大连海事大学实现蓝光LED泵浦近红外光源关键突破

据《中国科学报》孙丹宁报道，近日，大连海事大学教授田莹团队在蓝光LED泵浦高效近红外光源领域取得新进展，通过设计硫化物中的阳离子和晶体结构，使NaLaS₂:Yb³⁺荧光粉的吸收覆盖整个蓝光区，与商用蓝光LED芯片发射位置匹配。相关成果发表于Laser&Photonics Reviews。

近红外光以其深层穿透、无损伤及不可见等独特优势，在生物成像、无损检测与夜视等领域具有重要应用。然而，传统近红外光源受限于体积大、效率低、成本高等瓶颈，发展面临严峻挑战。荧光粉转换型LED（pc-LED）技术被视为理想的替代方案，其核心在于蓝光激发的高效近红外荧光粉的开发。目前，可被商用蓝光LED有效激发的近红外荧光粉主要依赖于Cr³⁺离子掺杂。

然而，Cr³⁺离子的d-d跃迁具有部分禁戒性质，导致光子吸收效率低。相比之下，电荷迁移态（CTS）属于允许跃迁，可以实现极强的吸收。但电荷迁移态吸收位置大都位于紫外区。因此，将CTS能级红移至蓝光区，以构建全新的蓝光敏化机制，是推动新一代高效近红外光源技术发展的关键。

本工作中，团队成功调节S^2-→Yb³⁺ CTS吸收带向低能方向移动。在450nm激发下，NaLaS₂:Yb³⁺表现出强烈的位于994 nm近红外发射，内、外量子效率分别高达64%和45%。该荧光粉还具有良好的热稳定性，在420K下，发射强度仍保持室温下的88.7%。基于NaLaS₂:Yb³⁺荧光粉制备的近红外pc-LED表现出优异的光电转换效率和近红外输出功率，在无损检测、生物成像和夜视等领域展现出巨大潜力。

该工作为开发蓝光LED泵浦的高效固态光源提供了新的策略。（来源：中国科学报 作者：孙丹宁）

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