主族金属离子将成为继过渡金属离子、稀土离子后的第三类激活离子,是激光材料领域发展的新方向.本文总结了近年来国内外关于主族金属离子掺杂材料的研究进展,包括其近红外宽带发光特性、发光机理和激光性能研究,等等.对主族金属离子激光材料的研究方向和应用前景进行了展望.起初,已有的掺主族金属离子(Bi、Pb、Te、Sn、Sb等)红外发光材料的研究仅集中在非晶态的玻璃或光纤中,2008年我们提出单晶体的结构特征可以为激活离子提供更高效率的发光环境,更有利于实现高效率的激光输出——主要理论依据是：与稀土离子的内壳层4f电子受5s、p、d电子屏蔽不同,主族金属(s,p)离子与以往的过渡金属(d)离子一样,其s、p壳层电子与d电子壳层一样裸露在外,玻璃基质与激活离子之间强而无序的相互作用,激活的ME或TM离子能量无辐射地向基质转移的程度是很大的.于是,掺Bi、Pb、Te、Sn、Sb等晶态材料(单晶、多晶、纳米晶)开始受到关注.我们先后在掺Bi碱土硼酸盐晶体(SrB4O7)、碱土氟化物晶体(BaF2、CsI)、锗酸盐(BGO)和钨酸盐(CdWO4、 PbWO4)系列晶体中发现红外宽带发光现象.采用晶格还原机制,首次选择α-BaB2O4、BaF2晶体作为Bi离子掺杂的基质,通过辐照、还原气氛退火等方法在单晶体(α-BaB2O4、BaF2)中首次实现了Bi离子的近红外宽带发光,有力地证明了近红外发光中心为低价态的Bi离子(Bi+或包含低价态Bi的团簇)；并给出了近红外发光中心Bi离子的能级精确位置结构图.采用CsI晶体作为基质,确定Bi∶CsI晶体中近红外发光中心为Bi+、Bi2+,并建立了Bi3+转变成Bi+、Bi2+的晶格还原结构模型.而且,Bi∶CsI晶体中Bi2+的发光波长位于人眼安全的1.5μm波段,并展现出优异的光谱特性：半高宽为140nm,是Er玻璃(40nm)的3倍多；激光振荡参数σem×τem为1.79× 10-23 cm2s,比钛宝石(1.58× 10-24cm2s)大一个数量级.最近,又在Bi2O3-GeO2二元体系中发现中红外宽带(2.2～3μm波段)发光.