温度是表征物体冷热程度的物理量。精准测量温度在航空航天、国防、气候研究、医学领域至关重要。光学温度计是一种新型的非接触式温度计,根据荧光粉发光强度、光谱位置、激发态寿命等特征进行温度测量。这类温度计有较高的灵敏度(～1%K-1)、较高的空间分辨率(～10 μm)以及较快的反应时间(～1 ms)。此外光学温度计还可以在电场下工作,而热电偶温度计受电场影响较大。本论文工作围绕几种稀土离子掺杂的铌酸盐发光特性展开,主要包括三部分:第一部分是在两种稀土离子共掺铌酸钇材料中,利用荧光强度比进行温度探测;第二部分是一种稀土离子掺杂铌酸镧中,用基态热耦合的方式进行温度探测;第三部分是关于单基质白光的研究。第一章主要介绍发光材料的研究近况、稀土发光材料的应用、各种光学测温方式、发光材料常用的表征手段、稀土光谱理论,并依据位形坐标模型解释了温度猝灭现象。第二章主要介绍了 YNbO4:Eu3+,Er3+的发光特性以及样品发光对温度的依赖。首先我们利用487.6 nm的激发光激发Eu3+离子将布居至7F2态的Eu3+离子激发至高能激发态5D2上。Eu3+离子被激发至5D2态后会很快弛豫至5D0态,此时我们可以监测到5D0至7FJ的全部发射,实验中我们选取的积分范围是580 nm至630 nm涵盖了 5D0至7F1以及7F2的发射,占发射强度的百分之八十以上。共掺的Er3+离子是作为参照使用的,Eu3+离子选择性激发的波长刚好可以同时从基态激发Er3+离子,因此Er3+离子的发射强度可以得到保证。根据荧光强度比拟合出的结果,有效能差为574 cm-1,相对灵敏度在137 K时达到最大值2.9%K-1,温度不确定度低至0.03 K。以上结果表明,YNbO4:0.02 Eu3+,0.005 Er3+材料在温度探测领域具有很大的潜力。实验上首先用高温固相法合成了样品,用X射线衍射谱进行结构表征,得知其晶相良好,样品成功合成。然后监测其激发谱以及发射谱,研究其发光特性。不过Eu3+离子7F0和7F2能级之间能量差不大使得测温材料的相对灵敏度不够高。我们在第三章中,尝试使用Pr3+离子作为发光中心(Pr3+离子基态能级3H4与激发态3H5间能量差约为2000 cm-1,会对应较大的灵敏度)。我们进行浓度优化结果使用2%掺杂浓度样品,以450 nm脉冲激光激发监测其发射谱,其中3P1和3P0这对热耦合能级在532 nm以及558 nm处的发射随着温度变化呈现典型的热耦合能级发射现象,因此选用这两组发射的荧光强度比来进行温度探测的研究。在243 K到483 K的测温范围内,243 K对应最高相对灵敏度1.2%K-1,300 K对应相对灵敏度0.8%K-1。我们还利用Pr3+离子基态3H4与激发态3H5之间的热耦合,激发布居于3H5能态上的Pr3+离子。随着温度升高,布居至3H5能态上的Pr3+离子数目增多,发光强度也随之提升。利用发光强度随温度的单调变化的性质来进行温度探测。532.2 nm激发下,Pr3+离子位于652 nm处的发射随温度升高而增强。为补偿温度猝灭带来的影响,选用之前450 nm激发下的猝灭系数进行了修正。243 K时,相对灵敏度达3.2%K-1,高于之前激发态热耦合所得的结果。第四章中我们研究了单基质白光。我们选择ZnB204为基质,掺杂Bi3+离子和Eu3+离子。在380nm近紫外波长激发光激发下,Bi3+发射峰值位于487 nm,半高宽为100 nm。因为Bi3+离子在掺杂浓度为10%时,发射光强度最强,后续试验在此浓度基础上进行。Eu3+离子的红光发射强度比较高,因此增大Eu3+离子浓度,样品发光从蓝色向白色转换。此外结合Eu3+离子的激发谱,我们发现发光过程中,存在着Bi3+离子向Eu3+离子的能量传递。在最终在380 nm近紫外光激发下,ZnB2O4:0.1Bi3+,0.04Eu3+,0.14Li+,发射光的色坐标为(0.3615,0.3476),色温为 3648 K。