拓驱动的能量传输网络用于上升转换刺激的排放消耗显微镜
Weizhao Gu1,2, Simone Lamon3,4, Haoyi Yu1,2
1School of Artificial Intelligence Science and Technology, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai, 200093, China.
Light, science & applications
|December 3, 2025
概括
以拓驱动的能量转移在化物添加的上转化纳米粒子中使得超分辨率显微镜能够显著降低激光强度. 这种方法增强了高级成像应用的能量传输动态.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 光学显微镜的使用方法
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 用兰化物添加的上转化纳米粒子 (UCNPs) 对上转化刺激排放耗尽 (UPTCS-RED) 显微镜至关重要,可提供高光稳定性和低强度激光操作.
- 在UCNP中有效的能量传输动态对于实现超分辨率成像具有最小的激光功率和高光子预算至关重要.
- 传统的UCNP方法往往忽略了兰坦化离子空间分布对能量传输效率的影响.
研究的目的:
- 为UPTCS-RED显微镜在UCNP中引入拓驱动的能量传输网络.
- 为了降低超分辨率成像所需的激光强度,同时保持高光子预算.
- 调查UCNP中传感器和发射器的空间分离对于增强能量传输的作用.
主要方法:
- 制造50纳米核心外UCNP与空间分离Yb3+传感器和Tm3+发射器.
- 对拓依赖的能量迁移和交叉放松动态的分析.
- 使用低功率980nm激发和808nm枯竭激光器实现UPTCS-RED显微镜.
主要成果:
- 核心UCNP中的空间分离的Yb3+和Tm3+离子增强了能量传递动态.
- 取决于拓的能量迁移在低功率980nm激发下产生了强大的450nm上转换发光.
- 实现了0.06MW/cm2的和强度和65nm的横向分辨率,激光强度显著降低 (0.03MW/cm2激发,1MW/cm2耗尽).
结论:
- 在UCNP中以拓驱动的能量传输网络对于低功耗超分辨率显微镜是有效的.
- 对兰化物离子分布的空间控制优化了能量传输,提高了UPTCS-RED的性能.
- 与传统方法相比,这种方法可使激发减少10倍,耗尽强度减少3倍.
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