随着新一代信息技术的飞速发展，通信系统对网络数据处理速度和鲁棒性提出了更高的要求。传统的数据传输系统主要依靠电子互连方式，其存在传输速度慢、串扰强等问题。而光子技术被认为是能实现高性能信息处理、通信和数据存储的理想方法。氟氧化物玻璃陶瓷，它结合了玻璃的结构简单、损耗低、光学性能可调、化学稳定性高的特点和氟化物晶体的声子能量低的优点，可以显著提高活性离子的光学性能。稀土离子（如Er³⁺）具有丰富的能级，可以被不同波长的光源激发，这为通过适当的泵浦策略实现有效的光调制提供了一个很好的机会。NaYF₄晶体的声子能量低，Er³⁺掺杂的NaYF₄纳米晶体是公认的最高效的上转换发光材料。Er³⁺和NaYF₄的合成可以提供高效稳定的材料基础，是研究发光调制的优良材料。由于双波长激发策略泵浦效率高，已被证明是一种获得优异光学性能的有效方法。通过采用这种激发方式，邻近的激发态离子和激发态之间的传递能量增强了活性离子的基态吸收，有利于提高光转换效率，实现突出的光调制性能。

       近日，我室研究生李赛辉（第一作者），林常规和谭林玲（通讯作者）合作，共同在Journal of the American Ceramic Society上发表题为“Two-wavelength excitation–driven robust operation of green up-conversion emission in Er³⁺-doped oxyfluoride glass–ceramic”的论文（Journal of the American Ceramic Society，2023, 106.2: 1015-1024, IF= 4.186）。在这项工作中，我们在850和1550 nm的同时激发下，实现了含有NaYF₄:Er³⁺纳米晶体的氟氧化物的绿色上转换发光的快慢光调制。与传统的单波长激发相比，双波长同时泵浦的上转换发光强度提高了约6倍。通过将连续1550 nm激光与脉冲850 nm激光或脉冲1550 nm激光与连续850 nm激光器组合，可以观察到绿色上转换发光的快或慢光学响应，并实现高达两倍的调制差异。特别是在双波长泵浦下，玻璃陶瓷绿色上转换的量子效率高达~1.88%，远高于单波长泵浦的外量子效率(~0.2%，~0.42%)。这些结果表明，含NaYF₄:Er³⁺纳米晶体的氟氧化氧对绿色上转换发光的快慢光调制可能在全光数据处理中有潜在的应用前景。

图1 自主搭建的双波长泵浦光学测试系统。

图2 （a）透过光谱；（b）吸收光谱；（c）双波长激发下的快慢绿色上转换荧光调制的电子跃迁示意图；（d-e）850和1550 nm激发下玻璃陶瓷的绿色上转换荧光调制的连续“开-关”循环；（f）绿色上转换荧光调制对泵浦方案的依赖性。