【摘 要】
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温度是生产生活过程中应用最普遍,影响最广泛的基本工艺参数之一。由于现代化监测环境复杂化,对温度测量系统要求高,传统的温度测量技术已不足以达到测量要求,而新型温度测量方法荧光光纤温度传感器突破了监测环境恶劣、远距离等局限,它是一种非接触式、能及时响应、远距离传输以及抗电磁干扰的温度测量方法。其中,基于荧光强度比（FIR）技术的荧光温度传感器由于测量误差小、精度高、受环境影响低等特点成为测温技术的重要
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温度是生产生活过程中应用最普遍,影响最广泛的基本工艺参数之一。由于现代化监测环境复杂化,对温度测量系统要求高,传统的温度测量技术已不足以达到测量要求,而新型温度测量方法荧光光纤温度传感器突破了监测环境恶劣、远距离等局限,它是一种非接触式、能及时响应、远距离传输以及抗电磁干扰的温度测量方法。其中,基于荧光强度比（FIR）技术的荧光温度传感器由于测量误差小、精度高、受环境影响低等特点成为测温技术的重要研究方向。由于光纤的特质,光纤温度传感系统常用玻璃纤维作为温度探针,而对于荧光粉材料作为温度探针的温度传感研究相对较少。因此本文建立了一种灵活的便携式全光纤温度传感装置,并用于评估发光材料的温度传感特性。该系统利用稀土离子热耦合能级间的荧光强度积分面积比建立与温度的对应关系,具有灵活性高、良好稳定性以及高准确性的特点。在荧光强度比（FIR）技术的基础上,本文以荧光粉体温敏材料为研究主体,调控光谱性能及温度传感性能,解决粉体材料与光纤耦合的技术难题,评估光纤测温系统的测温能力并发掘光纤测温系统潜在的商业前景。采用高温传统固态方法合成了Er3+/Yb3+/Li+共掺的Lu2MoO6荧光粉,扫描电镜（SEM）图像显示,Li2CO3显著促进了Lu2MoO6:Er3+/Yb3+相的生长,获得了较高的结晶度。与没有Li+的样品相比,绿色和红色荧光强度分别增加了516和247倍。基于全光纤光学温度传感器,以Lu2MoO6:Er3+/Yb3+/Li+荧光粉为温度灵敏探针,研究了发光材料的温度传感性能,实验结果表明Lu2MoO6:Er3+/Yb3+/Li+荧光粉具有良好的温度感应性能,绝对灵敏度（Sa）在423K时达到最大值0.015K-1,温度测量误差为±0.8K。利用水热法合成了八面体NaBi（WO4）2:Er3+Yb3+荧光粉。观察到Er3+离子的~2H11/2→~4I15/2和~4S3/2→~4I15/2跃迁发出的强烈绿色上转换发射并且它们之间的合适能隙非常适合于荧光强度比（FIR）技术。建立了一种灵活的便携式全光纤温度传感装置,并用于评估NaBi（WO4）2:Er3+Yb3+荧光粉的温度传感特性。在423K时,最大绝对灵敏度为0.014K-1,温度绝对误差为-0.5K～+0.6K。逐步的加热和冷却过程确认了全光纤温度传感器的良好稳定性和可重复性,这为实际温度测量奠定了基础。基于温度传感器的高灵活性和准确性,实现了人体温度的实时、连续监测,为医疗质量的提高提供了新的发展前景。利用热处理辅助水热法成功合成了系列Er3+/Yb3+掺杂Na Re（WO4）2(Re=Lu3+、La3+、Y3+、Gd3+)荧光粉。通过粉末X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和上转换发光光谱对这几种荧光粉的微观结构、形貌以及发光性能进行了表征。基于全光纤平台,可对其发光性能进行增强调控,制备的光纤微球可使荧光粉的上转换发光强度增强约4倍。评估了Na Gd（WO4）2:Er3+Yb3+荧光粉耦合光纤微球的温度传感特性,实验结果表明相较于纯荧光粉,此模式具有更好的温度感应性能,绝对灵敏度（Sa）在423K时达到最大值0.017K-1,温度测量误差为-0.6K～0.7K。
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