Es wurde eine Serie von 10% Tb, x% Y∶CaF₂ (x = 0, 3, 5, 10) Kristallen mittels Temperaturgradientmethode gezüchtet. Die Kristallstruktur wurde durch Röntgendiffraktion analysiert, die Ergebnisse zeigten, dass eine hohe Konzentration an Seltene-Erden-Ionen die Gitterparameter vergrößerte, jedoch die kubische Fluoritstruktur von CaF₂ beibehalten wurde. Die Lumineszenzeigenschaften wurden anhand von Absorptionsspektren, Emissionsspektren und Fluoreszenzabbaulinien untersucht. Durch Berechnungen mit der J-O-Theorie erhöhte sich der spektrale Qualitätsfaktor Ω₄/Ω₆ nach Dotierung mit Y³⁺-Ionen von 0,75 auf 0,80. Die F‑L-Formel ergab Emissionsquerschnitte bei 545 nm (grünes Licht) und 583 nm (gelbes Licht) für 10% Tb∶CaF₂ von 0,89×10^-21 cm² bzw. 0,082×10^-21 cm² sowie für 10% Tb, 10% Y∶CaF₂ von 0,89×10^-21 cm² bzw. 0,077×10^-21 cm². Die Fluoreszenzlebensdauer des Energieniveaus ⁵D₄ der Tb³⁺-Ionen liegt bei über 5 ms, es gibt keine Abnahme der Lebensdauer durch hohe Dotierung, was auf eine exzellente Energiespeicherfähigkeit der Tb³⁺-Ionen hinweist. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Tb∶CaF₂ und Tb, Y∶CaF₂ Kristalle großes Potenzial als laserverstärkendes Medium für sichtbare Laserstrahlung besitzen.

Tb∶CaF₂;sichtbarer Laser;spektrale Eigenschaften;J-O-Theorie