مطالعه عددي تبديل بالاي فركانسي تقويت شده با پلاسمون در نانو بلورهاي بالا تبديلي به كمك معادلات آهنگ

در اين مقاله، به مطالعه عددي تقويت پلاسموني فرايند تبديل بالاي فركانسي در نانو بلورهاي آلاييده با يون هاي لانتانيدي كه در مجاورت نانو فلزات پلاسمونيكي قرار دارند پرداخته مي شود. ابتدا، از طريق يك رهيافت پديده شناختي، معادلات آهنگ حاكم بر جمعيت ترازهاي دست اندر كار فرايند تبديل بالا در نانو بلور 4NaYF آلاييده با يون هاي لانتانيدي 3+^Yb و 3+^Er (كه به طور گسترده در مطالعه فرايند تبديل بالاي فركانسي استفاده مي گردد) طراحي مي شود. حل عددي اين معادلات، كه شامل سطح مقطع جذب، ضرايب واهلش تابشي و غير تابشي و ضرايب انتقال انرژي هستند، در حضور و عدم حضور همسايه پلاسمونيكي به كمك يك برنامه رايانه اي در وضعيت هاي گذرا و پايا به دست مي آيد. نتايج محاسبات نشان مي دهند كه اگر همه ضرايب فوق در حضور ذره پلاسمونيكي با يك نسبت افزايش يابند آنگاه بدون آنكه تغييري در مقدار جمعيت هاي نهايي ايجاد شود سرعت رسيدن به حالت پايا و شدت لومينانس تبديل بالا به همان نسبت بيشتر مي شود. در ادامه، ضريب تغيير لومينانس نور قرمز (با طول موج nm 656) و نور سبز (با طول موج nm 542) در بازه وسيعي از نسبت افزايش ضرايب واهلش و ضرايب انتقال انرژي (با فرض يك نسبت ثابت براي افزايش سطح مقطع جذب) در دمش هاي ضعيف و قوي به دست مي آيد. شبيه سازي نشان مي دهد كه براي دمش هاي ضعيف تنها در نواحي خاصي از مقادير نسبت افزايش ضرايب، امكان تقويت لومينانس وجود دارد و مابقي نواحي تضعيف آنرا در پي خواهد داشت ولي در دمش هاي قوي هميشه تقويت وجود دارد.