采用CO2激光区熔法制备了Lu2O3∶0.5%Er3+/x%Yb3+(x=1, 3, 5)上转换荧光材料。X射线衍射结果表明, 所制备的Lu2O3∶Er3+/Yb3+荧光材料具有纯Lu2O3晶相。在980 nm激光激发下, 样品发出明亮的上转换荧光。光谱测试结果表明, 样品上转换荧光强度和荧光中绿光与红光比例随Yb3+离子浓度改变, 当Er3+和Yb3+离子浓度分别为0.5%和3%时, 样品上转换荧光强度最强。通过荧光强度比(FIR)技术研究了样品Lu2O3∶0.5%Er3+/3%Yb3+在298~873 K温度范围内上转换荧光温度传感特性, 在532.8 K时最大绝对灵敏度为0.006 0 K-1, 在298 K时最大相对灵敏度为0.009 0 K-1。结果表明, Lu2O3∶Er3+/Yb3+荧光材料非常适合用于宽温度范围荧光温度传感。

采用CO2激光区熔法制备了LuYO3∶Tm3+(0.3%)-Yb3+(5%)荧光材料。在980 nm激光激发下测量了样品在可见光波段的上转换（UC）荧光光谱, 其中1G4→3H6跃迁产生的蓝色上转换荧光发生明显的Stark劈裂。利用荧光强度比（FIR）方法对样品的Stark劈裂能级1G4(a)与1G4(b)和3F2,3与3H4两对热耦合能级的荧光温度传感特性进行研究。结果表明, 两对热耦合能级的测温范围为223~723 K。 1G4(a)与1G4(b)能级在低温下灵敏度较高, 在223 K处有最大绝对灵敏度5.62×10-3 K-1和最大相对灵敏度28.2×10-3 K-1; 3F2,3与3H4能级比较适合高温下的温度传感, 最大绝对灵敏度为1.44×10-3 K-1（723 K）, 最大相对灵敏度为4.61×10-3 K-1（516.3 K）, 表明所制备荧光材料非常适合用于荧光温度传感。

采用激光加热基座法制备端部Cr3＋离子掺杂的蓝宝石单晶光纤,得到一体型蓝宝石单晶光纤荧光温度传感头.对所制备的荧光温度传感头的荧光温度特性进行了实验研究.结果表明,随着温度升高Cr3＋∶Al2O3单晶光纤荧光寿命单调下降, 从温度为0 ℃的4.0 ms下降到450 ℃的0.2 ms.利用所制备的荧光温度传感头, 用波长405 nm紫色LED作为泵浦光源, 采用相关检测技术在线实时测量荧光寿命, 研制成测温范围0 ℃～450 ℃一体型蓝宝石光纤荧光温度传感器.

采用激光加热基座法制备LED白光源用Pr3+,Ce3+:YAG单晶光纤荧光材料，对所制备材料的荧光光学特性进行了实验分析结果表明,在Pr3+和Ce3+共掺发光过程中，Pr3+离子的发光可以通过Ce3+敏化作用使得其610 nm谱线荧光强度得到有效增强；利用所制备Pr3+,Ce3+:YAG单晶光纤荧光材料与蓝色LED合成产生高效LED光纤白光源，光源的色坐标为(x＝0.322，y＝0.335)，显色指数84.3，表明光源品质良好，有望用于未来高效大功率光纤白光源.

采用激光加热基座法从粉末源棒直接制备LED白光源用Ce3＋∶YAG单晶光纤荧光材料。通过单次或多次生长可以得到直径150～1000 μm各种Ce3+离子掺杂YAG单晶光纤。实验测量了所制备荧光光纤在波长465 nm LED激发下的荧光光谱, 结果表明在550 nm附近存在宽带强荧光辐射。利用所制备Ce3＋∶YAG单晶光纤荧光材料与蓝色LED抽运光合成产生高效LED光纤白光源, 所得光纤白光源色温5881 K, 色坐标x＝0.310, y＝0.350, 显色指数为75.0, 表明光源输出光品质良好。由于Ce3+∶YAG单晶光纤既有晶体材料光学特性又有光波导的特点, 使得它比通常的Ce3+∶YAG粉体荧光材料具有较高的LED抽运效率和荧光收集效率, 有望用于未来大功率光纤白光源。

利用晶体光纤中高掺杂离子的非辐射跃迁机制,研制成功一种可用于激光热疗的高掺杂光纤光热转换头.在一个809 nm半导体激光器抽运下,光热头在空气和蛋清样品中分别产生最高达465℃(抽运功率为1124 mW)和98℃(抽运功率为933 mW)的温度,已足够用于激光热疗.同时,光热头在温度稳定性、热响应时间、生物相容性、抗热冲击强度和化学稳定性等方面均能满足要求.

提出新型的掺杂型晶体光纤(简称晶纤)高温传感头,在理论上和实验上就其高温辐射性能作了探讨,认为其能满足高温环境下接触式测温的要求。