上转换发光材料作为近年来迅速发展的新一代发光材料,相比于传统的传感材料具有一系列突出的优点:光稳定性好、强穿透能力、毒性低、化学稳定性好、荧光寿命长、灵敏度高等,因此以上转换发光材料为核心制备的上转换光学传感器作为一种新型的传感器件被广泛用于生物传感、温度传感及化学试剂检测等方面。上转换光学传感器是利用光学原理来进行测量,拥有非接触和非破坏性等优点,测量非常精确,是一种光学稳定性好、抗干扰能力强、灵敏度高、可定性定量测量的新型传感器件,因此深入研究上转换光学传感器件具有非常重要的现实意义且具有广阔的研究前景。本文主要以核心材料稀土上转换发光晶体为主要研究对象,制备高精度的上转换光学传感器件,通过两种不同的实验方案来研究对稀土上转换发光晶体发光性能的改变,实现了对上转换光学传感器件的信号调控,并基于上转换光学传感器件实现了对碱性品红的高精度检测。本文主要内容如下:（1）实现了稀土上转换发光晶体的制备,稀土上转换发光晶体是构建上转换光学传感器件的核心材料,通过简单的水热法制备出形貌尺寸良好,发光强度高的上转换微晶,该微晶能在980nm近红外光的激发下,发出明亮耀眼的可见光。（2）研究了不同基质材料和掺杂对上转换发光晶体发光性能的控制,研究了掺杂Tm³⁺,Er³⁺和Yb³⁺离子的四种基质材料[Na REF₄,RE=Y,Lu,Gd,La]的上转换发光晶体的结构形态和光学性质,并用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）光谱来表征样品。发现上转换晶体的发光性能与基质材料,粒径,掺杂物质和浓度以及内部结构密切相关,重要的是绿色与红色发射的强度比和蓝色与红色发射的强度比高度与基质材料的性质密切相关,此外还讨论了四种基质材料中的上转换机制。（3）通过上一步的研究,在考虑微晶的形态尺寸及发光性能的基础上选取了最适合后续研究展开的Na Lu F₄:Yb³⁺/Er³⁺上转换发光材料来制备微晶,通过掺杂Na Mn F₃实现了对Na Lu F₄:Yb³⁺/Er³⁺晶体的发光和磁性控制,由于Mn²⁺离子和镧系元素离子之间的能级匹配,可以比较容易地控制晶体的多色发射,并且在研究中还发现这些晶体具有顺磁性和铁磁性,强度随Na Mn F₃含量呈现相反变化。最后用基于该Mn²⁺掺杂微晶构建的上转换光学传感器件实现了对碱性品红的定性定量检测,发现红色与绿色发光的积分强度比对碱性品红（BF）的浓度敏感,红绿发光积分强度比随着品红浓度的增加而增加,能够根据红绿发光积分强度比,比较容易地获得品红浓度,并且检测限能达到0.0015mg/ml。