铌酸锂是一种人造介质材料,其晶体结构属于三方晶系,空间群为R-3c,因其晶体内部声子能量低,无毒,物理和化学稳定性高,制备方法简单等特点,多用于稀土发光的基质材料。本工作中通过高温固相法成功制备出结晶度高的LiNbO₃:RE³⁺(RE³⁺=Pr³⁺,Er³⁺,Tm³⁺,Yb³⁺)材料,通过掺杂不同的稀土离子,在同一基质材料中实现了六种发光模式,分别为下转换发光,余辉发光,光激励发光,热致发光,上转换发光和机械发光,并系统的研究了它们的发光性能。通过组合不同种类的发光模式,最终获得了四种发光防伪器件。首先,在LiNbO₃基质中引入Pr³⁺,Er³⁺,Tm³⁺三种离子实现了简单的下转换发光模式,通过改变三种离子的掺杂比例,实现了多色的下转换发光。其次,引入Pr³⁺使材料内部形成陷阱能级,通过陷阱能级的调控,获得两种不同陷阱深度的材料(Li_0.99NbO₃:1mol%Pr³⁺与LiNbO₃:1mol%Pr³⁺),发现它们具有不同的发光模式。其中,Li_0.99NbO₃:1mol%Pr³⁺的陷阱深度较浅,它具备长余辉发光模式,而LiNbO₃:1mol%Pr³⁺的陷阱深度较深,它可以实现机械发光、光激励发光和热致发光等发光模式。最后,在铌酸锂中引入Er³⁺,Tm³⁺/Yb³⁺离子实现了上转换发光模式,为了获得多色的上转换发光效果,我们对LiNbO₃:Er³⁺材料做了系统的研究,发现通过改变离子浓度、反应温度和激光功率都能实现上转换发光材料的颜色变化,并对变色的原因做了分析,通过结合上转换发光与光激励发光模式,实现了动态变色的发光效果。为了将制备好的发光材料得到应用,我们组合不同的发光模式,并将发光材料与PDMS或环氧树脂结合制备出不同模态的发光防伪器件。首先,基于下转换发光模式,将发光材料与PDMS结合,制备出一柔性多色的“彩虹风景”图案。其次,基于余辉发光模式与机械发光模式,将材料与PDMS结合,制备出一写有“兰州大学”字样的柔性防伪器件。基于光激励发光与上转换发光模式,将发光材料与环氧树脂结合,制备出一具有双层动态变色效应的防伪器件。最后,基于下转换发光、热致发光、上转换发光与光激励发光模式,将发光材料与PDMS结合制备出一柔性多模动态的防伪商标,并将器件应用在食物新鲜度的标记上。