【摘 要】
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随着科学技术的发展和生活水平的提高,人们对温度测量系统的要求越来越高,需要它具有精度高、稳定性好、成本低、以及操作简便等优点。在众多的测温技术中,基于稀土离子掺杂发光材料的非接触式测温技术最为引人注目。稀土发光材料具有化学性质稳定、灵敏度高以及毒性低等优点,其中稀土热耦合能级测温体系具有响应时间短、抗干扰能力强、灵敏度高、空间分辨率高、成本低和装置简单等特点,可以用于精密仪器、临床医学、微纳尺度温
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随着科学技术的发展和生活水平的提高,人们对温度测量系统的要求越来越高,需要它具有精度高、稳定性好、成本低、以及操作简便等优点。在众多的测温技术中,基于稀土离子掺杂发光材料的非接触式测温技术最为引人注目。稀土发光材料具有化学性质稳定、灵敏度高以及毒性低等优点,其中稀土热耦合能级测温体系具有响应时间短、抗干扰能力强、灵敏度高、空间分辨率高、成本低和装置简单等特点,可以用于精密仪器、临床医学、微纳尺度温度测量等领域。由于热耦合能级测温系统需要通过测量并分析稀土离子荧光光谱来计算物体温度,因而如果被测物体自身发光,将难以直接获得稀土离子的荧光光谱,从而影响温度测量结果。本论文以532 nm激光为激发光源,测量了 LaF3:Eu3+和YF3:Eu3+纳米晶体在不同温度下的荧光光谱。我们发现随着温度升高或降低,同一发射峰位会单调地向相同方向移动,同时在确定的温度范围内,某些发射峰位移动是均匀的。因此,我们提出一种基于稀土离子发射荧光峰位移动测温的方法。本论文的主要工作如下:利用水热法合成LaF3:Eu3+和YF3:Eu3+纳米晶体,激发光源为532 nm激光,分别测量LaF3:Eu3+和YF3:Eu3+纳米晶体在室温下的荧光光谱,具体地分析样品的荧光光谱中每个荧光峰所对应的电子能级跃迁。测量LaF3:Eu3+和YF3:Eu3+纳米晶体在不同温度下的荧光光谱,发现材料的荧光峰对应的波长与纳米晶体所处环境的温度有关,因此我们提出一种基于稀土离子发射荧光峰位移动测温的方法。运用LaF3:Eu3+和YF3:Eu3+纳米晶体作为实例,说明该光学测温方式的测温理论和测温过程。本测温体系的优势包括可用测温的能级多、测温结果受激发光影响小和测温结果不受被测物自身发光影响等。
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