[发明专利]一种基于不同稀土离子近红外荧光的高灵敏度测温方法

权利要求书

1.一种基于不同稀土离子近红外荧光的高灵敏度测温方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将Na₂CO₃、WO₃、Y₂O₃、Yb₂O₃和Nd₂O₃按照摩尔比为Na₂CO₃：WO₃：Y₂O₃：Yb₂O₃：Nd₂O₃＝100：400：88：10：2的比例混合，再置于高温炉中，在950℃-1050℃条件下加热4-5小时后，自然冷却至室温，即可得到NaY(WO₄)₂：Yb³⁺/Nd³⁺荧光粉，记作荧光粉1；

(2)将Na₂CO₃、WO₃、Y₂O₃和Er₂O₃按照摩尔比为Na₂CO₃：WO₃：Y₂O₃：Er₂O₃＝100：400：99：1的比例混合，再置于高温炉中，在950℃-1050℃条件下加热4-5小时后，自然冷却至室温，即可得到NaY(WO₄)₂：Er³⁺荧光粉，记作荧光粉2；

(3)将Na₂CO₃、WO₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、Nd₂O₃和Er₂O₃按照摩尔比为Na₂CO₃：WO₃：Y₂O₃：Yb₂O₃：Nd₂O₃：Er₂O₃＝100：400：87：10：2：1的比例混合，再置于高温炉中，在950℃-1050℃条件下加热4-5小时后，自然冷却至室温，即可得到的NaY(WO₄)₂：Yb³⁺/Nd³⁺/Er³⁺荧光粉，记作荧光粉3；

(4)将步骤(1)得到的荧光粉1和步骤(2)得到的荧光粉2按照摩尔比为1:1的比例混合，并压成两个薄片，记作样片1；由于所述样片1为两个，分别记作样片11和样片12；

(5)将步骤(4)得到的样片11置于高温炉中，在650℃-750℃条件下加热4-5小时后，自然冷却至室温，即可得到NaY(WO₄)₂：Yb³⁺/Nd³⁺+NaY(WO₄)₂：Er³⁺样片，记作样片2；

(6)将步骤(3)得到的荧光粉3压成薄片，即可得到NaY(WO₄)₂：Yb³⁺/Nd³⁺/Er³⁺样片，记作样片3；

(7)利用980nm波长的二极管激光器来泵浦步骤(4)中得到的样片12，测量30mW到330mW功率下Nd³⁺离子辐射出的710nm-920nm的近红外光谱与Er³⁺离子辐射出的1400nm-1700nm的近红外光谱，对不同功率下两个波段的荧光光谱进行积分，建立每一个波段荧光强度积分与相应测量功率之间的对应关系，拟合出荧光强度与功率之间的对数关系曲线；

(8)利用980nm波长的二极管激光器来泵浦步骤(4)中得到的样片12，测量从室温到500℃的Nd³⁺离子辐射出的710nm-920nm与Er³⁺离子辐射出的1400nm-1700nm的近红外光谱，对不同温度下两个波段的荧光光谱进行积分，并建立两个积分的比值与温度的对应关系，拟合出样片12的荧光强度比与温度关系的标准曲线；

(9)利用980nm波长的二极管激光器来泵浦步骤(5)中得到的样片2，测量从室温到500℃的Nd³⁺离子辐射出的710nm-920nm与Er³⁺离子辐射出的1400nm-1700nm的近红外光谱，对不同温度下两个波段的荧光光谱进行积分，并建立两个积分的比值与温度的对应关系，拟合出样片2的荧光强度比与温度关系的标准曲线；

(10)利用980nm波长的二极管激光器来泵浦步骤(6)中得到的样片3，测量从室温到500℃的Nd³⁺离子辐射出的710nm-920nm与Er³⁺离子辐射出的1400nm-1700nm的近红外光谱，对不同温度下两个波段的荧光光谱进行积分，并建立两个积分的比值与温度的对应关系，拟合样片3荧光强度比与温度关系的标准曲线；

(11)将样片12、样片2、样片3中任意一种样品置于待测环境中用980nm的激光器泵浦，测量样品中Nd³⁺离子辐射出的710nm-920nm近红外光光谱和Er³⁺离子辐射出的1400nm-1700nm的近红外光光谱，并将两波段的荧光强度比与步骤(8)、(9)和(10)中相应的标准曲线作比较，并进行计算，即可得到待测环境的温度。