稀土摻雜上轉換髮光材料吸收紅外光轉換為可見光，由於其獨特的反斯托克斯發光特性，化學穩定性高、所發射的熒光譜帶窄、熒光背景干擾低等優點
非常適用於防偽領域。
但是，特定激發波長下的單調發光顏色導致這些材料的編碼空間較小，無法滿足大資料量的儲存需求。實現更多顏色可調的上轉換髮射來提供高密度和複雜的資料編碼資訊是一個亟需解決的問題。
燕山大學劉世民教授課題組
提出了一種透過材料設計，獲得外部雙波長激發與摻雜稀土離子濃度調節相結合來實現多種顏色發射的策略。
在980nm和1550nm鐳射器共同激發的協同效應下，可以透過改變鐳射器的功率來操縱電子的躍遷過程，從而實現不同的發射顏色，這種操縱方法簡單方便而不需要額外的引入其他的外部刺激條件。相關結果以題目“Dual-Wavelength Responsive Broad Range Multicolor Upconversion Luminescence for High-Capacity Photonic Barcodes”發表在
Advanced Optical Materials
上。博士研究生英偉濤為第一作者，燕山大學材料科學與工程學院劉世民教授和環境與化學工程學院谷建民副教授為該論文的共同通訊作者。該專案得到了國家自然科學基金委的支援。
論文連結：
https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/10。1002/adom。202100197
由於鐳射器功率的靈活調整，可以獲得更加細緻的發射顏色變化。此外，在雙波長激發的基礎上，透過調節Yb3+離子的摻雜濃度基於能量反向傳遞過程可以進一步擴充套件多色發射的範圍，從而
實現了從綠色到紅色區域的寬範圍且精細的顏色調控
。以獲得的大量上轉換髮射光譜的發光峰位置和發光強度資訊為識別程式碼設計了一種用於高階防偽的光子條形碼。發射光譜中發光峰位置和發光峰強度來確定條形碼中各個條碼的位置和寬度，隨機選擇幾組發射光譜對應的子條形碼進行組合便可得到完整的條形碼。
基於雙波長響應特性，產生的大量光譜資訊所對應的子條形碼可以進一步排序，構建出一個遠大於普通的條形碼資料庫，最多可提供高達上百萬種編碼組合。這些結果為提升高階防偽技術水平提供了全新的理論依據和技術支撐。這項技術已經申報國家發明專利，專利申請號：202110447186。5。
*感謝論文作者團隊對本文的大力支援。
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