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作者:张佳欣 来源: 发布时间:2023/8/29 8:33:30
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新方法实现中红外光室温探测

 

科技日报北京8月28日电 (记者张佳欣)据28日《自然·光子学》杂志报道,英国伯明翰大学和剑桥大学的明升体育app家开发了一种使用量子系统在室温下探测中红外(MIR)光的新方法,他们使用分子发射器将低能量MIR光子转换为高能的可见光光子。这项创新方法能够帮助明升体育app家在单分子水平上进行光谱分析,这标志着明升体育app家在深入了解明升手机和生物分子的能力方面的重大进步。

研究人员解释说,维持分子中原子之间距离的键可像弹簧一样振动,同时这些振动会在非常高的频率下产生共振,它们可被人眼看不见的中红外区域光激发。室温下的键随机运动,因此,探测中红外光的一个主要挑战是避免这种热噪声。现代探测器依赖于能量密集型和体积庞大的冷却半导体器件,但此次研究提出了一种在室温下检测这种光的新方法。

新方法被称为中红外振动辅助发光(MIRVAL),它使用既能成为中红外光又能成为可见光的分子。该团队将分子发射器组装成一个非常小的等离子体腔,该腔在中红外光和可见光范围内都是共振的。他们进一步对其进行了改造,使分子的振动态和电子态能够相互作用,从而有效地将中红外光转换为增强的可见光。

通过创造微腔,研究人员实现了低于1立方纳米的极端光限制体积。微腔是一种由金属面上的单原子缺陷形成的极小的空腔,可捕获光线。这意味着该团队可将中红外光限制到单个分子的规模。

该突破能够加深明升体育app家对复杂系统的理解,并打开红外活性分子振动的大门,这在单分子水平上通常是无法获得的。除了纯粹的明升体育app研究外,MIRVAL还可在许多领域发挥作用,如实时气体传感、明升手机版诊断、天文测量和量子通信等。

 
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