稀土离子掺杂发光材料中的价态转化在超高密度信息光学存储和新型光电器件开发等方面有着非常诱人的应用前景。以光学存储为例，传统的光学存储将信息记录在反射介质的物理“坑点”上，利用探测光在记录介质表面反射光的强、弱来读取记录的信息，相应的信噪比较低。然而，基于稀土离子价态转化的光学信息存储具有其独特的优点：将信息记录在稀土离子的价态转化上，并利用新生价态离子发光有、无的来读取记录的信息，能获得非常高的信噪比。此外，传统的光学存储为平面结构，而利用稀土离子掺杂透明材料作为记录介质可以将信息存储为三维空间立体结构，从而极大地提高信息存储的密度。

最近，精密光谱科学与技术国家重点实验室张诗按研究员与邓联忠副教授合作研究表明，采用p相位调制的飞秒激光脉冲能对微晶玻璃中掺杂Sm³⁺离子到Sm²⁺离子的价态转化效率进行很好地调控；在相同的激光峰值强度下，采用合适的p相位调制能将三价离子到二价离子的价态转化效率提高约3.6倍。同时，提出了一个多光子吸收的理论模型很好地解释了实验所观测到的现象。相关研究成果发表在（Photonics Research , 6, 144 (2018)）上。该实验昭示了通过改变飞秒激光场的频率、幅度、相位或偏振等参数可以有效控制稀土离子价态转化动力学过程，从而进一步提高稀土离子价态转化效率，为后续的进一步研究和应用提供了良好的实验和理论基础。  

图 (a)实验装置示意图；(b) p相位飞秒激光场调制；(c)1+2共振三光子吸收能级模型图；(d)三光子吸收几率（实线）和新生二价离子发光强度（彩色实心圆）；(e)相同激光峰值功率下的新生二价离子发光强度（黑色方块对应TL脉冲，红色圆圈对应p相位调制在800nm处）。

Photonics Res. 6, 144 (2018).pdf