近日，由广西民族大学高兴宇教授和华中科技大学科研团队合作的研究成果，Cascade upconversion: a strategy enabling four-photon lithography in weak light intensity（《级联上转换：弱光四光子上转换光刻新策略》）发表在Nature Communications上。

该研究提出了一种级联上转换策略(CUCPP)，通过结合两种高效的双光子上转换过程(激发态吸收上转换和三重态-三重态湮灭上转换)，实现了四光子光刻。研究采用高浓度Ho³⁺/Yb³⁺掺杂的上转换纳米颗粒(UCNPs)在980 nm连续激光激发下发射645 nm红光，随后通过三重态-三重态湮灭(TTA)系统将红光进一步上转换为紫外光(365 nm)，从而引发光聚合。

实验结果表明，该策略在10⁵ W/cm²的低激光强度下，成功实现了最小特征尺寸为290 nm的三维聚合物结构打印，分辨率较传统UCPP提升两个数量级。此外，级联上转换策略克服了UCNPs发光扩散的问题，同时保留了近红外光穿透深度高、材料损伤小的优势。

今后，级联上转换策略将应用于红外等长波长光化学（太阳能转换，光催化，红外光触发化学反应等），上转换高分辨率显微成像，生物3D打印，光学数据存储等领域。(初审：张玉贞 复审：荣子卿 终审：孙寿媚）

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61533-3?sessionid=111674545