民大新闻网讯  近日，我校物理与材料工程学院科研团队与哈尔滨工业大学科研团队协同攻关，在稀土红外光子上转换领域取得重要进展。相关成果以“Manipulatable Cascade Pumping Single-Photon Upconversion”为题在国际顶级期刊Nature Communications上发表。我校为论文第一完成单位，董斌教授、徐文教授和哈尔滨工业大学宋瑛林教授为共同通讯作者。

稀土红外光子上转换技术在光电领域具有重要应用前景，但响应波段少、发光效率低、响应速度慢等瓶颈，长期严重制约了该技术在光电器件中的发展。针对上述挑战，科研团队发展了一种基于机器学习指导的级联泵浦单光子上转换新策略，提出“乐高式光子堆叠”调控机制，将稀土离子的中间能态转化为虚拟基态，通过从该能态到目标能级的直接单光子泵浦，不仅成功实现了高效单光子上转换跃迁，而且重构了稀土上转换的新范式：发光强度提升3个数量级，响应波长拓展至2100 nm，响应时间缩短3个数量级。这一范式转变不仅为红外光子学注入了新活力，更为红外探测、气体传感、生物成像和光通信等领域开辟了全新可能。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、辽宁省和大连市科技项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-75688-0