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变色放大镜能清晰地看到红外光

物理学 2022-09-25 23:59:07

剑桥大学 由剑桥大学领导的研究人员展示了一种检测红外光的新概念,展示了如何将红外光转化为易于检测的可见光

学分:纳米光子剑桥/埃尔曼诺·米尔,杰里米·鲍姆伯格 检测我们眼睛可见红光范围以外的光很难,因为与室温下的环境热量相比,红外光携带的能量很少

除非专门的探测器被冷却到非常低的温度,否则这将遮蔽红外光,这既昂贵又耗能

现在,由剑桥大学领导的研究人员展示了一种检测红外光的新概念,展示了如何将红外光转化为易于检测的可见光

该团队与来自英国、西班牙和比利时的同事合作,利用单层分子吸收振动化学键中的中红外光

这些振动分子可以将它们的能量贡献给它们遇到的可见光,将其“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探测到

发表在《科学》杂志上的研究结果,开辟了新的低成本方法来感知污染物、追踪癌症、检查气体混合物以及远程感知外部宇宙

研究人员面临的挑战是确保颤抖的分子足够快地遇到可见光

来自剑桥卡文迪什实验室的第一作者安吉洛斯·索马利斯说:“这意味着我们必须把光紧紧地束缚在分子周围,把它挤压到被黄金包围的缝隙中。”

研究人员设计了一种方法,将单分子层夹在镜子和小块黄金之间,这只有通过“超材料”才能实现,这种“超材料”能将光线扭曲并挤压成比人类头发小十亿倍的体积

合著者Dr

卡文迪什实验室的罗希特·奇卡拉迪,他根据对这些积木中的光的模拟设计了这些实验

领导这项研究的剑桥卡文迪什实验室纳米光子学中心的杰里米·鲍姆伯格教授说:“这就像是在听缓慢波动的地震波,通过与小提琴弦碰撞来获得一个容易听到的高音哨子,而且不会破坏小提琴。”

研究人员强调,虽然现在还为时过早,但有许多方法可以优化这些廉价分子检测器的性能,从而可以在光谱的这个窗口中获取丰富的信息

从银河结构的天文观测到人类荷尔蒙的感应或入侵癌症的早期迹象,许多技术都可以从这一新的探测器进展中受益

这项研究是由剑桥大学、库·鲁汶大学、伦敦大学学院(UCL)、法拉第研究所和巴黎大学的团队进行的

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