近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實驗室在穩(wěn)定高效可見上轉(zhuǎn)換發(fā)光微晶方面取得新進(jìn)展，首次揭示了Yb3+/Ho3+共摻LiYF4微晶在不同激發(fā)光功率照射下保持穩(wěn)定高效的綠光和紅光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Alloys and Compounds。

研究團(tuán)隊利用低溫水熱共沉淀的方法合成了尺寸在20μm左右的八面體Yb3+/Ho3+共摻LiYF4微晶。得益于氟化物低聲子能量的優(yōu)勢，在976nm近紅外激光的照射下，Yb3+離子吸收激發(fā)光的能量并將其傳遞給Ho3+產(chǎn)生高效的綠色和紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光。當(dāng)激發(fā)光能量密度從1.0變化到5.6W/cm2時，綠光和紅光上轉(zhuǎn)換強(qiáng)度占比變化均小于1%，遠(yuǎn)低于商用樣品（25%）和已報道的Yb3+/Ho3+共摻NaGdF4微晶（6%），實現(xiàn)更穩(wěn)定的綠光和紅光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。

利用稀土離子能級實現(xiàn)可見光上轉(zhuǎn)換在防偽，三維顯示，太陽能電池等領(lǐng)域具有重要潛在應(yīng)用。上海光機(jī)所高功率激光單元技術(shù)實驗室致力于研發(fā)新型的可見發(fā)光晶體與玻璃材料，該項成果為發(fā)展高光學(xué)穩(wěn)定性、高可靠性新型可見光上轉(zhuǎn)換材料提供了重要思路及參考。

Yb3+/Ho3+共摻LiYF4微晶在不同功率激發(fā)光照射下的光譜圖。左邊插圖為掃描電鏡圖，右上插圖為Yb3+/Ho3+共摻LiYF4微晶和商用樣的應(yīng)用展示。