研究人員創造出可以看到不可見紅外光的低成本傳感器

據悉，研究人員應通過將光困在黃金的微小縫隙中哄騙分子將不可見的紅外線轉化為可見光，這創造了新的低成本的傳感探測器。 檢測我們眼睛可見的紅色範圍以外的光是很難做到的，因為跟室温下的環境熱量相比，紅外光攜帶的能量非常小。這掩蓋了紅外光，除非專門的探測器被冷卻到非常低的温度，但這既昂貴又耗能。

現在，由劍橋大學領導的研究小組展示了檢測紅外光的新概念，其顯示瞭如何將其轉化為易於檢測的可見光。

在跟來自英國、西班牙和比利時的同事的合作下，該團隊利用單層分子吸收其振動的化學鍵內的中紅外光。這些振動的分子可以將它們的能量捐獻給它們遇到的可見光，進而將其 向上轉化為更接近光譜藍色端的發射，然後可以被現代可見光相機檢測到。

《科學》報道的這一結果為感知污染物、追蹤癌症、檢查氣體混合物和遠程感知外部宇宙開闢了新的低成本途徑。

研究人員面臨的挑戰是確保顫動的分子足夠快地遇到可見光。來自劍橋大學卡文迪什實驗室的論文第一作者Angelos Xomalis指出：“這意味着我們必須通過將其擠壓到由黃金包圍的縫隙中將光真正緊緊地困在分子周圍。”

據瞭解，研究人員設計了一種將單分子層夾在鏡子和小塊黃金之間的方法，這個則只有“超材料”才能做到這一點，它能將光扭曲並擠壓到比人類頭髮小十億倍的體積中。

“與此同時捕獲這些不同顏色的光是很難的，但我們想找到一種不昂貴的方法，並且可以很容易地生產出實用的設備，”來自卡文迪什實驗室的論文共同作者Rohit Chikkaraddy博士表示。他根據他對這些構件中的光的模擬設計了這些實驗。

領導這項研究的劍橋大學卡文迪什實驗室納米光子學中心的Jeremy Baumberg教授指出：“這就像聆聽緩慢的地震波，通過跟小提琴絃的碰撞來獲得容易聽到的高聲嘯叫且不會弄壞小提琴。”

研究人員強調，雖然現在還處於早期階段，但有很多方法可以優化這些廉價的分子探測器的性能，然後可以在光譜的這個窗口獲得豐富的信息。

從星系結構的天文觀測到感知人類激素或入侵性癌症的早期跡象，許多技術都可以從這種新探測器的進步中受益。