晶体中Ce3+离子多光子吸收上转换发光机理的研究

项目申请人首次在Ce:YAlO3、Ce:Lu2Si2O7和 Ce:Gd2SiO5晶体中发现了Ce3+离子的多光子吸收上转换发光现象，在此基础上，本项目提出借助超快飞秒激光多光子吸收效应在掺Ce3+的硅酸盐(Re2SiO5和Re2Si2O7,Re=Gd、Lu、Y)和铝酸盐(ReAlO3，Re=Gd、Lu、Y)系列晶体中实现上转换荧光并研究发光机理。其关键思想是利用飞秒激光在晶体中产生的有效同步多光子吸收非线性效应，克服传统上转换机制需要稀土激活离子多个亚稳激发态的限制，在Ce3+离子的单基态和单激发态之间实现上转换发光。.本项目针对目前稀土离子由4fn和4fn-15d能级之间跃迁形成的紫外和蓝色波段上转换荧光未能实现这个关键性问题开展研究，不仅对于探索飞秒激光脉冲与材料相互作用产生上转换发光的机理具有重要的科学意义，而且在固态显示、光存储、光通讯和荧光成像等领域具有潜在的应用价值。