掺镧微粒中的偏振调制上转换与下转换发光：从可见光到近红外范围

《Laser & Photonics Reviews》：Polarization-Modulated Upconversion and Downconversion Luminescence in a Lanthanide-Doped Microparticle from Visible to Near-Infrared

稀土掺杂β-NaYF4微晶通过调控浓度、激发功率及共掺杂（Yb3+/Ce3+）实现偏振响应从0到0.997的宽域可调，近红外光子学应用潜力显著。

　　

摘要

对偏振敏感的镧系发光材料为定向光子学、高分辨率成像和信息加密提供了新的机遇。然而，尤其是在近红外区域实现可调且可重复的偏振响应仍然具有挑战性。本文提出了一种综合策略，通过调整激活剂浓度、激发功率和镧系元素的掺杂比例来调控掺镧系元素的β-NaYF₄:Er³⁺微晶的偏振响应。通过单粒子光学研究，证明了偏振度可以从0调节到0.997，并且高阶多光子过程增强了材料的各向异性。结构分析表明，局部对称性畸变和晶体场效应控制了观察到的偏振现象。与Yb³⁺和Ce³⁺共掺杂能够通过离子间能量转移来控制激发态的分布，从而实现对激发各向异性的精细调节。这一策略在Yb³⁺/Tm³⁺共掺杂系统中得到了进一步验证，该系统在1219和1469纳米处的下转换发射表现出与光子阶数和功率相关的正弦偏振响应。这些发现表明，掺镧系元素的β-NaYF₄微晶是用于偏振分辨光子器件的有前景的材料，在红外探测、光学数据存储和先进的近红外成像技术中具有潜在的应用价值。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。