深入理解撞击作用下含能材料中热点的形成及演化机制是提高含能材料性能和安全性的基础。然而,由于撞击诱导形成的热点具有温升速率快、持续时间短、空间尺寸小且为单次事件等特点,导致其原位实时诊断非常困难,需要时间和空间分辨率高的非接触式高速测温技术。荧光测温技术能够克服辐射和拉曼测温技术在中低温区（＜1000 K）测量信号弱的问题,可用于诊断该温区的热瞬态事件,但目前报道的绝大多数热敏荧光探针的弛豫寿命在10-3–10-5 s量级,无法满足超快热瞬态过程（温升速率＞106 K/s）的测量需求。本文选择荧光弛豫寿命短、吸收截面大以及荧光量子效率高的Y3Al5O12:Ce（YAG:Ce）作为温度探针,开发了用于实时监测超快热瞬态事件的高速光谱测温方法,为深入研究含能材料中热点的形成及演化过程提供技术支撑。首先,在4f1（?）4f05d吸收带的长波边激发下研究了YAG:Ce荧光光谱和弛豫动力学随温度（80–800 K）的变化规律。实验发现,反斯托克斯与斯托克斯荧光强度均随温度升高表现出先增强而后减弱的反常变化规律,这与常见的吸收带内激发下报道的性质不同。基于强电子振动耦合理论,提出了声子辅助反斯托克斯荧光模型。该模型揭示了单光子频率上转换发射的反斯托克斯荧光起源于声子辅助的光吸收,且声子辅助激发概率随温度升高而快速增强,导致了荧光的热增强效应,而高温下荧光的热淬灭效应则是由热电离5d电子到导带引起的非辐射弛豫的速率随温度升高而加快造成的。这一理论模型的提出为开发相应的高速测温技术奠定了理论基础。其次,实验发现YAG:Ce反斯托克斯荧光强度的对数与发射光子能量之间呈线性关系,且其斜率是温度的单调递减函数,据此提出两种新的光谱测温方法,即光谱斜率方法和反斯托克斯与斯托克斯荧光强度比（Anti-Stokes to Stokes fluorescence intensity ratio,ASFIR）方法。通过定标测量,建立了两种方法的测量模型,获得了两种方法在定标范围内（300–700 K）的平均相对温度灵敏度和单次测温精度分别为（0.19%/K,3.6–1.1%）和（0.24%/K,2.3–1.0%）。这些性能指标均与当前广泛使用的Ba Mg2Al10O17:Eu2+热敏荧光探针的相当。最后,基于高速光纤光谱仪、高重频绿色脉冲激光以及YAG:Ce热敏荧光探针设计开发了一种具有5 k Hz采样速率、170 ns时间分辨率的高速光谱测温系统。通过实时测量长脉冲长波红外（Long-wave infrared,LWIR）激光诱导的局域瞬态温度变化（温升速率～105 K/s）演示了高速测温系统的性能,其单次测量的温度不确定度小于4.7%。建立了二维轴对称激光加热模型,阐明了LWIR激光脉冲诱导的局域瞬态温度随加热脉冲参数的变化规律,并基于此模型详细分析了脉冲激光加热过程中能量在材料内部的输运机制,发现表面至激光吸收深度以内区域的温升速率随加热时间单调的下降,该效应是由温度梯度随加热时间单调增加导致的。本论文开发的高速荧光测温技术在长脉冲激光诱导的局域瞬态温度的实时测量、材料热物性参数的表征以及中低速撞击诱导的瞬态热点事件的诊断中具有巨大的应用前景。