Eðlisfræðingar leggja til nýja leið til að greina innrauða geislun
Nýlega hafa eðlisfræðingar við Alríkistækniháskólann í Lausanne (EPFL) lagt til nýja aðferð til að greina innrauða geislun, sem er mjög næm og getur jafnvel greint ein ljóseind. Nanóskalalausn byggð á sameindaoptomechanics vettvangi til að umbreyta terahertz og miðinnrauða (MIR) ljóseindum í sýnilegt-nálægt-innrauða (VIS-NIR) bandið og bæta hávaða við þær með því að nota fullt skammtalíkan og umbreytingarskilvirkni var greind í smáatriðum . Rannsóknin sem ber titilinn "Molecular platform for frequency upconversion at the single-photon level" var birt í physics.optics og heimilisfang ritgerðarinnar er: https://arxiv.org/abs/1910.11395v1.
Þegar við notum vefmyndavélar eða farsímamyndavélar upplifum við kraftinn í ódýrum, þéttum skynjurum sem þróaðir hafa verið á undanförnum áratugum fyrir sýnilega svæði rafsegulrófsins. Aftur á móti þarf flókinn og dýran búnað til að greina lágtíðni geislun sem er ósýnileg berum augum, svo sem mið- og langt innrauð geislun. Skynjarar fyrir sameindagreiningu og myndgreiningu á varmageislun sem mannslíkaminn gefur frá sér náttúrulega eru ekki almennt fáanlegir enn sem komið er vegna skorts á þéttri tækni. Þess vegna gætu nýjar hugmyndafræðilegar byltingar á þessu sviði haft mikil áhrif á daglegt líf okkar. Bein uppgötvun stakra ljóseinda með bylgjulengd stærri en 2 míkrómetra við umhverfisaðstæður er enn alvarleg tæknileg áskorun.
Eins og er er vinsælasta aðferðin til að greina innrauða geislun í miðju til langt er örbólometer, sem samanstendur af fjölda lítilla hitamæla sem mæla hita sem myndast af frásoginni geislun. Slíkir skynjarar hafa ýmsar takmarkanir, einkum hægan viðbragðstíma og vanhæfni til að greina dauf geislunarmerki.
EPFL teymið undir forystu Christophe Galland og Tobias Kippenberg hefur lagt til nýja greiningaraðferð sem fer allt aðra leið: fyrst umbreyta ósýnilegu geisluninni í sýnilegt ljós og greina hana síðan með núverandi tækni. Kjarninn í þessari nýju hugmynd er blendingur málm-sameinda nanóbyggingar. Málminum er breytt til að einbeita innrauðri geislun að sameindunum, sem veldur því að þær titra. Orku titrandi sameindanna er síðan breytt í geislun aftur, en í þetta sinn sem sýnilegt ljós. Þessi blendingur nanóbygging, sem er hönnuð í samvinnu við Diego Martin-Cano (Max Planck Institute for Light, Erlangen, Þýskalandi), nær mikilli umbreytingarskilvirkni á sama tíma og tækin minnka í stærðir sem eru mun minni en bylgjulengd innrauðs ljóss.
