2018年4月25日，超快光学实验室刘为为、陆培祥教授等在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)在线发表了题为《Cooperative Enhancement of Two-Photon-Absorption-Induced Photoluminescence from a 2D Perovskite-Microsphere Hybrid Dielectric Structure》的研究论文。在该工作中，他们创新性地提出了一种复合介电结构来增强微纳结构的非线性光学效率，并将其应用于超分辨显微成像。

非线性光学效应对于激光技术、超分辨显微成像等前沿光学技术的发展具有重要的作用。近期，二维材料由于其微小的尺寸、丰富的非线性光学特性而得到人们的广泛关注。然而，受限于较小的光与物质相互作用截面，二维材料的非线性光学效率并不高。尽管一些方案如表面等离激元、共振效应等已被用于增强二维材料的非线性光学效应，但这些方法存在可见光波段光学损耗大，制备工艺复杂等诸多不足之处，并不适合实际生产应用。

为了克服以上难题，超快光学团队提出一种简单有效、成本低廉的方案，他们利用介电微球/二维钙钛矿复合介电结构使得二维钙钛矿的双光子荧光增强了2个数量级。进一步，他们巧妙结合复合介电结构各个组件的光学功能，实现了基于双光子荧光的超分辨显微成像，并且使得所需的激光功率降低了2-3个数量级。这一研究成果表明复合介电结构在纳米光学领域具有重要的应用前景，为实现低成本、高性能的非线性光学功能器件提供了新思路。该研究得到了973项目(2014CB921301)、国家自然科学基金(11204097，11674117)以及教育部博士点专项基金(20130142110078)的资助。

图：利用介电微球/二维钙钛矿复合介电结构增强双光子荧光并实现超分辨显微成像。