温度响应型纳米材料作为造影剂的巨大潜力推动了近年来光声成像领域的研究和发展，然而，目前报道的温度响应型纳米探针的响应温度超过了人体可以容忍的范围，同时可逆性低，这两个问题是其实际应用的严重障碍，影响了其有效成像和长期监测的效果。鉴于此，笔者设计了一种聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）包裹金纳米棒（AuNR）的温度响应型相变纳米探针AuNR@PNIPAM，其可在生理温度附近表现出增强且可切换的近红外二区光吸收，实现对肿瘤的高对比度成像。当AuNR@PNIPAM微凝胶热靶向到肿瘤组织后，金纳米棒核吸收近红外光能量触发PNIPAM壳相变。当温度高于PNIPAM的体积相变温度时，PNIPAM水凝胶经历溶胀到坍缩的体积相变，使金纳米棒周围的折射率变大，诱导微凝胶的局域表面等离子体共振峰发生红移并使其吸收峰强度增大。体内外实验均证明，利用所制备的AuNR@PNIPAM微凝胶，在外部近红外光刺激下动态调制温度场，可以获得对比度增强的光声图像。本工作可为开发温度响应型智能光声纳米探针从而增强成像对比度提供一定的参考。

模板引导的毛细力驱动自组装技术逐渐被认为是制造一系列微纳米结构的一种替代方法。毛细力自组装微结构的稳定性取决于结构接触力和支撑力的竞争，接触面积越大，接触力越大。当接触面积大于临界值时，微结构的组装行为不可逆。利用飞秒激光打印具有各向异性的微结构，在不同温度的调控下实现其多方向运动，并借助温度响应水凝胶的反向变形能力，实现了线接触微结构的可逆自组装。此外还探究了该方法在微执行器、微传感器方向的应用。结果表明，通过改变环境的温度能够实现微结构的弯曲变形，且利用飞秒激光双光子加工的灵活性和毛细力驱动的简便性，可以实现可逆变形的微图案以及功能丰富的微传感结构。

针对现有高温加速度传感器需要量化与同类进口产品的温度响应差距的开发需求, 提出了一种高温加速度传感器的同步高温振动对比测试方法, 并开发了专用测试系统, 对比开展了某型号高温压电加速度传感器与同类进口产品的温变响应和高温稳定性测试评价。在23~400 ℃升温段内, 该压电加速度传感器的灵敏度随着温度升高均呈现增大的基本趋势, 最大灵敏度温度漂移量为6.17%, 约为Kistler传感器的2.53倍; 在高温稳定性方面, 该压电加速度传感器的高温灵敏度稳定度均值约为Kistler传感器的2倍。

为了研究非制冷微测辐射热计的激光损伤阈值，根据非制冷微测辐射热计的构造和成像原理，分析了像元温度响应机制，推导出了零偏置下和单次偏置时间内像元受到激光辐照的温度增量计算公式；建立了激光辐照非制冷微测辐射热计的有限元分析模型，结合实际工作条件加载热源载荷进行仿真，模拟了激光造成软损伤的过程。结果表明，激光软损伤阈值可按照零偏置条件下像元温度响应的公式近似计算，其对应的温度偏差不大于3%。该研究为激光压制干扰红外成像系统的损伤阈值计算提供了参考。

为解决传统胶封传感器普遍存在的蠕变、老化问题,本文提出基于一步超声法的光纤光栅表面金属化封装方法。在相同条件下分别对有聚酰亚胺涂覆层和无涂层的两种FBG进行金属化封装，研究了封装后FBG传感器的光谱、热学和力学特性，并利用扫描电子显微镜对其横截面的微观形貌进行了表征。结果表明: 封装后有涂覆层FBG的反射光谱无明显畸变、边模抑制比大于10 dB，温度灵敏系数达34.63 pm/℃，应变灵敏系数为1.18 pm/με，应变传递效率达98.5 %，线性度达0.999，均优于无涂层的FBG传感器。当温度从14.2 ℃突变到80 ℃经过多次冲击试验，发现金属化封装无涂层的FBG的温度增敏结构被破坏，而有涂层的FBG传感器仍保持优异的温度响应特性。SEM图显示，金属合金与有无涂覆层的光纤和金属基底都结合致密。该方法无需对光纤进行表面金属化预处理，操作简单易行，在恶劣环境、超长服役时间的光纤传感应用领域中具有重要的价值。

