新疆大学黄岭教授与中国民航大学韩迎东博士合作梳理了上转换发光时域响应（Temporal Response, TR），尤其是荧光寿命调控及机理的研究进展，并总结了当前上转换荧光寿命研究取得的成绩与所面临的挑战。

镧系掺杂材料具有独特的上转换发光（Upconversion Luminescence, UCL）特性，在光学存储、显示、非接触式探测和生物医学诊疗等领域具有广阔应用前景。光谱作为UCL最典型的维度之一，具有易调节和检测的优点，已经得到广泛关注和研究。最近，UCL的另一个光学维度，即时域响应行为（尤其是荧光寿命），由于其与光谱相比更丰富的信息通道以及良好的稳定性而引起了越来越多的关注。UCL寿命不仅被用作揭示能量传递途径的重要工具，而且越来越多地被功能化以实现信息编码/存储、光复用和时间分辨成像等。

与此同时，纳米材料合成技术的发展更加丰富了能量传递途径的调控，从而使得许多新的UCL特征被揭示。显然，这些机制与在块体材料中观察到的有所不同，特别是TR行为非常有可能直接描述上转换过程中的电子运动特征。鉴于此，我们回顾了UCL激发（上升）和去激发（衰减）动力学的研究进展、它们与寿命的关系以及寿命分析与调制，旨在吸引更多研究人员对激活离子的动态行为的研究。

在外部光源激发下，发光物质将经历输入能量吸收、能量交换和辐射电子跃迁/发射中心复合等过程，最终发出特定波长的光。从发光的时间依赖动力学角度来看，随着激发的进行，发射强度逐渐增加（上升沿）到极值或稳定状态，然后在切断激发源后逐渐降低到0（下降沿），这形成了一条TR曲线。研究人员发现，UCL的上升沿和下降沿之间存在着内在关联，在改变激发条件的情况下，上升沿和下降沿曲线会对应变化，即同一材料的衰减速率是可调节的。实验结果表明在同一材料体系内（比如NaLuF₄:Yb/Er），红光的寿命可以被调节至比绿光短，也可以被调至比绿光长，这实际上是通过简单的操纵激发光（脉宽、功率密度等）来调控材料内部无数发光离子不同时域响应的激发与发射动力学而实现的。因此荧光激发与衰减行为应该被理解为全体离子共同作用下的荧光输出的统计行为，而不是单一离子某能级的荧光寿命。

UCL荧光寿命可以用多种方法进行调控。其一，改变发光离子所处环境，例如改变晶格结构、压力、温度、电场等。其二，固定材料的荧光寿命可以通过调控激发波长、激发时间、功率密度等调控。研究人员利用不同发光离子或者同种发光离子不同发射峰的发光寿命实现了发光光谱动态调控。

文章最后指出，尽管UCL荧光寿命的研究取得了一些新的进展，但仍面临一些关键的挑战。例如，合理的荧光寿命计算方法，特别是其物理机制还没有明确；用于解释时域响应的理论模型的研究不足等。