近年来，近红外荧光粉转换发光二极管（NIR pc-LED）在夜视、生物成像和无损检测等领域引起了广泛关注。然而，获得兼具高量子效率和优异热稳定性的近红外荧光粉仍然是一个巨大挑战。本文利用高温固相法合成了一种新型近红外荧光粉BaY₂Al₂Ga₂SiO₁₂∶Cr³⁺（BYAGSO∶Cr³⁺），并系统研究了材料的结构和发光性质。在440 nm蓝光激发下，BYAGSO∶Cr³⁺荧光粉的发射光谱在650~850 nm范围内呈现锐线和宽带的混合发射，源于Cr³⁺：²E→⁴A₂自旋禁戒跃迁和⁴T₂→⁴A₂自旋允许跃迁发射。该近红外发光表现出可观的量子效率和良好的热稳定性，最优化样品的外量子效率可达30.3%，在200 ℃时样品的发光强度可保持其在室温时强度的99%。通过将BYAGSO∶Cr³⁺荧光粉与450 nm蓝光LED芯片结合，我们封装了一个NIR pc-LED器件。该器件在300 mA驱动电流下，输出功率为70.83 mW；在20 mA驱动电流下，光电转换效率为11.20%。研究结果表明，BYAGSO∶Cr³⁺在NIR pc-LED领域具有良好的应用前景。

自从尺寸依赖的上转换荧光热增强现象在稀土激活的纳米荧光材料中被发现以来，开发具有显著荧光热增强效应的稀土荧光材料俨然成为了一个研究热点。近期的探索发现荧光热增强效应在非纳米尺度稀土荧光材料体系以及非上转换发光过程中均可实现，这进一步拓展了这一有趣光学现象的应用场景。本文总结和归纳了稀土激活荧光热增强材料的最新研究进展，概述了所提出的几类机理以及稀土荧光热增强材料的潜在应用场景，并展望了该类材料的研究发展方向。

近红外光（NIR）探测技术在**、通信和工业应用中发挥着重要的作用，巨大的市场需求带动了NIR光电探测器（PDs）研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒（UCNPs）可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子，并被禁带宽度更宽的半导体吸收，进而制备出性能优异的上转换PDs。然而，NIR窄带上转换PDs的实现仍然面临一些困难，例如稀土离子荧光量子效率低、需要高泵浦阈值才能实现可探测的上转换发光。在此，我们利用NaYF₄∶4%Er UCNPs与钙钛矿半导体层相结合，实现了1 550 nm的窄带上转换PDs。通过使用具有局域表面等离子体共振效应的银纳米棒层（Ag NRs）增强了UCNPs的上转换发光，从而降低了上转换PDs的泵浦阈值。基于Ag NRs/NaYF₄∶4%Er UCNPs/MAPbI₃ 复合结构的PDs的最佳响应度（R）和探测率（D^*）分别约为48.5 mA/W和5.7×10⁸ Jones。与纯UNCP/MAPbI₃ PDs相比，R和D^*均提高了一个数量级。我们成功地构建了一种简单的策略来制造出稳定的近红外窄带PDs。

采用高温固相合成法制备了多组Yb³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺不同物质的量分数掺杂的LiTaO₃多晶材料，测试了双掺Yb³⁺/Ho³⁺，Yb³⁺/Tm³⁺和三掺Yb³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺的LiTaO₃多晶的X射线衍射图谱、紫外-可见吸收谱和上转换荧光发射谱。X射线衍射（XRD）结果显示，稀土离子掺杂没有改变LiTaO₃多晶的物质结构，这表明稀土离子以取代基质离子的方式进入了晶格中。样品的紫外吸收边显示，增加Ho³⁺或Tm³⁺物质的量分数会导致吸收边先红移再蓝移。在980 nm泵浦光激发下，可见光区域中出现上转换蓝光（475 nm）、绿光（545 nm）和红光（663 nm和650 nm）发射，通过改变LiTaO₃中的激活离子Ho³⁺-Tm³⁺物质的量分数，可对上转换荧光色度进行调节，物质的量分数配比为2.0%Yb³⁺/0.05%Ho³⁺/0.4%Tm³⁺的掺杂LiTaO₃多晶材料实现了最为接近标准白光的发射。

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）。

提高上转换发光效率是促进上转换发光材料实际应用的关键。在NaErF₄@NaYF₄体系中，惰性NaYF₄壳层可以抑制高组分Er³⁺掺杂下的发光浓度猝灭，其上转换发光主要来源于Er³⁺⁃Er³⁺的能量传递上转换。本文利用共沉淀法制备了Er³⁺和Yb³⁺分区掺杂的NaErF₄@NaYbF₄@NaYF₄核壳结构的纳米颗粒，通过包覆惰性壳层研究Er³⁺⁃Yb³⁺⁃Er³⁺之间的能量传递和反向能量传递过程。由于808 nm波长只能激发Er³⁺而不能激发Yb³⁺，因此在808 nm波长激发下，Er³⁺在惰性壳层的保护作用下将激发态能量传递给Yb³⁺，随后通过反向能量传递回Er³⁺，使得Er³⁺的上转换发光增强。实验结果发现，当中间层Yb³⁺掺杂浓度为100%时，绿色和红色上转换发光最大增强倍数为24.9和9.79。

利用溶剂热法制备了六角相NaYF₄∶20%Yb，2%Er@NaYF₄@NaYbF₄∶0.5%Tm@NaYF₄多层核壳结构稀土掺杂上转换纳米粒子，研究其在低温场（10~295 K）及980 nm激发下分别来自于Er³⁺的绿色与红色以及Tm³⁺的蓝色发光的上转换发光性质。结果显示，绿光强度随温度升高呈现出先增后降的变化趋势，而蓝光强度随温度升高呈现热衰减的趋势。本工作利用发光强度比的测温方法实现了精准的温度测量，相对灵敏度可达3.2%·K^-1。并通过改变外层发光壳层的厚度调节发光强度比，进一步应用于低温场光学防伪。

近年来，将近红外光转换为短波长的可见或近红外光的稀土纳米晶上转换发光研究吸引了生物成像、纳米温度传感、太阳能电池等领域研究者的广泛关注。面向多领域的应用需求，稀土纳米晶上转换发光需提高其发光强度、发光波长以及激发波长的选择性。本文综述了纳米尺度上，通过组成、结构以及核壳结构的设计，在理解上转换发光过程的能量传递路径和上转换发光过程的基础上，提高对上转换发光的颜色、各跃迁的比例以及发光强度、发光寿命等调控的研究进展。此外，还关注了纳米晶与贵金属表面电场、表面有机分子以及环境温度的耦合在提高辐射跃迁几率、减少无辐射能量损失等方面提高其上转换发光强度的研究发展趋势。