多光子过程

一个光子被吸收，就有一个电子从低能级跃迁到高能级；经过一系列过程，又以一个光子的形式发射出来。由于存在无辐射过程，激发光子不能百分之百地转换成发光光子，因此单光子过程的量子效率一般小于100%。

多光子过程则不同。例如 Pr3+离子被激发到高能态1So后,并不立即返回基态3H6，而是跃迁到3P2态,发射一个400nm的光子,然后又从3P2态无辐射地弛豫到3Po态，再从3Po跃迁到3P6，发射出607nm的另一个光子。这样一个激发光子变成两个发光光子,量子效率就大于1(图1)。另外也有两个激发光子变成一个发光光子的例子，这就是“上转换”发光──用红外线激发，得到可见光。这里举两个例子：①在NaYF4:Er，Yb这类材料中。一个Yb3+离子吸收了红外线的能量,传给Er3+离子,使它被激发到中间态4I11/2,另一个Yb3+离子又将所吸收的同样大小的能量传给这个处于激发态的Er3+离子,使它激发到更高的能级。在损失一小部分能量 (4F7/2→4S7/2)给点阵以后,这个Er3+离子跃迁回到基态(4S7/2→4I15/2),发出绿光或红光(图2)。②在YbPO4中只有一个吸收红外线的能级,但却能发出蓝绿光（497nm），虽然并没有与497nm相应的真实能级。这是由于两个受激发的Yb3+离子“合作”,把所吸收的能量叠加在一起而发出可见光（图3）。除去这类“合作发光”过程之外，还有“组合激发”或“组合发光”,也是多光子的过程。例如中心A由激发态回到基态，中心B则由基态跃迁到激发态。B所需的能量由A的跃迁释出能量的一部分供给,剩下的“差额”仍由A以光子形式发射出来（图4）。多光子过程还有很多其他情况，这里不一一例举。