近年来,β-Ga2O3作为新一代的半导体材料而备受关注,其具有4.5～4.9 e V的极宽带隙,击穿场强高达8 MV/cm,并有高耐压,高熔点等优点。在高功率器件、日盲紫外探测器件以及X射线光电探测等领域有着广阔的应用前景。非故意掺杂β-Ga2O3是弱n型导电,为提高材料的载流子浓度,其n型掺杂一直是研究的重点,也是器件发展的需要。目前,报道的n型掺杂多为Sn4+、Si4+掺杂。而Ta元素作为V族元素,其外层有5个价电子,离子半径也与Ga3+的离子半径非常相近,是一种优良的高载流子浓度掺杂的新施主元素。退火工艺不仅可以改善晶体质量,也可以改变晶体内部缺陷状态,因此研究氧化镓掺杂晶体退火前后性能及缺陷变得非常重要。本文利用一系列的表征技术,研究了Sn掺杂及Ta掺杂的β-Ga2O3退火前后的光学性能变化。本论文的主要内容如下:（1）利用导模法及浮区法分别生长了Sn:β-Ga2O3和Ta:β-Ga2O3单晶,通过X射线衍射光谱（XRD）及拉曼散射光谱（Raman）分析了样品的结晶质量。研究发现,在退火处理后,两种晶体的双晶摇摆曲线的半峰宽变窄,单晶质量得到一定提高,其中Ta:β-Ga2O3单晶出现的小晶界现象也得到一定的改善。退火处理后,两种晶体Raman散射光谱中波数声子模Ag~4和Ag~7强度明显提高,表明退火改善了氧化镓Ga O6八面体与Ga O4四面体的变形。（2）从光致发光发射谱（PL）中发现,对于Sn:β-Ga2O3晶体,富氧环境退火,使晶体的绿光发光大大增强,原因是富氧环境使晶体内部产生大量VGa空位缺陷,促进了电子到VGa空位的跃迁。空气退火环境下,Ta:β-Ga2O3晶体未有绿光波段发光。通过Ta:β-Ga2O3变温的PL光谱,利用热猝灭方程拟合出了其在蓝光带发光（DAP机制发光）的激活能为40 me V,归因于Ta形成的浅杂质施主能级。通过Ta:β-Ga2O3变温的光致发光激发谱（PLE）,获得了其带隙随温度变化的性质,其满足Varshni方程,并从低温激发谱中得到了晶体自陷能级位置。（3）通过透射光谱发现,氮气气氛退火基本不会改变Sn掺杂氧化镓的光学带隙,氧气气氛退火,使Sn:β-Ga2O3的光学带隙略微降低,表明晶体内部形成大量VGa空位后,带隙变窄。从Ta:β-Ga2O3单晶变温的透射谱得到了其带隙随温度变化的关系,与从变温PLE中得到的变化基本吻合,并利用包含了Bose-Einstein统计因子与声子热振动的方程对此关系函数进行了拟合。霍尔效应测试发现Ta5+掺杂比Sn4+掺杂能更大提高氧化镓晶体内载流子浓度。（4）利用X射线光电子能谱（XPS）得到了空气退火前后Ta:β-Ga2O3单晶的Ga/O元素比分别为2:2.54以及2:2.46,表明了高温下Ta掺杂β-Ga2O3单晶内不仅产生VGa空位,也产生了大量VO空位。通过紫外光电子能谱（UPS）发现Ta掺杂的氧化镓晶体在空气退火后费米能级下降,计算得出空气退火后晶体的功函数略微变大。