科学家展示检测红外光的新概念 显示如何将其转化为易于检测的可见光

发表于 3年以前  | 总阅读数:822 次

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在与来自英国、西班牙和比利时的研究人员的合作下,该团队利用单层分子在其振动的化学键内吸收中红外光。这些振动的分子可以将它们的能量“捐献”给它们遇到的可见光,将其"向上转换"为更接近光谱蓝色端的发射,然后可以被现代可见光相机检测到。

《科学》杂志报道的这一结果为感知污染物、追踪癌症、检查气体混合物和远程感知外部宇宙开辟了新的低成本途径。

研究人员面临的挑战是确保颤动的分子足够快地遇到可见光。来自剑桥大学卡文迪什实验室的第一作者Angelos Xomalis说:“这意味着我们必须将光真正紧紧地困在分子周围,将其挤压到由黄金包围的缝隙中。”

研究人员设计了一种将单分子层夹在镜子和小块黄金之间的方法,只有"超材料"才能做到这一点,它能将光扭曲并挤压到比只有人类头发十亿分之一的体积中。

“同时捕获这些不同颜色的光是很难的,但我们想找到一种不昂贵的方法,并且可以很容易地生产出实用的设备,”来自卡文迪许实验室的共同作者Rohit Chikkaraddy博士说,他根据他对这些构件中的光的模拟设计了这些实验。

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领导这项研究的剑桥大学卡文迪许实验室纳米光子学中心的Jeremy Baumberg教授说:“这就像聆听缓慢的地震波,通过与小提琴弦的碰撞来获得容易听到的高音,而且不会弄坏小提琴。”

研究人员强调,虽然现在还处于早期阶段,但有很多方法可以优化这些廉价的分子探测器的性能,然后可以在光谱的这个窗口获得丰富的信息。从星系结构的天文观测到感知人类激素或入侵性癌症的早期迹象,许多技术都可以从这种新的探测器的进步中受益。

这项研究由来自剑桥大学、鲁汶大学、伦敦大学学院(UCL)、法拉第研究所和瓦伦西亚理工大学的科学家们组成的一个团队进行。

这项研究是英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)对剑桥纳米光子学中心投资的一部分,也是欧洲研究委员会(ERC)、剑桥大学三一学院和鲁汶大学的资助。

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