Свет — состоит из колебаний электрических и магнитных полей, движущихся сквозь пространство. Каждая волна характеризуется частотой, то есть числом колебаний в секунду, которое измеряется в герцах. Глаз человека может различать частоты от 400 до 750 ТГц. Световые датчики в смартфонах видят свет до 300 ТГц, а детекторы в оптических кабелях — до 200 ТГц. Но чем ниже частота, тем сложнее фоторецепторам глаза или сенсорам видеть свет, хотя в среднем и дальнем инфракрасном спектре есть масса полезной для медицины, биологии или химии информации.
Конверсия частот — непростая задача. Частота света — это фундаментальная характеристика, которая опирается на закон сохранения энергии. Международная команда ученых смогла обойти его, добавив энергию к инфракрасному свету при помощи медиатора: крошечной вибрирующей молекулы. Инфракрасный свет направляется к ней и преобразуется в колебательную энергию. Одновременно лазерный луч более высокой частоты сталкивается с молекулой, выделяя дополнительную энергию и превращая вибрацию в видимый свет.
Для того чтобы усилить процесс конверсии, молекулы поместили между металлическими наноструктурами, которые действуют как оптические антенны. Они концентрируют на молекулах инфракрасный свет и энергию лазеров, пишет Phys.org.
«Новое устройство имеет ряд привлекательных свойств, — заявил профессор Кристоф Галлан из Федеральной политехнической школы Лозанны. — Во-первых, процесс конверсии когерентный, то есть вся информация, представленная в оригинальном инфракрасном свете, точно передается в созданном видимом свете. Это позволяет выполнять ИК-спектроскопию в высоком разрешении при помощи стандартных детекторов наподобие тех, которые есть в камерах смартфонов. Во-вторых, каждое устройство в длину и ширину всего несколько микрометров, то есть его можно вставить в крупные массивы пикселей. Наконец, этот метод крайне многогранный, и его можно адаптировать к различным частотам, просто выбирая молекулы с различными колебательными модами».
Пока, подчеркивают исследователи, эффективность конверсии света еще очень низкая, но они намерены повысить ее, чтобы начать коммерциализацию технологии.
Физики из Австрии и Нидерландов открыли способ управления волнами света. Они «научили» его проходить сквозь неупорядоченные объекты — облака или кристаллы — так, как будто препятствия вовсе нет.
