近年来,利用近红外光子作为激发源的镧系掺杂上转换发光材料在显示器件、太阳能电池、短波全固态激光、光学传感器等方面具有广阔的应用前景。特别地,Nd³⁺敏化的上转换材料具有弱自发荧光、低光漂白、对生物标本的低光损伤以及对组织的深度穿透等特点,被广泛应用于生物成像和癌症诊疗。当前Nd³⁺敏化上转换材料通常集中在Er³⁺和Tm³⁺的发光体系,并且需要复杂的多层核壳结构来抑制有害的交叉弛豫过程。因此,目前仍需开发Nd³⁺和其它激活剂共掺杂的结构精简的上转换材料,研究其中的发光机理并进一步开发其潜在的应用。本文利用水热法合成Nd³⁺与多种激活剂离子共掺杂的Na YF₄微米棒,分析了Nd³⁺敏化机理,并探究其温度传感特性。具体如下:首先,制备了不同浓度的Nd³⁺单掺杂Na YF₄样品,测量了近红外光谱并分析其发光特性。采用具有简单近红外发射的Yb³⁺作为活化剂,制备了不同浓度的Na YF₄:Nd/Yb样品。对光谱归一化处理,通过分析Yb³⁺与Nd³⁺近红外发射强度变化,证实了Nd³⁺/Yb³⁺之间的能量传递作用,并进一步研究了温度对Na YF₄:Yb/Nd发光特性的影响。其次,选用Ho³⁺作为激活剂,合成了不同浓度的Nd³⁺/Ho³⁺共掺杂Na YF₄微米棒,并测量了不同样品的发射光谱。发现调整Nd³⁺浓度可以显著改变Ho³⁺的红绿发射比,并对Nd³⁺敏化Ho³⁺上转换荧光的机理进行了系统的研究。之后测量了Na YF₄:Nd/Ho的温度依赖光谱,基于其红绿发射随温度的不同变化开发了Na YF₄:Nd/Ho光学温度计。最后,设计了新颖的Nd³⁺/Yb³⁺Pr³⁺三掺杂体系。与传统单敏化剂体系相比,三掺杂体系大幅度提升了Pr³⁺的上转换发射强度。通过调整Nd³⁺掺杂浓度对三掺杂体系进行了优化,结合近红外光谱分析了Nd³⁺浓度变化对Pr³⁺可见光发射的影响,系统分析了双敏化体系的能量传递机理。使用Na YF₄:Nd/Yb/Pr微米棒,设计了基于Pr³⁺蓝光的温度传感器,并研究了其传感性能。本文主要构建了新型Nd敏化的上转换荧光体系,并进一步研究了上述材料的光学传感性能。本论文可以为新型Nd³⁺敏化上转换材料的构建及应用提供一定的参考。