探测超出我们眼睛可见红色范围的光是很难做到的，因为与室温下的环境热量相比，红外光携带的能量非常少。这会遮挡红外光，除非专门的探测器被冷却到非常低的温度，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，展示了如何将其转换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，使用单层分子来吸收其振动化学键内的中红外光。这些摇动的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检测到。

很难检测到超出我们眼睛可见红色范围的光，因为与室温下的环境热量相比，红外光携带的能量非常少。这会遮挡红外光，除非专门的探测器被冷却到非常低的温度，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，展示了如何将其转换为易于检测的可见光。（图片：NanoPhotonics Cambridge/Ermanno Miele、Jeremy Baumberg）

发表在《科学》杂志上的结果（“用双波长混合纳米天线通过分子频率上转换检测中红外光”）开辟了新的低成本方法来感知污染物、跟踪癌症、检查气体混合物和远程感知外宇宙。

研究人员面临的挑战是确保振动分子足够快地遇到可见光。第一作者、剑桥卡文迪许实验室的安吉洛斯·Xomalis 说，这意味着我们必须将光紧紧地捕获在分子周围，将其挤压到被金包围的缝隙中。

研究人员设计了一种将单分子层夹在镜子和小块金之间的方法，只有使用“超材料”才能实现，这种材料可以将光扭曲并挤压成比人类头发小十亿倍的体积。

同时捕获这些不同颜色的光很困难，但我们想找到一种既不昂贵又可以轻松生产实用设备的方法。共同作者、卡文迪什实验室的 Rohit Chikkaraddy 博士说，他设计了基于他对这些积木中的光进行模拟的实验。

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，这就像聆听缓慢荡漾的地震波，通过将它们与小提琴弦碰撞以获得易于听到的高音哨子，并且不会弄坏小提琴。

研究人员强调，虽然现在还为时尚早，但有很多方法可以优化这些廉价分子检测器的性能，然后可以在这个光谱窗口中获取丰富的信息。

从对银河结构的天文观测到感知人体荷尔蒙或侵袭性癌症的早期迹象，许多技术都可以从这种新的探测器进步中受益。

该研究由剑桥大学、鲁汶大学、伦敦大学学院 (UCL)、法拉第研究所和瓦伦西亚理工大学的一个团队进行。