在時間分辨率、測量靈敏度和準確性方面，熒光上轉換技術最終是競爭力的技術。該技術已被用于研究紫外、可見光和近紅外光譜區(qū)域，并已用于研究許多不同的現(xiàn)象，例如溶劑化動力學、分子內相干振動, 超快光異構化反應動力學，電荷轉移反應，DNA 核苷和核苷酸的熒光特性 ，球狀蛋白中多個位點的溶劑化反應，以及生物識別中的水動力學，凝聚態(tài)物質。

超快熒光上轉換光譜系統(tǒng)是結合飛秒激光光源構建的具有飛秒時間分辨尺度的瞬態(tài)熒光光譜和動力學的檢測系統(tǒng)。工作原理如右圖所示。首先將飛秒激光光源分束成兩束激光，一束激光用于激發(fā)樣品，產生的熒光經過收集后匯聚到線性晶體中與第二束飛秒激光（門控脈沖激光）產生和頻信號。兩束飛秒激光之間的延遲時間（delay time）由光學延遲線控制，在不同延時時間下的和頻信號反映了該時刻下的熒光強度，從而實現(xiàn)在飛秒尺度下的熒光衰減信號的采集。