洛桑联邦理工学院
凹槽内纳米粒子等离子体腔的艺术视图
分子覆盖在金膜上，夹在凹槽和150纳米大纳米粒子之间
感兴趣的红外信号来自衬底下方，而为上转换提供能量的泵浦激光器来自顶部
两者都被空腔聚焦到分子上，并与它们的内部振动相互作用，产生可见频率的红外信号的上变频副本(亮点)
信用:尼古拉斯·安蒂列 光是一种电磁波:它由通过空间传播的振荡电场和磁场组成
每一种波都以其频率为特征，频率是指每秒钟振荡的次数，单位是赫兹
我们的眼睛可以探测到400到750万亿赫兹(或太赫兹)之间的频率，这些频率定义了可见光谱
手机摄像头中的光传感器可以检测低至300 THz的频率，而用于通过光纤连接互联网的检测器对200 THz左右的频率很敏感
在较低的频率下，光传输的能量不足以触发我们眼睛和许多其他传感器中的光感受器，这是一个问题，因为在低于100太赫兹(中远红外光谱)的频率下有丰富的信息可用
例如，表面温度为20°C的物体会发出高达10 THz的红外光，这可以通过热成像“看到”
此外，化学和生物物质在中红外具有明显的吸收带，这意味着我们可以通过红外光谱远程无损地识别它们，这有无数的应用
把红外线变成可见光 EPFL、武汉理工大学、巴伦西亚理工大学和荷兰AMOLF的科学家们现在已经开发出一种通过将红外光的频率改变为可见光频率来检测红外光的新方法
该设备可以将普通可用的高灵敏度可见光探测器的“视野”扩展到远红外线
这一突破发表在《科学》杂志上
变频不是一件容易的事情
由于能量守恒定律，光的频率是一个基础，不能通过在表面反射光或使其穿过材料而轻易改变
研究人员通过在红外光中加入一种介质:微小的振动分子来解决这个问题
红外光被导向分子，在那里它被转换成振动能量
同时，更高频率的激光束照射在相同的分子上，提供额外的能量，并将振动转化为可见光
为了促进转化过程，分子被夹在金属纳米结构之间，通过将红外光和激光能量集中在分子上，金属纳米结构充当光学天线
新光 领导这项研究的EPFL基础科学学院的克里斯托夫·加兰德教授说:“这种新设备有许多吸引人的特点。”
“首先，转换过程是连贯的，这意味着原始红外光中存在的所有信息都被忠实地映射到新产生的可见光上
它允许使用标准探测器进行高分辨率红外光谱分析，就像手机摄像头中的探测器一样
第二，每个器件的长度和宽度约为几微米，这意味着它可以集成到大型像素阵列中
最后，该方法是高度通用的，并且可以通过简单地选择具有不同振动模式的分子来适应不同的频率
" “然而，到目前为止，该设备的光转换效率仍然非常低，”博士警告说
这部作品的第一作者陈文
“我们现在正集中精力进一步改善它
“这是走向商业应用的关键一步
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