作用主要依赖于分子中酚羟基解离后的氧作为成键原子, 溶液的碱性越强, 儿茶酚胺与金属离子的络合能力越强。 在碱性介质中, 为防止金属离子水解加入乙二胺四乙酸作为协同配体, 金属离子铽和协同配体以及儿茶酚胺形成易溶于水的三元络合物, 络合物具有良好的稳定性, 并表现出较强的铽的特征荧光。 加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵为增敏剂, 可使儿茶酚胺三元络合物体系的荧光强度增加约4～6倍。 利用紫外吸收和荧光光谱研究了铽三元络合物的光物理性质以及能量转移机理, 结果表明, 儿茶酚胺能有效吸收紫外辐射, 三元络合物荧光增强机理是配体儿茶酚胺吸收辐射能后通过分子内能量转移将能量转移给铽离子, 进而产生铽的特征发射。 对影响三元络合物荧光强度的主要因素如溶液酸度、 试剂浓度和加入顺序、 表面活性剂种类以及干扰物质等进行了讨论。 在一定条件下, 体系的发光强度与儿茶酚胺的浓度成线性关系。 多巴胺、 去甲肾上腺素和肾上腺素的线性范围分别为0.080～50.0×10-6, 0.070～50.0×10-6和0.070～50.0×10-6 mol·L-1; 相应检出限分别为2.4×10-8, 2.2×10-8和2.1×10-8 mol·L-1。 建立的方法用于药物制剂中三种儿茶酚胺的定量测定, 结果满意; 由于反应体系所得铽络合物具有发射带窄, 斯托克斯位移大, 以及较长的荧光寿命等优点, 该方法有望用于儿茶酚胺的自动分析、 临床药代动力学研究以及相关病理的实际诊断, 也可用于高效液相色谱和毛细管电泳检测器。

采用了化学共沉淀法合成了一系列的镨、 铽共掺杂的钼酸钙发光材料, 研究了单掺Pr3+和Tb3+以及CaMoO4∶0.03Pr3+, yTb3+共掺杂的浓度、 温度对材料发光性能的影响。 采用X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱对样品进行了晶格结构、 荧光性质表征。 XRD分析表明: 样品的主衍射峰与标准卡片（JCPDS 29-0351的衍射峰数据一致, 说明少量Pr3+掺杂没有改变基质晶格结构。 荧光光谱分析表明, 样品在275nm紫外光激发下, 发射光谱主要包括多个发射峰, 波长为488, 560, 621和652 nm, 分别对应于镨离子的3P0-3H4, 3P0-3H5, 1D2-3H4和3P0-3F2的跃迁, 在掺杂量为3%时, 样品特征发射峰最强, CaMoO4∶0.03Pr3+ 和CaMoO4∶0.05Tb3+的最佳煅烧温度分别为800和600 ℃。 随着Pr3+和Tb3+掺入量的增加, CaMoO4∶Pr3+发光材料的特征发射光谱和激发光谱的特征峰强度逐渐减小, 而CaMoO4∶Tb3+材料发光先减小后增大, 存在着浓度猝灭效应。 此外, 在CaMoO4∶0.03Pr3+, yTb3+发光体系中, Tb3+的共掺杂可显著增强镨离子的特征发射峰, 这是由于存在Tb3+→Pr3+的有效的能量传递。