发光与显示团队在近红外光学测温领域取得新进展

近期，我院发光与显示团队在近红外光学测温领域的研究取得新进展，研究成果“Tunable and highly sensitive fluorescent thermometers from La₂CaZrO₆:Cr³⁺with a time-resolved technology”发表在《Optics Letters》（2024,49(7), 1749），硕士研究生郭刚刚、郗琼为论文的共同第一作者，李旭研究员为通讯作者。

传统的接触式测温技术往往不适用于形状不规则的表面、腐蚀性和放射性环境以及强电场和强磁场等特殊环境。基于荧光感温材料的非接触式光学测温技术可以克服上述缺陷，近年来，掺杂Cr³⁺的近红外荧光粉在光学测温领域得到了广泛的研究。Cr³⁺的自旋禁止的²E→⁴A₂跃迁和自旋允许的⁴T₂→⁴A₂跃迁在不同温度下表现出不同的性质，被广泛应用于近红外光学温度计的设计。掺杂Cr³⁺的光学温度计主要在400 K以下具有较高的温度相对灵敏度，在400 K以上的温度测量中，Cr³⁺的相对灵敏度往往表现欠佳，并且存在着相对灵敏度和温度分辨率无法按需调整等问题。该团队分析了荧光粉的荧光寿命的温度依赖特性，提出了一种时间分辨技术结合荧光粉La₂CaZrO₆:Cr³⁺的荧光强度比温度计；该光学温度计在473 K时可获得2.56% K^-1的最大相对灵敏度值，且最小温度分辨率0.099 K，同时探索了一种通过控制时间门的比例来调节相对灵敏度和温度分辨率的方法。

以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、中央引导地方项目和物理学院公共测试中心的资助与支持。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.518384