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我国科研团队探索出无需预先温度标定的发光测温新方法

文章来源:华夏双创研究院 发布时间:2026-11-03 09:01:19

从兰州大学获悉,该校材料与能源学院王育华教授团队在发光测温领域取得重要进展。研究团队基于锰离子反斯托克斯与斯托克斯声子边带的发光强度比,探索出一种无需预先温度标定的发光测温方法,为发展初级发光温度计提供了新思路。相关成果于近日发表在《科学进展》上。

温度传感在科学研究、工业生产和电子设备热管理等领域应用广泛。发光测温技术因非接触、响应快、空间分辨率高等优势受到关注。但传统发光强度比测温通常需要通过实验拟合建立温度校准曲线,不同测试条件下获得的拟合参数可能存在差异,影响测温结果的可靠性。因此,开发无需预先温度标定的发光测温方法具有重要意义。

针对这一问题,研究团队选取Mg14Ge5O244+(MGO)和K2SiF64+(KSF)两种典型发光材料,系统研究了锰离子反斯托克斯与斯托克斯声子边带的温度依赖特性。该方法基于声子振动能量与发光强度比之间的玻尔兹曼关系,通过独立确定的振动能量和相应的频率修正因子直接计算温度,无需预先拟合温度校准参数。

研究发现,在KSF材料中,声子边带尖锐且分离良好,经过仪器光谱响应校正及能量尺度转换后,不同声子振动模式的实验结果与理论计算结果具有良好一致性,验证了无需预先温度标定测温的可行性。在400K(开尔文)以下的测试范围内,平均测温误差约为1.5—5K。相比之下,MGO材料虽然热稳定性良好,但由于声子边带较宽且相互重叠,难以实现可靠的免温度标定测温。

“该研究揭示了声子边带光谱分辨特性对初级发光温度计的重要影响,为开发更加可靠的远程光学测温方法、提高不同测温设备间的结果可比性提供了新思路。”团队负责人、兰州大学材料与能源学院教授王育华表示。