本文详细研究了交联剂1-乙基-3-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）对石墨烯量子点（GQDs）光学性质的影响及原因。采用水热法制备了GQDs，并与EDC反应得到GQDs/EDC复合物，对GQDs和GQDs/EDC的光谱特性进行研究。使用PBS溶液以及人工胃液样品，研究pH对GQDs/EDC荧光影响规律及作用机理。实验结果表明：GQDs表面缺陷被EDC钝化，使得GQDs的荧光在小于1 min内迅速增强，并在5~20 min内保持稳定；相比单独GQDs，GQDs/EDC的荧光强度显著提升约264倍；pH响应实验表明，在pH值为1.75~4.01及4.01~9.28范围内，GQDs/EDC具有荧光和吸收强度线性响应规律。生物兼容性表明，在25~300 µg/mL样品浓度下，人乳腺癌细胞存活率均大于80%；同时，对人工胃液pH具有较高的检测准确性，其相对标准偏差RSD ≤ 1.10%。EDC介导的荧光增强，使GQDs在检测、传感、成像等领域更具优势。同时，GQDs/EDC灵敏的pH响应特性使其在pH值检测应用中具有良好前景。

光发射波长小于320 nm的深紫外发光材料具有光子能量高和不受室内环境光干扰等特性，在光化学与光医学领域具有重要应用前景，近年来受到国内外学者的广泛关注。本文利用固相合成法制备了Pr³⁺单掺和Pr³⁺?Gd³⁺共掺的LiYSiO₄∶Pr³⁺和Li（Y，Gd）SiO₄∶Pr³⁺深紫外上转换发光材料。在450 nm蓝光（激光或LED）激发下分别实现了C区紫外和窄带B区紫外上转换发光，发光峰值分别位于280 nm和313 nm。系统研究了蓝光激发功率对深紫外上转换发光性能的影响规律，证实了蓝光激发下的双光子上转换发光物理机制。探索利用LiYSiO₄∶Pr³⁺作为光转换层，以蓝光LED作为激发源，设计构筑了新型荧光转换型UVC光源，并展示了该光源在室外光学定位与追踪领域的应用。

采用高温固相方法合成了不同浓度Tb³⁺掺杂的单斜结构K₃La（PO₄）₂荧光粉，利用XRD表征了其相纯度，并对基质化合物进行了结构精修。研究了Tb³⁺掺杂样品在不同温度下的发光性质及不同掺杂浓度样品在室温下的发光性质。发现在室温、373 nm激发下，Tb³⁺离子表现为⁵D₃?⁷F_J（J=5，4，3，2）和⁵D₄?⁷F_J′（J′=6，5，4，3）等两组发射。不同温度下低掺样品的光谱测试表明，多声子弛豫对⁵D₃能级发射的猝灭贡献有限。随着掺杂浓度增加，Tb³⁺离子⁵D₃发射减弱而⁵D₄发射增强，样品表现出从青光到绿光的光色调控性质，这主要是由Tb³⁺能级间的交叉弛豫过程导致的；进一步通过Inokuti?Hirayama模型和扩展的Yokota?Tanimoto模型对⁵D₃发光衰减曲线进行拟合，结果表明能量传递的主要作用方式为电偶极?四极作用，临界传递距离约为1.03 nm。

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，OCT)是一种基于低相干光干涉原理，利用样品背散/反射光与参考光相干的非接触非侵入性的新型成像技术，可提供具有微米级分辨率的一维深度，二维截面层析和三维立体的实时扫描图像。OCT技术具有非接触、无损伤、图像分辨率高且操作简单、便携等优点，主要应用于生物医学成像和诊断领域，弥补了共聚焦显微镜成像穿透深度低和超声波成像分辨率低的不足。目前，OCT技术已作为诊断视网膜疾病的临床标准，而且OCT技术结合内窥镜技术已成为临床上心血管及肠胃疾病诊断的重要工具，同时也为肌肉骨骼疾病，乃至癌症早期诊断、手术指导及术后康复提供依据。为了拓宽OCT技术的应用范围、提高医疗检测水平，研究人员正致力于增加OCT系统在生物组织中的穿透深度、提高系统的分辨率和信噪比、优化系统综合性能等方面的研究。本文论述了OCT系统的原理、分类，以及其在不同生物医学领域的应用及最新进展。