物理科技生物学-PHYICA

照亮红外探测之snis138路

物理学 2022-04-08 23:59:05

作者菲利普·罗利,洛桑联邦理工学院 信用:P

罗埃利(EPFL) EPFL物理学家提出了一种新的方法来探测具有卓越灵敏度的红外辐射,允许探测低至单个光量子的信号

当使用我们的网络摄像头或手机摄像头时,我们体验到了过去几十年为电磁波谱的可见区域开发的廉价而紧凑的传感器的巨大功能

相反,检测人眼不可见的低频辐射(如中远红外辐射)需要复杂而昂贵的设备

缺乏紧凑的技术阻碍了广泛使用传感器来识别分子和对我们身体自然发出的热辐射成像

因此,这一领域的新概念突破可能会对我们的日常生活产生巨大影响

目前最流行的探测中远红外辐射的技术是测辐射热计,它由测量辐射吸收产生的热量的小型温度计阵列组成

它们有许多局限性,特别是反应慢,不能探测到微弱的辐射

由克里斯托夫·加兰德和托拜厄斯·基彭伯格领导的EPFL团队提出的新方法遵循一条完全不同的路线:首先将可见辐射转化为可见光,然后用现有技术对其进行探测

新概念的核心是混合金属分子纳米结构

这种金属被定制成将红外辐射聚焦在分子上,从而使分子产生振动

接下来,振动分子的能量再次转换成辐射,但这次是在可见区域的更高频率上

与迭戈·马丁-卡诺(德国埃尔兰根马克斯·普朗克光研究所)合作设计的混合纳米结构允许高转换效率,同时将器件尺寸减小到明显小于红外光波长的尺寸

该研究的主要作者菲利普·罗埃利(Philippe Roelli)强调,在他们的方案所设想的各种概念进展中,最有趣的方面涉及其潜在的灵敏度:“在转换过程中分子振动所增加的低水平噪声使得在室温下能够检测到极其微弱的信号

借助先进的设备,我们预计将实现量子受限转换,并有独特的机会来解析单量子红外光的信号

" EPFL的研究将激发未来在表面科学、纳米技术和量子光学之间的工作,以促进红外传感和成像应用新设备的开发

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