陷阱媒介的光学显示材料具有出色的可充电性和光物理特性。在外界刺激下,材料内在电子与空穴的“捕获”和“释放”过程产生特定光学信号即可实现信息的传递。具有加密功能的可视光学代码在信息安全和加密防伪领域具有不可或缺的作用。但是,传统的光学显示材料及编码方法难以实现明暗双场代码的同时读取、时效性动态显示和差异化加密,无法满足新一代智能防伪系统可编辑性灵活和加密复杂度高的需求。针对上述问题,本论文主要通过材料设计及编码方法的创新、多场景应用开发和光学功能的拓展进行深入研究。首先,采用首次提出的将氧空位工程、压电晶格选择和活化剂掺杂相耦合的材料设计策略,成功开发出一系列镧系元素掺杂的光学显示材料,最优组分为:La_1.95Ti₂O₇:Pr³⁺,其同时集成了明场变色（>18小时）和暗场余辉发光（>6小时）功能。更重要的是,不同外界刺激可以选择性释放与明场变色或暗场余辉发光相关的陷阱中的电子,热和光刺激可同时擦除变色和余辉并产生相应的刺激发光,而力刺激则只能单一擦除余辉发光不能擦除变色。基于此特性,设计出结合了力、热和光刺激的编码方法并使用所开发材料初步证明了双场光学信息视觉读取、时效性显示和差异化加密的可行性。同时建立了基于陷阱深度的电子选择性脱陷模型以解释该材料的变色和发光对多刺激响应的内在机制。该结果使基于单组分材料的光学信息多级加密成为可能并为超高集成度的智能光学显示材料的设计开辟了新的路径。此外,受所开发的新型光学显示材料La_1.95Ti₂O₇:Pr³⁺的特性启发,将其作为多刺激响应的光学指示器分别嵌入软基的热塑性聚氨酯和硬基的光学环氧树脂中以制备柔性复合薄膜和刚性复合圆柱体,并使用所开发的基于多刺激响应性的新型编码方法同时在柔性薄膜和复合圆柱体中实现了明暗双场编码的时效性显示、灵活编辑和光学加密。还通过Pr³⁺和Er³⁺共掺的方式拓展了该材料的光学性能,包括彩色（红色、橙色、黄色和绿色）和双寿命（荧光和长余辉）的双模式光致发光（下转移和上转换发光）。充分展现了该材料在信息存储及加密、多维度防伪、光电子显示和光学指纹认证领域的广泛应用前景。