在說(shuō)到上轉(zhuǎn)換發(fā)光之前毁菱，先來(lái)回顧一下光致發(fā)光（即熒光）米死。1852年Stokes在研究奎寧和葉綠素的熒光時(shí)锌历，用分光計(jì)觀察到熒光波長(zhǎng)
比入射波長(zhǎng)稍長(zhǎng)些，原來(lái)當(dāng)物質(zhì)吸收了較短波長(zhǎng)的輻照能量后峦筒，受激發(fā)的原子或分子會(huì)再發(fā)射較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光究西，這種再發(fā)射的光就叫做熒
光。
上轉(zhuǎn)換發(fā)光是一種違背了Stokes定律的發(fā)光現(xiàn)象勘天，因?yàn)樵谏限D(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程中怔揩，物質(zhì)分子或原子吸收的光子能量低于發(fā)射的光子能量，
即將紅外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光或?qū)⒖梢?jiàn)光轉(zhuǎn)化為紫外光（如上圖所示）脯丝。
關(guān)于上轉(zhuǎn)換過(guò)程發(fā)光機(jī)制目前有以下三種：
a 激發(fā)態(tài)吸收ESA
激發(fā)態(tài)吸收是指同一個(gè)粒子從基態(tài)通過(guò)連續(xù)多光子吸收到達(dá)能量較高的激發(fā)態(tài)商膊。首先,發(fā)光中心處于基態(tài)G上的離子吸收一個(gè)能量為φ1
的光子，躍遷至中間亞穩(wěn)態(tài)E1能級(jí),若光子的振動(dòng)能量恰好與E1能級(jí)及更高激發(fā)態(tài)能級(jí)E2的能量間隔匹配,那么E1能級(jí)上的該離子通過(guò)
吸收光子能量而躍遷至E2能級(jí)宠进，從而形成雙光子吸收,只要高能級(jí)上粒子數(shù)量夠多,形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),那么就可以實(shí)現(xiàn)較高頻率的激光發(fā)
射,出現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光晕拆。
b 能量傳遞過(guò)程ETU
能量傳遞是指通過(guò)非輻射過(guò)程將兩個(gè)能量相近的激發(fā)態(tài)離子A、B耦合材蹬，其中A把能量轉(zhuǎn)移給B回到基態(tài)实幕，B接受能量而躍遷到更高的能
態(tài)，從而使B能夠從更高的能級(jí)發(fā)射堤器。
c 光子雪崩過(guò)程PA
光子雪崩過(guò)程是激發(fā)態(tài)吸收和能量傳遞過(guò)程相結(jié)合發(fā)生的上轉(zhuǎn)換發(fā)光昆庇。
其實(shí)要發(fā)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光，發(fā)光中心的亞穩(wěn)態(tài)需要較長(zhǎng)的能級(jí)壽命闸溃，光子能在亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定存在一段時(shí)間整吆，因此在吸收下一個(gè)光子之前不會(huì)
發(fā)生弛豫，這樣相當(dāng)于可以經(jīng)過(guò)雙光子或多光子過(guò)程使其從基態(tài)躍遷到較高的激發(fā)態(tài)辉川，進(jìn)而發(fā)光表蝙。
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