借助光子晶体实现的多波长紫外光上转换
光学
2026-01-26 v1
摘要
上转换发光由低能量光子吸收后再发射高能量光子组成。该过程主要在镱系合金中研究，将单色近红外激发光上转换至近红外或可见光，且仅限于将宽带激发上转换至紫外光。此外，将上转换近红外和可见光转化为紫外光对于太阳能到燃料转换或环境修复等应用至关重要。然而，镱系合金的吸收截面积较小，限制了上转换发光的效率。本文通过在光子晶体中工程化布洛赫模态，以辅助多波长上转换机制，实现了Yb3+-Tm3+掺杂薄膜紫外光上转换发光的28倍增强。选取并优化材料，以设计无寄生吸收损耗的纳米结构。扫描光子晶体的几何参数，以将慢光共挑态匹配至Tm3+的激发态跃迁，从而增强入射可见光吸收。紫外光提取也通过光子晶体的布洛赫模态得以增强。本文对这两个作用进行了量化，测量得到的光子带结构与电磁仿真结果良好吻合。
引用
@article{arxiv.2601.16732,
title = {Multi-wavelength UV Upconversion in Lanthanides assisted by Photonic Crystals},
author = {Damien Rinnert and Emmanuel Drouard and Antonio Pereira and Celine Chevalier and Aziz Benamrouche and Benjamin Fornacciari and Hai Son Nguyen and Gilles Ledoux and Christian Seassal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16732},
year = {2026}
}