稀土元素光纤发光材料在我们的生活和工作中发挥着非常重要的作用，它既為我們带来了光明，也使我们的生活更加丰富多彩。日常使用的节能光源、电视机、手机、计算机显示器、医疗透视检查仪等都离不开发光材料。那么，什么是发光材料呢？
在荧光材料中加入适量的稀土元素，可以使荧光材料发出不同颜色的荧光。发光材料是指能够将某种形式的吸收能量转化为光辐射形式的材料。发光材料发出的光是冷光，与高温热体辐射不同，它是物体在一定形式的外部能量激发下会偏离热平衡态，当激发态返回到原来的平衡态（基态）时，会将吸收的一部分能量通过转化以光辐射的形式释放出去。因此，与热体辐射的波长取决于温度不同，发光材料发出的光的波长主要取决于发光材料激发态能级与基态能级之间的能量差。
除 La3+、Lu3+之外的其余镧系元素的二价或三价离子由于具有未填满的 4f 壳层，4f 电子的 f-f 组态内部以及 4f-5d 能级之间具有丰富的能级结构，且 5d 轨道位于离子的表面，容易受到周围配体的影响导致能级结构发生变化，因此特别适合作为发光材料。稀土发光材料的吸收、激发和发射光谱表现出范围广且内涵丰富的特性。以钆离子 (Gd3+) 为例，它有 3432 个电子能级。稀土离子的光谱可以覆盖真空紫外光、可见光，一直到近红外光谱区，显示出其他元素无法实现和替代的发光特性。
由于发光材料中常用的稀土元素有 12 种，恰好与人体所需的 12 种维生素数量相同，且发光材料中稀土的掺杂量是微量的，与人体所需的微量维生素相似，因此有人形象地将稀土称为发光材料的“维生素”。
稀土离子可以与有机物结合形成稀土有机发光材料，也可以掺入无机材料中形成无机发光材料。稀土发光材料可以是晶体材料（如荧光粉等），也可以是非晶体或无定形材料（如发光玻璃等）。稀土离子在发光材料中通常被用作发光中心激活剂或敏化剂，有些稀土还因其良好的稳定性被用作发光材料的基质材料。
稀土发光材料需要吸收能量并激发发光，但吸收的能量形式可以多种多样，可以是光能、电能，或者 X 射线和高能粒子，也可以是化学能、生物能或机械能。因此，稀土发光材料除了用于照明和显示外，在防伪、保健、农业生产、信息存储、宇航探测等领域也有着广泛的应用。