红外波段（1～3μm）激光在气体监测、生物医疗、军事对抗和光通讯等领域具有非常重要的科学以及应用价值。特别是光通讯领域,随着快速信息传输处理以及日益增长的带宽需求,对红外激光提出了更高的要求。高质量的光学增益材料对获得性能优异的红外激光至关重要,因此人们一直致力于开发具有更优异结构和性能的红外激光材料。硅酸盐微晶玻璃具有较低的原料成本、良好的物化及机械性能、结构优化与性能调控空间大,同时兼具光学晶体和玻璃材料的优点:既能像晶体材料一样为红外激活离子提供适宜的晶体场环境,又具有玻璃材料制备工艺简单以及易制成高功率大尺寸器件等优势。因此,对激活离子掺杂的光功能硅酸盐微晶玻璃的结构与红外光学性能开展的研究对于获得更优异的红外激光材料具有重要的意义。本文以硅酸盐体系为基础,通过合理的组分设计,使用传统的熔融冷却-热处理法制备了一系列的激活离子掺杂的硅酸盐玻璃和微晶玻璃,并对样品的物相结构以及红外荧光性能进行了研究,具体内容如下:1.制备了过渡金属Cr和稀土Er元素共掺杂的硅酸盐玻璃和包含β-Zn2Si O4晶体的微晶玻璃。样品吸收和发射光谱的测试结果表明Cr元素的价态在热处理析晶过程中部分Cr元素由Cr3+离子转变为占据晶相的Cr4+离子,并在808 nm激发源泵浦下表现出宽带的近红外发射。而Cr3+离子始终停留在非晶态环境中,且可以吸收泵浦源的能量转移至同样处于非晶态环境中相邻的稀土Er3+离子用于增强Er3+离子在1530 nm处特征红外发射。此外,由于激活离子Cr4+和Er3+离子的红外发光中心相互独立,最终在微晶玻璃样品中获得了1100～1700 nm范围超宽带的近红外发射,显示了其在光通信领域潜在的应用价值。2.制备了过渡金属Cr和稀土Ho元素共掺杂的硅酸盐玻璃和包含β-Zn2Si O4晶体的微晶玻璃。通过XPS测试并结合样品的吸收、发射光谱对Cr元素的价态变化进行了进一步研究,结果表明硅酸盐玻璃基质热处理析晶过程促进了Cr3+→Cr4+的价态转化。此外,通过合理设计离子间的敏化过程得到了从950 nm到1550 nm和2050 nm高效可控的近红外-中红外发光转换。同时由于Cr4+,Ho3+两种发光中心的复合获得了在1200～2200 nm范围的超宽带红外发射,显示了Cr/Ho掺杂的硅酸盐微晶玻璃在光通信领域中作为激光放大材料潜在的应用价值。3.制备了Ho3+/Yb3+共掺杂氧氟硅酸盐玻璃和包含Sr2YF7纳米晶的微晶玻璃。使用Raman、XRD和TEM等测试对析晶前后样品的结构状态进行了分析,利用吸收和发射光谱仪对样品的光学性能进行了测试。结果发现,由于非晶环境中Sr2YF7纳米相的析出造成了局域更低声子能量的环境,在玻璃和微晶玻璃中得到了两种对应着不同能量转移过程的发光现象,并且在微晶玻璃中获得了Ho3+离子显著增强的可见以及红外波段发射。进一步的吸收发射截面以及增益系数的计算结果表明包含Sr2YF7晶相的纳米结构氧氟硅酸盐微晶玻璃是一种有效的中红外激光材料。