Els físics proposen una nova manera de detectar la radiació infraroja
Recentment, els físics de l'Institut Federal de Tecnologia de Lausana (EPFL) han proposat un nou mètode per detectar la radiació infraroja, que és altament sensible i fins i tot pot detectar senyals d'un sol fotó. Es va analitzar detalladament una solució a nanoescala basada en una plataforma d'optomecànica molecular per convertir fotons de terahertz i infraroig mitjà (MIR) a la banda d'infrarojos propers (VIS-NIR) i afegir-hi soroll mitjançant un model quàntic complet i l'eficiència de conversió. . La investigació titulada "Plataforma molecular per a la conversió de freqüència a nivell d'un sol fotó" es va publicar a physics.optics, i l'adreça del document és: https://arxiv.org/abs/1910.11395v1.
Quan utilitzem càmeres web o càmeres de telèfons mòbils, experimentem el poder dels sensors barats i compactes desenvolupats durant les últimes dècades per a la regió visible de l'espectre electromagnètic. En canvi, la detecció de radiació de baixa freqüència que és invisible a simple vista, com la radiació d'infrarojos mitjà i llunyà, requereix un equipament complex i car. Els sensors per al reconeixement molecular i la imatge de la radiació tèrmica emesa naturalment pel cos humà encara no estan àmpliament disponibles a causa de la manca de tecnologia compacta. Per tant, els nous avenços conceptuals en aquest àmbit podrien tenir un gran impacte en la nostra vida quotidiana. La detecció directa de fotons únics amb longituds d'ona superiors a 2 micròmetres en condicions ambientals encara és un repte tècnic seriós.
Actualment, la tècnica més popular per detectar la radiació infraroja mitjana a llunyana és el microbolòmetre, que consisteix en una sèrie de petits termòmetres que mesuren la calor generada per la radiació absorbida. Aquests detectors tenen una sèrie de limitacions, en particular els temps de resposta lents i la incapacitat per detectar senyals de radiació febles.
L'equip de l'EPFL liderat per Christophe Galland i Tobias Kippenberg ha proposat un nou mètode de detecció que segueix un camí completament diferent: primer convertir la radiació invisible en llum visible i després detectar-la amb les tecnologies existents. Al cor d'aquest nou concepte hi ha les nanoestructures híbrides metall-moleculars. El metall es modifica per enfocar la radiació infraroja a les molècules, fent-les vibrar. L'energia de les molècules en vibració es torna llavors a convertir en radiació, però aquesta vegada com a llum visible. Aquesta nanoestructura híbrida, dissenyada en col·laboració amb Diego Martin-Cano (Max Planck Institute for Light, Erlangen, Alemanya), aconsegueix altes eficiències de conversió alhora que redueix els dispositius a mides molt més petites que la longitud d'ona de la llum infraroja.
