上轉換發光
哥倫比亞工程研究人員已經在納米顆粒中實現的光子雪崩機理反應過程圖示。
圖片來源：Miko?aj?ukaszewicz/波蘭科學院
光子雪崩（1）
哥倫比亞工程學院的研究人員報告聲稱，他們研發出了首個能展示“光子雪崩（photon avalanching, PA）”的納米材料。“納米粒子實現光子雪崩這一現象可以開辟一系列廣受歡迎的應用。
在光學中，光子雪崩是單個光子在晶體內的吸收進而導致許多光子的發射的過程。研究人員在專用激光器中使用了光子雪崩，光子的吸收引發了光學事件的連鎖反應，最終導致有效激光發射。
Tm3+摻雜納米晶體中光子雪崩的機理
研究人員要特別注意的是，僅吸收一個光子不僅會導致發射大量光子，而且還會導致發射的光子被“上轉換（upconverted）”，每個光子的能量都比單個吸收光子的能量更高。
何為上轉換（2）
上轉換發光(Upconversion Luminescence)是一種特殊的發光過程,它能在連續光激發下將低能量光子轉化為高能光子;因此上轉換發光過程不同于傳統的熒光過程,也不同于脈沖光激發雙光子熒光過程;上轉換發光所需的功率密度較低，上轉換發光這種獨特的性質為其應用提供了廣闊的空間。
上轉換發光光譜測量
而對于上轉換發光光譜的測量，荷蘭Avantes公司推出的AvaSpec-HERO非常適合此應用。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范圍，非常適合弱光測量。
（1）該研究的標題為“來自光子雪崩納米粒子的巨型非線性光學響應（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. 上轉換發光檢測研究[C]// 第七屆全國物理無機化學學術會議. 0.