上轉(zhuǎn)換發(fā)光
哥倫比亞工程研究人員已經(jīng)在納米顆粒中實(shí)現(xiàn)的光子雪崩機(jī)理反應(yīng)過程圖示。
圖片來源：Miko?aj?ukaszewicz/波蘭科學(xué)院
光子雪崩（1）
哥倫比亞工程學(xué)院的研究人員報告聲稱，他們研發(fā)出了首個能展示“光子雪崩（photon avalanching, PA）”的納米材料。“納米粒子實(shí)現(xiàn)光子雪崩這一現(xiàn)象可以開辟一系列廣受歡迎的應(yīng)用。
在光學(xué)中，光子雪崩是單個光子在晶體內(nèi)的吸收進(jìn)而導(dǎo)致許多光子的發(fā)射的過程。研究人員在專用激光器中使用了光子雪崩，光子的吸收引發(fā)了光學(xué)事件的連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致有效激光發(fā)射。
Tm3+摻雜納米晶體中光子雪崩的機(jī)理
研究人員要特別注意的是，僅吸收一個光子不僅會導(dǎo)致發(fā)射大量光子，而且還會導(dǎo)致發(fā)射的光子被“上轉(zhuǎn)換（upconverted）”，每個光子的能量都比單個吸收光子的能量更高。
何為上轉(zhuǎn)換（2）
上轉(zhuǎn)換發(fā)光(Upconversion Luminescence)是一種特殊的發(fā)光過程,它能在連續(xù)光激發(fā)下將低能量光子轉(zhuǎn)化為高能光子;因此上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程不同于傳統(tǒng)的熒光過程,也不同于脈沖光激發(fā)雙光子熒光過程;上轉(zhuǎn)換發(fā)光所需的功率密度較低，上轉(zhuǎn)換發(fā)光這種獨(dú)特的性質(zhì)為其應(yīng)用提供了廣闊的空間。
上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜測量
而對于上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜的測量，荷蘭Avantes公司推出的AvaSpec-HERO非常適合此應(yīng)用。AvaSpec-HERO是一款科研級的光譜儀具有極高的的信噪比以及動態(tài)范圍，非常適合弱光測量。
（1）該研究的標(biāo)題為“來自光子雪崩納米粒子的巨型非線性光學(xué)響應(yīng)（Giant nonlinear optical responses from photon avalanchingnanoparticles）”。論文地址：https://arxiv.org/pdf/2007.10551.pdf
https://phys.org/news/2021-01-avalanches-nanoparticles.html
（2）馮瑋, 李富友. 上轉(zhuǎn)換發(fā)光檢測研究[C]// 第七屆全國物理無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會議. 0.