载运工具在交通运输行业发挥着重大作用，提高载运工具的安全性、快速性、智能性和环保性对于促进国民经济发展具有重要的实际应用意义，因此，载运工具材料的发展显得尤为重要。其中稀土掺杂发光材料因其在光、电、磁和声等方面具有优良的性能，已成为材料领域研究的热点课题之一。该类材料的发光性能可用于设计载运工具上的照明灯具或预期应用于检测船舶压载水中的金属离子;其温度传感性能有望应用于载运工具精密微电子仪器的监测和维护;其光热转换性能在船舶压载水的微生物灭活领域也具有潜在的应用价值。本论文设计了不同稀土离子掺杂的钨酸钆以及NaYF4荧光材料，并对材料进行了结构和形貌表征，探讨了这些材料的上转换发光、温度传感和光热转换等方面的性质及其潜在的应用，取得的主要研究成果如下:
　　(1)采用共沉淀法合成了Gd6WO12∶Er3+/Yb3+荧光粉，证明了980nm激光激发下实现绿光和红光的上转换发射机理均为双光子过程，指出了多声子弛豫和Crossover过程不能单独用于解释样品的温度淬灭现象，并分析了Er3+浓度变化引起上转换发光淬灭的原因机制。
　　(2)采用共沉淀法合成了Gd2(WO4)3∶Tm3+/Yb3+荧光粉，证明了808nm和980nm激光激发下蓝光的上转换机理分别为双光子和三光子过程。研究发现Tm3+和Yb3+浓度变化引起蓝光淬灭的主要原因是交叉驰豫和能量传递以及能量反向传递等过程。
　　(3)采用低温燃烧-高温氟化两步合成法制备了β-NaYF4∶Er3+/Yb3+荧光粉，提出了利用漫反射光谱计算荧光粉的J-O参数，并对β-NaYF4∶Er3+/Yb3+荧光粉进行了计算，同时对计算结果进行了评价。证明了利用漫反射光谱计算三价稀土掺杂荧光粉的J-O参数是可行的，并且该方法可以推广到其它稀土掺杂的粉体材料，即该方法具有普适性。
　　(4)采用高温热解法合成了NaYF4∶Er3+/Yb3+@NaYF4∶Tm3+/Yb3+核壳结构纳米粒子，研究了纳米粒子的温度传感特性和不同激发条件下的光热转换特性。研究结果表明壳层包覆不会影响温度传感性质，并且808nm和980nm激光共激发条件下的光热转换更为有效。另外，证明了只有热耦合能级才能实现温度传感，其它非热耦合能级不能实现可靠的温度传感。
　　(5)设计了NaYF4∶Er3+，Yb3+@NaYF4/Au纳米复合体。通过研究该体系的温度传感和光热转换特性，证明了温度反馈过程是可控的，并且激发光源、激发功率密度以及Au棒浓度均会影响光热转换效应，且最大光热转换效率约为77.5％。
　　(6)设计了NaYF4@NaYF4∶Er3+/Yb3+@NaYF4三明治结构纳米粒子与RBH染料相结合的荧光探针。证明了该结构纳米粒子有利于改善能量传递作用距离，从而增强发光共振能量传递效率。通过光稳定性测试以及离子选择性测试证明了该探针能够在980n-m激光激发下有效的检测Cu2+。