传统的商用白光LED由于缺乏红光成分, 造成显色指数较低。为了提升白光LED的显色性能, 可以在荧光粉中加入Sm3+, 以提升橙红光的发射能力。采用传统的高温固相法制备了Ca2YNbO6：Sm3+新型双钙钛矿氧化物荧光粉, 并详细研究了荧光粉末的晶体结构、元素组成、发射光谱、激发光谱、热稳定性和荧光寿命等性质。研究表明, 该荧光粉为纯相化合物, 粒径约5 μm。在408 nm的激发下, Sm3+在650 nm附近有强烈的红光发射。数据拟合表明, 荧光粉的发光属于Sm3+的电偶极子-偶极子相互作用过程。高温测试表明, 该氧化物荧光粉具有较高的热稳定性。将商用蓝粉、绿粉与Ca2Y0.96NbO6：0.04Sm3+粉体混合, 并利用365 nm的InGaN芯片激发, 可制备出色坐标为(0.344, 0.350), 色温为4 989 K, 显色指数为81的暖白光LED。

光子集成器件以极低的成本和功耗实现覆盖从光源、调制、非线性频率转换、光放大到光探测的全功能单片集成，对光电信息处理系统产生显著而深远的影响，并推动一系列诸如高速通信、人工智能、量子信息，以及精密测量等重大应用领域的持续发展。近年来，铌酸锂薄膜光子器件得益于离子揭膜技术和微纳刻蚀工艺的进步，以宽的工作窗口、低的传输损耗、大的调制带宽、高的非线性光学转换效率和兼容大规模光子集成等优点，在集成光子学领域占据重要一席之地。本文介绍了利用超快激光光刻结合化学机械抛光技术在掺杂有源发光稀土离子的铌酸锂薄膜衬底上实现片上激光与光放大的最新进展，包括在波导放大器中实现了超过20 dB的最大内部净增益，并且在高品质铌酸锂微盘中演示了具有454.7 Hz窄线宽的电光可调谐单频激光器，演示了单片集成的电驱动微环激光器，以及连续光刻方式实现的无源/有源混合集成器件。

可见光光源，特别是低激发密度的可见光光源，如半导体LED、荧光灯及太阳光，激发的紫外光C段（UVC）上转换材料在无感标识与防伪、光催化、生物和城市环境领域的抗菌等方面具有巨大的应用潜力。可见光激发UVC上转换材料要求：发光中心第一激发态具有较长的能级寿命，且能有效吸收可见光光子；基质材料能有效透过可见光和UVC。由于外层电子的屏蔽作用，稀土离子具有丰富的、寿命较长的能级；高带隙无机材料可以有效透过UVC，因此稀土离子掺杂的无机发光材料是可见光激发UVC上转换荧光体的理想选择。然而可见光激发UVC上转换荧光体较低的发射效率限制了应用，如何提高低激发密度下的UVC上转换功率是当前面临的最大难题。着重介绍可见光激发的UVC上转换材料发展过程，当前的可见光激发UVC上转换的研究现状，低激发密度研究领域面临的挑战、解决途径和方法。

中红外波段光纤激光光源在基础科学研究、光通信、生物医疗、环境监测以及**安全领域有着重要应用。超连续谱(SC)激光光源和稀土离子掺杂光纤激光器是目前研究得较多的两类中红外波段激光光源。面向该类光源的应用需求,笔者研究组经过大量实验探索,筛选出一种具有较高稳定性和较高损伤阈值的氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为非线性介质研制出了光谱范围覆盖0.6~5.4 μm宽带的SC激光光源和平均功率约为20 W、光谱范围覆盖1~4 μm的SC激光光源;制备出具有较强抗潮解能力的Ho ³⁺离子掺杂AlF₃基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2868 nm的激光输出;研制出具有较低声子能量的Ho ³⁺离子掺杂InF₃基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2875 nm的激光输出。总结了氟碲酸盐玻璃光纤、AlF₃基玻璃光纤和InF₃基玻璃光纤的特点及相应激光器的研究进展。

为了对存在于石英玻璃中的非桥氧空穴缺陷的特性进行研究, 采用高频等离子体法对掺Yb3+石英玻璃进行了制备。首先介绍了玻璃样品的制备过程, 然后对所制备的掺Yb3+石英玻璃样品的吸收特性、发射特性以及傅里叶变换红外吸收光谱进行了分析。结果表明, 所制备的玻璃样品具有Yb3+离子典型的吸收特性。位于260 nm波长的吸收峰以及200 nm激发波长下产生的位于630 nm波长的发射峰都表明所制备的玻璃样品中存在非桥氧空穴缺陷。并且不同激发波长所产生的发射峰以及红外吸收光谱都说明玻璃样品中的非桥氧空穴缺陷是由≡Si－O↑和≡Si－O↑…H－O－Si≡两类空穴中心构成, Yb3+离子对合作发光与非桥氧空穴缺陷间存在能量转移过程。

报道了通过Nd2O3掺杂实现对CaCu₃Ti₄O₁₂ (CCTO)介电陶瓷在太赫兹(THz)波段介电常数和损耗的调制。采用固相反应法制备了Nd₂O₃ 掺杂的CCTO 样品。结构分析表明Nd 离子掺杂不影响陶瓷的主晶相结构；形貌表征显示Nd 离子掺杂的CCTO 陶瓷晶粒尺寸随掺杂质量百分比增加而呈现先增大后减小的趋势，对晶粒有明显的细化作用；THz测试结果显示CCTO 的实介电常数与晶粒尺寸变化趋势相反；介电损耗和晶粒尺寸变化趋势相同。结果表明，通过Nd2O3掺杂调制CCTO 晶粒的大小，能够实现对THz波段的介电调制功能。

利用高频等离子体粉末熔融技术成功制备出镱铝共掺石英玻璃，并对其相关机理和工艺进行研究,解决了镱铝共掺石英玻璃熔点高、难以制备的难题。该技术为拉制大尺寸和多芯掺杂光子晶体光纤提供可能，并可实现多种稀土离子单掺或共掺。通过采用辅助加热和在氧气气氛下熔融，实现了镱铝共掺石英玻璃内气泡的排除，抑制了镱离子的还原。以此玻璃为纤芯利用堆积拉丝技术拉制的镱铝共掺光子晶体光纤在1200 nm波长处的背景损耗值小于0.25 dB/m，并且以此光纤为增益介质搭建的激光系统得到了激光输出。测试结果表明该技术制备的镱铝共掺石英玻璃具有非常好的光学特性。