上转换发光材料具有水溶性好、不易被光漂白、生物组织穿透性深、光损伤小等显著优势,广泛应用于生物成像、荧光探针和温度传感等领域。在温度传感中,相比于接触式测温,非接触式光学温度计具有快速的响应速度、对复杂环境适应能力强等优点,稀土离子掺杂的上转换发光材料常被用来实现非接触式测温。氧化物具有优异的物理稳定性和化学稳定性、易于实现高浓度掺杂、制备工艺简单等优点而常被用于上转换发光基质。因此探究稀土离子掺杂的氧化物荧光粉的上转换发光特性及其光学温度传感性能具有重要意义。优化上转换发光材料的发光性能已受到广泛关注,提高上转换发光强度具有重要的现实意义。本文主要围绕稀土离子掺杂的氧化物荧光粉的制备,上转换发光特性及其在温度传感中的应用开展工作,并且采用试验优化设计方法,对荧光粉的发光性能和掺杂浓度最优配比进行了预测和优化。主要研究内容如下:（1）Ba3Lu2Zn5O11:Yb3+,Er3+荧光粉的上转换发光及其光学温度传感。利用固相反应法成功制备了该荧光粉。通过X射线粉末衍射图和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌特征进行了探究。通过980 nm激发的上转换光谱,确定了Ba3Lu2Zn5O11:0.4Yb3+,0.02Er3+最佳绿光发射样品。基于功率依赖光谱和Er3+与Yb3+的能级图,讨论了上转换发光和相应的上转换机理。基于荧光强度比技术的光学温度计具有良好的温度传感性,最大相对灵敏度为1.18%K-1@303 K,最小温度分辨率为0.26 K@303 K。更重要的是,在333 K和573 K下其温度传感重复性高达98%。结果表明,Yb3+,Er3+共掺杂的Ba3Lu2Zn5O11荧光粉在光学温度传感领域具有很好的应用潜力。（2）试验优化设计Ca2Mg WO6:Er3+,Yb3+上转换荧光粉。采用一种试验优化设计方法来确定多掺杂发光材料的最佳掺杂浓度配比及最佳发光强度。以Ca2Mg WO6:Er3+,Yb3+上转换发光材料为例,采用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合的两步优化法对Er3+和Yb3+的掺杂浓度进行优化。利用5水平2因素的中心复合设计优化各因素水平,通过方差分析评估了所建立的回归模型的显著性,其置信度可达95%。利用遗传算法对回归方程进行求解,确定了Er3+和Yb3+的最佳掺杂浓度分别为4.682 mol%和13.556 mol%。制备并对比了由试验优化设计和控制变量法得到的最优样品的发光性能和结构。与控制变量法设计的最优样品相比,利用试验优化设计的最优样品的发光强度得到了优化,并且样品的实验强度值与利用模型计算的值非常接近。结果表明,这种试验优化策略可以为优化多掺杂荧光粉的发光性能提供一条新的途径。