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Secondo la legge di Stokes, i materiali possono essere eccitati solo da luce ad alta energia ed emettere luce a bassa energia.In altre parole, i materiali possono emettere luce a lunga lunghezza d’onda e a bassa frequenza quando eccitati dalla lunghezza d’onda corta e dalla luce ad alta frequenza.
Al contrario, la luminescenza di conversione si riferisce al materiale che è eccitato dalla luce a bassa energia ed emette luce ad alta energia.In altre parole, il materiale emette luce con lunghezza d'onda corta e alta frequenza quando eccitato da luce con lunghezza d'onda lunga e bassa frequenza.
Fino ad ora, la luminescenza di conversione si è verificata in composti drogati con ioni di terre rare, principalmente fluoruro, ossido, composti di zolfo, ossidi di fluoro, alogenuri, ecc.
NaYF4 è il materiale del substrato con la massima efficienza di luminescenza di conversione verso l'alto.Ad esempio, quando NaYF4: Er, Yb, cioè itterbio ed erbio sonodoppiamente drogato,Er agisce come attivatore e Yb come sensibilizzante.