面向温度、重金属离子、生物（含生物小分子、核酸、蛋白和细胞层次）的高灵敏、高选择性、高分辨实时在线高精度检测；基于稀土微纳光电材料构建高灵敏、超分辨和快响应的全光纤传感检测实验系统；研究掺稀土纳米颗粒和有机框架材料的可控制备，分析不同微纳结构对荧光探针材料相对灵敏度的作用机理；研究二维材料如石墨烯等与结构性能可控的稀土微纳材料异质结耦合，制备稀土微纳传感光电器件；研究稀土离子在不同外部激励下的光谱特性，探讨稀土微纳光电器件的耦合新效应；探索非接触高灵敏的全光纤荧光传感器在温度、重金属离子、生物方面的检测性能；最终实现稀土微纳光电器件的可控组装及光电检测应用。