光子带隙材料是三维周期性介电结构,具有调控电磁辐射的能力,可以理解为类似于晶体结构中电子传播的调制。由于光子态密度是由光子带隙中心向光子带隙边缘衰减,所以可以利用发射带及光子带隙的位置,增强或抑制目标离子的自发发射。反蛋白石光子晶体结构,由于其制备方法简单且成本低廉,具有精确的掺杂浓度等优点,在调控嵌入式发光材料的自发发射方面的研究取得了许多进展。上转换材料主要有氟化物材料和氧化物材料两大类,其中NaYF4是目前普遍认为的具有较低的声子能量,且具有较高的上转换发光效率的基质材料,因此受到科研工作者们的广泛关注。本文采用溶胶-凝胶法制备Yb³⁺,Tm³⁺掺杂的NaYF₄前驱体溶胶,并将其填充进聚苯乙烯三维蛋白石模板中然后烧制成反蛋白石结构,分析并讨论不同光子带隙的位置对上转换发光性能的影响。本文主要研究内容如下:（1）以过硫酸钾为引发剂,采用无皂液聚合法制备单分散的聚苯乙烯微球。采用垂直沉积自组装的方法在石英衬底上制备聚苯乙烯（微球粒径大小分别为554 nm、633 nm和651 nm）蛋白石光子晶体模板,由此获得不同光子带隙位置的蛋白石光子晶体。采用溶胶-凝胶法制备NaYF₄:40%Yb³⁺,0.5%Tm³⁺前驱体溶胶,旋涂填充进蛋白石光子晶体模板中,选取合适的温度进行高温烧结,获得六方相的NaYF₄:40%Yb³⁺,0.5%Tm³⁺反蛋白石光子晶体。标记三组不同粒径大小的反蛋白石光子晶体的样品为IOPC1-3,将三组粒径的微球均一混合,制备对比样品记为REF。测量IOPC1-3及REF样品的XRD图谱、在980 nm红外激光激发下的上转换发光、透射率、SEM等。（2）观察具有不同光子带隙位置的反蛋白石光子晶体样品的上转换发光,Tm³⁺离子在紫外光及蓝光的发光由于受到带隙的调控相应地增强或抑制,这主要是由于带隙边缘的增强效应以及带隙内的抑制作用的。从能级结构上分析由于光子带隙的调制作用产生的分支比,其中激发态吸收及交叉弛豫等的存在对上转换发光起到了重要作用。