A excitação a laser dupla aumenta a emissão de luz em nanoescala

A luz ainda mantém surpresas – como demonstrado por pesquisadores do Extremely -Afast Fenomena Lab da Faculdade de Física da Universidade de Varsóvia, em colaboração com o Instituto de Pesquisa de Baixa Temperatura e Estrutura, a Academia de Ciências da Polônia, que descobriu um novo efeito de aprimoramento na emissão de nanopartículas de conversão de alta. Eles demonstraram que a excitação simultânea dessas nanoestruturas com duas vigas quase infravermelhas de luz a laser leva a um aumento significativo na intensidade da emissão.

Sob condições cuidadosamente escolhidas, a emissão visível surge apenas quando ambos os raios são aplicados juntos, embora nenhum feixe Somente produz qualquer emissão. Esta descoberta abre caminho para visualizar radiação infravermelha além da faixa de sensibilidade de detectores padrão. As descobertas, potencialmente aplicáveis ​​em microscopia e tecnologias fotônicas, foram publicado no diário ACS Nano.

Entre os materiais fotoativos usados ​​em tecnologias fotônicas, aqueles que absorvem fótons de menor energia e emitem mais de energia superior. Esse processo é possível pela absorção seqüencial de vários fótons, seguida pela emissão de um único fóton com maior energia.

Embora a conversão de atualização dos fótons proceed sendo um dos recursos mais utilizados desses materiais, outras aplicações surgem de sua resposta não linear. Ou seja, a intensidade da luz emitida não é uma função linear da intensidade da excitação. Essa não linearidade torna as nanopartículas de conversão de up-lantanidas particularmente úteis para melhorar a resolução da imagem microscópica.

Uma área completamente nova de aplicações em potencial foi aberta por Paulina Rajchel-Mieldzioć, Ph.D. candidato no UltraAfast Fenomena Lab no Instituto de Física Experimental. Seu trabalho alavancou o fato de que os íons metálicos de terras raras, o núcleo fotoativo de nanopartículas de conversão aumentada, exibem uma estrutura complexa de níveis de energia, permitindo que eles interajam com a luz em uma ampla gama de comprimentos de onda.

Ela descobriu que, quando essas nanopartículas são iluminadas não apenas com a luz de um comprimento de onda normalmente usado para excitação, mas também com vigas adicionais na faixa quase infravermelha, a intensidade da luz emitida pode aumentar drasticamente, às vezes em várias vezes.

“Além disso, sob condições específicas, luz visível A emissão pode ser desencadeada apenas através da ação conjunta de duas vigas NIR-nenhuma das quais produz o efeito por conta própria “, diz Rajchel-Mieldzioć.

Esse fenômeno recém -observado pode encontrar aplicações na detecção de infravermelho e sua conversão para a luz visível, bem como no desenvolvimento de novas técnicas de microscopia e computação puramente óptica – abrindo novas possibilidades para o futuro das tecnologias fotônicas.

O estudo foi realizado em colaboração com o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Artur BedNarkiewicz, do Instituto de Pesquisa de Baixa Temperatura e Estrutura, da Academia Polonosa de Ciências.