激光二极管性能（LD）的快速提高,极大地推动了固体激光器件的发展。特别是波长在900-1100nm的InGaAs二极管的发展,使掺杂Yb³⁺的激光晶体材料引起人们极大的研究兴趣。在众多的Yb³⁺掺杂激光晶体材料中,Yb:Ca₃Ga₂Ge₃O₁₂晶体具有较宽的吸收带和发射带,较长的荧光寿命,优良的光学、热学和机械性能,有可能成为高效、高功率固体激光器的激光介质。本文主要对Yb:CGGG晶体的生长,基本物理性质、热学性质、光谱特性及激光性能进行了初步的研究。采用中频感应加热的提拉法（CZ）生长了掺杂浓度为5at%和11.5at%的Yb:CGGG晶体,并且研究了不同生长工艺条件,生长界面形态及生长气氛,对晶体中主要缺陷形成的影响。初步研究了不同的生长气氛对晶体生长过程中挥发的影响,找到了合适的晶体生长气氛（N₂和CO₂1:1混合）。在晶体生长过程中挥发（主要成分为GeO₂）比较严重,所以在配料时GeO₂适当过量。采用X射线荧光法（XRF）分析了晶体不同部位以及挥发物中主要的元素及含量,并初步计算了晶体中主要元素特别是Yb³⁺的分凝系数。采用化学腐蚀法分析了晶体中的位错分布,并且在偏光显微镜下观察分析了晶体中的包裹物和气泡等缺陷及其成因。使用浮力法测试了晶体的实际密度,并计算了晶体的理论密度,两者非常接近。测量了晶体的显微努普硬度,其值为1257.9kg·mm^-2。测试了晶体的热学性质,主要包括晶体的定压比热、热膨胀率和热扩散系数,利用热学性质之间的关系计算了晶体的定容比热、热膨胀系数、密度随温度的变化以及晶体的热导率,并与相应的YAG晶体热学性质做了对比,其热学性质比YAG稍差,但是两种晶体相差不大,同样是一种热学性质优异的激光晶体。测试了晶体的激光损伤阈值,并分析了晶体损伤阈值较低的原因。晶体在紫外-可见-近红外区域的吸收光谱和基质晶体的透过光谱表明该晶体在紫外-可见光区域没有明显的吸收峰,这主要是与生长保护气氛中的CO₂有关,CO₂高温分解生成少量的O₂,在炉腔中形成一定的氧分压,从而抑制了晶体中氧空位的形成。在近红外区域,晶体有三个主要的吸收峰（912nm,941nm和967nm）,其中最强的吸收峰在941nm,这与InGaAs二极管泵浦源辐射光（940nm）基本一致。CGGG基质晶体的透过光谱表明CGGG在掺杂离子的吸收区域的透过率高达80%以上,基质晶体对发光中心的吸收没有影响。晶体的荧光光谱主峰在1030nm附近,在Yb³⁺高浓度掺杂时荧光光谱红移。晶体的荧光寿命约为1.38ms。并初步测试了晶体的激光性能,实现了激光输出。晶体镀膜后晶体的激光性能会有提高。