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稀土掺杂上转换发光材料在激光器、显示材料和生物医疗等领域体现出了广阔的应用前景。然而，目前制备的上转换发光材料还存在着短波上转换相对困难、上转换发光效率不高、颗粒尺寸偏大等问题，这些缺点限制了上转换发光材料的实际应用。利用脉冲激光作用进行材料合成作为一种物理合成方法，不使用化学前驱体，避免引入有机污染、能够制备出小尺寸的纳米颗粒及常规方法不能制备的亚稳相材料。激光合成方法的这些优点有利于提高上转换发光材料的性能和应用价值。因此，本文以Y2O3作为基质材料，对利用脉冲激光作用合成稀土掺杂氧化物及产物的上转换发光性质进行了系统的研究。 开展了飞秒激光烧蚀方法合成Y2O3: Pr3+, Yb3+纳米颗粒及其上转换发光性质的研究。对激光烧蚀产物研究表明，在一定的激光烧蚀条件下，即可制备出超细纳米颗粒；提高激光功率密度和重复频率可以得到更高的纳米颗粒产量；该方法获得的纳米颗粒平均尺寸为10nm，具有尺寸均匀、形状规则、和较好的分散性等特点，并且有效地降低了有机残余的污染。与溶胶-凝胶法制备样品上转换发光性质进行比较发现，激光合成的Pr3+离子掺杂纳米颗粒具有较高的上转换发光强度和510nm为中心的上转换发光带。利用激发功率-发射强度曲线和时间分辨光谱分析了Pr3+上转换发光强度提高和出现新发光带的机制。以上研究结果证实了激光烧蚀方法合成上转换纳米颗粒的可行性和优越性。 在976nm激光激发下，研究掺杂离子浓度对激光合成的Er3+/Ho3+掺杂超细Y2O3纳米颗粒上转换发光性质的影响。通过对不同Yb3+掺杂样品荧光光谱和时间分辨光谱的比较，分析了激光烧蚀方法制备的和溶胶-凝胶法制备的Y2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒中蓝光对绿光以及红光对绿光峰强比的变化，证实了具有大声子能量的振动模式和Yb3+离子到Er3+离子能量传递在红外激发上转换发光过程中所起的作用；研究了不同Er3+离子浓度对激光合成Y2O3:Er3+, Yb3+纳米颗粒上转换发光峰强比的影响，并给出了相应的理论解释；通过优化Ho3+离子和Yb3+离子掺杂浓度，实现了Y2O3:Ho3+, Yb3+材料上转换发光强度的最大化。 开展了纳秒激光辐照方法合成Y2O3: Tm3+, Yb3+及其上转换发光性质的研究。利用纳秒脉冲激光辐照方法制备了Y2O3:Tm3+, Yb3+无定形薄膜；通过降低基质结构的对称性，使得Y2O3:Tm3+, Yb3+上转换发光效率和蓝光相对强度明显提高；通过速率方程计算表明，纳秒激光辐照合成的样品相比于高温烧结制备的陶瓷材料，不仅发光能级的寿命得到了提高，同时Yb3+离子到Tm3+离子的能量传递速率也大幅度提高，其结果对Y2O3:Tm3+, Yb3+上转换发光性质产生了极大的影响。