开发高性能的近红外可视化器件在生物成像、食物检测、健康监测和环境分析等领域有着重要意义。近红外可视化器件由光探测单元和发光单元组成, 可将人眼不可视的近红外光转换为可见光。其工作机制是, 光探测单元作为发光单元的载流子注入层, 在近红外光下产生光电流, 因而被近红外光照射的区域会产生电荷注入, 在发光单元的对应区域复合发光, 发射可见光。没有近红外光照射时, 光探测单元中不产生光电流, 将抑制发光单元中的电荷注入, 因而不发光。因此, 近红外可视化器件可用于对辐射、反射或吸收近红外光的物质成像。本综述介绍了近红外可视化器件的工作原理和最新进展, 包括基于无机、有机半导体等不同材料的近红外可视化器件。研究发现, 近红外可视化器件的光子转换效率由近红外光探测单元和发光单元的光电转换效率决定。本文归纳了提高近红外可视化器件的光子-光子转换效率的方法和相关工作, 探讨和展望了近红外光的可视化技术在三维图像分析、近红外检测卡、生物成像、健康和环境监测与检测的应用前景。

提高稀土掺杂材料的上转换荧光效率具有重大的应用价值。本文通过水热法合成了不同种类的碱金属离子掺杂氟化物上转换荧光材料, 通过对比样品上转换荧光特性研究其中碱金属离子的作用。发现锂离子能够明显改善稀土掺杂NaYF4的上转换荧光强度, 并在稀土掺杂LiYF4中实现了比常用的NaYF4中强近7倍的上转换荧光发射。此外, 在具有较高上转换效率的LiYF4基质中通过浓度优化, 合成了具有高效白光上转换发射的荧光粉, 其CIE坐标值为(0.32,0.36)。本项工作将对高效稀土掺杂上转换材料及照明器件的构建提供一定的参考。

研究了不同Er3+/Yb3+掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3+敏化Er3+的上转换发光机制。测试了Er3+离子在不同Yb3+浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3+∶Yb3+=1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3+/Yb3+共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。