近日，课题组在近红外二区（NIR-II，1000–3000 nm）上转换发光及光学信息加密方面取得新进展，相关成果以“NIR-II-to-NIR-II upconversion and covert optical encryption in lanthanide halide double perovskites”为题发表在国际知名期刊《Optics Letters》上。论文第一作者为硕士研究生李梦亚，通讯作者为贾陌尘研究员和史志锋教授。

NIR-II发光具有低散射、低组织自发荧光干扰和较强组织穿透能力，在光通信、信息安全和生物成像等领域具有重要应用价值。特别是1550 nm激发的NIR-II上转换，可将激发与发射均限制在近红外波段，有利于实现隐蔽的光学信号传输，为信息加密和防伪提供新的可能。Er3+在1550 nm波段具有较强吸收，是实现这一过程的重要稀土离子，但高浓度Er3+又容易因离子间能量迁移和交叉弛豫产生浓度猝灭，限制了上转换效率及对其他稀土离子的敏化能力。

针对这一问题，研究团队选择稀土卤化物双钙钛矿Cs2NaLuCl6作为基质。其低声子能量和有序晶体结构有利于降低非辐射损失，为高浓度Er3+掺杂提供良好环境。引入高浓度Er3+可增强1550 nm光的吸收，并利用Er3+离子间的能量迁移将能量传递给Tm3+、Nd3+和Ho3+，实现了多种NIR-II上转换发射。其中，Er3+向Tm3+的能量传递使Tm3+在1220 nm处产生较强的NIR-II发射。进一步引入Yb3+作为能量桥接离子，改善Er3+与Tm3+之间的能级匹配，使1220 nm发射增强48%。同时，Yb3+与Er3+间的交叉弛豫可以调控激发态布居，实现了激发条件依赖的多色发光。利用材料同时具有可见光和NIR-II发射的特点，研究团队进一步开展了光学信息加密。在1550 nm激发下，不同样品的可见光发射相近，而通过NIR-II成像可以识别隐藏信息；在365 nm紫外激发下，不同样品又呈现不同颜色，从而实现多层次的信息读取和隐蔽防伪。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金、中原青年拔尖人才等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.608725