利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中，无机卤化物钙钛矿量子点（PeQDs）荧光材料由于具有量子产率高，温度依赖性强等特点，在荧光温度传感领域展现了巨大的应用前景。然而，PeQDs只有一个光致荧光（PL）峰，其强度和位置极易受到浓度和尺寸等因素的干扰，因此用单一PL峰进行温度传感的准确性较低。在本工作中，我们提出了一种微球腔阵列（MCA）耦合PeQDs薄膜（MCA/PeQDs）的新型温度传感结构，利用MCA/PeQDs结构与PeQDs薄膜具有温度依赖性的PL峰值强度比实现温度传感。该结构通过微球腔中回音壁模式（WGMs）增强的Purcell效应提高了自发辐射速率，抑制了声子辅助猝灭效应，从而实现了较好的PeQDs荧光增强。结果表明，在223～373 K范围内，当PeQDs浓度为0.131 6 mg/mL、微球腔直径为（19±1）μm时，该结构的绝对灵敏度（S_a）与相对灵敏度（S_r）可达到0.75 K^-1和1.95%·K^-1。本工作克服了使用单个PL峰进行温度传感准确性差的缺点，为荧光材料在高性能荧光温度传感器中的应用开辟了新的途径。

针对透明衬底上紫外共振金属纳米阵列制备的技术需求，在不导电石英衬底上，采用电子束曝光制备Al纳米阵列，并对其形貌及性能进行研究。在电子束曝光过程中，引入Cr金属层克服衬底不导电问题。采用曝光剂量测试和加工参数调节优化纳米棒形貌。采用时域有限差分法分析Al纳米棒在325 nm紫外光激发下的电场分布，并以Langmuir-Blodgett（L-B）技术将CdSe/ZnS量子点沉积在Al纳米阵列表面进一步明确其荧光增强性能。结果表明，1 200 μc/cm²剂量下制备的Al纳米棒尺寸分布均匀，最终获得了取向互相垂直的四个区域集成的Al纳米阵列。光学性质分析表明，Al纳米棒阵列可使CdSe/ZnS量子点的荧光强度增强约1.7倍。仿真结果表明，紫外光辐照下Al纳米棒末端电场强度明显高于纳米棒两侧，明确了量子点发光增强机理。成功在不导电衬底上获得多取向集成的、对量子点具有显著荧光增强效果的Al纳米阵列，为背光激发下量子点发光调控和偏振调制提供了一种新策略。

为了利用可见光学元件实现对紫外偏振光的高性能探测，制备了CsPbBr₃纳米晶/金属线栅复合薄膜，并通过向其表面沉积Al₂O₃钝化层提高了薄膜荧光稳定性，获得了紫外激发下偏振敏感的钙钛矿纳米晶薄膜绿色荧光。测试结果表明，以高温热注入法获得的CsPbBr₃纳米晶为立方晶系结构，形貌呈方形，尺寸约39 nm。以紫外光激发纳米晶胶体溶液可在530 nm处观测到明显的绿色荧光。以自组装方法获得的CsPbBr₃纳米晶/金属线栅复合薄膜荧光发光强度随紫外激发光的偏振方向呈周期性变化，其发光偏振度约为0.54。以原子层沉积技术向此复合薄膜表面沉积Al₂O₃层可明显提高其荧光强度，钝化后复合薄膜的发光偏振度仍可达0.36。以上结果表明，表面钝化和引入金属线栅方法可分别优化钙钛矿纳米晶薄膜的荧光稳定性和荧光偏振度，所获得的紫外偏振敏感的CsPbBr₃纳米晶复合薄膜在紫外偏振探测以及液晶显示等领域具有重要的应用价值。

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。

增强荧光发射可以提高荧光检测灵敏度、提高LED的亮度，在提高发光器件性能方面具有重要意义。由于金属结构在增强局域场、增强荧光发射方面具有很好效果，而柔性电介质材料具有灵活的可弯曲性特性，本文提出一种由金属-电介质-金属（MDM）组成的柔性结构以增强荧光发射。利用时域有限差分方法系统研究了该结构对量子点定向发射增强的影响。理论计算表明柔性MDM结构局部起伏和弧度对荧光增强起促进作用，且可以使位于结构中心位置量子点的量子效率增强约7倍。此外，还可以改变电介质的折射率和厚度从而实现目标波长的可调谐性。实验结果表明该柔性MDM结构对荧光增强有一定的促进作用，这一发现对未来的显示技术和柔性发光器件都有很大的价值，对高效柔性器件的开发应用具有一定的指导意义。

光子晶体（PC）是一种在介观尺度下具有周期性自组装结构的材料，其最显著的特征是具有光子禁带（PBG）。波长位于光子禁带内的光不能透过光子晶体而被反射回来，因而光子晶体具有优异的光调控能力。对量子点材料发光强度和寿命的调控是该领域的研究热点之一。本文以二氧化硅（SiO₂）胶体球作为光子晶体组装单元，通过电泳沉积的方式制备了厚度可控的光子晶体薄膜。采用热注入方法制备了钙钛矿量子点（CsPbX₃，X=Cl，Br，I）。光子晶体薄膜经表面疏水改性后，将钙钛矿量子点嵌入在光子晶体周期性结构中，该结构具有结构显色和荧光的双重性能。本工作发现光子晶体结构对蓝、红、绿三色钙钛矿量子点可获得4.5倍、19倍、11倍的荧光增强，在显示、防伪、光电探测器、发光二极管等领域具有潜在的应用价值。