温度是表征物理化学性质的最基本参数之一，精确的温度测量对于现代科学技术发展起着至关重要的作用。传统基于稀土离子热耦合能级对（TCLs）能量传递的荧光温度传感器因TCLs之间能量差的限制存在测温灵敏度低及信号区分困难等问题。为寻求更优的解决方案，本研究探索了氧空位缺陷发光在荧光温度传感器领域的应用前景。本文通过高温固相法合成了BaMgSiO₄陶瓷，由于在高温烧结过程中有少量Ba²⁺和Mg²⁺蒸发，陶瓷中会产生氧空位以保持材料电中性。这些氧空位所形成的缺陷能级在332 nm紫外光激发下，发射出372，400，527 nm三种波长的发射光。这三种发射光强度对温度有着不同的敏感性，使得其能够良好应用于荧光温度传感领域。其中，I₃₇₂和I₅₂₇组成的温度传感系统相对测温灵敏度在298 K时为2.90%·K^-1，高于传统TCLs荧光温度传感器的测温灵敏度，突破了TCLs温度传感器的灵敏度天花板。另外，由于372 nm和527 nm波长相差较大，使得BaMgSiO₄陶瓷有着室温下绿光发射到458 K高温下蓝光发射的显著变化，实现了温度监控可视化。因此，BaMgSiO₄陶瓷因其独特的氧空位缺陷发光特性，为开发荧光温度传感器提供了一种高精度和可视化的新选择，为荧光温度探测技术提供了一条新思路。

研究了一种硅光子芯片空间光耦合系统，简化了集成光子芯片用光纤阵列耦合的方式，通过将1550 nm附近波段的光通过空间光学系统，经光栅耦合器垂直耦合进入集成光子芯片，经过波导与微环谐振腔实现光学传感，采用多模光纤收集出射能量，并进行温度传感测试。实验结果表明，用波长探测方式，得到自由光谱范围（FSR）为0.85 nm，Q值为16321的环形谐振腔直通端透射谱线。在温度传感测试中，其灵敏度达到127 pm/℃。通过进一步对比测试表明，空间光耦合与光纤阵列光耦合只在插入损耗方面有所差距，耦合系统可得到较好的温度传感测试结果。空间光耦合具有更换传感器芯片便捷，容易实现多通道测试等优点。

采用高温固相法合成了一种新型的Yb³⁺和Ho³⁺共掺杂的Ba₃In（PO₄）₃上转换荧光粉，并研究了其晶体结构、上转换发光及能量传递机制。在980 nm激光激发下，Yb³⁺吸收能量并传递至Ho³⁺；此外，激光功率对于荧光粉发光颜色无明显影响，发光颜色主要集中在橙黄色区域（0.543，0.452）。测得0.05Yb³⁺和0.032Ho³⁺掺杂的荧光粉的荧光寿命约为467.61 μs。还测量了该荧光粉温度依赖的发光光谱，并计算了其用作光学温度计的绝对灵敏度（S_a）和相对灵敏度（S_r）。结果表明，该荧光粉具有良好的热稳定性，423 K时的发射强度仍保持在室温的81.68%，⁵S₂，⁵F₄→⁵I₈、⁵F₅→⁵I₈跃迁的ΔE分别约为0.19 eV和0.27 eV。此外，其S_a和S_r最大值分别为0.31%·K^-1和0.09%·K^-1（573 K）。

相变是调节材料性能的一种有效方法，在介电、光电、光致发光等领域有着广泛的应用。本文采用水热法合成未知相CsAgCl₂，并通过升温和Eu³⁺掺杂将CsAgCl₂从未知相转变为正交相。制备的Eu³⁺掺杂的CsAgCl₂具有较高的光学温度灵敏度，在荧光强度模式和荧光寿命模式下的最大相对灵敏度分别为3.63%·K^-1和3.20%·K^-1。结果表明，CsAgCl₂是一种很有前途的高灵敏度光学温度传感材料。