L’ up-conversion della fluorescenza è simile alla tecnica della fotoluminescenza, ma utilizza un impulso ottico invece di un fotorivelatore e strumenti elettronici, per misurare il tempo di ritardo del fotone emesso. Combinando in un cristallo BBO, il fotone emesso con un impulso di 800 nm, e misurando la luce generata come loro somma, è possibile misurare la fotoluminescenza con una risoluzione temporale di 50 fs. Lo strumento è equipaggiato anche con un fotomoltiplicatore che permette misure di tipo Time-Correlated Single-Photon Counting (TCSPC).
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