通过多光子机制把长波长辐射转换成短波长辐射称为上转换。而上转换材料则是指受到光激发时可以发射比激发波长短的荧光的材料。上转换材料可以把红外光转换成可见光，它在军事上有重要应用。蓝绿波段的激光器在高密度存储，彩色激光显示，海洋水色和海洋资源探测等方面有良好的应用前景。上转换方式是产生可见光激光的方法之一。介绍了上转换发光发展概况，主要是对Er3+，Ho3+，Pr3+，Tm3+在各种低能量声子基质材料中的上转换发光性能的研究。　　 Nd3+在某些基质材料中也具有上转换发光的性质，这种上转换对Nd3+的1.06微米，1.3和0.9微米的红外激光振荡不利，但有可能利用它直接产生可见光激光。对Nd3+：KGW，Nd3+：YLF，Nd3+：YVO4三种材料中Nd3+的上转换发光进行研究，测量了它们的上转换光谱，并进行对比。对Nd的上转换激光的可行性进行分析，分析表明很难实现上转换激光。　　 在相同条件下对这三种晶体进行激光实验，结果表明Nd3+：YVO4的阈值功率很低，而Nd3+：YLF的阈值功率则很高。　　 对Nd：KGW晶体的拉曼性能进行分析，在分析现有拉曼结构的基础上，提出一种新型的拉曼耦合腔解决优化设计问题。