为了实现光纤宏弯温度传感, 对单模光纤宏弯损耗的温度响应特性进行了理论与实验研究.理论上对单模光纤宏弯损耗理论公式进行了温度修正.基于该公式模拟了波长、弯曲半径以及温度对纤芯-无限包层结构单模光纤宏弯损耗性能的影响.设计制作了一种带吸收层和镍保护层的单模光纤宏弯温度传感探头并进行了温度传感性能实验测试.结果表明: 纤芯-无限包层结构单模光纤宏弯损耗对弯曲半径、波长和温度变化较为敏感, 与温度之间的响应呈线性, 该探头的温度分辨率为0.4℃; 通过减小弯曲半径和提高光源波长, 可进一步提高其温度灵敏度和分辨率.该结构光纤可近似看作纤芯-无限包层结构光纤, 用于开发光纤宏弯温度传感器.

通过将光学腔与外围热屏蔽层之间的热传递模型等效为多级电阻电容(RC)积分电路,计算得到光学腔的温度对外界环境温度变化的响应特性。用此方法探讨了当热屏蔽层的质量被限定时,热屏蔽层与光学腔的距离、热屏蔽层的层数和厚度对光学腔的温度响应特性的影响。分析结果表明,热屏蔽层与光学腔的距离从40 mm减小至5 mm,可使光学腔的温度响应时间增加1倍;当热屏蔽层的层数从1层增加至3层,且增加光学腔的最内层热屏蔽层的厚度,可使光学腔的温度对快速的环境温度变化的敏感度减小1个数量级以上。通过优化后的光学腔的热屏蔽层设计,有望提高锁定于光学腔的稳频激光的频率稳定度。

对780 nm声光调制器(AOM)的温度响应进行了详细的理论计算,发现AOM衍射光偏振角的温度响应系数远大于衍射效率和衍射角的温度响应系数。针对AOM衍射光偏振角的温度响应,在地面实验室环境下对其进行了实验验证。在空间微重力环境下,AOM的温度响应可能会成为制约空间项目光学平台工作温度范围和性能指标提高的主要因素之一。基于AOM在实际空间应用中的脉冲工作模式,通过仿真建模给出了AOM声光晶体温度随环境温度的变化曲线,并给出了优化措施。

针对绝对辐射计光电不等效性来源复杂、实验测量难度大的特点，提出了修正太阳辐照度绝对辐射计(SIAR)光电不等效性的有限元单元法。结合SIAR的测量方法，对真空中辐射计的腔温响应进行了实验测试。基于有限元单元法，建立了与实验腔温度响应相对误差仅为0.14%的有限元模型，对接收腔的温度响应进行了实验测试。测试结果显示: 入射光功率为73.8 mW时，接收腔与热沉之间的温度差异约为0.85 K，响应的时间常数为29.8 s。运用建立的有限元模型对SIAR的光电不等效性进行了评估和修正。 结果表明: 太阳辐照度绝对辐射计的光电不等效性来源主要为不同加热途径和不同加热区域引起的偏差，SIAR的光电不等效性因子N为0.999 621±0.000 004。该修正模型完善了仪器的修正体系，提高了测量精度，为绝对辐射计的发展提供了可靠的数据来源。

光纤传感器测量温度变化时为消除外加应力应变对温度产生的影响,设计了双套管式光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器,双层结构用来隔离外加应力应变。对温度传感器建立平衡态模型, 并进行有限元热分析,仿真结果分析表明,当温度从20℃跃变到70℃、70℃跃变到20℃时,温度响应时间分别为t0.9=50±1s、t0.9=60±1s。并与水浴法测温实验结果(t0.9=52s、t0.9=63s,灵敏度为9.8410-3nm/℃,线性度为99.88%)相比较,时间偏差小于3s。