Conversion ascendante de photon

La conversion ascendante de photon est le processus par lequel un atome absorbe consécutivement deux photons (ou plus) et en émet un seul, de longueur d'onde inférieure. Il s'agit d'un déplacement anti-Stokes. Il existe ainsi des fluorophores absorbant des photons infra-rouges et émettant de la lumière visible[1],[2],[3].

3 barres horizontales (états d'excitation), deux flèches rouges vers le haut (2 absorptions) et une bleue vers le bas (1 émission).
Diagramme énergétique du processus de conversion ascendante.

Ce processus a été proposé en 1959 par N. Bloembergen[4], et observé expérimentalement par François Auzel en 1966[5],[6].

Les matériaux capables d'une telle conversion ascendante contiennent souvent des ions appartenant au bloc f et au bloc d de la classification périodique. C'est le cas des ions Ti2+, Ni2+, Mo3+, Re4+, et Os4+.

Les trois mécanismes mis en jeu sont la conversion ascendante par transfert d'énergie, l'absorption à l'état excité et l'avalanche de photons. La conversion ascendante doit être distinguée de l'absorption à deux photons et de la génération de seconde harmonique.


RéférencesModifier

  1. (en) M. Haase et H. Schäfer, « Upconverting Nanoparticles », Angewandte Chemie International Edition, vol. 50,‎ , p. 5808–5829 (DOI 10.1002/anie.201005159)
  2. (en) François Auzel, « Upconversion and Anti-Stokes Processes with f and d Ions in Solids », Chem. Rev., vol. 104, no 1,‎ , p. 139–174 (DOI 10.1021/cr020357g)
  3. (en) Daniel R. Gamelin et Hans U. Güdel, « Design of Luminescent Inorganic Materials: New Photophysical Processes Studied by Optical Spectroscopy », Acc. Chem. Res., vol. 33, no 4,‎ , p. 235–242 (DOI 10.1021/ar990102y)
  4. (en) N. Bloembergen, « Solid State Infrared Quantum Counters », Phys. Rev. Lett., vol. 84, no 2,‎ (DOI 10.1103/PhysRevLett.2.84)
  5. François Auzel, « Compteur quantique par transfert d'énergie entre deux ions de terres rares dans un tungstate mixte et dans un verre », C. R. Acad. Sc. Paris, vol. 262, no 1016,‎ (lire en ligne)
  6. François Auzel, « Compteur quantique par transfert d'énergie de Yb3+ à Tm3+ dans un tungstate mixte et dans un verre germanate », C. R. Acad. Sc. Paris, vol. 263, no 819,‎ (lire en ligne)