Ho掺杂光子雪崩纳米颗粒

红绿蓝可调发射

通过双储层能级实现多通道上转换发光，可在同一近红外激发下实现红、绿、蓝三色发射并用于超分辨显微成像。

Dong, Hao · Guan, Linquan · Qiao, Shuqian · Liang, Yusen · Zhu, Zhimin · Jinwen, Zhang · Xiao-Yong, Wang · Yue, Ni · Guo, Xin · Lyu, Zeyu · Yang, Xiangfei · 孙聆东 · 詹求强 · 严纯华

Nature Photonics 2025

参数信息

非线性度

17–22

激发阈值

22 kW cm⁻²

横向分辨率（绿-蓝通道）

78 nm

技术优势

三色同源激发

利用Ho3+的5I7和5I6双储层能级形成平行能量回路，在单一965 nm连续波下同时激发红、绿、蓝多能级发射。

非线性度更高

通过调控掺杂浓度和核壳结构优化跃迁动力学，非线性度N达到17–22，远高于典型单储层体系。

阈值可低至22 kW cm⁻²

在室温下即可工作，激发阈值约22 kW cm⁻²，便于普通显微镜集成。

应用场景

• 超分辨显微成像：利用高非线性PA发射，在单束连续激光下突破衍射极限，实现多色亚衍射成像。
• 生物标记与成像：在低强度近红外激发下发出可见光，适合对活细胞进行低毒多色标记，避免紫外损伤。
• 非线性荧光探针：N值高达17–22，发光强度对激发功率高度敏感，可实现超线性荧光响应用于非线性成像。
• 量子上转换材料：通过阶梯状共振能量传递实现上转换，为设计新型量子上转换体系提供机制。