温度关系着人类的生产生活能否正常运行,其重要性不言而喻。而随着科技的高速发展,对温度的测量提出了更高标准的要求。目前基于稀土离子掺杂发光材料的荧光强度比测温技术已成为温度传感领域研究的热点,但是这种测温技术通常利用的是稀土离子的热耦合能级,其测温灵敏度受到了热耦合能级的能级间隙大小的限制,并且其荧光光谱往往会出现重叠现象,因此利用热耦合能级实现荧光强度的比率式测温所得出的测温误差较大,灵敏度较低。针对上述所列出的荧光测温领域存在的关键性问题,本文通过选择合适的基质材料、控制合成条件、优化稀土离子掺杂浓度、构建核壳结构等措施实现对温度传感性能的优化,对所研究的稀土离子掺杂体系的发光机制进行了理论探究,并且对其温度传感特性以及潜在的应用价值进行了评估。本文的主要研究内容如下:在近红外发光纳米材料的温度传感特性研究中,以声子能量比较低的氟化物作为基质,并在其中掺杂Yb3+和Tm3+,利用溶剂热法分别制备了核、核/壳、核/壳/壳结构的纳米晶,对合成的纳米晶进行了微观结构表征。另外对Tm3+在980 nm激光激发下的发光机制进行了详细的探讨,并测量了基于Tm3+:~3H4→~3H6和~3F4→~3H6跃迁的温度依赖性发射光谱,以800 nm为中心的发射峰位于生物第一窗口波长范围内,而以1800 nm为中心的发射峰位于生物第三窗口波长范围内。本研究也系统地分析了壳层包覆对Tm3+发光过程及荧光寿命的影响,进一步评估了~3H4和~3F4能级的温度传感性能,发现核/壳/壳结构纳米晶出现了上转换荧光强度饱和现象,使其近红外荧光强度比几乎不依赖于泵浦功率,能够实现可靠性较高的温度检测,并且在生理温度范围内其测温绝对及相对灵敏度的最大值分别为Sa Max=3.9%K-1和Sr Max=0.33%K-1,测温不确定度为0.75 K。目前生物测温领域存在着一些亟需解决的问题,不能实现深层组织的测温以及测温灵敏度比较低等等,而近红外光能够减少生物组织对它的散射和吸收,因此近红外荧光适用于生物测温。而Yb3+和Tm3+共掺杂体系能够利用近红外发光测温,并且具有优越的温度感测性能,证明了本文所设计的近红外测温策略在生物测温领域中有着巨大的应用前景。在近红外发光微米材料的温度传感特性研究中,基质材料为具有极化作用且声子能量较低的Na Y（WO4）2,在其中掺杂Yb3+和Er3+,利用高温固相法制备了一系列微晶材料,并对其进行了微观结构表征。在915 nm激光的非共振泵浦下,研究了该系列微晶材料的近红外光致发光特点及其温度特性。从微晶材料的温度依赖性发射光谱中推断出其在915 nm激光激发下的发光物理机制,结合速率方程对发光及温度光谱进行了综合的分析,发现了导致Yb3+和Er3+共掺发光变化趋势相反的物理模型,利用温度对Er3+的~4I13/2能级的荧光寿命的影响对上述物理模型进行了详细的探讨。还研究了该系列Yb3+掺杂浓度不同的微晶材料的温度传感,探讨Yb3+掺杂浓度不同对发光及温度特性的影响,利用测温灵敏度等对其测温性能进行了评估,Yb3+掺杂浓度为9%的微米晶的最大灵敏度为Sa Max=0.0108 K-1。为了实现对温度传感性能的优化,并没有利用Er3+的~2H11/2和~4S3/2能级对进行荧光强度的比率式测温,而是通过非热耦合能级进行温度检测,打破了能级间隙对测温灵敏度的限制,证明了利用非热耦合能级能够有效地提高测温灵敏度,也表明了Yb3+-Er3+共激活的荧光粉在温度传感领域有着极大的发展潜力。